ορεογένεση

Το σύνολο των γεωλογικών φαινομένων που προκάλεσαν τον σχηματισμό των ορεινών αλυσίδων. Ο κλάδος της γεωλογίας που διατυπώνει τις διάφορες υποθέσεις περί ορεογένεσης ονομάζεται τεκτονική και μελετά τις αιφνίδιες παραμορφώσεις (πτυχώσεις, διαρρήξεις) των πετρωμάτων της λιθόσφαιρας: οι παραμορφώσεις αυτές είναι το αποτέλεσμα –σε περιορισμένη κλίμακα– των κινήσεων που επέδρασαν πάνω σε ευρύτατες περιοχές της γήινης επιφάνειας και αποτελούν αυτή την ίδια την ορογένεση. Τα ανάγλυφα της επιφάνειας της Γης σχηματίστηκαν σε διαφορετικές χρονικές περιόδους· οι βασικές ορογενετικές φάσεις έχουν συγκεντρωθεί σε κύκλους πτυχώσεων: χουρώνιος, καληδόνιος, ερκύνιος, αλπικός. Οι μελετητές πάντως βεβαιώνουν ότι η Γη βρίσκεται κάτω από συνεχή επίδραση ορεογενητικών κινήσεων· και πράγματι, ενώ η κυρίως φάση της ο. εξελίσσεται σε σχετικά σύντομες χρονικές περιόδους, προηγούνται προκαταρκτικά φαινόμενα και την ακολουθούν κινήσεις ισοστάθμισης, κατά τις οποίες δεν παρουσιάζονται παροξυσμοί. Η σημερινή εικόνα των ηπείρων και των θαλασσών δεν είναι παρά μια στιγμιαία κατάσταση της εξέλιξης της Γης, που διήρκεσε περίπου 2.000 εκατ. χρόνια. Άλλη αξιοσημείωτη υπόθεση γενικού χαρακτήρα είναι ότι όλες οι ορεινές αλυσίδες αντιπροσωπεύουν το τελευταίο στάδιο της εξέλιξης ενός γεωσύγκλινου, μιας θαλάσσιας δηλαδή τάφρου που συνεχώς βυθίζεται και όπου η ιζηματογένεση έχει αποθέσει στρώματα πετρωμάτων πάχους αρκετών χιλιομέτρων· τα ιζήματα αυτά ανυψώνονται με ταχύ ρυθμό, υπό την επίδραση των ορεογενετικών κινήσεων. Οι ορεογενετικές θεωρίες. Οι πρώτες ορεογενετικές θεωρίες έχουν σήμερα ιστορική μόνο αξία, μπορεί όμως να θεωρηθεί ότι μερικές διατηρούν κάποια σημασία από ορισμένες απόψεις. Η θεωρία της συστολής (που προέκυψε από τη θεωρία των Καντ και Λαπλάς, σχετικά με την προέλευση του ηλιακού συστήματος και της Γης), υπέθετε ότι η συνεχής ψύξη του εσωτερικού της Γης προκάλεσε μία συστολή του πυρήνα και ακολούθως μία συρρίκνωση του φλοιού με αποτέλεσμα να σχηματιστούν ορεινές αλυσίδες η θεωρία αυτή δεν ευσταθεί σήμερα. Η θεωρία της ισοστασίας, παρόλο ότι δεν επαρκεί για να εξηγηθούν οι πολύπλοκες ορεογενετικές κινήσεις, έχει μεγάλη σημασία για την κατανόηση των μεταμορφώσεων του φλοιού της Γης. Η θεωρία της μετακίνησης των ηπείρων ή του Βέγκενερ, δέχεται ότι οι απομονωμένες σήμερα ήπειροι ήταν κάποτε ενωμένες σε μία μοναδική, την Παγγαία· αυτή, αργότερα, κόπηκε σε τεμάχια, που μετακινήθηκαν προς τα νότια και προς τα δυτικά, για vα αποτελέσουν τελικά τις σημερινές ηπείρους. Την άποψή του αυτή ο Βέγκενερ τη βασίζει στη μεγάλη αναλογία μορφής των ανατολικών ακτών της Νότιας Αμερικής και των δυτικών της Αφρικής, τόσο, ώστε αν οι ακτές αυτές έρθουν σε επαφή, θα συμπέσουν. Κατά τον Βέγκενερ, τα εσωτερικά ορεινά συγκροτήματα (Άλπεις, Ιμαλάια, Τιενσχάν κλπ.) ανυψώθηκαν από τη συμπίεση ενός γεωσύγκλινου εκ μέρους των δύο γειτονικών προς αυτό ηπείρων (στην περίπτωση των Άλπεων η Αφρική και η