Alaphang

Tudományban, művészetben élni és tevékenykedni, amióta az ember önmagáról gondolkodik kiváltság és misztikum, amely egyfajta beavatottság élménnyel ajándékozza meg az önmagát tudósnak vagy művésznek tartó embert. Bár e két gondolatkör szeretne elhatárolóldni a másiktól, ez természetükből fakadóan lehetetlen. A tudomány és a művészet is szeretné magát az emberiség szolgálójaként látni, pedig valójában mindkettő önmagáért van és az ember egyéni boldogságát rejti magában. Miért is? Ha az emberi boldogságnak egyetlen olyan feltétele van, amely nem helyettesíthető, ez pedig a szabadság, pontosabban a döntés szabadsága. A tudományban az ember szabadon gondolkodik, a művészetben szabadon érez. Minden másban, így a társadalmi közéletben, a vallásban, a materiális világban az ember döntései korlátozva vannak. A tudományban az ember megismerni akar, a művészetben alkotni valami mást a megismert világból. Így tudós és művész szabadon kereshet, alkothat, törekedhet a teljességre, miközben mindez boldoggá teheti.

Bejelentkezés

Kapcsolatfelvételi űrlap

Egy német éghajlatkutató a földtan megújításáért: Száz éve ismertette Alfred Wegener a kontinensvándorlás elméletét

Nyomtatóbarát változatKüldés E-mailben

A Föld kialakulásával és a lemeztektonika fejlődésével kapcsolatban sorozatot indítottunk. Sorozatunk első fejezetében a Naprendszer – köztük a Föld – kialakulásáról szóló tudományos elméleteket vizsgáltuk meg, a második fejezetben a Föld szféráiról kialakult tudományos modelleket ismertük meg. A harmadik fejezetben a hegységképződési szemlélet változásait láthattuk az ókortól a 18. századig. A negyedik részben a földtani megfigyeléseken alapuló hegységképződési magyarázatokat ismerjük meg a 20. század elejéig. Az ötödik és egyben záró fejezetben Alfred Wegenerrel ismerkedünk meg.

Híressé vált kontinensvándorlásról szóló elméletét 100 évvel ezelőtt 1912. január 6.-án ismertette Alfred Wegener. A Német Földtani Társulatnak a frankfurti Senckenberg Múzeumban ismertette elméletét a Pangea szuperkontinensről, amely év milliók folyamán részekre tagolódott és darabok rotálásuk révén mai helyükre kerültek. Nagy műve „Die Entstehung der Kontinente und Ozeane” (A kontinensek és az óceánok eredete) 1912-ben jelent meg. A harmadik kiadás 1922-ben jelent meg, amelyet sok nyelvre lefordították, és ezt a művet tekintik a lemeztektonika alapkövének.

Alfred Wegener Grönlandon
Wegener Grönlandon, az 1912–13-as expedíció idején (Az Alfred Wegener Intézet archívuma)

Wegener ötletét az akkori szakemberek elutasították, mondván, hogy nem létezik olyan erő, amely a kontinenseket „feldarabolná”, továbbá olyanról sem tudnak, amely „szállítaná” őket.  Nem mellékesen meg kell említeni, hogy Wegener végzettségét tekintve sem volt geológus. Doktori fokozatát csillagászatból szerezte, de az 1900-as évek elején, mint éghajlatkutató tevékenykedett. Mindössze egyetlen lelkes támogatója volt elméletének Alexander L. Du Toit a Johannesburgi Egyetem geológus professzora. Egy Dél-Amerikában tett kirándulása során így nyilatkozott Wegener elméletéről a Dél-Afrikai földtudós:

„Valóban, még közelről szemügyre véve is csak nehézségek árán tudtam felfogni, hogy ez egy másik kontinens, és nem bizonyos része valamelyik déli tartománynak a Jóreménység fokánál.”

Wegener elméletével az volt a legnagyobb gond, hogy nem tudta bizonyítékokkal alátámasztani igazát. A legtöbb bizonyítékot a 20-as és 30-as években az őslénytan szolgáltatta és majd csak jóval később, az 50-es években sikerül Wegener elméletét bizonyítani.

