Zaginione lądy

W gruncie rzeczy nawet wśród geografów nie ma zgody co do liczby kontynentów. To, że wydziela się ich aż siedem, traktując osobno Europę i Azję, wynika z zaszłości historycznych, kulturowych i geopolitycznych. W rzeczywistości oba tworzą jedną wielką masę lądową o powierzchni 55 mln km², oblewaną od zachodu, północy, wschodu i południa przez cztery oceany. Zatem tam, gdzie geograf polityczny zobaczy dwa oddzielne kontynenty, geograf fizyczny dostrzeże tylko jeden – olbrzymią Eurazję. Z tym drugim zgodzi się geolog, który dorzuci własne kryteria wydzielania kontynentów, w tym najważniejsze – budowę skorupy ziemskiej. Zgodnie z tym kryterium Eurazja jest jednym kontynentem, ponieważ tworzy niepodzielny blok względnie lekkich, sztywnych i starych skał skorupy kontynentalnej, której grubość wynosi kilkadziesiąt kilometrów. Warunek ten zostaje spełniony również w przypadku Afryki, Australii, Antarktydy i obu Ameryk, ale także – uwaga! – kilkunastu innych fragmentów skorupy kontynentalnej, które są w całości lub częściowo zalane przez oceany. Te zatopione kontynenty są dziś przedmiotem intensywnych badań geologów.

Dzieje geologiczne Ziemi to także historia jej zewnętrznej sztywnej osłony. Tworzą ją skały o znacznie mniejszej gęstości niż materiał wypełniający wnętrze planety. Istnieją jednak dwa rodzaje skorupy ziemskiej: kontynentalna i oceaniczna. W tej pierwszej znajduje się więcej lekkich minerałów i pierwiastków takich jak krzem, tlen, glin, sód czy potas, a składające się z nich skały mają zwykle jasną barwę – typowym przykładem jest granit. Z kolei w skorupie oceanicznej odnajdziemy nieco więcej cięższych pierwiastków, m.in. żelazo i magnez, wchodzące w skład minerałów nadających skałom ciemną barwę. Jedną z takich skał jest popularny bazalt.

Uogólniając, można powiedzieć, że skorupa kontynentalna to lekkie granity wypychane ku górze, a skorupa oceaniczna to cięższe bazalty formujące obniżenia wypełnione wodą, czyli baseny oceaniczne. Dodajmy jeszcze, że raz powstała skorupa granitowa nie daje się już tak łatwo unicestwić i czasami osiąga wiek godny podziwu – najstarsze znane jej fragmenty liczą ponad 4 mld lat; tymczasem skorupa bazaltowa jest nieustannie odmładzana, a jej wiek nie przekracza 200 mln lat.

Na takiej żywotnej geologicznie planecie jak Ziemia nic nie stoi zbyt długo w jednym miejscu. Skorupa oceaniczna jest cienka i przesuwa się niczym pas transmisyjny, który na końcu zostaje wciągnięty do wnętrza planety wzdłuż rowów oceanicznych. Poruszają się też grube kontynenty, dzieląc się i łącząc, unosząc i opadając. W tym ostatnim scenariuszu ich niższe części mogą się łatwo znaleźć pod wodą. Tworzą wtedy szelf kontynentalny, zalany płytkim morzem przybrzeżnym. Łączna powierzchnia takiego szelfu jest dziś olbrzymia – sięga 27 mln km². To więcej niż powierzchnia Ameryki Północnej. Ale jeszcze kilkanaście tysięcy lat temu, podczas ostatniej epoki lodowej, większość tych zatopionych dziś fragmentów skorupy kontynentalnej była sucha i zamieszkana przez organizmy lądowe. Stało się tak, bo w wyniku uwięzienia dużych ilości wody w lodowcach oceany się skurczyły, a ich lustro znajdowało się 120 m niżej niż dziś. Dopiero jakieś 8–10 tys. lat temu, gdy ciepło powróciło, te lody stopniały, uwalniając wody, które zalały skraje kontynentów. Dodajmy przy okazji, że stopienie reszty ziemskich lodowców podniosłoby poziom mórz o kolejne 70 m, a wówczas powierzchnia zalanych kontynentów powiększyłaby się o następne dziesiątki milionów kilometrów kwadratowych (w tym o sporą część polskiego wybrzeża).

