Μάθημα 6: Η Γεωλογική Ιστορία της Ευρώπης και η Ορογένεση

Αγαπητοί μου μαθητές και μαθήτριες, καλώς ήρθατε σε ένα συναρπαστικό ταξίδι πίσω στο χρόνο, βαθιά μέσα στη Γη, για να ανακαλύψουμε πώς διαμορφώθηκε η ήπειρος στην οποία ζούμε. Είμαστε έτοιμοι να εξερευνήσουμε τα μυστικά των βουνών και των ηπείρων μας!

Σε αυτό το μάθημα θα μάθουμε:

• Για τη γεωλογική ιστορία της ηπείρου μας, της Ευρώπης.
• Για τον τρόπο σχηματισμού των οροσειρών της Ευρώπης.

Λέξεις - κλειδιά:

τεκτονικές, λιθοσφαιρικές πλάκες, κίνηση πλακών, σύγκρουση πλακών, ορογένεση, Καληδόνια Πτύχωση, Ερκύνια ή Βαρίσκια Πτύχωση, Αλπική Πτύχωση.

Η Ηλικία της Γης και η Δομή του Γεωλογικού Χρόνου

Η Γη, ο πλανήτης μας, έχει μια απίστευτα μακρά ιστορία, με ηλικία που ανέρχεται στα 4,6 δισεκατομμύρια χρόνια περίπου.

Για να μελετήσουν αυτό το τεράστιο χρονικό διάστημα, οι επιστήμονες το έχουν χωρίσει σε μικρότερα διαστήματα. Οι υποδιαιρέσεις του γεωλογικού χρόνου, ξεκινώντας από τις μεγαλύτερες προς τις μικρότερες, είναι οι αιώνες, οι περίοδοι και οι εποχές.

Αυτή η διαίρεση, αν και μπορεί να φαίνεται αυθαίρετη, όπως κάθε χρονική ταξινόμηση που κάνει ο άνθρωπος, είναι ένα πολύτιμο εργαλείο για τους ερευνητές, βοηθώντας τους να οργανώσουν και να κατανοήσουν τα γεγονότα του παρελθόντος της Γης.

Πρόβλημα 1.1: Έχουν οι γεωλογικοί αιώνες και περίοδοι την ίδια χρονική διάρκεια μεταξύ τους;

Απάντηση: Όχι, καθόλου! Οι γεωλογικοί αιώνες και περίοδοι δεν έχουν την ίδια χρονική διάρκεια. Η διάρκειά τους ποικίλλει σημαντικά και καθορίζεται από μεγάλα γεωλογικά γεγονότα και αλλαγές στη ζωή του πλανήτη. Για παράδειγμα, ο Παλαιοζωικός διήρκεσε περίπου 290 εκατομμύρια χρόνια, ενώ ο Καινοζωικός, στον οποίο ζούμε, μόλις 66 εκατομμύρια χρόνια περίπου.

Εικόνα 6.1β: Κυκλόγραμμα χρονικής διάρκειας γεωλογικών αιώνων.

Γεωλογικοί Αιώνες και οι Μορφές Ζωής τους

Κάθε γεωλογικός αιώνας χαρακτηρίζεται από τις κυρίαρχες μορφές ζωής που υπήρχαν κατά τη διάρκειά του, όπως αποκαλύπτουν τα απολιθώματα:

• Ο Παλαιοζωικός Αιώνας (η εποχή της «παλιάς μορφής ζωής») χαρακτηρίζεται από τα απολιθώματα των ασπονδύλων.
• Ο Μεσοζωικός Αιώνας (η εποχή της «μέσης ζωής») χαρακτηρίζεται από τα απολιθώματα των δεινοσαύρων.
• Ο Καινοζωικός Αιώνας (η εποχή της «καινούριας ζωής») χαρακτηρίζεται από τα απολιθώματα των θηλαστικών και των σύγχρονων φυτών.

Είναι σημαντικό να κατανοήσουμε ότι κάθε γεωλογικός αιώνας τελειώνει με μια σημαντική αλλαγή, συχνά με μαζικές εξαφανίσεις των κυρίαρχων μορφών ζωής της εποχής. Αυτές οι αλλαγές "προετοιμάζουν το έδαφος" για την εμφάνιση και επικράτηση καινούριων μορφών ζωής. Χαρακτηριστικό παράδειγμα είναι το τέλος του Μεσοζωικού Αιώνα με την εξαφάνιση των δεινοσαύρων, που άνοιξε το δρόμο για τα θηλαστικά.

