Lurraren Egitura eta Plaken Tektonika: Gida Osoa

1. Lurra aztertzeko metodoak

1.1. Zuzeneko azterketa-metodoak

Zuzeneko metodoen oinarria in situ edo lekuan bertan behaketak egitea da, eta harri, mineral, sedimentu edo fosilen laginak hartzea eta laborategian analizatzea.

Lekuan bertan behaketak egitea

Lekuan bertan behatzen den gauzetako bat azaleratuta dauden arroken kanpoko ezaugarriak dira (esate baterako, kolorea, testura eta egitura). Arroka horiek beste arrokekiko zer erlazio duten ere behatzen da, eta, baita ere, zer meteorizazio-maila duten eta arroka horietan zer estratuk, tolesturak, failak eta abarrek duten eragina. Horrela, ikertzaileek ondoriozta dezakete zer jatorri duten eta zer prozesu geologiko jasan dituzten. Behaketak egiteko erabiltzen den tresnetako bat iparrorratz geologikoa da; halakoek klinometroa ere izaten dute.

Laginak laborategian analizatzea

Laginak lurgainetik edo zundaketak eginez lurpetik hartu daitezke. Zundaketak lurrean egindako zuloak dira, eta hainbat datu lortzeko balio dute: sakonera jakin batean nolako materialak dauden, zer tenperatura duten, nola kokatuta dauden eta gehienez 13 km-ko sakonerara iristen dira; lortzen den informazioak mapa geologikoak egiteko balio du.

Laginak hartu ostean, laborategian analizatzen dira, sailkatzeko eta datatzeko. Arroken testura eta konposizio mineralogikoa zehazteko, mikroskopio petrografikoa erabili daiteke; analisi-metodo fisikoak eta kimikoak ere erabili daitezke materialen gogortasuna, eroankortasuna, kristal-egitura edo konposizio kimikoa ezagutzeko.

Estazio meteorologikoetan aldagai atmosferikoak neurtzea

Estazio meteorologikoetan hainbat aldagai atmosferiko neurtzen dira, eta horiek klima aztertzeko eta iragarpen meteorologikoak egiteko erabiltzen dira, aldagai horiek prozesu meteorologikoak sartzen dituzten modelo atmosferikoen bidez.

1.2. Teknologia berriak

Gaur egungo teknologia berri nagusiak teledetekzioa, GPSak eta GISak dira.

Teledetekzioa

Teledetekzioa, edo urruneko detekzioa, Lurraren gainazaleko eremu edo objektu bati buruzko informazioa urrutitik jasotzea da. Horretarako, satelite edo aireontzietan oso urrun jarritako sentsoreak eta kamerak erabiltzen dira.

GPS (Posizionatze Globaleko Sistemak)

GPS sistema erabiliz, hargailu bat Lurraren gainazalean non dagoen jakin daiteke. Sistemak lekuaren koordenatuak ematen ditu hargailua edonon dagoela ere, edonoiz eta edozein kondizio meteorologikotan. Sistemak 24 sateliteko sarea du; sateliteek Lurraren inguruan orbitatzen dute.

GIS (Informazio Geografikoko Sistemak)

Datu-base handi batez osatutako sistemak dira. Teledetekzio bidez lortutako informazioa eta GPSen bidez lortutakoa antolatu eta lantzen dute, zenbait mapa gainjarritan emateko. Hainbat gauzatarako erabiltzen dira: nagusiki, erliebea, lurzoruaren erabilera, landaretza eta atmosfera aztertzeko eta natura-baliabideak detektatu, aztertu eta kudeatzeko.

1.3. Zeharkako azterketa-metodoak

Zeharkako metodoek Lurraren barnealdearen egiturari eta konposizioari buruzko informazioa lortzeko teknikak erabiltzen dituzte.

Metodo sismikoa

Metodo sismikoaren bidez, jarraipena egiten zaie uhin sismikoen hedapen-abiadurari eta ibilbideari. Urtero ehunka lurrikara gertatzen dira Lurraren barnean eta lurgaineko sismografoek detektatzen dituzte. Lurrikarak gertatzen direnean, energia handia askatzen da, eta energia hori uhin sismiko forman hedatzen da.