Nowy stary kontynent

Na dnie mórz i oceanów można odnaleźć nie tylko zalane obrzeża któregoś z siedmiu (lub sześciu, wedle uznania) znanych kontynentów, ale też znacznie smaczniejsze kąski. Jednym z nich jest Zelandia, sporych rozmiarów blok skorupy kontynentalnej zanurzony w południowo-zachodniej części Oceanu Spokojnego. Naukowcy badający go od ponad dwóch dekad doszli ostatnio do wniosku, że struktura ta spełnia wszystkie geologiczne kryteria kontynentu. Nick Mortimer ze Służby Geologicznej Nowej Zelandii, autor najnowszych pomiarów geofizycznych Zelandii, mówi o niej wprost „ósmy kontynent”. – Cała ta masa skalna ma powierzchnię ok. 5 mln km², jest zatem znacznie większa od Grenlandii, największej wyspy świata – wyjaśnia.

Zatopiony ląd, choć od zachodu sąsiaduje bardzo blisko z Australią, jest od niej geologicznie odseparowany i zarazem tworzy jednolity pod względem budowy, nienaruszony od setek milionów lat pakiet skał lądowego pochodzenia. – Nie ma wątpliwości, że to mały kontynent. Wyraźnie wznosi się ponad otaczający go obszar i ma skorupę znacznie lżejszą i grubszą w porównaniu z otaczającą go skorupą oceaniczną, tworzącą typowe dno morskie – wylicza Mortimer. Co ciekawe, niektóre fragmenty Zelandii wystają jednak ponad wodę – trzy największe z nich to obie wyspy Nowej Zelandii oraz Nowa Kaledonia.

Ojcem „ósmego kontynentu” jest amerykański geofizyk i oceanograf Bruce Luyendyk. W 1995 r. analizował on rozpad pradawnego superkontynentu Gondwany, który istniał na półkuli południowej przez kilkaset milionów lat, a następnie rozleciał się na większe i mniejsze kawałki. Do tych większych należą Afryka, Ameryka Południowa, Australia, Antarktyda i Indie. Wśród mniejszych – zdaniem Luyendyka – była także Zelandia, która uwolniła się od Gondwany jakieś 80 mln lat temu, a więc w okresie kredowym ery mezozoicznej. Koszt tej wolności okazał się jednak wysoki: ląd został mocno rozciągnięty przez siły tektoniczne planety, co sprawiło, że jego grubość zmniejszyła się do mniej więcej 20 km.

Im stawał się cieńszy, tym głębiej się zapadał, aż w końcu został zalany przez morze. Jakby nie dość było tych tortur, przed mniej więcej 40 mln lat Zelandia pękła na pół, a jej południowa część zaczęła się przesuwać względem północnej i równocześnie na nią naciskać. W miejscu kolizji obu połówek ląd został ponownie wydźwignięty i tak narodziła się Nowa Zelandia.

– Dziś ponad wodę wystają jedynie te fragmenty dawnego kontynentu, których grubość powiększyła się za sprawą ruchów górotwórczych, a także czubki niektórych wulkanów – mówi Mortimer. Przykładem takiego wulkanu jest wysepka Lord Howe, oddalona o 600 km od wybrzeża Australii. Jej najwyższy punkt znajduje się na 875 m n.p.m. Dziś wulkan milczy, ale ok. 7 mln lat temu wyrósł nagle na płaskim grzbiecie Zelandii, przykrytym kilkuset metrami wody. W pobliżu więcej jest podobnych wzniesień, jednak większość nie wystaje z wody, choć wokół niektórych powstały wspaniałe rafy koralowe. Zapierającym dech w piersiach wyjątkiem jest skalna iglica Ball’s Pyramid o pionowych ścianach, wznoszących się na wysokość 561 m n.p.m. Jest to pozostałość po erupcji jeszcze jednego wulkanu Zelandii, który wyrósł wzdłuż pęknięcia w skorupie ziemskiej oddzielającego ją od Australii (geologicznie, bo politycznie zarówno Lord Howe Island, jak i Ball’s Pyramid są jej częścią).

Pożegnanie z Antarktydą

Czy Zelandia ma szansę stać się ósmym kontynentem? Nie istnieje żadna instytucja czy organizacja naukowa, która mogłyby o tym zdecydować. Mimo to Mortimer ma nadzieję, że uda mu się do tego przekonać przynajmniej geologów, którzy takie zatopione w oceanach kawałki lądów nazywają obecnie mikrokontynentami. Zelandia nie jest jedyną taką strukturą. Naukowcy wpadli na pozostałości ponad 10 takich obszarów. Wytropili je dzięki wielkim międzynarodowym projektom wierceń dna morskiego, realizowanym z udziałem specjalnych statków badawczych wyposażonych w wieżę wiertniczą, takich jak amerykański „JOIDES Resolution” i japoński „Chikyu”. Pierwsze takie wiercenia wykonano już w latach 60. XX w., kiedy to ruszył „Deep Sea Drilling Project”, po którym przyszły kolejne – najnowszy z nich, rozpoczęty w 2013 r., nosi nazwę „International Ocean Discovery Program”. Łączna długość wszystkich rdzeni wydobytych podczas tych badań wynosi ok. 370 km. Są przechowywane w trzech miejscach – na Texas Agricultural and Mechanical University w USA, na uniwersytecie w Bremie w Niemczech oraz na uniwersytecie w Kōchi w Japonii.