Εικόνα 6.1α: Γεωλογικοί αιώνες και ορογένεσις.

Πού Ζούμε Σήμερα; Η Ανθρώπινη Θέση στο Γεωλογικό Χρόνο

Σήμερα, αγαπητοί μου, βρισκόμαστε στον Καινοζωικό Αιώνα, στην Τεταρτογενή Περίοδο, και πιο συγκεκριμένα, στην Ολόκαινο Εποχή.

Το γένος Homo, στο οποίο ανήκει και ο σημερινός άνθρωπος, εμφανίστηκε πριν από 2-2,5 εκατομμύρια χρόνια περίπου.

Πρόβλημα 1.2: Έχει ίδια χρονική διάρκεια ο αιώνας της ανθρώπινης ιστορίας (100 χρόνια) με τους γεωλογικούς αιώνες;

Απάντηση: Φυσικά και όχι! Η διαφορά είναι κολοσσιαία! Αν κάνουμε μια αναλογία και θεωρήσουμε την ηλικία της Γης ίση με 46 χρόνια, τότε η παρουσία του γένους Homo στη Γη θα είχε ηλικία μόλις τεσσάρων ωρών! Αυτό μας δείχνει πόσο απειροελάχιστο είναι το χρονικό διάστημα της ανθρώπινης ιστορίας σε σύγκριση με την τεράστια γεωλογική ιστορία του πλανήτη μας.

Αυτή η αναλογία μας βοηθά να κατανοήσουμε την κλίμακα των γεωλογικών χρόνων και να νιώσουμε δέος για το πόσα πολλά έχουν συμβεί πριν την εμφάνιση του είδους μας.

Πώς Ονομάστηκαν οι Γεωλογικές Περίοδοι;

Η διαίρεση του γεωλογικού χρόνου, όπως τη γνωρίζουμε σήμερα, καθιερώθηκε στα τέλη του 19ου αιώνα.

Τα ονόματα των γεωλογικών περιόδων και υποπεριόδων έχουν ενδιαφέρουσα προέλευση:

• Ορισμένα οφείλονται σε περιοχές της Ευρώπης όπου μελετήθηκαν εκτενώς αυτές οι περίοδοι. Για παράδειγμα:
  • Το Δεβόνιο από το Ντέβονσαϊρ στο Ηνωμένο Βασίλειο.
  • Το Πέρμιο από το Πέρμ στη Ρωσία.
  • Το Ιουρασικό από την οροσειρά Ιούρα στα σύνορα Γαλλίας-Ελβετίας.
• Άλλα ονόματα προέρχονται από σημαντικά γεωλογικά γεγονότα που συνέβησαν τότε. Για παράδειγμα:
  • Το Λιθανθρακοφόρο από την απόθεση μεγάλων ποσοτήτων λιθανθράκων.
  • Το Κρητιδικό από την απόθεση κρητίδας, δηλαδή κιμωλίας.

Πρόβλημα 1.3: Σε ποιον γεωλογικό αιώνα και σε ποια περίοδο ζούμε σήμερα;

Απάντηση: Ζούμε στον Καινοζωικό Αιώνα, και στην Τεταρτογενή Περίοδο (ειδικότερα στην Ολόκαινο Εποχή, όπως αναφέρθηκε).

Η Ορογένεση στην Ευρώπη: Η Κινητήριος Δύναμη

Αγαπητοί μαθητές, τώρα θα δούμε πώς σχηματίζονται τα βουνά που θαυμάζουμε στην Ευρώπη και σε όλο τον κόσμο.

Η βασική αιτία πίσω από τη δημιουργία των βουνών (τη λεγόμενη ορογένεση) είναι η θερμότητα που παράγει ο πυρήνας της Γης.

Αυτή η εσωτερική θερμότητα δημιουργεί ρεύματα μεταφοράς (μεταφοράς ύλης και ενέργειας, δηλαδή μάγματος) στον μανδύα της Γης, ειδικά στην περιοχή που ονομάζουμε ασθενόσφαιρα.

