Stratené tváre Zeme: Svet žltozelených pláží a lávy, ktorá tiekla ako voda

Začneme však inak. 

Začneme na Havaji. A to konkrétne plážou Papakōlea. 

Nie je ani veľká, ani mimoriadne navštevovaná. Napriek tomu je v niektorých kruhoch, a to predovšetkým geologických, slávna.

Už na prvý pohľad upúta tým, že ju pokrýva zelený, či skôr žltozelený piesok.

Na druhý pohľad upúta tým, že tento piesok tvorí predovšetkým olivín. 

[reklama]

Tento zelenožltý minerál svojim chemickým zložením ((Mg,Fe)2SiO4) nezapadá do pomerov kontinentálnej kôry. Namiesto toho evokuje zemský plášť, ktorý oproti hmote kontinentov obsahuje menej (približne polovicu) kremíka, ale  podstatne viac železa a horčíka (5- resp. 20- až 30-násobne)

Ako je dobre známe, Havaj predstavuje vulkanický ostrov. Takže je očividné, že olivín nahromadený na pláži Papakōlea sa na povrch dostal sopečnou činnosťou. 

Na rozdiel od väčšiny iných minerálov, ktoré nájdeme v horninách vulkanického pôvodu, stúpajúca magma ho vyniesla v špecifickej podobe. Neroztavený.

Posol z hlbín

Keď bazaltové lávy Havaja vytekajú na povrch, dosahujú teplotu približne 1100 až 1200°C. To je primálo [1] na roztavenie olivínu. 

Namiesto toho, aby sa tento minerál vykryštalizoval pri chladnutí taveniny, nachádzal sa v nej po celý čas ako tuhé reziduum. Buď v podobe kryštálov (tzv. xenokrysty) – čo je pomerne vzácne, nakoľko kryštály olivínu sú hustejšie ako okolitá tavenina a majú sklon klesať v nej. Alebo v podobe tuhých, na olivín bohatých útržkov (xenolitov) zemského plášťa, zachytených v stúpajúcej tekutej magme. 

Sopečná činnosť teda poslúžila kryštálom olivínu ako výťah. 

[reklama]

Lávy bohaté na olivín sú v súčasnosti skôr výnimkou ako pravidlom. Havaj je jedným z mála miest, kde ich nájdete.

Samotná pláž Papakōlea o najdávnejšej minulosti Zeme na prvý pohľad nevypovie nič. Vznikla z geologického hľadiska nedávno, len pred 50-tisíc rokmi ako kráter po explozívnej erupcii na juhovýchode vulkánu Maona Loa. Jej zelený piesok sa nahromadil vďaka zvetrávaniu a erózii stuhnutej lávy, z ktorej sa uvoľnili odolné zrná olivínu. 

Na druhý pohľad a pri troche fantázie nám však Papakōlea poslúži ako názorné okno do minulosti vzdialenej miliardy rokov. Do dôb, keď rovnako vyzerala nemalá časť, možno väčšina pláží a piesočných púští Zeme, a naša planéta nielen vyzerala, ale aj fungovala celkom inak. 

Horúce vnútro

Zatiaľ čo dnes sú na olivín bohaté horniny na povrchu extrémne vzácne, kedysi platil presný opak.

Horniny s vysokým zastúpením tohto minerálu dnes nájdeme v dvoch podobách. Buď ako útržky zemského plášťa vynesené na povrch sopkami (zmienené xenolity). Alebo ako o niekoľko rádov väčšie telesá, tvoriace najspodnejšie vrstvy obrovských fragmentov oceánskej litosféry. Ide vlastne o niekoľko kilometrov hlboké „výrezy“ dávneho oceánskeho dna, vytrhnuté a vytlačené v miestach prudkých kolízii dosiek zemskej kôry až na pevninu. Tieto takzvané ofiolity zachytávajú okrem oceánskej kôry aj ešte hlbšie, plášťové horniny.

Naproti tomu počas prvých dvoch miliárd rokov existencie Zeme sopečná činnosť bežne viedla k vzniku hornín bohatých na olivín. Tavenina tento minerál navyše neniesla ako tuhé, neroztavené kryštály. Namiesto toho bol v nej roztavený a kryštalizoval až počas tuhnutia na alebo pri povrchu.

[reklama]

Tavenina musela byť tak horúca, že ani olivín neodolal roztaveniu. Z laboratórnych experimentov vyplýva, že v čase vyliatia na povrchu dosahovala teplotu približne 1600 °C. Čiže bola takmer o polovicu horúcejšia ako láva tečúca na Havaji.