Ευρώπη, στην περίπτωση των Ιμαλαΐων οι Ινδίες και η Ασία κλπ.). Για τον σχηματισμό των εξωτερικών ορεινών συστημάτων (Άνδεις, βορειοαμερικανικές Κορδιλιέρες) ο Βέγκενερ υπέθετε ότι τα ηπειρωτικά τμήματα συνάντησαν αντίσταση κατά την κίνηση και την τριβή τους πάνω στο υποκείμενο σίμα, που προκάλεσε έτσι την πτύχωση του μετώπου της κινούμενης ηπείρου· μια ανάλογη δράση αντίστασης προκάλεσε τη θραύση των αντίθετων τμημάτων της ηπείρου και τον σχηματισμό των νησιωτικών τόξων. Στην αρχή, η θεωρία αυτή φαινόταν αποδεκτή· προϋποθέτει όμως μια μηχανική συμπεριφορά του φλοιού της Γης, που δεν ανταποκρίνεται στην πραγματικότητα. Αργότερα αποσαφηνίστηκε η δομή των καλυμμάτων του αλπικού συστήματος με μορφή λεπίων, δομή που συνδυάζει τη δράση μιας ισχυρής εφαπτόμενης δύναμης –που είχε προκαλέσει τη συστροφή του γεωσύγκλινου, έτσι ώστε να ανυψωθούν τα τεράστια αποθέματά του– και την επώθησή τους. Άλλωστε, νεότερες θεωρίες εξηγούν καλύτερα τα φαινόμενα της o., όπως η θεωρία της ο. δια μαγματικών ρευμάτων κάτω από τον φλοιό, καθώς και η θεωρία της ροής των επιφανειακών μαζών ως συνέπεια της βαρύτητας. Η θεωρία της ροής των επιφανειακών μαζών εξαιτίας της βαρύτητας –όπως εξελίχτηκε τελευταία– προϋποθέτει μια αρχική ανύψωση του τμήματος του φλοιού που υπέστη ο.· το τμήμα αυτό, αρχικά δεν έπαθε ρήγματα και πτυχώσεις, αλλά ανυψώθηκε σε περιορισμένη κλίμακα, χωρίς πλαστικές ή μηχανικές παραμορφώσεις του ανάγλυφου· σε δεύτερη φάση, υπό την επίδραση της βαρύτητας, τα στρώματα ολίσθησαν και συσσωρεύτηκαν στον πυθμένα ενός γεωσύγκλινου, όπου συμπιέστηκαν, παραμορφώθηκαν και δημιούργησαν πτυχές, ρήγματα και επωθήσεις. Είναι πράγματι δυνατό, στρώματα που κείνται επάνω σε ένα επικλινές επίπεδο, να αποσπαστούν από το υπόβαθρο, να ολισθήσουν και να επωθηθούν το ένα πάνω στο άλλο εφόσον παρουσιάζουν μια ορισμένη πλαστικότητα· αντίθετα, τα στρώματα που παρουσιάζουν μικρότερη πλαστικότητα παθαίνουν απότομες παραμορφώσεις. Η θεωρία αυτή, πιο απλά από τη θεωρία του Βέγκενερ, ερμηνεύει την ύπαρξη των τεκτονικών παραθύρων, τις εμφανίσεις δηλαδή αρχαιότατων πετρωμάτων του αυτόχθονα υπόβαθρου, που περιβάλλονται από τα νεότερα του καλύμματος, από τα οποία αποσπάστηκαν τα στρώματα. Η θεωρία των μαγματικών ρευμάτων, που υπάρχουν βαθιά κάτω από τον φλοιό, προτάθηκε πρώτα από τον Άμπφερερ και συμπληρώθηκε από νεότερους συγγραφείς: η θεωρία αυτή ξεκινά από τη διαπίστωση ότι, σε ορισμένες ζώνες που υπέστησαν πρόσφατα την επίδραση της ο. (γεωσύγκλινο των Αντιλλών, γεωσύγκλινο των Ολλανδικών Ινδιών), εκδηλώθηκαν αρνητικές ανωμαλίες της βαρύτητας, με αντίστροφη πορεία προς αυτήν που θα αναμενόταν. Οι ανωμαλίες αυτές δεν επέδρασαν στις ωκεάνιες τάφρους, αλλά σε μια σειρά ψηλών περιοχών (υψιπέδων) που καταβυθίστηκαν παράλληλα προς τις τάφρους. Το γεγονός σημαίνει ότι στις υποθαλάσσιες αυτές τάφρους αντιστοιχεί μια μεγάλη συγκέντρωση ελαφρών σιαλικών πετρωμάτων, που είναι «σφηνωμένα» μέσα στο υποκείμενο σίμα. Η συγκέντρωση