Πρόβλημα 2.1 (από 1η εργασία): Ποιο είναι το αίτιο που δημιουργεί τα ρεύματα μεταφοράς στον μανδύα;

Απάντηση: Το αίτιο που δημιουργεί τα ρεύματα μεταφοράς στον μανδύα είναι η θερμότητα που παράγει ο πυρήνας της Γης.

Εικόνα 6.2: Ταξιδεύοντας από τον φλοιό, στην περιοχή της Ευρώπης, ως το κέντρο της γης.

Οι Λιθοσφαιρικές Πλάκες σε Κίνηση

Αυτά τα ρεύματα μεταφοράς στον μανδύα έχουν μια κρίσιμη λειτουργία: συμπαρασύρουν τα κομμάτια του φλοιού της Γης, τα οποία ονομάζουμε λιθοσφαιρικές πλάκες, καθώς αυτές βρίσκονται ακριβώς πάνω τους.

Οι λιθοσφαιρικές πλάκες δεν είναι στατικές. Κινούνται με διάφορους τρόπους, και αυτές οι κινήσεις είναι το κλειδί για πολλά γεωλογικά φαινόμενα:

• Μπορεί να πλησιάζουν μεταξύ τους (συγκλίνουν-συγκρούονται).
• Μπορεί να απομακρύνονται (αποκλίνουν).
• Μπορεί να κινούνται πλευρικά (παράλληλα) η μία δίπλα στην άλλη.

Εικόνα 6.3: Κινήσεις Λιθοσφαιρικών πλακών.

Συνέπειες της Κίνησης των Λιθοσφαιρικών Πλακών

Οι κινήσεις των λιθοσφαιρικών πλακών είναι υπεύθυνες για μια σειρά από γεωλογικά φαινόμενα που διαμορφώνουν τον πλανήτη μας:

• Τη δημιουργία των βουνών (ορογένεση), τόσο στην ξηρά όσο και υποθαλάσσιων οροσειρών.
• Την πρόκληση των σεισμών.
• Την έκρηξη των ηφαιστείων.

Πρόβλημα 2.2 (από 1η εργασία): Ποιες είναι οι κατευθύνσεις προς τις οποίες κινούνται, λόγω των ρευμάτων, οι λιθοσφαιρικές πλάκες;

Απάντηση: Οι λιθοσφαιρικές πλάκες κινούνται προς τρεις βασικές κατευθύνσεις: πλησιάζουν (συγκλίνουν-συγκρούονται), απομακρύνονται (αποκλίνουν) ή κινούνται πλευρικά (παράλληλα) η μία σε σχέση με την άλλη.

Οι Πτυχώσεις στην Ευρώπη: Μια Ιστορία Εκατομμυρίων Ετών

Οι κινήσεις της λιθοσφαιρικής πλάκας της Ευρασίας και οι συγκρούσεις της με άλλες πλάκες δημιούργησαν στο παρελθόν τις τρεις κύριες ορογενετικές φάσεις ή πτυχώσεις που διαμόρφωσαν την Ευρώπη:

1. Την Καληδόνια Πτύχωση (στο τέλος του Προτεροζωικού Αιώνα).
2. Την Ερκύνια ή Βαρίσκια Πτύχωση (μεταξύ Δεβονίου και Λιθανθρακοφόρου).
3. Την Αλπική Πτύχωση (στην αρχή του Καινοζωικού Αιώνα).

Αυτή είναι η χρονολογική σειρά, από την παλαιότερη προς την πιο πρόσφατη, όπως μας ζητάει η 2η εργασία του βιβλίου.

Εικόνα 6.1α: Γεωλογικοί αιώνες και ορογένεσις.

Η Καληδόνια Πτύχωση

Οι Αρχαιότερες Οροσειρές της Ευρώπης

• Πότε: Συνέβη στο τέλος του Προτεροζωικού Αιώνα και στην αρχή του Παλαιοζωικού Αιώνα, δηλαδή περίπου 570 εκατομμύρια χρόνια πριν από σήμερα.
• Πού: Δημιούργησε τα παλαιότερα βουνά της Ευρώπης, τα οποία βρίσκονται κυρίως στη βόρεια Ευρώπη. Παραδείγματα είναι οι Σκανδιναβικές Άλπεις (που εκτείνονται στη Νορβηγία και τη Σουηδία) και τα Όρη Σκωτίας.