Príčina? Vnútro mladej Zeme dosahovalo o niekoľko stoviek stupňov vyššiu teplotu, než dnes. Na vine bolo zvyškové teplo z utvárania planéty, ako aj teplo z rádioaktívnych prvkov s krátkym polčasom rozpadu. Dôsledkom horúcejšieho vnútra Zeme bola omnoho intenzívnejšia sopečná činnosť. A  magmy tak horúce, že roztavili olivín v zemskom plášti a vyniesli ho na povrch.  

Keď sa vyliali na povrchu, zanechali horniny zvané komatity. Už pradávno nevznikajú. No kedysi tvorili prakticky celú oceánsku kôru a zalievali aj zárodky kontinentov. 

Láva ako voda

Na chvíľu sa pozastavme pri tom, čo vlastne znamená teplota 1600 °C [2] pre lávu a jej správanie. 

Dnes sa najtekutejšie správajú bazaltové lávy – presne také, aké vytekajú aj na Havaji. Ich správanie môže evokovať tečenie hustého sirupu alebo medu. Naproti dávne lávy bohaté na roztavený olivín – komatitové lávy – sa správali niekoľkostonásobne „tekutejšie“ (fluidnejšie). 

Napriek hustote ako skala tiekli ako voda! 

Predpokladá sa, že sopečná činnosť tohto typu prebiehala predovšetkým pozdĺž fraktúr v kôre, z ktorých „vystrekovali“ lávové fontány. Vznikali mimoriadne tenké či skôr plytké lávové prúdy – dosahovali hrúbku iba jediného centimetra. Výskumy prastarých hornín z Austrálie nasvedčujú, že napriek tomu tiekli na vzdialenosť desiatok kilometrov.

Pri sopečných erupciách náhle zaplavili široké územie a dokonca na spôsob vody vydolovali vlastné široké kanály, v ktorých tavenina tiekla mimoriadne rýchlo a turbulentne.

[reklama]

Ako vnútro Zeme chladlo, na olivín bohaté komatity viac nevznikali. Od obdobia pred 2,5 miliardy rokmi sa s nimi v geologickom zázname prakticky nestretávame [3]. Chladné útroby našej planéty skrátka nedokázali generovať magmy dostatočne horúce na roztavenie olivínu. 

Pred 2 až 2,5 miliardy rokmi z oceánskej hladiny vystúpili prvé kontinenty. Možno teda očakávať, že zvetrávanie a erózia rozsiahlych plôch pokrytých komatitovými lávami viedli k vzniku početných olivínových pieskov. 

Vznikali žltozelené púšte a žltozelené pláže.

To, čo je dnes extrémnou výnimkou, bolo na mladej Zemi celkom bežným javom. 

Mimochodom, komatity predstavujú nielen okno do dávno strateného sveta, ale aj cenné ložiská niklu, medi a platiny známe z Južnej Afriky, Západnej Austrálie a Kanady. Viaceré pôvodne vznikli v lávových kanáloch, na dne ktorých sa postupe nakoncentrovali vrstvy kovov.

-

Ak sa vám tento článok páčil a radi by ste vedeli včas i o dalších, sledujte nás na Facebooku, na Instagrame, na Twitteri alebo prostredníctvom newsletteru.

Ak oceňujete našu prácu, prosíme, podporte fungovanie projektu na Patreone. Aj symbolický príspevok pomôže.

-

Za odborný dozor  a cenné pripomienky autor ďakuje geológovi Jurajovi Littvovi PhD.

Poznámky

1 Taví sa pri teplote (v závislosti od chemického zloženia) 1200 až 1900 °C. 

2 Potenciálne ešte viac, možno až do 1900 °C!

3 Kurióznou výnimkou  je výlev komatitov pred 90 miliónmi rokov zistený na tichomorskom ostrove Gorgona.

Použitá literatúra

Arndt, N.T., & Lesher, C.M. (2005), Komatiites, IN: Selley, RC, Cocks, L.R.M., Plimer, I.R. (Eds.), Encyclopedia of Geology 3, Elsevier, pp. 260–267

Bjorneru, M. (2022): Geopedia. Princeton University Press.

Hafferan, K. & O´Brien J. (2010): Earth Materials. Wiley Blackwell

Hazen, R. (2012): The Story of Earth. Penguin Books.

Prothero, D. (2018): The Story of the Earth in 25 Rocks. Columbia University Press.