Mariusz Meus

Ziemia, planeta na której żyjemy, jest na pozór synonimem stabilności, trwałości: ten twardy grunt pod stopami, który jest fundamentem dla naszych dzieł, dając nam pewne oparcie.

Niby wiemy, że wszystko się porusza i „nic trwałego pod słońcem” – że siły kształtujące otaczający nas świat potrafią dramatycznie zmieniać jego oblicze – ale wciąż mamy intuicyjne przekonanie o stabilności „filarów” Ziemi.

Kształt świata – ziemskiego globu; z całą złożonością problemu opisu bryły fizycznej planety Ziemi – jest obiektem stuleci badań nauki, leżącej u (nomen omen) fundamentów wiedzy geograficznej: geodezji. Poprzez co raz dokładniejsze pomiary poszczególnych części Ziemi, jak i całej planety, geodezja powoli ujawniała co raz bardziej zaskakujące oblicze świata, na którym żyjemy. Wykonywane latami, z milimetrową dokładnością pomiary Ziemi dowiodły, że to, co dotąd uważaliśmy za wzorzec stabilności i niezmienności, w rzeczywistości podlega zaskakującym przemianom, nie raz gwałtownym i na ogromną skalę.

Dokąd się tak spieszy Australii?

Stabilny grunt pod nogami; suchy ląd – czy jest coś bardziej pewnego, trwałego i niezmiennego na tym świecie? Jakkolwiek wyspy w postrzeganiu już starożytnych bywały niepewnym lądem – mogącym zatonąć niczym łódka – tak kontynenty były bezapelacyjnie wiecznymi i niezmiennymi. Jednak na początku XX wieku pojawiły się pierwsze przesłanki sugerujące, że mapa świata nie jest taką niezmienną rzeczą. Ale dopiero w latach 80. XX wieku uzyskano bezpośrednie dowody na to, że kontynenty są ruchome; i płyną po globie, niczym wielkie statki. Mowa o dryfie kontynentów.

Już od kilku dekad wykonywane były laserowe i radiowe pomiary odległości na skalę setek i tysięcy kilometrów, jednak były to pojedyncze pomiary – a niedługotrwałe, permanentne serie pomiarowe, mogące dopiero ujawnić jakieś subtelne trendy – a ich dokładność wciąż była niewystarczająca. Dopiero, gdy pojawiła się technika interferometrii wielkobazowej (VLBI) – czyli pomiaru odległości pomiędzy antenami radioteleskopów za pomocą zsynchronizowanych obserwacji kosmicznych źródeł radiowych – możliwe stało się zarejestrowanie ruchu kontynentów.

Gromadzone przez kilka lat obserwacje pokazały, że dystanse pomiędzy poszczególnymi antenami, zlokalizowanymi na różnych kontynentach systematycznie zmieniają swoje wartości, potwierdzając bezpośrednio hipotezę dryfu kontynentów, ogłoszoną już w 1912 roku. Gdy zaś w latach 80. XX wieku rozpoczęła się era globalnej nawigacji satelitarnej (GNSS) ilość danych potwierdzających ruch kontynentów wzrosła lawinowo! Dziś, już na bieżąco obserwujemy, dzięki globalnym i lokalnym sieciom stacji pomiarowych GNSS, jak poszczególne bloki kontynentalne przemieszczają się względem siebie, w złożonej wędrówce po całym globie. A jak wygląda ta wędrówka w praktyce?

 Patrząc na mozaikę tektoniczną Ziemi – przywołując popularną analogię Ziemi jako jajka – można by powiedzieć, że jej skorupka jest rozbita na mnóstwo większych i mniejszych łupin: płyt tektonicznych. Według opublikowanych w 2022 roku nowych badań, wyróżnia się 16 większych i 40 mniejszych płyt. Same płyty też nie są sztywnymi monolitami, lecz podlegają deformacjom – wyginają się, pękają, są rozciągane lub zgniatane – często składając się z połączonych dawnych, mniejszych płyt.

Ruch tej złożonej mozaiki napędzają prądy konwekcji materii płaszcza ziemskiego, sprawiając, że jedne krawędzie płyt rozrastają się – w dolinach ryftowych; tak lądowych, jak na grzbietach śródoceanicznych – a inne kurczą się, będąc niszczone w strefach subdukcji (wciskane w głąb Ziemi) lub zgniatane w strefach orogenezy (tworząc pasma gór fałdowych).

Ruch płyt tektonicznych powoduje powolne przemieszczanie się kontynentów: ich rozpady i zderzenia w cyklach liczonych w setkach milionów lat. Prędkość dryfu kontynentów jest zróżnicowana, w zależności od płyty, jej części i okresu dziejów geologicznych Ziemi.

W dawnych epokach geologicznych dryf był generalnie szybszy: przykładowo, Indie w momencie wymarcia dinozaurów 66 mln lat temu „pędziły” 18 cm rocznie na północ – wprost na zderzenie z Azją, by dać początek Himalajom i płaskowyżowi tybetańskiemu: dziś nadal prą na północny wschód w tempie tylko 2 cm na rok, a mimo to powodują wypiętrzanie się Himalajów i Karakorum o kilka milimetrów rocznie (globalny rekord należy tu do szczytu Nanga Parbat, wysokiego na 8126 m n.p.m., a rosnącego w tempie 7 mm na rok).