Αυτά τα βουνά έχουν υποστεί τεράστια διάβρωση στο πέρασμα των εκατομμυρίων ετών, γι' αυτό και σήμερα δεν έχουν το μεγάλο ύψος και το απότομο ανάγλυφο των νεότερων οροσειρών.

Εικόνα 6.4: Χάρτης ορογενέσεων Ευρώπης. Εικονίζονται και οι ασπίδες, οι αρχαιότερες γεωλογικά περιοχές της ηπείρου.

Η Ερκύνια ή Βαρίσκια Πτύχωση

Οι Οροσειρές του Μέσου Παλαιοζωικού

• Πότε: Πραγματοποιήθηκε στο μέσο του Παλαιοζωικού Αιώνα, περίπου 350 εκατομμύρια χρόνια πριν από σήμερα, μεταξύ των γεωλογικών περιόδων Δεβονίου και Λιθανθρακοφόρου.
• Πού: Σχημάτισε μια σειρά από οροσειρές στην κεντρική και δυτική Ευρώπη, καθώς και ανατολικά. Παραδείγματα περιλαμβάνουν:
  • Τα περισσότερα βουνά της Ιβηρικής Χερσονήσου (με την εξαίρεση των Πυρηναίων και της Σιέρα Νεβάδα που είναι νεότερα).
  • Την οροσειρά του Ιούρα στα σύνορα Γαλλίας-Ελβετίας.
  • Τον Μέλανα Δρυμό στη Γερμανία.
  • Τα εκτεταμένα Ουράλια Όρη, τα οποία αποτελούν το γεωγραφικό όριο μεταξύ Ευρώπης και Ασίας.

Είναι σημαντικό να θυμόμαστε ότι αυτές οι οροσειρές είναι νεότερες από τις Καληδόνιες, αλλά παλαιότερες από τις Αλπικές.

Απάντηση σε πρόταση Αξιολόγησης (δ): Η Ερκύνια Πτύχωση είναι προγενέστερη της Αλπικής. (Σωστό). Η Ερκύνια συνέβη 350 εκατομμύρια χρόνια πριν, ενώ η Αλπική ξεκίνησε 60 εκατομμύρια χρόνια πριν.

Εικόνα 6.4: Χάρτης ορογενέσεων Ευρώπης.

Η Αλπική Πτύχωση

Οι Νεότερες Οροσειρές της Νότιας Ευρώπης

• Πότε: Είναι η πιο πρόσφατη και ενεργή ορογενετική διαταραχή, η οποία ξεκίνησε στην αρχή του Καινοζωικού Αιώνα, δηλαδή περίπου 60 εκατομμύρια χρόνια πριν από σήμερα και συνεχίζεται μέχρι σήμερα.
• Πού: Δημιούργησε τα ψηλότερα και πιο απότομα βουνά της νότιας Ευρώπης, καθώς και οροσειρές που εκτείνονται ανατολικότερα. Χαρακτηριστικά παραδείγματα είναι:
  • Τα Καρπάθια Όρη.
  • Ο Αίμος (Βαλκάνια).
  • Ο Καύκασος (μεταξύ Μαύρης και Κασπίας Θάλασσας).
  • Οι Άλπεις (η μεγαλύτερη οροσειρά της Ευρώπης).
  • Η Πίνδος (στην Ελλάδα).
  • Τα Απέννινα Όρη στην Ιταλία.
  • Η Σιέρα Νεβάδα στην Ισπανία.
  • Οι Δειναρικές Άλπεις στα Βαλκάνια.

Απάντηση σε πρόταση Αξιολόγησης (α): Η Καληδόνια Πτύχωση συνέβη στις αρχές του Καινοζωικού Αιώνα. (Λανθασμένο). Η Καληδόνια συνέβη στο τέλος του Προτεροζωικού/αρχή Παλαιοζωικού, ενώ η Αλπική στην αρχή του Καινοζωικού.

Εικόνα 6.4: Χάρτης ορογενέσεων Ευρώπης.

Άσκηση Επανάληψης: Ορογένεση και Ευρωπαϊκά Βουνά

Ας ελέγξουμε την κατανόησή μας! Με τη βοήθεια των χαρτών (εικόνα 16.1 και 6.4), ας αντιστοιχίσουμε τις ευρωπαϊκές οροσειρές με την πτύχωση που τις δημιούργησε:

Χρησιμοποιήστε τα γράμματα: (Κ) για την Καληδόνια, (Ε) για την Ερκύνια ή Βαρίσκια, και (Α) για την Αλπική Πτύχωση.