Die Entstehung der Kontinente und Ozeane” (A kontinensek és az óceánok eredete) címlapja Wegener saját kezű írásával
Die Entstehung der Kontinente und Ozeane” (A kontinensek és az óceánok eredete) címlapja Wegener saját kezű írásával. (Forrás: A. Wegener 1915)

Egyetlen egy dologban sikerült igazát bizonyítani, ez pedig a Skandináv-félszigetre ható izosztázia létezése volt. Az utolsó jégkorszak során a félszigetet nagy vastagságú jég borította és ez a képlékeny asztenoszférába nyomta a litoszférát, ezért megsüllyedt Skandinávia. A jégkorszak vége óta folyamatos emelkedésben van a félsziget. Nem nagy számokkal, csupán 0,8 cm-rel évente.

Szeizmológiai ismeretek

A földrengések nemcsak szörnyű természeti katasztrófák a felszínen, hanem betekintést engednek a Föld belsejébe is. Egymástól függetlenül két geofizikus Wadati és Bonieff 1954-ben felfedezték a lemezhatárokat, mégpedig szeizmikus aktivitásuk alapján. A modern tudományos szeizmológiai módszerekkel azt is lehet rekonstruálni, hogy milyen gyorsan mozogtak a kontinensek. Ezen lehetőség birtokában rekonstruálták, hogy milyen gyorsan haladt India Eurázsia irányába. A kontinens 140 millió évvel ezelőtt szakadt le Gondwana keleti részéről és évenként 20 cm/s sebességgel rotált a kontinens irányába.

Ezen elméletét a szigetekre is alkalmazta, miszerint az Atlanti-hátság víz fölé emelkedő részei Izlandhoz és az Azori-szigetekhez hasonlóan szigeteket képeznek, amelyeket Wegener a mai Atlanti-óceán két oldalát szegélyező kontinensek szétválása során visszamaradt anyagból állónak tekintett. Az olyan szigetláncok, mint a Karib-tengert szegélyező Antillák vagy Japán és a Csendes-óceánt nyugati részének több szigeteivel, a kontinensek általános nyugati irányú sodródása során levált és visszamaradtnak, és a kontinensek anyagának tekintette. Wegener korai munkáiban még azt is feltételezte, hogy az óceáni aljzat a Közép-Atlanti-hátság mentén tágul, ez az elképzelés azonban későbbi írásaiban nem jelenik meg, pedig ennek igazolása később a lemeztektonika egyik legfőbb kulcsa lett.

Az vándorlás elméletének gondolata azért is volt fontos, mert a köztudatban egy régi, idejétmúlt felfogás élt a szárazföldek formakincseinek kialakulásáról. A híres fizikus Isaac Newton 1681-ben vetette fel a zsugorodási elmélet gondolatát, amelynek alapja az volt, hogy a Föld belsejéből forró gázok törtek fel, így a földgolyó lelaposodott, ill. összezsugorodott, ami után a felső részek, azaz a felszín megszilárdult. Sokáig ezt tekintették a hegységképződés alapelvének, de nem mindegyik földtudománnyal foglalkozó szakember számára volt hihető ez az elképzelés. Wegener számára sem tűnt hihetőnek, és a lemeztektonika ismereteivel felvértezve, felvetette azon elképzelését, miszerint Amerika nyugati partvidékén az Andoktól Alaszkáig sorakozó hegységeket a földkéreg gyűrődéseiként értelmezze, amelyeket a szárazföldi táblák nyugat felé nyomulásakor fellépő feszültség hozott létre. Hasonlóképp jöttek létre az Új-Guinea hegységei is, szerinte az Ausztrál és Új-Gunieai lemez észak felé mozgása során jöttek létre. Ázsia hegységei a Himalájától egészen a Tien-Sanig India észak felé nyomulása során emelkedtek a magasba.

Fúrások az óceáni aljzatba

A kor kutatói már tudták, hogy az Atlanti-óceán két oldalán (főként Afrikában és Dél-Amerikában) élő, illetve hajdan élt állatok és növények között meglepő hasonlóság fedezhető fel. A karbonidőszaki Glossopteris-flóra elemeit olyan helyeken (India, Ausztrália, Dél-Amerika, Afrika, Antarktisz) is megtalálták, melyek ma nagyon messze vannak egymástól. Ez a tudat ismét felélesztette az óceánba elmerült kontinens, Atlantisz elsüllyedésének klasszikus elképzelését. A neves magyar születésű, de osztrák őslénykutató, Eduárd Suess úgy gondolta, hogy a Gondwana inkább egy olyan kontinens lehetett, amelynek jó része a tengerbe veszett, nem pedig lassan széttöredező és lassan szétváló kontinens. Wegener azonban lehetetlennek tartotta, hogy egy ekkora kontinens csak úgy eltűnjön a tenger habjaiban. E teória kőzettani bizonyítása már nehezebb volt; óceánfenéki kőzetmintákhoz szinte lehetetlen volt hozzájutni.