W tym ostatnim archiwum umieszczono również liczne rdzenie z Wyniesienia Kergueleńskiego – rozległego płaskowyżu podmorskiego znajdującego się w południowej części Oceanu Indyjskiego i wznoszącego się na wysokość 2–3 km ponad otaczające go baseny oceaniczne. Obszar ten od dawna fascynuje naukowców ze względu na swoje rozmiary i budowę – jego powierzchnia przekracza 2,5 mln km², a głównym budulcem są bazalty, których objętość oszacowano na 10 mln km³. Jedynie niewielka część płaskowyżu wystaje ponad powierzchnię, tworząc archipelag Wysp Kerguelena (należą do Francji) oraz wyspy Heard i McDonalda (terytoria zależne Australii).

Długo uważano, że płaskowyż jest zgrubieniem skorupy oceanicznej, powstałym w wyniku wielkich wylewów lawy – na dnie oceanów znaleziono już ok. 30 takich wyniesień. Ale Wyniesienie Kergueleńskie przygotowało badaczom niespodziankę. Kiedy popłynęli tam ponad dekadę temu na „JOIDES Resolution” i zabrali się do nawiercania dna, okazało się, że w wydobywanych na powierzchnię rdzeniach poza bazaltami znajdują się również skały podobne do tych, jakie dziś występują w niektórych częściach Australii i na Półwyspie Indyjskim. Zdumieni naukowcy oglądali również skamieniałe kawałki drewna, nasion i pyłków sprzed nawet 90 mln lat. Im więcej wyciągali próbek skał, tym bardziej oczywiste się stawało, że wyniesienie było kiedyś rozległym lądem zbudowanym w większości ze skał pochodzenia kontynentalnego i porośniętym roślinnością.

– Ten ląd istniał przez kilkadziesiąt milionów lat i zapadł się pod wodę dopiero 20 mln lat temu – mówi Mike Coffin, geofizyk morski z University of Tasmania, uczestnik ponad 30 oceanicznych ekspedycji, w tym kilku, których celem był mikrokontynent kergueleński. Te badania pokazały zresztą, że niegdyś ów ląd był znacznie większy, ponieważ tworzył jeden blok z innym podwodnym płaskowyżem zwanym Grzbietem Broken, znajdującym się dziś w pobliżu Australii. On także jest dziś uważany za mikrokontynent. Ba, na początku tego roku grupa badaczy pod kierunkiem Coffina przez dwa miesiące zbierała dowody na to, że Grzbiet Broken to prostu odłupany i zatopiony kawałek Australii, który w związku z tym powinien znaleźć się w granicach jej wyłącznej strefy ekonomicznej.

Wyniesienie Kergueleńskie tak jak Zelandia wyłoniło się w wyniku rozpadu Gondwany. Superkontynent zaczął pękać ok. 150 mln lat temu. Jedną z konsekwencji było powstanie Oceanu Indyjskiego, którego wody wypełniały obniżenie rozszerzające się w miarę, jak Afryka, Indie, Antarktyda i Australia oddalały się od siebie. Najdłużej nie dawały się rozdzielić dwa ostatnie kontynenty. Choć ryft tektoniczny pomiędzy nimi pojawił się dość wcześnie, rozeszły się ostatecznie dopiero 35 mln lat temu, kiedy to Australia zaczęła szybko wędrować na północ, zabierając ze sobą Grzbiet Broken, a reszta Wyniesienia Kergueleńskiego pozostała w sąsiedztwie Antarktydy. Zauważmy, że w tym czasie Zelandia stanowiła już od dawna odrębny kawałek lądu.

Prastare Seszele

W innej części Oceanu Indyjskiego, w pobliżu Afryki, odnajdziemy jeszcze jeden kawałek prastarego kontynentu porzucony na pastwę losu. To Seszele, a dokładniej Płaskowyż Maskareński, położony kilkaset kilometrów na wschód od Madagaskaru. Kształtem przypomina wał o długości ponad 2 tys. km i szerokości do 200 km, który wznosi się na wysokość 4 km ponad otaczające go baseny głębinowe. Szczytowe partie tego wału wystają z wody, tworząc archipelag Seszeli na północy oraz archipelag Maskarenów z wyspami Mauritius i Reunion na południu. Kilkanaście tysięcy lat temu, kiedy poziom oceanów był o 120 m niższy, ląd był znacznie większy.