• Υψίπεδα Σκωτίας (Κ)
• Σκανδιναβικές Άλπεις (Κ)
• Κανταβρικά Όρη (Ε) (μέρος της Ιβηρικής)
• Ουράλια Όρη (Ε)
• Καρπάθια Όρη (Α)
• Οροσειρά Ιούρα (Ε)
• Απέννινα Όρη (Α)
• Σιέρα Νεβάδα (Α) (Εξαίρεση στην Ιβηρική που είναι Ερκύνια)
• Καύκασος (Α)
• Δειναρικές Άλπεις (Α)

Για την ολοκλήρωση αυτής της άσκησης, απαιτείται ο γεωμορφολογικός χάρτης (εικόνα 16.1) και ο χάρτης ορογενέσεων της Ευρώπης (εικόνα 6.4) που αναφέρονται στο βιβλίο σας. Εδώ βλέπετε τον χάρτη ορογενέσεων.

Ποια Πλάκα Πλησιάζει/Απομακρύνεται από την Ευρώπη;

Ας δούμε τις τρέχουσες κινήσεις των λιθοσφαιρικών πλακών γύρω από την Ευρώπη, όπως φαίνονται στους χάρτες.

Πρόβλημα 3.1 (από 3η εργασία): Ποια λιθοσφαιρική πλάκα πλησιάζει την Ευρώπη;

Απάντηση: Η Αφρικανική λιθοσφαιρική πλάκα πλησιάζει (συγκλίνει) την Ευρασιατική πλάκα, ασκώντας τεκτονικές πιέσεις κυρίως στη νότια Ευρώπη και την περιοχή της Μεσογείου.

Πρόβλημα 3.2 (από 3η εργασία): Ποια λιθοσφαιρική πλάκα απομακρύνεται από την Ευρώπη;

Απάντηση: Η Βορειοαμερικανική λιθοσφαιρική πλάκα απομακρύνεται (αποκλίνει) από την Ευρασιατική λιθοσφαιρική πλάκα, κυρίως στην περιοχή του Ατλαντικού Ωκεανού.

Εικόνα 6.3: Κινήσεις Λιθοσφαιρικών πλακών.

Εικόνα 6.5: Κινήσεις της αφρικανικής και της ευρασιατικής λιθοσφαιρικής πλάκας στην περιοχή του Αιγαίου Πελάγους.

Δημιουργία της Ισλανδίας & Το Γεωλογικό Μέλλον της Μεσογείου

Πρόβλημα 3.3 (από 3η εργασία): Ποια ερμηνεία, σχετική με την κίνηση των πλακών, μπορείτε να δώσετε για τη δημιουργία της Ισλανδίας;

Απάντηση: Η δημιουργία της Ισλανδίας οφείλεται στην απομάκρυνση της Βορειοαμερικανικής από την Ευρασιατική λιθοσφαιρική πλάκα πριν από εκατομμύρια χρόνια. Σε αυτό το σημείο, οι δύο πλάκες αποκλίνουν, δημιουργώντας έναν ενδιάμεσο χώρο όπου αναδύεται μάγμα και σχηματίζει νέα γη, οδηγώντας στη γένεση και ανάπτυξη του νησιού της Ισλανδίας, ενός ηφαιστειογενούς νησιού.

Πρόβλημα 3.4 (από 3η εργασία): Ποιο πιστεύετε ότι θα είναι το γεωλογικό μέλλον της Μεσογείου;

Απάντηση: Με βάση τις τρέχουσες κινήσεις, η σύγκρουση της Ευρασιατικής με την Αφρικανική πλάκα είναι πιθανό να οδηγήσει, μετά από εκατομμύρια χρόνια, στην εξαφάνιση της Μεσογείου Θάλασσας. Οι δύο πλάκες συνεχίζουν να πλησιάζουν, με αποτέλεσμα τη συμπίεση και την ανύψωση των εδαφών, όπως ήδη συμβαίνει με τις Αλπικές οροσειρές.

