Sciencemag.cz
Doporučujeme
Život se vyvíjí „uprostřed“ mezi teplem z nitra planety a teplem od Slunce. V dobách, kdy planeta byla horká a divoká, větší roli sehrály vnitřní zdroje zemské energie, zatímco od počátku druhohor se víc uplatňuje vliv sluneční energie. Existuje však jedna významná výjimka a tou je Země zamrzlá do podoby sněhové koule na konci starohor. Dějiny Země, zejména v mladších obdobích, posuzujeme podle vývoje života, ale můžeme je vnímat z více úhlů. Třeba z hlediska žul, tedy magmatické historie, pozorujeme, jak nejstarší žuly vznikají přetavením čedičových hornin, ale mladší žuly spíš přetavením těch starších. Ani žula nevstupuje dvakrát do téže řeky. Evoluce se netýká jenom zvířat, ale také tavenin, zdrojů rud a obecně hornin. Diamanty mohly ve větší míře vzniknout, teprve když do velkých hloubek zaklesly původně povrchové sedimenty bohaté organickým uhlíkem. Ze všech abiotických dějin Země je nejdůležitější její termální historie.
Nejprve si představme dvouvrstevný model, kdy dole v hloubce 2 890 km pod povrchem Země leží roztavené jádro a nad ním poměrně viskózní, ale dost homogenní materiál pláště. Teplo v podobě mnoha desítek kilometrů tlustého sloupu teplých hornin stoupá k povrchu, kde celá masa chladne, těžkne a v podobě deštníku či houby se vrací zpět k jádru. Nicméně je-li sloup, kterému budeme říkat plášťový hřib (někdy se mluví o chocholu), skutečně mohutný, projeví se na povrchu jako celá vulkanická oblast. Říká se jí anglickou zkratkou LIP neboli large igneous province, velká vyvřelá provincie. Dnešním příkladem takové provincie je například Etiopská vysočina nebo Island.
V archaiku jím byla provincie Pilbara v Austrálii. Později, v třívrstevném teplotním modelu už je situace komplikovanější. Plášť Země se v hloubce asi 660 km rozdělil na dvě části, které mají poněkud odlišnou teplotu a složení. Horký sloup plášťového hřibu už většinou neprorazí až k povrchu, ale zarazí se na plášťovém rozhraní. To prohřeje a způsobí vznik menších horkých sloupů. V tomto případě mohou být někdy tvořeny např. vulkanickými horninami, ale jindy se jedná jen o přenos tepla. Někdy způsobí vznik horké skvrny, kolem které vznikají vulkány, ale častěji rozpohybuje zemskou kůru. Její těžknoucí, chladné části se zabořují do poloplastického pláště a vytlačují nahoru lehké, horké a málo viskózní horniny.
Tím se vytvářejí zóny, kde nahoru proudí čediče a dna oceánů se rozpínají, a jiné zóny, kde kusy chladnějších kontinentů propadají až k hranici svrchního a spodního pláště do hloubky 660 km. Původně vertikální pohyb plášťové hřibu je poblíž zemského povrchu převeden do horizontálnějšího směru deskové tektoniky. Kusy kontinentů se hromadí podél zaklesávajících (subdukčních zón), až se vlastní vahou proboří do poloplastického spodního pláště. Tomuto jevu, který trvá desítky milionů let, se říká plášťová lavina. Seismická tomografie je dokázala vysledovat až do hloubky 2 700 km. Odtud putují na několik málo míst na již nepřekročitelné rozhraní těžkého železného jádra a spodního pláště. Tato místa se označují jako hřbitov kontinentů. Důležité je, že kusy kontinentů putují až z povrchu Země, takže v sobě obsahují hodně vody vázané např. do vrstevnatých křemičitanů, jako je chlorit. Jsou tak velké, že ani během dlouhého pohybu z povrchu planety do hřbitova nedokázaly vodu ztratit. Jenže teplu tekutého jádra Země nedokážou dlouho vzdorovat. Začnou se rozpadat a uvolňovat chemicky vázanou vodu.
Voda má mnoho pozoruhodných vlastností, ale z hlediska hornin a zejména žul je neocenitelná tím, že výrazně, až o stovky stupňů Celsia snižuje bod tavení křemičitanových směsí, které tvoří horniny. Úplně naspodu, v hloubce skoro tří tisíc kilometrů začíná vznikat roztavená oblast, která pomalu proudí nahoru. Někdy se zarazí o plášťové rozhraní v hloubce 660 km, ale jindy pronikne až skoro k povrchu. V tomto případě hovoříme o superhřibu. Pokud aktivita superhřibu trvá dlouhou dobu, tak znehybní deskovou tektoniku. Podívejme se třeba na Afriku, ve které až na Atlas (ten ale patří k alpské soustavě) nenajdete pásmová pohoří. Je to proto, že plášťový superhřib jako hřebík zatlučený od povrchu až k jádru Země na sto milionů let víceméně znehybnil celý kontinent. Ten se sice všelijak vlní a praská, ale nedojde v něm ke vzniku pásemných pohoří, jako je třeba Himaláj, Ural nebo Pyreneje.
Seismická tomografie ukazuje, že i desková tektonika zasahuje hlouběji, než se donedávna věřilo. V hloubkách kolem 660 km se totiž objevují „kusy kontinentů“, které způsobují, a to někdy desítky milionů let po srážce, výzdvih tak obrovských struktur, jako je Tibetské plató. Z hlediska Českého masivu se podle van der Meerova Atlasu podsvětí (Atlas of the Underworld, 2018) nalézáme ve zvláštní situaci, kdy naše území představuje nejrychleji poklesávající oblast celé Evropy. Do značné míry se tato hluboká struktura kryje s širší oblastí Barrandienu.
S plášťovými hřiby se v textu ještě nejednou setkáme, protože ovlivnily naše proterozoikum i paleozoikum a na konci permu byly nejspíš zodpovědné za největší vymírání v dějinách Země. Sopečná činnost měnila složení atmosféry a nutila bakteriální týmy vytvářet něco, čemu bioložka Lynn Margulisová říká „mikrobiální kolébky“. Jedná se o síť života, která se během dlouhých tří miliard let mikrobiální evoluce naučila ovlivňovat složení atmosféry a tím i teplotu povrchu Země do té míry, že jako „dětská kolébka“ umožnila vznik složitějších životních forem. Život se zpočátku přizpůsobuje místním podmínkám, ale pak se je naučí měnit.
Tento text je úryvkem z knihy
Václav Cílek, Zdeňka Sůvová, Jan Turek a kolektiv
Krajem Joachima Barranda
Cesta do pravěku země české
Dokořán 2020
O knize na stránkách vydavatele
