Oceánska kôra, alebo skrátene oceánska zemská kôra, je spodná časť zemskej kôry, ktorá sa nachádza vo veľkej časti pod hladinou oceánov a niektorých morí. Celá oceánska kôra vznikla a stále vzniká čiastočným tavením tmavých hornín (peridotitov) z vrchného plášťa. Je ťažšia (priemerná hustota sa pohybuje okolo 3,3 kg dm⁻³) ako kontinentálna kôra a je aj tenšia - jej priemerná hrúbka je 5 až 10 km. Tvoria ju hlavne bazalty, čiže čadiče, a produkty ich premeny (metamorfózy).
Vznik oceánskej kôry na stredooceánskych chrbtoch
Oceánska kôra sa tvorí na miestach takzvaných stredooceánskych chrbtov, ktorým geológovia hovoria tiež rifty, prípadne MORB z anglického Mid Ocean Ridge Basalts. Tieto oblasti predstavujú miesta rozchádzania tektonických platní, kde dochádza k praskaniu kôry a výlevom bazaltovej lávy. Na týchto miestach oceánska kôra vzniká a neustále prirastá. Magma na povrchu tuhne a je unášaná pasívnym pohybom (tzv. spreading) ďalej od riftovej zóny chrbta. Oceánske chrbty sú podmorské pohoria, ktoré vznikli pri vzďaľovaní sa kontinentov v oceánoch. Pri tomto procese vznikol oceán, na jeho dne sa usadzovala čadičová láva a tým vznikol oceánsky chrbát.
Charakteristika riftov a ich typy
Rift (predtým v slovenčine nazývaný brázda, prielom, priekopová priepadlina, hlbinný pokles) je seizmicky a vulkanicky aktívna priekopová štruktúra (zóna) v zemskej kôre, charakterizovaná poruchami poklesového charakteru. Riftové zóny dosahujú dĺžku niekoľko stoviek až tisícov kilometrov a šírku od niekoľkých kilometrov do stoviek kilometrov. Termín rift, používaný v súčasnosti aj u nás, zaviedol nemecký petrograf a geológ H. Cloos v roku 1939, pričom rifty definoval ako poklesy vzniknuté rozťahovaním kôry. Dnes sa riftom pripisuje aj štruktúrny význam a ich vznik sa dáva do súvislosti so zmenami v kôre.
Riftové zóny predstavujú oslabené zóny v zemskej kôre, na ktorých sa oddeľujú od seba pevninské bloky a systémom zlomov môže na povrch vystupovať magma. Jeho poklesávaním môže dôjsť k výraznému stenčeniu kontinentálnej kôry, čo môže mať za následok jej kolaps a vznik novej oceánskej kôry a oceánu. Vznik riftov sa preto označuje ako rifting, alebo extenzia kôry. Osové časti oceánskych chrbtov sú tiež označované ako rifty, ale väčšinou sa pod týmto termínom chápu rifty na kontinentoch. Oceánske a kontinentálne rifty sú na seba často napojené.
Subdukčné zóny
Zloženie a štruktúra oceánskej kôry
Oceánska kôra je tvorená vo veľkej miere mafickými horninami a jej povrch je pokrytý hlbokomorskými sedimentami. Jej zloženie je vo väčšej miere zisťované nepriamo, napríklad analýzou starých obdukovaných ofiolitov, modelovaním štruktúry na základe analýzy prechodu seizmických vĺn alebo z analýzy vzoriek odobratých z morského dna či podmorských vrtov.
Rozlišujú sa dva typy oceánskej kôry, ktoré sú určené rýchlosťou rozpínania na stredooceánskych chrbtoch a jej tektonickým režimom:
- Hessovský typ: Zriedkavejší typ, v ktorom prevažujú ultrabázické plášťové horniny.
- Penroský typ: Častejší typ, pre ktorý sú typické bazalty a charakteristický ofiolitový komplex.