Απάντηση σε πρόταση Αξιολόγησης (β): Ο σχηματισμός της Ισλανδίας οφείλεται στην προσέγγιση της βορειοαμερικανικής με την ευρασιατικής λιθοσφαιρική πλάκα. (Λανθασμένο). Οφείλεται στην απομάκρυνση (απόκλιση) αυτών των πλακών.

Απολιθώματα: Παράθυρα στο Παρελθόν

Ας δούμε τώρα πώς οι επιστήμονες καταφέρνουν να ανασυνθέσουν τη γεωλογική ιστορία και τη ζωή του πλανήτη μας.

Τι είναι τα απολιθώματα; Είναι απομεινάρια οργανισμών (ζώων ή φυτών) που έζησαν σε παλαιότερες γεωλογικές περιόδους και έχουν διατηρηθεί με φυσικό τρόπο μέσα στα πετρώματα.

Πώς σχηματίζονται; Όταν τα μαλακά μέρη των οργανισμών αποσυντίθενται, τα σκληρά μέρη (όπως οστά, κελύφη, ξύλο) θάβονται στη λάσπη ή την άμμο. Το σχήμα των οργανισμών διατηρείται καθώς η λάσπη σκληραίνει και μετατρέπεται σε πέτρωμα, μια διαδικασία που απαιτεί εκατομμύρια χρόνια.

Στα απολιθώματα εντάσσονται ακόμα και τα αποτυπώματα των οργανισμών, όπως πατημασιές ζώων ή εντυπώσεις φύλλων, που μας δίνουν πληροφορίες για τη συμπεριφορά και το περιβάλλον τους.

Η Σημασία των Απολιθωμάτων

Τα απολιθώματα αποτελούν μια πολύ σημαντική «τράπεζα πληροφοριών» για τη ζωή στο παρελθόν της Γης. Η μελέτη τους είναι θεμελιώδης για τη γεωλογία και την παλαιοντολογία.

• Η μελέτη των απολιθωμάτων σε γεωλογικά στρώματα βοήθησε τους επιστήμονες να τεκμηριώσουν την εξέλιξη των όντων στη Γη, δείχνοντας πώς τα είδη άλλαξαν και εξελίχθηκαν με την πάροδο του χρόνου.
• Ομοιότητες απολιθωμάτων που βρέθηκαν σε πολύ απομακρυσμένες περιοχές, όπως στη δυτική ακτή της Αφρικής και στην ανατολική ακτή της Νότιας Αμερικής, οδήγησαν στην παραδοχή της θεωρίας σχετικά με την Παγγαία, την αρχική ενιαία ήπειρο του πλανήτη μας, που υπήρχε πριν από πολλά εκατομμύρια χρόνια.

Απάντηση σε πρόταση Αξιολόγησης (γ): Οι γεωλογικές περίοδοι οφείλουν την ονομασία τους μόνο σε περιοχές όπου ανακαλύφθηκαν και παρατηρήθηκαν απολιθώματα. (Λανθασμένο). Οφείλουν την ονομασία τους είτε σε περιοχές είτε σε γεωλογικά γεγονότα (όπως η απόθεση λιθανθράκων ή κρητίδας).

Συμπέρασμα: Η Γεωλογική Εξέλιξη της Ευρώπης

Αγαπητοί μαθητές, φτάσαμε στο τέλος του ταξιδιού μας. Το συμπέρασμα που προκύπτει από όλα όσα μάθαμε είναι πως:

• Η σημερινή μορφή της Ευρώπης, αλλά και κάθε περιοχής όπως η Ελλάδα, αποτελεί ένα στιγμιότυπο στην ατελείωτη γεωλογική ιστορία του πλανήτη.
• Οι δυνάμεις που βρίσκονται βαθιά μέσα στη Γη, και εκδηλώνονται με φυσικά φαινόμενα όπως οι σεισμοί και τα ηφαίστεια, είναι αυτές που συνεχίζουν να δημιουργούν και να διαμορφώνουν τα βουνά στην ήπειρο στην οποία ζούμε.

Ελπίζω να αποκτήσατε μια βαθύτερη κατανόηση των τεράστιων δυνάμεων που διαμορφώνουν τον κόσμο μας και της μακράς και συναρπαστικής γεωλογικής ιστορίας της Ευρώπης. Σας ευχαριστώ για την προσοχή σας!