• Artykuły
  • Forum
  • Ciekawostki
  • Encyklopedia
  • Porwaki z Dolnego Śląska noszą zapis sprzed milionów lat

    23.12.2011. 09:33
    opublikowane przez: Redakcja Naukowy.pl

    Porwaki, czyli wyrzucone przez wulkany niewielkie fragmenty płaszcza Ziemi, noszą zapis procesów geologicznych sprzed milionów lat. Badaniem dolnośląskich porwaków (ksenolitów) zajęło się dwoje uczonych: prof. Jacek Puziewicz i dr Magdalena Matusiak-Małek. Naukowcy odkrywając niezwykłą różnorodność porwaków wypełnili kilka ,,białych plam" na mapie polskiej geologii.

    ,,W literaturze światowej budowa płaszcza Ziemi to temat bardzo mocno eksploatowany. Dane z Polski to jest niemal +czysta karta+. Do tej pory nikt nie wiedział, jak ten płaszcz może wyglądać" - powiedziała PAP dr Magdalena Matusiak-Małek.

     

    Dzięki badaniom przeprowadzonym na Uniwersytecie Wrocławskim wspólnie z prof. Puziewiczem w 2011 roku, znalazła się w gronie dziesięciu finalistów konkursu Young Researcher Award, zorganizowanym przez Fundację Edukacyjną "Perspektywy" i wydawnictwo naukowe Elsevier B.V.

     

    Płaszcz Ziemi składa się z trzech części: z płaszcza górnego, tzw. strefy przejściowej i płaszcza dolnego. Skały górnego płaszcza znajdują się najwyżej i zaczynają się średnio od głębokości 7 pod oceanami do 35 km (w ekstremalnych przypadkach do 70 km) pod kontynentami. Jego dolna granica sięga 410 km. ,,To są skały bardzo ciemne, pozbawione tzw. minerałów jasnych i powszechnie znanych, jak np. kwarc. Zawierają za to minerały o dużej ilości żelaza, w głębokim górnym płaszczu można znaleźć np. granat" - opisuje badaczka.

     

    W Polsce skały górnego płaszcza można badać tylko na Dolnym Śląsku. ,,Ze względu na głębokość są one niedostępne dla badań bezpośrednich. Po prostu nie jesteśmy w stanie się do nich dowiercić, najgłębsze zrobione przez ludzi odwierty sięgnęły zaledwie 12 kilometrów" - zaznaczyła rozmówczyni PAP.

     

    W jaki sposób uczonym udało się jednak zbadać płaszcz na Dolnym Śląsku? W Polsce tylko w tym regionie znajdują się ślady najmłodszej działalności wulkanicznej, która zakończyła się około 3 miliony lat temu. Wydostająca się podczas erupcji wulkanu magma porywała kawałki skał płaszcza, które w ten sposób wydostawały się na powierzchnię.

     

    Dzięki temu dziś naukowcy mogą badać ocalałe od tamtych czasów skały, które nazywają ksenolitami lub porwakami. Właśnie tymi niewielkimi fragmentami górnego płaszcza, mierzącymi od kilku do kilkunastu centymetrów, zajmuje się dwójka wrocławskich uczonych.

     

    Porwaki, oprócz tego że są dość łatwo dostępne, mają - z punktu widzenia badaczy - jeszcze jeden duży plus. ,,Zapisany w nich płaszcz Ziemi utrwalił się taki, jaki był przed milionami lat. Nie dostosowały się one do warunków panujących na powierzchni" - wyjaśniła dr Magdalena Matusiak-Małek.

     

    Stało się tak dlatego, że magma bardzo szybko wynosiła je na powierzchnię. ,,Szacuje się, że z głębokości płaszczowych na powierzchnię przechodziła zaledwie kilka dni, w niektórych miejscach nawet kilka godzin"- dodała.

     

    Z drugiej strony porwaki są bardzo niestabilnym materiałem badawczym. ,,Większość z nich jest po prostu zwietrzała. Wydaje nam się, że mamy piękny ksenolit, bierzemy go do ręki, a on się nam rozsypuje na piasek" - opisała rozmówczyni PAP.