των πετρωμάτων αυτών (ασθενόλιθοι), που προηγείται της ανύψωσης των ορεινών αλυσίδων, μπορεί να εξηγηθεί με τα μαγματικά ρεύματα και την ανταλλαγή μαζών σε μεγάλο βάθος. Τα ρεύματα αυτά οφείλονται στη διαφορά θερμοκρασίας μεταξύ των πυθμένων των ωκεανών και της βάσης των ηπείρων. Κάτω από τους ωκεανούς η ψύξη πραγματοποιείται με ταχύτερο ρυθμό και οι μάζες τείνουν να κατεβούν βαθύτερα. Αντίθετα, οι μάζες που βρίσκονται σε μεγαλύτερο βάθος θερμαίνονται (με τη συσσώρευση της θερμότητας του βάθους, κατά ένα μέρος και από τη ραδιενέργεια) και τείνουν να ανεβούν. Δημιουργούνται δηλαδή ρεύματα ανοδικά κάτω από τις ηπείρους και καθοδικά κάτω από τους ωκεανούς, εξαιτίας της διαφοράς αυτής της θερμοκρασίας· αποτέλεσμα του κυκλικού θερμικού αυτού ρεύματος είναι η εξίσωση των θερμοκρασιών. Τα μαγματικά ρεύματα προκαλούν διάβρωση στη βάση της μάζας των ηπείρων, συγκεντρώνοντας στην περιφέρεια τους (στις παρυφές των ωκεάνιων τάφρων) τα υλικά της διάβρωσης. Οι ισοστατικές δυνάμεις, οι oποίες τείνουν να επαναφέρουν την ισορροπία μεταξύ σιάλ και σίμα, προκαλούν την ανύψωση στο ασθενολίθιον –και επομένως του υλικού που έχει συσσωρευτεί στα χείλη των τάφρων– με αποτέλεσμα την τοξοειδή κάμψη του φλοιού της Γης. Ο επιδερμικός φλοιός της Γης, που συγκρινόμενος με το τεράστιο βάθος της, αποτελεί μια σχετικά ασθενή μάζα και ικανή να υποχωρήσει, μπορεί τότε να υποστεί πτυχώσεις και επωθήσεις, που οφείλονται στα καθοδικά ρεύματα. Η θεωρία αυτή, που έγινε αποδεκτή από πολλούς γεωλόγους, προκάλεσε και πολλές αντιρρήσεις. Το 1939 ο Αμερικανός Ντ. Κριγκς πειραματίστηκε με προπλάσματα για να αποδείξει τη θεωρία αυτή: στα προπλάσματα αυτά είχαν αναπαραχθεί οι συνθήκες κάτω από τις οποίες θα έπρεπε να βρίσκονται το σιάλ και το σίμα, λαβαίνοντας βέβαια υπόψη την τεράστια σμίκρυνση του χρόνου και του χώρου. Στη θέση του σιάλ χρησιμοποίησε λάδι με αιωρούμενα πριονίδια ξύλου, ενώ για το σίμα γλυκερίνη. Όταν έθεσε σε περιστροφή τους κυλίνδρους που τοποθέτησε μέσα στη γλυκερίνη (σίμα), δημιουργήθηκαν κυκλικές κινήσεις (τα μαγματικά δηλαδή ρεύματα κάτω από το γήινο φλοιό), που προκάλεσαν μια βαθιά κάμψη και επιφανειακή ρυτίδωση (πτύχωση) στο λάδι (σίαλ). Με τον τρόπο αυτό (σχήμα), φαίνεται να επικυρώνεται η θεωρία αυτή της ορογένεσης δια μαγματικών ρευμάτων κάτω από το γήινο φλοιό. Σε μια δεύτερη φάση, η θεωρία της ροής των επιφανειακών μαζών εξαιτίας της βαρύτητας ολοκλήρωσε τον ορογενετικό κύκλο. Οι φάσεις της ο. Ο σχηματισμός μιας ορεινής αλυσίδας μπορεί να αναπαρασταθεί με την περιγραφή των κυριότερων φάσεων της ο. Η πρώτη φάση αντιπροσωπεύεται από την καταβύθιση του γεωσύγκλινου και από τη συγκέντρωση στη συνέχεια, μέσα σε αυτό, ιζηματογενούς υλικού. Όταν η καταβύθιση του γεωσυγκλίνου φτάσει σε προχωρημένο στάδιο, δημιουργούνται από κάτω μαγματικές εκδηλώσεις με μορφή εκχύσεων βασικών πετρωμάτων (γάββροι, διαβάσες, περιδοτίτες). Η δεύτερη φάση περιλαμβάνει αυτόν τον ίδιο το σχηματισμό των ορέων. Τα