Obecnie, rekordową prędkość notuje ruch Płyty Kokosowej, leżącej u południowo-zachodnich brzegów Ameryki Środkowej: leżąca na niej Wyspa Kokosowa „pędzi” 8,6 cm na rok (azymut = 36°). Czy to dużo, czy mało? Dla porównania, ludzkie paznokcie rosną z prędkością od 2,5 do 3,5 cm na rok, zaś włosy rosną od 12 do 17 cm rocznie.

Niewiele wolniej wędruje po globie Australia. Podczas gdy lokalizacja słynnego budynku opery w Sydney przemieszcza się na północ (Az = 19°) o 5,7 cm na rok, to drugi kraniec kontynentu australijskiego – przylądek Steep Point, nieopodal Zatoki Rekinów – przemieszcza się już o 7,1 cm i nieco bardziej na wschód (Az = 35°); toteż, Australia powoli rotuje w kierunku zgodnym z ruchem wskazówek zegara, jednocześnie prąc na północ.

Tak szybki ruch całego kontynentu ma poważne konsekwencje praktyczne dla żyjących na nim ludzi. Bo choć ruch ten jest zbyt wolny, by go w jakikolwiek sposób poczuć, to już po kilku latach daje się zauważyć w odczytach współrzędnych geodezyjnych – wszak po zaledwie 14 latach punkty na zachodzie Australii przemieszczają się o cały 1 metr, a w ciągu życia jednego człowieka jest to prawie 6 metrów! Skutkuje to poważnymi problemami przy pomiarach geodezyjnych, które choć odnoszone do lokalnego układu współrzędnych – obejmującego samą Australię i wędrującego razem z nią – zmusza do częstego aktualizowania tego układu, przeliczania wszystkich współrzędnych od nowa i porównywania ich z współrzędnymi globalnymi, stosowanymi przez nawigację satelitarną. Ostatnio więc Australijczycy zaczęli rozważać wprowadzenie układu dynamicznego, gdzie współrzędne miałyby od razu przypisane wektory lokalnego dryfu kontynentu i aktualizowałyby się na bieżąco.

Z tego samego powodu Brytyjczycy mają kłopot ze słynnym południkiem zerowym Greenwich, który nie jest od 1989 roku międzynarodowym południkiem odniesień dla długości geograficznej. Funkcję tę przejął precyzyjniej zdefiniowany południk IRM (International Reference Meridian; Międzynarodowy Południk Odniesień), który 1 stycznia 1989 roku – gdy był wprowadzany w życie – leżał 5,3101” na wschód od południka Greenwich-Airy (wybranego w 1884 roku na międzynarodowy południk zerowy), co w Londynie dało 102,478 metra różnicy w terenie parku Greenwich. Obecnie zaś (1 lutego 2024 r.) różnica ta zmalała o 58,7 cm; rejon Londynu przemieszcza się bowiem o 2,4 cm rocznie na północny wschód (Az = 45°), z czego składowa wschodnia to niecałe 1,7 cm i o tyle linia starego południka Greenwich-Airy, związana fizycznie z gruntem poprzez wyznaczający ją teleskop w Królewskim Obserwatorium Astronomicznym w Greenwich przybliża się do linii południka IRM, który wraz z całą siatką współrzędnych geodezyjnych nie jest fizycznie związany z bryłą planety, a jedynie skoordynowany z jej uśrednionym kształtem i ruchem wirowym. W takim tempie oba południki nałożą się za jakieś 6100 lat.

W bliższych nam rejonach dryf kontynentów przebiega znacznie wolniej. Geodezyjny środek Polski w Nowej Wsi pod Kutnem (52°11’27,95” N, 19°21’19,46” E) przemieszcza się o 2,6 cm na azymucie 53°, a mimo to po stuleciu przesunie się o aż 2,6 metra!

Dryf kontynentów w przeciągu 4 miliardów lat historii Ziemi doprowadził do powstania przynajmniej czterech, potwierdzonych superkontynentów: Kolumbii na północnej półkuli (2-1,6 mld lat), Rodinii na południowej półkuli (1,2 mld-700 mln lat), Gondwany rozciągniętej od równika do bieguna południowego (800-500 mln lat) oraz Pangeę, powstałą po połączeniu Gondwany z resztą lądów, ciągnącą się wówczas od bieguna do bieguna (335-200 mln lat).

Sugeruje się istnienie też kilku innych, wielkich kontynentów: Vaalbara, Ur, Kenorlanda, Arktyka, Atlantyka, Pannotia… Poszczególne fragmenty lądu odrywały się niczym kry i płynęły na zderzenie z innymi, w globalnym tańcu kontynentów. Obecny układ kontynentów to efekt rozpadu Pangei i jesteśmy w połowie cyklu tworzenia się kolejnego superkontynentu. Afryka właśnie prze na północ, na zderzenie z Europą i Azją, a Australia jest na kursie kolizyjnym z Indonezją, a potem może i z Chinami lub Syberią; los obu Ameryk i Antarktydy nie jest pewien, bo różne modele tektoniczne przyszłości sugerują, a to ich izolację, a to znów zderzenie się z Azją od wschodu (zamykając Pacyfik) lub od zachodu (zamykając Atlantyk). Za 250-300 mln lat powstanie więc kolejny superkontynent, w zależności od finalnego układu obecnych lądów w jego strukturze, nazywany Novopangeą, Pangeą Proximą, Pangeą Ultimą, Amazają lub Auricą.

Wędrówka kontynentów nie przebiega jednak gładko i skutkuje dramatyczną aktywnością… wręcz wstrząsającą!

Cały artykuł Mariusza Meusa przeczytacie w nr 1/2024 „Geografii w Szkole”