Az igazi áttörést ebben a 60-as években induló óceáni fúrási programok nyújtották. Megkezdődtek a geomágneses mérések, a tengerfenék topográfiai vizsgálata, a fúrási mintavételek az óceán aljzatából. Ennek segítségével fedezték fel az óceánközépi hátságokat, valamint a mágneses polarizációra megfelelő párhuzamos sávozást a hátság mindkét oldalán lévő kőzetekben. A fúrások során három dolgot fedeztek fel. Az első az, hogy egyetlen magminta sem volt idősebb 200 millió évesnél. A kontinentális pajzsok ellenben több mint négy milliárd évesek is lehetnek (lásd Kanadai-pajzs, Balti-pajzs stb.).

Másodsorban a fúrások segítségével kimutatható, hogy az óceánközépi hátságok közelében fekvő aljzatok fiatalok. Az életkor a távolsággal függ össze, vagyis minél nagyobb a távolság az óceáni lemezen, annál idősebb az aljzat. Harmadsorban az óceáni aljzaton felső rétegének (fekü) üledéke minden esetben magmás kőzet.

Ez is magyarázza azon elméletet, hogy a Föld felső-köpenyéből olvadt kőzet nyomul a felszínre a hátság tűzhányóiból. És ez válasz lehet arra is, hogy nem a kontinensek sodródnak, hanem a lemezek „úsznak” a köpeny felső részén.

A Glossopteris flóra: a. Az elképzelt fás szárú növény, b. Levél lenyomatok kőzetbe ágyazódva.
A Glossopteris flóra: a. Az elképzelt fás szárú növény, b. Levél lenyomatok kőzetbe ágyazódva.

A lemeztektonika geodinamikája

A Wegener elmélet a ’60-as évek második felében került helyes kontextusba, vagyis a kontinensek és az óceánok együttesen mozognak, mint litoszféra lemezek. A kontinentális lemezek kisebb sűrűségűek, míg az óceáni lemezek a nagyobb sűrűségű. A kontinentális és óceáni lemezek a földtörténeti múltban folyamatosan mozogtak, hol összeütköztek, hol szétszakadtak, ezekhez a folyamatokhoz kapcsolhatóak a földrengések is, valamint a vulkáni működések. Az egymáshoz képest végzett mozgás típusa szerint háromféle lemezszegélyt különböztetünk meg: konvergens vagy ütköző szegélyt (Himalája kialakulása),divergens vagy széttartó szegélyt (Vörös-tenger születése), illetve amikor a lemezek egymás mellett elhaladnak, súrlódó szegélyt (Szent András törésvonal Észak-Amerikában). A lemezszegélyek mentén földrengések, vulkáni tevékenység, hegységképződés, illetve óceáni árok képződés léphet fel.

A litoszféra tektonikai lemezeknek nevezett darabokra töredezett, ezekből a Földön hét nagyot és sok kisebbet ismerünk. E lemezek az asztenoszférán úsznak, mert a nagy mélységben hatalmas nyomás uralkodik, amely magas hőmérsékletet indukál, ezáltal a Föld külső magja képlékeny és forgómozgást végez (dinamó effektus, magnetoszféra létrejötte), továbbá a köpeny is a hő miatt képlékeny, amelyben az oszlopszerű superplume áramlás segítségével a hőt cserélnek a felső és alsó rétegek is.

A Föld keresztmetszete az új globális geodinamikai modell illusztrálására (Forrás: Courtillot és társai, 2003)
A Föld keresztmetszete az új globális geodinamikai modell illusztrálására (Forrás: Courtillot és társai, 2003)

A köpenyben hőcentrumok is találhatók, amelyek konvekciós áramlatok (hőfeláramlások) formájában körkörös mozgást végeznek az asztenoszféra felső részében. A további hőt a radioaktív anyagok bomlása biztosítja a köpenyben.