Płaskowyż Maskareński to staruszek uformowany ze skał granitowych, których wiek określono na jakieś 700 mln lat, co oznacza, że pochodzą aż z prekambru. Jeszcze starsze, liczące ponad miliard lat, okazały się minerały cyrkonu znalezione na Mauritiusie. Ten kawałek skorupy kontynentalnej ma za sobą bogatą przeszłość i wchodził w skład wielu większych lądów, aż w końcu najpierw przed 90 mln lat oddzielił się od Madagaskaru, a potem pożegnał się z Indiami. To drugie zdarzenie nastąpiło 66 mln lat temu, czyli na przełomie kredy i paleogenu, kiedy wymarły dinozaury. Jedna z hipotez mówi, że kres gadom położyły olbrzymie erupcje law z rowu tektonicznego (ryftu), który oddzielił Indie od Seszeli. Te pierwsze wyruszyły następnie na północ, w kierunku Eurazji, z którą zderzyły się po długiej wędrówce, a efektem ubocznym było pojawienie się Himalajów. Natomiast granitowy mikrokontynent Seszeli – geolodzy czasami nazywają go Mauritia – zaczął się stopniowo pogrążać, aż w końcu niemal cały schował się w oceanie. Choć zatopiony, nie zniknie prędko. Pomiary anomalii siły ciężkości wykazały, że grubość skorupy kontynentalnej wynosi aż 30 km. Niełatwo będzie Ziemi połknąć taki kawałek dawnego lądu.

Dno na lądzie, ląd na dnie

Na koniec wymieńmy jeszcze jeden kawałek zatopionego kontynentu – dla kontrastu bardzo malutki. Na granicy dwóch oceanów – Atlantyckiego i Arktycznego – 500 km na północ od Islandii z wody wystaje wysepka Jan Mayen, nad którą góruje aktywny wulkan Beerenberg, wznoszący się na wysokość 2277 m n.p.m. Jej jedynymi mieszkańcami są norwescy meteorolodzy, ale latem pojawiają się tu przedstawiciele innych specjalności naukowych, w tym geolodzy, których fascynuje geneza tej odludnej wysepki. Istnienie zawdzięcza ona wulkanowi, który wyrósł na północnym krańcu naturalnej podwodnej platformy, ciągnącej się na długości ponad 200 km w kierunku Islandii. Skąd jednak wzięła się sama platforma? Ponieważ znajduje się ona na środku oceanu i na dodatek niedaleko Grzbietu Śródatlantyckiego, z którego wylewa się magma tworząca skorupę typu oceanicznego, odpowiedź wydawała się oczywista – to jeden z wielu oceanicznych płaskowyżów zawdzięczających swoje istnienie nagromadzeniu lawy.

Tym większe było zaskoczenie badaczy, kiedy przyjechali tu z przyrządami do pomiaru anomalii magnetycznych i anomalii siły ciężkości. Przecierali oczy ze zdumienia, analizując zebrane dane. Wynikało z nich bowiem, że platforma jest kawałkiem dawnego kontynentu. Potwierdziły to kolejne badania, tym razem sejsmiczne, które pokazały, że maksymalna grubość skorupy kontynentalnej wynosi 16 km. Mikrokontynent Jan Mayen liczy, zdaniem naukowców, ok. 55 mln lat. Wtedy to Grenlandia oddzieliła się od Eurazji i oba lądy zaczęły się od siebie odsuwać. Początkowo mikrokontynent znalazł się po grenlandzkiej stronie i zapewne powędrowałby wraz z całą wyspą na zachód, ale w pewnym momencie został od niej odcięty i zaczął sunąć na wschód. W końcu nie dotarł ani tu, ani tu – zamiast tego pozostał na środku oceanu. Zabawne jest to, że znajdująca się niedaleko Islandia, choć ma powierzchnię jednej trzeciej Polski, z geologicznego punktu widzenia nie ma nic wspólnego z żadnym z kontynentów. W całości składa się bowiem ze skorupy oceanicznej wylewającej się w tym miejscu od ok. 20 mln lat. To dno oceaniczne, które wynurzyło się z oceanu. Jak widać, Ziemia jest pełna paradoksów.

Andrzej Hołdys
dziennikarz popularyzujący nauki o Ziemi, współpracownik „Wiedzy i Życia”