Uhin sismiko motak

• R uhinak (Rayleigh uhinak): Azalerakoak dira eta ez dute Lurraren barne-egiturari buruzko informaziorik ematen. Itsasoko olatuen antzeko mugimendua dute (ingurune solidoetan).
• L uhinak (Love uhinak): Azalerakoak dira eta sugeen antzera mugitzen dira. Uhin hauek eragiten dituzte hondamendiak (ingurune solidoan).
• P uhinak (primarioak edo luzetarakoak): Sakonak dira eta bizkorrenak direnez, sismografoak detektatzen dituen lehenak. Konpresio-uhinak dira eta ingurune guztietan heda daitezke (solidoak eta likidoak). Dentsitate handiko materialak zeharkatzean abiadura handitu egiten da.
• S uhinak (sekundarioak edo zeharkakoak): Sakonak dira eta erregistratzen diren bigarrenak dira. Hedapen-norabidearekiko zeharkako noranzkoan bibratzen dute eta ingurune solidoetan soilik hedatzen dira.

Uhin sismikoen hedapena eta etenguneak

Uhin sismikoek hedapen-ezaugarri nagusi hauek dituzte:

• Uhinen hedapen-abiadura handitu egiten da ukitzen dituzten materialen dentsitatea eta zurruntasuna handitu ahala.
• Konposizio uniformea duen geruza bat zeharkatzean, hedapen-abiadura handitu egiten da sakoneran handitu ahala, presioaren ondorioz materialek dentsitate handiagoa dutelako.
• Uhinek konposizio desberdineko bi ingurune bereizten dituen gainazal batean erasotzen dutenean, errefraktatu edo isolatu egiten dira.

P eta S uhinen ibilbideak erregistratzeari esker, ikusi ahal izan da Lurraren barnealdeko gainazal batzuetan bat-bateko aldaketak gertatzen direla, etengune deritzenak. Etengune horiek material-aldaketa adierazten dute.

Metodo grabimetrikoak

Metodo grabimetrikoak bi balio alderatzen ditu: puntu batean grabimetroa erabiliz neurtua, eta balio teorikoa, grabitazio unibertsalaren legea erabiliz kalkulatua. Neurri edo balio-alde horri anomalia grabimetriko deritzogu. Anomalia positiboa bada, arroka dentsoagoak daude; negatiboa bada, arroka ez hain dentsoak.

Fluxu termikoaren azterketa

Fluxu termikoa Lurrak igorri eta lurgainean detekta daitekeen beroa da. Ez da berdina Lurreko leku guztietan:

• Bertikalean, zenbat eta sakonago joan, orduan eta handiagoa da fluxua.
• Horizontalean, zenbat eta lurrazal meheagoa izan (dortsalak adibidez), orduan eta handiagoa da fluxua.

Metodo astronomikoa

Metodo astronomikoak meteoritoen konposizioa eta Lurraren barnealdekoarekin alderatzen ditu. Lurraren antzekoa zen planeta baten zatiak dira meteoritoak, eta haien azterketak planetaren barne-konposizioari buruzko informazioa ematen digu.

2. Geosferaren egitura

Geosfera konposizio kimiko eta dentsitate desberdineko zenbait geruza zentrokidez osatuta dago.

2.1. Lurraren barnealdeari buruzko datu nagusiak

• Azterketa grabimetriko eta sismikoetatik ondorioztatu denez, geruzen dentsitatea handitu egiten da sakonera handitu ahala.
• Lurrak eremu magnetikoa izateak sendotu egiten du nukleo metaliko bat mugimenduan dagoela dioen hipotesia.
• Datu geotermikoen arabera, nukleoan tenperatura 6.000 °C ingurukoa da, eta horrek geruza batzuk fluidoak izatea ahalbidetzen du.
• Meteoritoak eta uhin sismikoak aztertuz, geruzen konposizio kimikoa eta egoera fisikoa (etenguneak) identifikatu dira.