Vrstvy oceánskej kôry
V stavbe oceánskeho riftu a oceánskej kôry sa dajú vyčleniť tri hlavné zóny:
- Vrchná vrstva: Je tvorená sedimentami, ktoré môžu dosahovať hrúbku až 1 km. Stupeň spevnenia narastá smerom nadol. Zloženie sedimentov sa mení v závislosti od vzdialenosti sedimentačného prostredia od pevniny. V blízkosti pobrežia prevládajú úlomky kontinentálnej kôry, v oceánskych panvách sú to zvyšky schránok morských živočíchov, či už vápnité alebo kremičité, s vložkami vulkanických alebo kontinentálnych prachov.
- Stredná vrstva: Táto 1,5 až 2 km hrubá vrstva je tvorená vo vrchnej časti prevažne jemnozrnnými až sklovitými poduškovými bazaltami, pochádzajúcimi z erupcií z riftových zón.
- Spodná vrstva: Približne 5 km hrubá vrstva intruzívnych ultramafík (väčšinou v určitom štádiu metamorfózy), ako sú gabrá, peridotity a hornblendity. V oblasti riftových zón táto vrstva plynule prechádza do vrchného plášťa.
Chemické zloženie eruptovaných bazaltov je charakteristické nižším obsahom draslíka a titánu. Označujú sa ako MORB (Middle-ocean ridge basalts - bazalty stredooceánskych chrbtov). Magmy, ktoré produkujú horniny takéhoto typu, sa nazývajú tholeiitické. Pre stredooceánske bazalty je charakteristický aj vyšší obsah nekompaktabilných a rádioaktívnych prvkov, ako sú niób, tantal, olovo, tórium, urán, lantanoidy a prvky vzácnych zemín.
Pohyb litosférických dosiek a dôsledky
Celá zemská kôra je roztrhaná na litosférické dosky (napr. euroázijskú, arabskú), ktoré do seba narážajú a navzájom sa podsúvajú. Zemský plášť je pod litosférou čiastočne natavený a plastický, a po ňom sa pohybujú litosférické dosky. Pohyb litosférických dosiek ovplyvňuje prúdenie roztavených hmôt, ktoré spôsobuje vnútorné teplo Zeme. Hranice medzi litosférickými doskami sú miesta, kde vybuchujú sopky, vzniká zemetrasenie, nastáva vrásnenie a vznikajú pohoria.
Vzďaľovanie dosiek a vznik oceánov
V miestach vzďaľovania litosférických platní sa kontinent rozpadáva a vzniká nový oceán. Výstupom žeravých hmôt zemská kôra praská a tvoria sa trhliny. Poklesom zemskej kôry vzniká prepadlina - rift, ktorý je vyplnený jazerami a činnými sopkami. Príkladom vzďaľovania sú oblasti v Atlantickom oceáne medzi Európou a Severnou Amerikou, či medzi Afrikou a Južnou Amerikou, kde oceánska zemská kôra klesá a tvorí sa prepadlina - rift, vedúci k vzniku oceánskej kôry a formovaniu oceánskeho chrbta.
Približovanie dosiek a zánik oceánskej kôry
Na pasívnych okrajoch platní oceánska kôra prechádza buď do kôry zmiešaného typu a neskôr do kontinentálnej kôry, alebo zaniká pri subdukcii v hlbokomorských priekopách. V miestach približovania a podsúvania litosférických platní zaniká oceánska zemská kôra. Roztavené masy ale vystupujú na iných miestach na povrch a tvoria ostrovné oblúky alebo sopečné pohoria, ako sú Japonské ostrovy, Jáva alebo Sumatra. V týchto oblastiach sú časté zemetrasenia. Mariánska priekopa, najhlbšie miesto na Zemi (11 034 m), je príkladom takejto oblasti. Pri náraze litosférických platní s pevninskou kôrou vzniká pásmové pohorie, ako sú napríklad Himaláje.