     

    Pierwsze polskie badania ksenolitów przeprowadzono w latach 70. i 80. Jednak ówczesne techniki badawcze były słabo rozwinięte. Ta niedoskonałość narzędzi naukowych, wprowadziła przekonanie, że płaszcz pod całym Dolnym Śląskiem jest taki sam. ,,Na początku XXI wieku zabraliśmy się za to jeszcze raz. Okazało się, że to, co wydawało się jednorodne jest niesamowicie zróżnicowane" - wyjaśniła.

     

    Pierwszym minerałem, który zadziwił uczonych był oliwin. ,,Ma on charakterystyczny i dość ściśle zdefiniowany skład. Wydawało się nam, że to minerał, który zasadniczo się nie zmienia. Natomiast ostatnio okazało się, że w niektórych wystąpieniach mamy typowy dla płaszcza oliwin bardzo bogaty w magnez, ale w niektórych jego zawartość jest znacznie poniżej oczekiwań " - powiedziała dr Magdalena Matusiak-Małek.

     

    Wstępne wyniki badań pokazują, że oliwin przeszedł w tym rejonie proces metasomatyzmu, czyli wzbogacenia w konkretny pierwiastek, w tym przypadku w żelazo. "Mamy więc tu do czynienia z bardzo rzadko opisywanym na świecie metasomatyzmem żelazistym. Dobrze opisane wystąpienia zanotowano jedynie na Syberii i Hiszpanii" - wyjaśniła badaczka.

     

    Jednak najciekawsze dla naukowców różnice kryją się w minerale zwanym klinopiroksenem. Jest on doskonałym źródłem informacji o historii ziemskiego płaszcza i o procesach jakie w nim zachodziły. "Na podstawie zawartości pierwiastków śladowych w klinopiroksenie można np. stwierdzić, jaki procent pierwotnego płaszcza został przetopiony na stop bazaltowy" - opisała rozmówczyni PAP.

     

    Zaznaczyła, że badania prowadzone przez nią i prof. Puziewicza należą do nauki podstawowej. Wyniki uzyskane przez uczonych nie będą miały w tym przypadku przełożenia na biznes. "Rozwijają za to naszą wiedzę o Ziemi. Dzięki nim dowiemy się, w jaki sposób następowała ewolucja płaszcza. Gdy będziemy mieli wyniki badań izotopowych, będziemy mogli w bezwzględnej skali czasowej określićm kiedy poszczególne procesy występowały" - wyjaśniła.

     

    PAP - Nauka w Polsce, Ewelina Krajczyńska

     

    agt/


    Czy wiesz ĹĽe...? (beta)
    Skorupa ziemska – część litosfery ograniczona od góry atmosferą i hydrosferą, a od dołu granicząca z górną warstwą płaszcza ziemskiego (nieciągłość Mohorovičicia nazywana też nieciągłością Moho). Składa się w głównej mierze z minerałów, tworzących skały. Grubość skorupy ziemskiej wynosi od ok. 10 km do 70 km. Skorupa Ziemi zajmuje tylko 1,4% objętości globu oraz 0,3% jego masy, jest to jednak najbardziej zróżnicowana chemicznie i fizycznie geosfera. Jej przypowierzchniowa warstwa na lądach jest dostępna do bezpośrednich badań. Steatyt – rzadki składnik skorupy ziemskiej. Steatyt jest skałą metamorficzną. Powstał w wyniku reakcji minerałów, które zaszły w wysokiej temperaturze oraz pod wysokim ciśnieniem. W skali globalnej, steatyt jest raczej rzadką skałą, tworzącą w skorupie ziemskiej obce formacje, ponieważ jego składniki pochodzą z materiałów skalnych znajdujących się w warstwie poniżej skorupy ziemskiej – z płaszcza Ziemi. Płaszcz – warstwa Ziemi o grubości ok. 2900 km, leżąca pomiędzy skorupą a jądrem. W skład płaszcza wchodzi ok. 70% objętości skał ziemskich (materii ziemskiej). Ze względu na swoją dominującą pozycję w bilansie masy Ziemi płaszcz spełnia kluczową rolę w procesach uwalniania się energii z wnętrza Ziemi, jest m.in. silnie sprzężony z procesami tektoniki płyt.