A lemeztektonika csendes forradalma

A klasszikus fogalmat tekintve a lemeztektonika, amely a merev lemezek egy mechanikus folyamatát mutatja be mozgásról és ütközésről. A legújabb kutatási eredmények szerint, amelyet a Potsdami Geo Kutatási Centrum (GFZ) munkatára Onno Oncken is alátámaszt, azaz, hogy a lemeztektonika egy önszabályozó rendszer, amelyben a kölcsönhatások játszódnak le a rendszerben, valamint az alrendszerekben. A professzor véleménye szerint ez nem egy mechanikus rendszer, hanem egy bonyolult visszacsatolási rendszer.

A klasszikus fogalommal egyetemben az ütközés során létrejött hegyeket is felül kellett vizsgálni. Az Andok ebben a formájában, mintegy 65 millió éve létezik, de a szubdukció (az óceáni lemezek a kontinentális lemez alá bukása) már a földtörténeti ókor (paleozoikum) végén elkezdődött (Nazca-lemez alábukása a kontinentális Dél-Amerika alá), így több százmillió évvel idősebbnek kellene lennie.

Hasonlóképpen a kölcsönhatások is összetettebbek a kőzetrétegek és a földkéreg között, mint azt eredetileg gondolták. A forró kőzet olvadék utat tör magának a rétegek között és ott megakad, így a rossz hővezető litoszféra nem tudja elvezetni a hőt, és mint egy hegesztőpisztoly repedéseket indukál a rideg litoszféra lemezek közt. Így történhetett a Gondwana kontinens szétesése 140-130 millió évvel ezelőtt. A déli szuperkontinensnek először a keleti (India, Antarktisz, Ausztrália) része szakadt le, majd ezt követően a nyugati (Dél-Amerika, Afrika) része is. Abban az időben vált külön kontinensé Afrika és Dél-Amerika is, amely az időelteltével is megőrizte körvonalait, amely a 20. század elején Wegenernek is feltűnt.

Az Atlanti-óceán partjai mentén lévő kontinensek összeillesztés Wegener saját kezű írásával. (Forrás: A. Wegener 1915)
Az Atlanti-óceán partjai mentén lévő kontinensek összeillesztés Wegener saját kezű írásával. (Forrás: A. Wegener 1915)

És mégis mozog a Föld

Ha visszatekintünk Wegener kutatás tevékenységére el kell ismernünk, hogy igen nagy jelentőségű volt. Ő használta a tudomány valamennyi területén fellelhető segédeszközöket igazának bizonyításában. A könyvének kiadása után Wegener elméletét gúnyosan fogadták, támogatása valósággal ártott a személy szakmai előmenetelére. A leghevesebb támadást a John Hopkins Egyetem őslénytan professzora, Edward Wilber Berry intézte ellene.

„Wegener módszere – mondta – nem tudományos, hanem egy alapgondolat esetében gyakorta előforduló utat követ, a szakirodalom megerősítő bizonyítékok után kutató szelektív álltudományozását, mely figyelmen kívül hagyja az alapgondolattal ellentétes tények legnagyobb részét, és az önittasság olyan állapotával végződik, amelyben a szubjektív gondolatot objektív ténynek tekintik.”

Ennek köszönhetően sokáig nem is foglalkozott senki sem a Wegener által nyitva hagyott kérdéseken (éghajlatváltozás, a fajok földrajzi eloszlása, ill. kontinensvándorlás). Wegener elméletének vannak magyar vonatkozásai is, ugyanis a kontinensvándorlásra az egyetlen ésszerű megoldása, ha azt kombináljuk a Föld forgástengely-változékonyságával. Ahhoz, hogy ezt bizonyítani tudja báró Eötvös Lóránd egyik kísérletének eredményét használta fel. Ez a kísérlet az volt, hogy a gravitáció és a centrifugális erőnek köszönhetően a Föld forgása és alakjának egyenlítő környéki kiöblösödésének következtében lennie kell egy nagyon csekély erőhatásnak, amely a kontinentális táblákat az egyenlítő felé lökdösi. Wegener úgy vélte, hogy a sarki taszító erő megmagyarázhatja elméletét. Ezen elgondolását a magyar őslénykutatás egyik legjelesebb tagja, maga Lambrecht Kálmán is megemlékezik, igaz Ő szellemes elméletként aposztrofálja. Lambrecht ezen kívül egy teljes fejezetet szentel a kontinensvándorlás elméletének az 1926-ban megjelent „Az ősember elődei” c. könyvében. Ebben kifejti a hipotézis pro és contra érveit, de véleményem szerint Lambrecht Kálmán elfogadta az elméletet.

