32-4 Pohoria hore a dole

32-4 Pohoria hore a dole

Či sa dá tvárniť zemská kôra hrá prvoradú úlohu v otázke, že ako sa vytvorí povrch, jeho ohromné pohoria s horami siahajúcimi až do nebies, a sa vytvárajú oceány s ich rozsiahlymi panvami a hlbokými priekopami. Pokiaľ by kôra Zeme bola rovnomerne hladká, ako ľad na zamrznutom jazere, neboli by kontinenty a celý povrch Zeme by pokrývali vody oceánov konštantnej hĺbky – najvyššiu formu života by tvorili na Zemi pravdepodobne hlavonožci. Že tomu tak nie je, vďačíme hrúbke zemskej kôry, ktorá nie je všade rovnaká a nemá ani všade rovnaké zloženie.

Keď sa pozrieme na ohromné mnoho tisíc metrov vysoké hory, prikláňame sa k  tomu, že vidíme gigantické skaly nahromadené na povrchu Zeme, podobné tomu, keď inžinieri vytvoria umelý pahorok. Táto prvotná predstava, ktorá brala pohoria a hory ako útvary sformované na povrchu kontinentov, prevládala všeobecne v geológii ešte začiatkom dvadsiateho storočia. Až novšie výskumy zamerané na vznik hôr a pohorí objavili, že väčšia časť pohorí sa nachádza pod povrchom. Existencia týchto „koreňov“ hôr siahajúcich hlboko pod povrch bola dokázaná použitím kyvadiel umiestnených na opačných stranách pohoria – kyvadlami sa zisťovali miestne gravitačné sily. Na základe zákona gravitácie by sme očakávali, že veľká hmotnosť hory vychýli obidve kyvadlá od „pravého zvislého smeru“ k hore, ako to ukazuje obr. 32.3. V tejto situácii však „skutočne zvislý smer“ neurčuje olovnica, ale priamka ukazujúca smerom k stredu Zeme, ktoré na oboch miestach merania vieme určiť z pozorovania hviezd. K veľkému prekvapeniu vedcov sa pri týchto meraniach ukázalo, že odchýlka olovnice od „skutočne zvislého smeru“ v blízkosti veľkej hory nedával zhodný výsledok s výpočtom.

V prípade Mount Everest-u bola výchylka skoro trikrát menšia, než akú by sme očakávali v dôsledku veľkej hmotnosti hory. V prípade Pyrenejí to bolo ešte bizarnejšie, lebo namiesto priťahovania, sa zdalo, že hora kyvadlo odpudzuje.

Nedostatok prídavného gravitačného priťahovania vysvetľovali najskôr tým, že vnútrajšok hôr je asi plná dutín a jaskýň, akoby boli veľké bubliny na povrchu zemskej kôry.

Neskôr sa dozvedeli, že takéto vysvetlenie je mylné, a správne vysvetlenie pozorovaného javu súvisí s plasticitou napoly roztavenej vrstvy, ktorá siaha niekoľko sto kilometrov pod povrch Zeme.

Podľa dnešného chápania sú hory na povrchu Zeme podobné ľadovcom, ktoré sa vytvárajú pri zhlukovaním ľadu v arktických vodách. Polárnici vedia, že keď plávajúce kry sa zhluknú, pod vplyvom tlaku sa rozlámu, a úlomky sa nakopia na seba, pričom veľká časť nakopeného ľadu sa ponorí pod vodnú hladinu v jednom kuse tak, ako sa nakopili. Kým ľadový medveď môže vidieť ohromný ľadovec vyčnievajúci nad Ľadovým poľom, tuleň môže vidieť pod vodou zrovna tak veľký kus ľadu zasahujúci pod vodnú hladinu. Obdobne,každá hora týčiaca sa nad povrchom Zeme má pod sebou – možno by sme to tak mohli povedať – zápornú horu, ktorá sa vytvorila zatlačením skalnatej žuly do nižšie položenej hustejšej, napoly roztavenej čadičovej vrstvy, na ktorej žula pláva – obr. 32.4.

Podľa Archimedovho zákona tiaž plávajúceho telesa sa rovná tiaži látky (kvapaliny) telesom vytlačenej, preto vyvýšenie na plastickej kôre Zeme neznamená zvýšenie hmotnosti, či tiaže na tom mieste.

Prijatím tejto teórie tzv. izostatickej rovnováhy otázku „Prečo nepôsobí hora na kyvadlo v miere, akú by sme očakávali na základe viditeľnej hmoty?“ môžeme nechať bez povšimnutia, a musíme sa radšej opýtať, „Prečo sa kyvadlo vôbec odchýli od zvislého smeru?“

Pri odpovedi musíme zobrať do úvahy, že tiaž olovnice na celej Zemi určuje príťažlivá sila medzi olovnicou a každého jedného kúsku horniny Zeme. Je ale zrejmé, že niekoľko kubických kilometrov hornín bezprostredne pod olovnicou na ňu pôsobí väčšou silou, než kubický kilometer hodne ďaleko, dajme tomu v Austrálii. Pokiaľ pohorie sa vyzdvihne z okolitej rovnej pustiny, pod pohorím sa musí nachádzať obzvlášť hrubá vrstva žuly (jej hustota je nižšia než hustota čadiča²). To je tá blízka hmota, ktorej pôsobenie na olovnicu je rozhodujúce.

Žula je však relatívne ľahšia ako čadič, preto príťažlivá sila pôsobiaca na olovnicu je menšia, a preto sa olovnica prikláňa smerom k pohoriu menej, než by sme očakávali.

Je síce pravda, že pod každým pohorím sa nachádza približne rovnaké „záporné žulové pohorie“, ale pevnosť a pružnosť zemskej kôry neumožní, aby tvar „obráteného pohoria“ mal presne ten tvar, ako jeho „zrkadlový obraz“ nad povrchom, a aby každý vrchol mal svoje dvojča aj pod povrchom.