βαθύτερα μέρη του γεωσύγκλινου παθαίνουν γρανιτοποίηση, μετασχηματίζονται δηλαδή σε ένα γρανιτικό μάγμα, που ανέρχεται προς την επιφάνεια σχηματίζοντας πλουτωνίτες και θόλους (κάθε ορεινή αλυσίδα περικλείει πράγματι ένα γρανιτικό πυρήνα). Συγχρόνως με την κίνηση του γεωσύγκλινου αναστρέφεται και αναδύεται από τη θάλασσα η ορεινή αλυσίδα. Το γρανιτοποιημένο σιάλ μπορεί να προκαλέσει ηφαιστειακά φαινόμενα. Η τελευταία φάση είναι της ισοστάθμισης οπότε οι ορεογενετικές κινήσεις σταματούν, παρουσιάζοντας ίσως, μόνο μία αργή επιστροφή στην ισορροπία. 1. Σχηματισμός των ορεινών εσωτερικών αλύσεων (όπως π.χ. στις Άλπεις) σύμφωνα με τη θεωρία του Βένκενερ. Πάνω, η απομάκρυνση των ηπείρων προκάλεσε τη μείωση του πάχους του σιάλ και το σχηματισμό μιας γεωσυγκλινικής τάφρου. Αριστερά, η κίνηση για ένα νέο πλησίασμα προκάλεσε την πτύχωση και την ανύψωση της οροσειράς. 2. Σχηματισμός των ορεινών αλύσεων στα χείλη των ηπείρων, σύμφωνα με τη θεωρία του Βέγκενερ: η ανύψωση των ορέων ήρθε σαν αποτέλεσμα της αντίστασης (που ήταν αντίθετη προς την κίνηση του σίμα: από τα δεξιά προς τα αριστερά), την οποία προέβαλαν τα σιαλικά τεμάχη των ηπείρων. 3. Η ορεογένεση, σύμφωνα με την τεκτονική θεωρία της βαρύτητας. Μια δέσμη στρωμάτων με οριζόντια απόθεση ανυψώνεται όχι ομοιόμορφα, με αποτέλεσμα να γέρνουν. Τα ανώτερα πλαστικά στρώματα ολισθαίνουν εξαιτίας της βαρύτητας προς τα κάτω, δημιουργώντας μια φυλλώδη δομή, ενώ το κατώτερο στρώμα, άκαμπτο, δεν υφίσταται συμπιέσεις. 4. Πειράματα του Κριγκς για να αποδείξει τη θεωρία του σχηματισμού των οροσειρών από τη δράση των μαγματικών ρευμάτων κάτω από το φλοιό. Δύο υγρά διαφορετικής πυκνότητας, που δεν ανακατεύονται, τοποθετούνται σε μια μικρή δεξαμενή: αυτό που μένει πάνω αντιπροσωπεύει το σιάλ? το άλλο το σίμα. Μέσα στο σίμα περιστρέφονται, κατά τη διεύθυνση των βελών, ένας ή δύο κύλινδροι, δημιουργώντας ρεύματα, τα οποία καθορίζουν μέσα στο σιάλ μια δομή όμοια με των ορεινών αλύσων, η οποία παρουσιάζεται κοίλη στο κατώτερο μέρος και πτυχωμένη στην επιφάνεια. Δεξιά η ορεογένεση σύμφωνα με νεώτερες θεωρίες. Πάνω: τα κάτω από το φλοιό ρεύματα προκαλούν την κάμψη του σιάλ και το σχηματισμό ενός γεωσυγκλινικού βυθίσματος. Στη μέση: η διεργασία της παραμόρφωσης εξακολουθεί με μεγαλύτερη ένταση, εξαιτίας της αύξησης της ταχύτητας των μαγνητικών ρευμάτων και αναδύονται από τη θάλασσα οι πρώτες ορεινές άλυσοι. Κάτω: η ορογένεση φτάνει στο μέγιστο σημείο, ενώ τα μαγματικά ρεύματα κάτω από το φλοιό σταματούν και στη βάση του γεωσύγκλινού σχηματίζεται λιωμένος γρανίτης, ο οποίος με την ανοδική του κίνηση συμμετέχει σστην ορογένεση. Στη φωτογραφία αυτή φαίνονται στρώματα ιζηματογενών πετρωμάτων, που είναι βαθιά διαταραγμένα από ορεογενετικές κινήσεις. Προοίμιο των μεγάλων ορεογενετικών κινήσεων είναι πάντοτε η απόθεση σημαντικών ιζηματογενών στρωμάτων στα γεωσυγκλινικά βυθίσματα. Στρώματα του είδους υπάρχουν σε όλες τις ορεινές χώρες και στην Ελλάδα.