Przystanek nauka - portal Uniwesytetu Śląskiego w Katowicach

Jednym z kluczowych zagadnień współczesnej nauki o Ziemi jest tektonika płyt. Wedle tej dominującej współcześnie teorii, większość wielkoskalowych zjawisk na powierzchni Ziemi (zwanej litosferą), takich jak przemieszczanie się kontynentów, powstawanie gór czy aktywność wulkaniczna, jest spowodowana właśnie przemieszczaniem się i wzajemnym oddziaływaniem na siebie płyt tektonicznych. Płyty tektoniczne to fragmenty litosfery, obejmujące często całe kontynenty, sztywne na powierzchni, ale na pewnej głębokości bardziej plastyczne i ruchome. Kiedy płyty rozchodzą się, kontynenty oddalają się od siebie – jak współcześnie płyta północnoamerykańska i płyta euroazjatycka – a pomiędzy nimi powstawać mogą rowy oceaniczne. Kiedy płyty zderzają się ze sobą – na wzór płyty euroazjatyckiej i płyty indyjskiej – siła nacisku wypycha góry. Wszystko oczywiście dzieje się w skali milionów lat i nie jest możliwe do obserwowania „na bieżąco”.

Tektoniki płyt nie zaobserwowano jak dotąd na żadnym innym świecie w naszym Układzie Słonecznym. Obserwacje Marsa i Wenus świadczą o tym, że być może podobne zjawiska miały tam miejsce w przeszłości, ale nie jest to jednoznaczna poszlaka. Być może najbliżej podobnego zjawiska jest Europa, księżyc Jowisza, z jego lodową skorupą.

Potencjalna aktywność płyt tektonicznych na Europie została najdokładniej jak dotąd opisana przez amerykańskich badaczy z kilku uczelni, współpracujących z prof. Geoffreyem Collinsem, geologiem z Wydziału Fizyki i Astronomii Weatons College. W oparciu o zdjęcia Europy dostarczone przez sondę kosmiczną Galileo oraz stworzoną dzięki temu globalną mapę tego księżyca, naukowcy opracowali znacznie bardziej precyzyjny niż dotychczas podział wierzchniej warstwy Europy i zaproponowali dokładniejsze rozwiązania geometryczne w jej opisie.

Zespół oznaczył potencjalne płyty tektoniczne, identyfikując regiony geograficznie spójne i ciągłe, rozgraniczone powierzchniowymi nieciągłościami. Po tym jak zidentyfikowali granice, podjęli się także wnioskowania na ich podstawie o sekwencji zmian w czasie i tego, czy dane płyty mogą nachodzić na siebie, czy rozchodzić się. Po tym etapie ustaleń opracowali hipotetyczne ścieżki przemieszczania się płyt i ich zderzeń z sąsiednimi płytami.

Opracowany model badacze skierowali do analizy trzech regionów Europy, które wydawały się najbardziej obiecujące jako potencjalne płyty aktywne tektonicznie w przeszłości. W toku badań okazało się, że aby model sprawdził się, duże obszary uznawane dotąd za samodzielne płyty, należałoby jeszcze podzielić w mniej oczywisty sposób. Spostrzeżenie tego pozwala wyjaśnić, dlaczego naukowcy, opierając się dotąd na przestarzałych modelach, nie byli w stanie skutecznie opisać tektoniki Europy.

Cechy geologiczne projektowanej tektoniki wyraźnie odróżniają ją od tej, która działa na Ziemi. Geolodzy opisując koncepcję tektoniki płyt podkreślają tę wyjątkowość. Taki podział litosfery, z jakim mamy do czynienia na Ziemi, nie jest czymś typowym i oczekiwanym od każdej planety, a określonym etapie jej rozwoju.  

Badania: Geoffrey C. Collins et al, Episodic Plate Tectonics on Europa: Evidence for Widespread Patches of Mobile‐Lid Behavior in the Antijovian Hemisphere, Journal of Geophysical Research: Planets (2022). DOI: 10.1029/2022JE007492

Opracowano na podstawie artykułu Europa's plate tectonic activity is unlike Earth's opublikowanego na portalu Phys.org