„Az élők világának, de különösen az ősvilági állatoknak sokszor mesterkélt vándorlási elméletét igen-igen sok pontban kifogástalanul pótolja Wegener elmélete, amely megmagyarázza többek között a permkor ősgerinceseinek, a mongóliai ősgyíkoknak és emlősöknek roppant vándorútját, globális elterjedését is.”

Ebből láthatjuk, hogy volt, aki elfogadta elméletét, de a szakma doyenjei nem is foglalkoztak az elmélettel és nyitott kérdésekkel, ezzel szemben az „amatőrök” kedvet kaptak hozzá és végül az eddiginél is szenzációsabb elméletek születtek.

A fogadtatás Németországban

Wegenert hazájában sem ismerték el. Németországban egyetlen felsőoktatási intézményben sem kapott professzori állást, így a grazi egyetemen tanított. Életútjának utolsó vállalkozása egy újabb grönlandi expedíció volt, amelyet régi barátja és egykori tanítványának, Johannes Georginak a kezdeményezésére indított. Georgi így emlékezett meg egykori tanárának kálváriájára a németországi felsőoktatás útvesztőiben:
„Sajnálatos, hogy egy ilyen eleve kutatásra és oktatásra hivatott nagy tudós Németország számtalan egyeteme és műszaki főiskolája közül egyetlen egyben sem tudott állandó professzori álláshoz jutni. Jó néhányszor kellett hallani, hogy azért utasították el, mert olyan dolgok is érdekelték, s talán kissé nagyobb mértékben, amelyek a megpályázott tanszék tevékenységi körén kívül estek – mintha egy ilyen ember nem lett volna méltó bármelyik katedrára a földtudományok széles birodalmában.”

Téli megfigyelőállomást hoztak létre a jégtakaró legvastagabb részén, ahol főleg meteorológiai kutatásokat végeztek. Ott érte a halál is, 1930-ban. Két kutatótábor között haladva társával együtt eltűnt. Holttestét fél év múlva találták meg, helyben temették el.
Így végződött a kontinensvándorlás elméletének megálmodójának élete, aki csak öregkorára látta volna hipotézisének beteljesülését. Elképzelései majd csak az 50-es közepétől kezdenek beigazolódni, nagymértékben köszönhető az amerikai geológusnak, Harry Hess-nek. Hess volt, aki kimondta, hogy  az óceáni lemezek az óceánközépi hátságok mentén folyamatosan gyarapodnak, és emiatt a kontinensek eltávolodnak egymástól.

Térkép a lemezek mozgásáról
Térkép a lemezek mozgásáról (Forrás: Deutsches GeoForschungsZentrum GFZ, Helmholtz-Zentrum Potsdam)

Akár hogyan is nézzük, de Wegener elmélete kiindulási pont volt, amely forradalmat jelentett a földtudomány fejlődésében. Napjainkban is hasonló – igaz – csendes forradalom zajlik a földtudományok berkein belül, és az új kutatások során már tisztában lehetünk azzal, hogy bolygónk egy teljes rendszert alkot.

Kislexikon

  • Izosztázia: a litoszféra és az asztenoszféra közötti gravitációs egyensúlyi állapot. 1840-ben George Everest fedezte fel.
  • Lemeztektonika: A litoszféra néhány tucatnyi nagyobb és kisebb litoszféralemezre van töredezve. Ezek mentén játszódik le a Föld tektonikai, földrengéses, vulkáni tevékenységeinek 95 százaléka.
  • Szubdukció: Konvergens vagy összetartó lemezek ütközése során az egyik lemez a másik alá bukik.

További ajánlataink

Július végén mutatták be Annie Leonard új filmj... »
Ismerd meg te is a növények varázslatos világát! É... »
Egy nemzetközi kutatócsoport figyelemreméltó bizonyít... »
Április 16-án rendezték meg az Emberi jogi, kisebbségi, civil... »