טקטוניקת הלוחות

הדמיון המורפולוגי הרב בין צורת החוף האמריקני של האוקיינוס האטלנטי לבין חופו האירופי-אפריקני משך את תשומת לבם של חוקרים רבים. רמזים לקיומו של הרכס האמצע-אטלנטי, המתפתל ומתמשך ממש כמו החופים שמשני צדדיו, עוררו אף הם את הניחוש שמדובר בקו תפר, שלאורכו נפרדו היבשות והתרחקו זו מזו. אבי התיאוריה של נדידת היבשות (Continental drift), הגרמני אלפרד וגנר , הגה בעשור השני של המאה ה-20 את הרעיון שבעבר התקיימה על-יבשת שלמה אחת, שאותה כינה פַּנְגֵיאָה, וזו התבקעה במרוצת הזמן הגיאולוגי ונפרדה ליבשות השונות. בשנות ה-30 הוסיף הגיאולוג הדרום-אפריקני אלכסנדר דו טויט (Du Toit) שלב ביניים חשוב, שבו התפצלה פנגיאה לשתי יבשות גדולות: לָאוּרָאסְיָה בצפון (צפון אמריקה ואיראסיה) וגוֹנְדְוָונָה בדרום (דרום אמריקה, אפריקה, אוסטרליה ואנטארקטיקה).

תהליך נדידת היבשות החל מלפני 270 מיליון שנה ועד לימינו

בהעדר המידע הגיאופיסי הקיים היום, תצפיותיו ונימוקיו של וגנר לביסוס התיאוריה היו מפליאים ומעניינים:

1. הדמיון הבולט בצורת החופים, המאפשר כביכול לגזור את צורות היבשות מן המפה ולחבר אותן יחדיו כמו חידת תצרף.

2. נדידת הקטבים על פני כדור הארץ בתקופות הגיאולוגיות השונות. בדרום אפריקה ובאוסטרליה נמצאו עדויות לקיומן של כיפות קרח קדומות, ובסיביר וצפון אירופה נמצאו עדויות לרצועות טרופיות (למשל, מרבצי פחם). היות שהקוטב הגיאוגרפי לא השתנה, זהו סימן שהיבשות הן שזזו.

3. מאובנים יבשתיים של זוחלים דומים בני אותו זמן גיאולוגי נמצאים כיום ביבשות מרוחקות זו מזו. יצורים אלה לא יכלו לחצות את האוקיינוס, ומכאן שלפנים היו היבשות מחוברות.

4. רציפות גיאולוגית ברורה (סוגי סלעים וחגורות קימוט) משני עברי האוקיינוס האטלנטי, לא רק מבחינה טופוגרפית, אלא גם מבחינה גיאולוגית אפשר "להדביק" את דרום אמריקה לאפריקה ואת צפון אמריקה לאירופה.

תיאוריית וגנר לא התקבלה על דעת הגיאולוגים בזמנו. הם הוסיפו להחזיק בתיאוריה ה"נייחת", שלפיה תמיד התקיימו היבשות במקומותיהן העכשוויים, ולא חלה בהן שום תזוזה. זאת משום שהם לא הכירו שום כוח שיש ביכולתו להזיז את היבשות המסיביות כל כך, ולהתגבר על החיכוך עם הקרום הימי העמוק. מכיוון שגם וגנר לא היה מסוגל להציע מנגנון תנועה כה אדיר, לא נחשבה הצעתו לתיאוריה של ממש, והמדע התעלם ממנה רובו ככולו עד שנות ה-60.

הלוחות הטקטוניים

 
אז הופיעה התיאוריה של טקטוניקת הלוחות, והחייתה מחדש את התפיסה הגיאודינמית של וגנר. לפי תיאוריה זו מורכבת הקליפה החיצונית של כדור הארץ (הליתוספירה) כולה מפסיפס של לוחות קשיחים, הנבנים ונהרסים בתנועה מתמדת. לעומת וגנר, שדיבר על נדידת יבשות בלבד, מציגה התיאוריה החדשה נדידה של כל חלקי הקרום, כולל יבשות ואוקיינוסים. למערך הלוחות, ובעיקר לגבולות המפרידים ביניהם, יש ביטוי מורפולוגי וטקטוני ברור על מפת כדור הארץ, שאחד מביטויו הוא מפת רעשי האדמה, עקב תנועת הלוחות נוצרים ביניהם אזורי בקע וחיכוך, שלאורכם מתרחשים כל הזמן רעשי אדמה.

 
קרום כדור הארץ

הרכסים האמצע-אוקייניים, שהאוקיינוגרפיה גילתה רק אחרי מלה"ע השנייה כי הם רצופים ומצויים בכל האוקיינוסים, אף הם קווי תפר בין לוחות. לאורכם חלות התבקעות והפרדה בין הלוחות, ובמלים אחרות, פעילות געשית מתמדת מתנהלת בעומק רב מתחת לפני המים. סדקים נפערים, חומר חדש עולה מן האסתנוספירה (השכבה העליונה הרכה של המעטפת) וממלא אותם, ועם התקרשותו הוא דוחק את קרקעית האוקיינוסים לשני הצדדים. האוקיינוס האטלנטי, לדוגמה, מתרחב כיום בשיעור של 1-2 ס"מ בשנה.

חלק ניכר של הפעילות הטקטונית בעולם נובע במישרין מטקטוניקת הלוחות. הקימוט היוצר את הרי הימלאיה, לדוגמה, מקורו בתנועת הלוח הנושא את תת-היבשת הודו צפונה לעבר הלוח האסייני הכביר. בשוליו המזרחיים של האוקיינוס השקט, הפעילות היא התקברות (subduction): לוח הקרקעית שוקע מתחת ללוח היבשתי ומגביה אותו תוך כדי קימוטו. תופעה זו אחראית להרי האנדים והרוקי.