Nový pohľad na dynamiku stredooceánskych chrbtov
Hlbiny Stredoatlantického chrbta priniesli nečakané zistenie, naznačujúce, že pohyby zemských dosiek môžu mať iného hlavného „ťahúňa“, než sa predpokladalo. Doteraz sa zdalo, že hlavným ťahúňom je stará oceánska kôra, ktorá sa kvôli vysokej hustote zahlbuje do zemského plášťa, čím poháňa pomalé prúdenie v útrobách Zeme.
Nový výskum tímu európskych geológov, zverejnený vo vedeckom časopise Nature, však naznačil, že boli podcenené procesy pod oceánskou kôrou, ktorá ešte len vzniká. Stredooceánske chrbty sú obrovské podmorské pohoria, ktoré sa vypínajú až 2 500 metrov nad okolitým dnom a dosahujú šírku takmer 30 kilometrov, pričom ich dĺžka dosahuje až 60 000 km. Vyznačujú miesta, kde sa rozchádza oceánske dno a vzniká nová oceánska kôra.
Doterajšie geochemické analýzy vzoriek zo stredooceánskych chrbtov zistili zloženie, ktoré nenaznačovalo hlbinný pôvod, a preto sa myslelo, že žeravina vystupuje z hĺbky okolo 60 km. Problémom bolo, že sa to nemohlo oprieť o seizmické dáta. Nedávne vedecké iniciatívy prelomili stagnáciu umiestnením 39 seizmometrov na povrch Stredoatlantického chrbta na viac ako rok. Tieto dáta umožnili geológom nazrieť do hĺbky takmer 700 km.
Analýza seizmických dát prekvapivo priniesla dôkazy o masách stúpajúceho materiálu v hĺbke až 660 kilometrov, teda desaťnásobne hlbšie, ako sa doposiaľ predpokladalo. Pôvod tohto stúpajúceho materiálu je podľa autorov štúdie ešte hlbší. Matthew Agius, jeden z autorov, vysvetľuje, že tieto výsledky vnášajú nové svetlo do snáh pochopiť súvislosti medzi pohybmi v hlbinách Zeme a presunmi litosférických platní. Pozorovania naznačujú, že v hĺbke pod Stredoatlantickým chrbtom sa nachádza materiál stúpajúci až z dolného plášťa. Tento prúd stúpajúcej žeraviny môže byť dôležitým faktorom alebo dokonca hlavnou príčinou, ktorá „odtláča“ Európu s Afrikou od Severnej a Južnej Ameriky, a je významným faktorom vedúcim k rozširovaniu Atlantického oceánu.
Prieskum oceánskej kôry a zemského plášťa
Vnútro našej planéty nie je homogénne, ale tvorí ho niekoľko vrstiev s rôznymi vlastnosťami: kôra, plášť (vonkajší a vnútorný) a jadro (vonkajšie a vnútorné). Dostať sa k hornine tvoriacej plášť je náročná úloha, pretože táto vrstva leží v priemere približne 30 kilometrov pod zemskou kôrou. Napriek tomu sa vedci snažia získať jadrové vzorky z plášťa. Na východ od stredu Atlantiku existuje podmorský horský masív Atlantis, ktorý zdvíha plášť bližšie k povrchu Zeme.
Vedcom pracujúcim na lodi JOIDES Resolution patriacej programu IODP (International Ocean Discovery Program) sa podarilo dosiahnuť významný míľnik. Postupným jadrovým vŕtaním získali valcovité vzorky, ktoré by poskladaním na seba vytvorili stĺp dlhý viac ako tisíc metrov, čo sa doteraz nikomu nepodarilo. Využili staršiu dieru hlbokú 1 414 m, ktorú prehĺbili až do 2 057 m. Pri teplote viac ako 204 °C z nej získali vzorky horniny tvoriacej vrstvu plášťa. Získané vzorky poskytujú priamy dôkaz o rozdieloch zloženia oceánskej kôry a vonkajšieho plášťa.