2.2. Geosferaren egiturari buruzko ereduak

Unitate geokimikoak

• Lurrazala: Kanpokoena da, Mohorovicic etenguneraino. Arroka arinez osatua (5-70 km). Kontinentala eta ozeanikoa bereizten dira.
• Mantua: Erdiko geruza da, Gutenberg etenguneraino (2.900 km). Peridotitaz osatua dago nagusiki.
• Nukleoa: Sakonena da, planetaren erdiraino. Burdinaz eta nikelez osatuta dagoela uste da.

Unitate dinamikoak

• Litosfera: Kanpoko geruza zurruna, plaketan zatitua. Litosfera kontinentala (100-300 km) eta ozeanikoa (50-100 km) daude.
• Goi-mantua (litosfera azpikoa): 670 km-raino. Arrokak peridotitak dira. Eremu batzuetan jokabide plastikoa dute, konbekzio-korronteen eraginpean.
• Behe-mantua: Repetti etengunetik Gutenberg etengunera. Jokabide plastikoa du presio eta tenperatura altuengatik.
• Kanpo-nukleoa: Likido-egoeran dago. Hemen sortzen dira konbekzio-korronteak eta D geruza (trantsizio-eremua).
• Barne-nukleoa: Solido-egoeran dago presio izugarriagatik. Haren mugimenduak eremu magnetikoa sortzen du.

Etengune nagusien interpretazioa

• Mohorovicic etengunea: Uhin sismikoak bizkortu egiten dira, material dentsoagoak adieraziz.
• Repetti etengunea: 670 km-ra, uhinen abiadura pixkanaka handitzen da.
• Gutenberg etengunea: 2.900 km-ra. P uhinak mantsotu eta S uhinak gelditu egiten dira (geruza fluidoa).
• Weichert-Lehmann etengunea: 5.100 km-ra. P uhinak bizkortu egiten dira (geruza solidoa).

3. Lurraren dinamika: Kontinenteen jitoa

XX. mendearen hasierara arte, teoria fixistak nagusitzen ziren. Gero, teoria mobilistak agertu ziren, Lurra planeta dinamikoa dela proposatuz. Alfred Wegenerrek kontinenteen jitoaren teoria garatu zuen.

3.1. Kontinenteen jitoaren teoria

Teoria honek zioen iraganean superkontinente bakar bat zegoela, Pangea, eta duela 200 milioi urte zatitu zela. Pangearen zatiak geruza dentsoago baten gainean mugitu ziren gaur egungo kokapena hartu arte.

3.2. Wegenerren ekarpenak eta frogak

• Froga geografikoak: Kontinenteen kostaldeak (plataforma kontinentalak) puzzle baten gisan ahokatzen dira.
• Froga geologikoak: Atlantikoaren bi aldeetan arroka mota eta adin bereko egiturak daude.
• Froga paleoklimatikoak: Klima bereko sedimentuak (tillitak) gaur egun urrun dauden eskualdeetan aurkitzen dira.
• Froga paleontologikoak: Espezie fosil berdinak aurkitu dira gaur egun ozeanoz banatuta dauden kontinenteetan.

3.3. Ozeanoen hedapena

Harry Hessek ozeano-hondoaren hedapenaren teoria proposatu zuen, sonarrari esker itsaspeko erliebea ezagutu ostean. Vine eta Matthews-ek paleomagnetismoarekin osatu zuten.

3.4. Ozeano-hondoaren hedapenaren frogak

• Dortsalen ezaugarriak: Ozeanoen erdian daude, jarduera sismiko eta bolkaniko handiarekin. Sedimentu gutxi dute gainean.
• Ozeano-hondoen adina: Arrokak gazteak dira (gehienez 200 milioi urte). Adina modu simetrikoan handitzen da dortsaletik urrundu ahala.

3.5. Ozeano-hondoko erliebea

• Ertz kontinentalak: Plataforma eta ezponda kontinentalak.
• Ozeano-hondoak: Lautada abisalak eta fosa ozeanikoak.
• Dortsalak: Rift-a, uharte-arkuak, guyotak eta fosa abisalak.

3.6. Uharte bolkanikoak eta puntu beroak

Magma igo eta uharte-kateak eratzen dira (adibidez, Hawaii). Uharte gazteenek soilik dute jarduera bolkaniko aktiboa, litosfera puntu bero baten gainean mugitzen ari dela frogatuz.