    Plutonizm (od rzymskiego boga podziemia, Plutona) – ogół procesów geologicznych polegających na podziemnym tworzeniu, przemieszczaniu się magmy, jej zastyganiu w obrębie dolnej skorupy ziemskiej i górnego płaszcza (tzw. intruzje) oraz tworzeniu się z niej skał plutonicznych. Petrologia (od greckiego petros – skała i logos – nauka) – nauka o skałach. Bada ona właściwości fizyczne i chemiczne skał (także tych pochodzących z kosmosu), opisuje ich budowę, powstawanie, przeobrażanie się i występowanie w płaszczu Ziemi oraz jej skorupie. Zajmuje się problemami geologii dynamicznej, zwłaszcza tektoniki, sedymentologii i wulkanologii, geologii regionalnej i geofizyki, jest powiązana z meteorytyką, geochemią i mineralogią. Odgrywa ważną rolę w poszukiwaniu złóż i surowców skalnych.

    Plama gorąca (punkt gorąca, pióropusz gorąca) – przejaw wulkanizmu niezwiązanego z obecnością granic płyt litosfery, jak jedna z teorii przypuszcza, wynikający z obecności w górnym płaszczu stref o anormalnie wysokiej temperaturze, ale o niewielkim zasięgu, tzw. pióropusza płaszcza. Powoduje to przetapianie wyżejległej skorupy, generowanie ognisk magmy i powstawanie wulkanu. Fakt istnienia pióropuszy płaszcza jest ciągle przedmiotem dyskusji wśród geologów. Plutonizm (od rzymskiego boga podziemia, Plutona) – ogół procesów geologicznych polegających na podziemnym tworzeniu, przemieszczaniu się magmy, jej zastyganiu w obrębie dolnej skorupy ziemskiej i górnego płaszcza (tzw. intruzje) oraz tworzeniu się z niej skał plutonicznych. W wyniku wdzierania się magmy w skorupę ziemską powstają intruzje. Taka magma krzepnie powoli więc powstałe z niej skały mają strukturę holokrystaliczną. Intruzje dzielimy na zgodne i niezgodne.

    Nieciągłość Repettiego - strefa (powierzchnia nieciągłości) w płaszczu Ziemi, odzielająca płaszcz górny (Crofesimę) od płaszcza dolnego (Nifesimy). Mineralogia genetyczna zajmuje się wyjaśnianiem warunków powstawania minerałów, ich paragenez i sukcesji oraz skał i złóż. Przedmiotem badań mineralogicznych są idywidua mineralne czyli kryształy i nieforemne ziarna, w tym ich skupienia minerałów oraz agregaty polimineralne. Problemy te są traktowane z różnych punktów widzenia, m.in. chemizmu, środowiska krystalizacji i jego ewolucji, własności fizyko-chemicznych, ciśnienia i temperatury. Mineralogia genetyczna wyjaśnia też przyczyny procesów mechanicznych prowadzących np. do kataklazy ziarn, tworzenie się zbliźniaczeń, powstania skupień stalaktytowych itp. Z geologicznego punktu widzenia zadanie mineralogi genetycznej polega na wyjaśnianiu charakteru oraz przebiegu procesów minerałotwórczych, a więc warunków krystalizacji minerałów, a co za tym idzie powstawanie skał i złóż kopalin użytecznych. Mineralogia genetyczna zespala w tym zakresie przedmioty badań mineralogii, petrologii, geologii i geologii złóż. Dla tych rozważań genetycznych ma znaczenie nie tylko identyfikacja minerałów czy ich zespołów, ale także w równym stopniu wyniki badań odchyleń własności kryształów od modeli wyidealizowanych. Ma to o tyle istotne znaczenie, gdyż określa to specyfikę i swoistość warunków panujących w określonych środowiskach.

    Kurtka – rodzaj krótkiego płaszcza okrywającego górną część ciała i sięgającego swą długością zwykle tylko do pasa osoby ją noszącej. Czasami wyraz kurtka może oznaczać także krótki płaszcz. Kurtka jest na ogół krótsza niż płaszcz i kończy się tuż poniżej pasa. Kurtki są także zwykle od nich lżejsze. Można rozróżnić kurtki stanowiące część zwykłego ubioru, uniformu lub służące jako odzież ochronna.

    Minerały poboczne są minerałami skałotwórczymi dość powszechnie występującymi we wszystkich typach skał, lecz przeważnie w niewielkich ilościach. Nie są podstawą klasyfikacji skał. Mogą natomiast wpływać na niektóre cechy skał, np. na barwę. (zob. → minerały jasne, minerały ciemne). Minerały poboczne są przede wszystkim wyróżniane w skałach krystalicznych, a w szczególności w magmowych.

