REKTOROVA NAGRADA 2016

Čovjeku je u prirodi da je znatiželjan, a najveća zagonetka od svih je ovaj planet na kojem živimo. U  davno vrijeme Zemlju su ljudi zamišljali kao ploču koju je na leđima nosila velika kornjača, ali je ljudska rasa s vremenom dokučila da ipak živimo na jednoj velikoj kugli. No pak smo tada zapeli u vjerovanju kako je Bog stvorio zemlju 22. listopada 4004. godine prije Krista, sve dok se nisu pojavili oni koji su se usudili usprotiviti Crkvi i tvrditi da je Zemlja puno starija.

MOŽE LI MAŠTOVITO IGRANJE U PIJESKU PRIDONJETI ZNANOSTI?

Tekst: Mario Poleto, univ. bacc. geol.

Foto: M. Poleto

Čovjeku je u prirodi da je znatiželjan, a najveća zagonetka od svih je ovaj planet na kojem živimo. U  davno vrijeme Zemlju su ljudi zamišljali kao ploču koju je na leđima nosila velika kornjača, ali je ljudska rasa s vremenom dokučila da ipak živimo na jednoj velikoj kugli. No pak smo tada zapeli u vjerovanju kako je Bog stvorio zemlju 22. listopada 4004. godine prije Krista, sve dok se nisu pojavili oni koji su se usudili usprotiviti Crkvi i tvrditi da je Zemlja puno starija.

Šezdesetih godina prošlog stoljeća došlo se do bitnog otkrića. Otkrilo se tektoniku ploča, pokretača kontinenata na našoj planeti. Kako se kontinenti kroz geološku povijest miču, neminovno je bilo sudaranje kontinenata u jednom trenutku, a upravo kolizijom tektonskih ploča nastaju veliki planinski masivi poput Himalaje, a i oni nešto manji poput naših Dinarida.

Tektonika ploča iznimno je važna, ne samo kao znanstvena činjenica, već ima i presudan utjecaj na evoluciju i opstanak života na zemlji. Između ostalog, tektonika ploča ponaša se kao ogromni i drevni termostat koji uz pomoć vulkana vraća CO2 zarobljen u sedimentima na dnu mora natrag u atmosferu bez kojeg bi, unatoč općem vjerovanju i možebitnom medijskom mitu o globalnom zatopljenju, naš planet bio ledena kugla imuna na bilo kakav složeniji oblik života.

I sada dolazimo do današnjeg vremena, gdje naša znatiželja još nije zadovoljena, pa iako znamo kako nastaju planine, htjeli bi smo taj  ˝pospani˝  proces koji se vuče milijunima godina vidjeti svojim očima. Tako profesor Tihomir Marjanac i ja u izrađenoj aparaturi gradimo malene planine na geološkom odsjeku PMF-a kako bi smo utažili našu znatiželju o njihovom nastanku.

Pokretač tektonike ploča je Zemljina užarena jezgra, sastavljena od metala, većinom željeza, i podijeljena na kruti središnji i  tekući vanjski dio. Na jezgri leže astenosfera, mehanički slabija i toplija, te litosfera, hladnija i kruća. Pomicanje litosfernih ploča prvenstveno omogućuje gravitacija, dok  konvekcijska strujanja topline iz jezgre kroz astenosferu i litosferu potpomažu ovaj proces. Poznavajući osnovne principe tektonike ploča bili smo u mogućnosti izgraditi ˝aparaturu˝ koja oponaša kretanje litosfere i omogućuje promatranje dugotrajnih geoloških procesa u kratkom vremenu u laboratoriju.

Slika 1: Shema aparature za modeliranje nastanka geoloških struktura

Aparatura se sastoji od kućišta sa pomičnim zidom, te se u prostor ispred pomičnog zida polaže pijesak u raznobojnim slojevima (slika 1). Zatim se pomicanjem pomičnog zida simulira kompresija ili ekstenzija te se bilježe pojave uočene kroz prozore na stranicama aparature. Pijesak koji se koristi je klasični građevinski kvarcni pijesak, a onaj u boji je obojan građevinskim pigmentom za akrilne boje. Tokom izvedbe pokusa prozor aparature sniman je kamerom, te su iz snimke provedbe pokusa rađeni sljedovi slika. Sljedovi slika su zatim računalno obrađeni i interpretirani, a jedan od njih vidljiv je na slici 2.