3.7. Ozeano-hondoaren hedapenaren teoriaren laburpena

1. Magmak gora egin eta rift bat sortzen du, plaka kontinentala altxatuz.
2. Arroka bolkaniko berriak eratzen dira, lurzoru ozeanikoa sortuz.
3. Lurzoru ozeanikoa mugitzeak kontinenteak urruntzea eragiten du.

4. Plaken tektonikaren teoria

4.1. Kontu orokorrak

Teoria honek dio litosfera plaka tektonikoetan zatituta dagoela eta hauek goi-mantuaren gainean mugitzen direla. 1968an sortu zen, aurreko teoria mobilista guztiak batuz. Honen bidez azaltzen dira mendikateen eraketa, sumendiak eta lurrikarak.

4.2. Plaka litosferiko motak

• Plaka kontinentalak: Litosfera kontinentalaz soilik osatuak (adib. Irango plaka).
• Plaka ozeanikoak: Litosfera ozeanikoz soilik osatuak (adib. Ozeano Barekoa).
• Plaka mistoak: Bi motak dituztenak (adib. Eurasiakoa). Ugarienak dira.

4.3. Plaken ertzen arteko interakzioak

• Ertz dibergenteak (eraikitzaileak): Plakak banandu eta litosfera berria sortzen da (dortsalak eta riftak).
• Ertz transformatzaileak (pasiboak): Plakak elkarren ondoan lerratzen dira litosferarik sortu edo suntsitu gabe (adib. San Andres faila).
• Ertz konbergenteak (suntsitzaileak): Plakek talka egiten dute. Subdukzioaren bidez litosfera ozeanikoa mantuan hondoratzen da.

5. Litosferaren bilakaera: Wilsonen zikloa

Wilsonen zikloak kontinenteen eta ozeanoen sorrera eta suntsipen prozesu errepikakorra azaltzen du:

1. Kontinente bat zatitu.
2. Rift kontinental bat eratu.
3. Aintzirak eta itsasoak eratu.
4. Dortsal bat eratu eta ozeanoa hedatu.
5. Ozeanoa murriztu eta fosa ozeanikoak eratu (subdukzioa).
6. Kontinenteen arteko talka (orogenia).

5.1. Plaken eragileak

• Grabitatea: Subduzitutako plaka-muturrak tira egiten dio gainerakoari, eta dortsaletatik fosetara irristatzea gertatzen da.
• Konbekzio-fluxuak: Lurraren barnealdeko beroak mantuan sortutako korronteek plakak mugiarazten dituzte.

5.2. Plaken tektonikaren aldeko frogak

• Sumendien eta lurrikaren banaketa plaken ertzetan.
• Puntu beroen bidezko uharte-kateak.
• Banda magnetiko simetrikoak dortsalen aldeetan.
• Itsas sedimentuen lodiera txikia.

6. Lurraren dinamikaren ondorioak

6.1. Fenomeno sismikoak eta deformazioa

Plaken marruskadurak energia askatzen du lurrikara forman. Gainera, indar horiek arrokak tolestu edo hautsi (failak) egiten dituzte, materialen forma aldatuz.

6.2. Magmatismoa eta metamorfismoa

Talken eta subdukzioaren ondorioz, tenperatura eta presioa igo eta arrokak urtu (magma) edo eraldatu (metamorfismoa) egiten dira. Horrela sortzen dira arroka magmatikoak eta metamorfikoak.

6.3. Mugimendu bertikalak: Isostasia

Isostasia litosferaren eta mantuaren arteko flotazio-oreka da. Litosfera hondoratu edo igo egiten da zamaren arabera (adibidez, glaziarrak urtzean Eskandinavia igotzen ari da).

6.4. Ertz konbergente motak eta erliebea

• Kontinentala + Ozeanikoa: Subdukzioa gertatzen da. Fosa ozeanikoak eta mendikate periozeanikoak (Andeak) sortzen dira.
• Ozeanikoa + Ozeanikoa: Uharte-arkuak sortzen dira (Japonia).
• Kontinentala + Kontinentala: Talka egiten dute eta mendikate handiak sortzen dira (Himalaia).