    Brachioteuthis riisei – gatunek kałamarnicy z rodziny Brachioteuthidae. Jest kosmopolitycznym, mezo- i batypelagicznym gatunkiem spotykanym w wodach wszystkich oceanów, a także Morza Śródziemnego i Morza Egejskiego, na głębokości od 0 do 3000 m. Charakteryzuje się czterema barwnymi plamami na głowie. Płaszcz wąski, cylindryczny, słabo umięśniony, głowa mała i wąska. Długość płaszcza wynosi od 10 do 17 cm, długość płetwy stanowi 35-50% długości płaszcza. Ramiona z dwoma rzędami przyssawek. Skały księżycowe to ogólny termin określający skały tworzące ziemski Księżyc. W porównaniu do skał budujących naszą planetę, są one niezwykle stare; ich wiek szacuje się na 3,16 mld lat (dla bazaltów tworzących księżycowe morza) do nawet 4,5 mld lat (w przypadku skał budujących tzw. wyżyny). Badania oparte na technologii zwanej "datowaniem kraterowym" pozwoliły ustalić, że ostatnie erupcje wulkaniczne na Księżycu miały miejsce około 1,2 mld lat temu, nie dysponujemy jednak próbkami skał w tym wieku. Dla porównania, wiek najstarszych ziemskich skał oceniany jest na 3,8 mld lat, co stanowi wartość zdecydowanie różniącą się od wieku najwcześniejszych skał księżycowych. Obecnie skały księżycowe na Ziemi, w zależności od źródła pochodzenia, można podzielić na trzy grupy: 1) zebrane podczas misji amerykańskiego projektu Apollo, 2) pozyskane przez lądowniki radzieckiego programu Łuna i 3) wyrzucone w przestrzeń kosmiczną podczas uderzeń meteorytów i przyciągnięte przez grawitację Ziemi (meteoryty księżycowe). Sześć misji Apollo dostarczyło w sumie 2415 próbek o łącznej masie 382 kg, trzy statki Łuna przywiozły 326 g gruntu księżycowego, a masa około stu odnalezionych meteorytów księżycowych przekracza 32 kg (wiele z nich zostało odnalezionych dzięki trwającemu programowi ANSMET, czyli ANtarctic Search for METeorites).

    Batolit — wielka intruzja o kształcie niezgodnym, rozciągająca się w głąb skorupy ziemskiej do głębokości nieosiągalnych dla badań geologicznych.
    Osłona batolitu zawsze zbudowana jest ze skał przeobrażonych, których fragmenty często zostają zasymilowane przez magmę.
    Kontakty batolitu ze skałami otaczającymi są przeważnie niezgodne, tzn. granice pomiędzy intruzją magmową i tymi skałami przecinają poprzecznie, ukośnie lub dowolnie kierunki strukturalne skał. Batolity są to więc bezdenne wielkie plutony, mierzące nieraz setki i tysiące kilometrów sześciennych objętości, które wtargnęły w skorupę ziemską nie dostosowując swych kształtów do budowy starszych formacji skalnych.
    Większość potężnych masywów skalnych odpowiada temu typowi intruzji
    Jest to niewątpliwe najważniejszy w geologii typ intruzji. Korozja miejscowa - zniszczenie obejmuje tylko pewne miejsca powierzchni przedmiotu metalowego zaznaczone w postaci plam, punktów i wżerów. Ten rodzaj zniszczenia, zwłaszcza w postaci wżerów, które mogą osiągnąć znaczną głębokość jest bardzo niebezpieczny dla materiału. Wpływa silnie na zmniejszenie własności wytrzymałościowych zarówno materiału, jak i konstrukcji.

    Minerały ciemne (maficzne) – minerały barwne bądź zabarwione mające wpływ na ogólną barwę danej skały. Ich zawartość czyli objętościowy (lub procentowy) udział w skale pozwala na wyznaczenie tzw. wskaźnika barwy ( wskaźnika maficzności) będącego podstawą do sklasyfikowania niektórych skał magmowych jako leukokratyczne lub melanokratyczne. Leuko jeśli dana skała jest jaśniejsza od odmiany typowej, mela jeśli jest ciemniejsza. Dla przykładu granit zawierający mniej minerałów ciemnych będzie określony jako leukogranit.

    Dodano: 23.12.2011. 09:33  


    Najnowsze