Slika 2: Interpretirani slijed slika za jedan od pokusa

U razdoblju od 2014. godine do 2016. godine napravljen je pozamašan broj pokusa, iz kojih su proizašla dva znanstvena rada, od kojih je posljednji nagrađen Rektorovom nagradom Sveučilišta u Zagrebu za akademsku godinu 2015/2016.

Svi provedeni pokusi mogu se primijeniti u interpretaciji tektonike ploča, no oni najzanimljiviji i najkorisniji su opisani u radovima. Pokusi koji su opisani u radovima uspoređeni su sa strukturama iz stvarnog svijeta, tj. sa stvarnim planinama i morskim dnima, te je uočena vjerna sličnost modela sa stvarnim svijetom.

Slika 3: Izvođenje pokusa čime se deformira slojeve obojenog pijeska

Provedeni pokusi pokazali su se iznimno korisnim u interpretaciji geoloških struktura i geološkom kartiranju, njihova interpretacija dala je nove mogućnosti ispravnog tumačenja dubinskih struktura poznavajući samo površinske geološke odnose i generalnu geotektonsku povijest promatranog područja. Također se pokazalo kako je bitna i potrebna izrada novih osnovnih geoloških karata Hrvatske, jer su one koje se danas koriste rađene šezdesetih do osamdesetih godina prošlog stoljeća. Iako generalno dobre i informativne, neki listovi ne pokazuju vjerno geološke strukture, a sasvim je sigurno kako su zakinute za moderne spoznaje o geologiji Dinarida i Panonskog bazena.

Pokusi se slažu s novim znanstvenim spoznajama kako je na ovom području bilo više tektonskih faza, te kako je izgled nekih struktura, primjerice Velebita ili Ravnih Kotara, preoblikovan u onoj posljednjoj i danas aktivnoj fazi, čiji je glavni smjer pritiska otprilike sjever-jug, za razliku od smjera pritiska jugozapad-sjeveroistok koji je doveo do izdizanja Dinarida.

Zasigurno najznačajniji zaključci izvedeni iz pokusa su oni koji se tiču Dinarida, prvenstveno Velebita. Promatrajući list Ploče Osnovne geološke karte SFRJ na kojem se nalazi geološki profil dijela Biokova, uočava se upečatljiva sličnost sa strukturama dobivenim u jednom od pokusa (slika 3). Dio geološkog profila A-B, od obalne linije do Šipovače sadrži  glavni, najaktivniji rasjed, najmanjeg kuta nagiba, koji bi odgovarao rasjedu 7 u pokusu. Također sadrži dva seta rasjeda, međusobno odvojena relativno neporemećenim prostorom. Set rasjeda na profilu označen sa 2, neodoljivo podsjeća na set rasjeda 6, 8, 5, 4 u pokusu, kao i set rasjeda 3 sa setom rasjeda 1, 2,  3. Idući u smjeru 33°, kut nagiba rasjeda na profilu se povećava, što odgovara situaciji u pokusu.

Slika 4: Usporedba geološkog profila A-B od obalne linije do Šipovače sa lista Ploče Osnovne geološke karte

Uzimajući u obzir ono što je očeno provedbom pješčanih pokusa, odgovor na naslov ovoga članka je definitivno – da. Cjeloviti rad nagrađen Rektorovom nagradom Sveučilišta u Zagrebu za akademsku godinu 2015/2016 pod naslovom ˝Primjena analognog modeliranja u proučavanju procesa tektonike i geološkom kartiranju˝ nalazi se na linku: http://www.unizg.hr/rektorova/upload/Mario%20Poleto%20(2016)-%20Primjena%20analognog%20modeliranja%20u%20prou%C4%8Davanju%20tektonskih%20procesa%20i%20geolo%C5%A1kom%20kartiranju.pdf