Jak powstała Islandia – wyspa położona w północnej części Oceanu Atlantyckiego pomiędzy Europą a Ameryką? Jej powierzchnia wynosi 103 tys. km² i jest jednym z najmłodszych lądów na Ziemi. Charakteryzuje się dużą aktywnością wulkaniczną, dzięki której zawdzięcza surową, lecz oszałamiająco piękną przyrodę, która fascynuje nie tylko geologów, ale i laików. Dlaczego to właśnie Islandia jest tak wyjątkowym pod względem geologicznym miejscem na świecie?

Jak powstała Islandia? Islandia – kraina lodu i ognia. Wulkanów i lodowców. Dwóch skrajności, które na tej wyspie idealnie się ze sobą komponują. Islandzka przyroda zachwyca nie tylko turystów, którzy w ostatnich latach tłumnie odwiedzają Islandię, ale również z różnych dziedzin geologii naukowców. Prawdopodobnie nie ma takiego drugiego miejsca na świecie, które byłoby tak różnorodne pod względem geologicznym na tak stosunkowo niewielkiej powierzchni. [1] Islandia jest idealnym miejscem do obserwowania nieustannie zachodzących procesów geologicznych i poznawania historii Ziemi, a także jest to kraj, który stwarza idealne możliwości rozwojowe nauki w wielu aspektach związanych z geologią.

Geoturystyka i AGH

Dla naukowców Islandia jest fascynującym 'żywym laboratorium’ Ziemi. Z kolei dla turystów miejscem, które dostarcza niezapomnianych i wyjątkowych w skali świata wrażeń estetycznych. Wycieczkowicze przybywają na Islandię, by zobaczyć wulkany, pola lawowe i pozostałe formacje lawowe, kratery wypełnione błękitnymi jeziorami, kolorowe i dymiące obszary geotermalne, gorące źródła wraz z gejzerami, czarne plaże, a także wodospady, kaniony, lodowce, fjordy oraz odrobinę wyjątkowej – arktycznej – flory i fauny.

W 2016 roku ukończyłam Turystykę i Rekreację (spec. Turystyka Uzdrowiskowa) na Wydziale Geologii, Geofizykii i Ochrony Środowiska na Akademii Górnicz-Hutniczej w Krakowie. Pracę licencjacką napisałam o wulkanie, a magisterkę o gorących źródłach – obie dotyczyły Japonii. AGH jest pierwszą uczelnią w Polsce, która otworzyła tak specyficzny kierunek, na którym studiuje się turystykę pod kątem geologii stosowanej i ochrony przyrody nieożywionej. Przez pięć lat studiów przerobiłam prawdopodobnie wszystkie możliwe obiekty geologiczne świata, geografię, geomorfologię, petrografię, sedymentologię, paleontologię, balneologię i wiele innych pokrewnych przedmiotów.

To wszystko sprawiło, że podczas mojej przypadkowej podróży do Islandii, tak bardzo mnie ona zafascynowała. Geoturystyka stała się moją pasją i dziś nie potrafię obok żadnego kamyczka przejść obojętnie. Nową serią wpisów związanych z geologią Islandii chcę się dzielić z tobą moją geoturystyczną wiedzą. Chcę, abyś wiedziała, dlaczego ta góra wygląda tak, jak wygląda i dlaczego dymi w tym miejscu, a nie w innym. Abyś zrozumiała, jak działają gejzery i jakim cudem słupy bazaltowe mają tak nienaturalny kształt. Zanim przejdę do omawiania konkretnych obiektów geoturystycznych, to chcę zacząć od podstaw, czyli od tego… jak powstała Islandia!

Teoria wędrówki płyt tektonicznych

Chcę w najprostszy możliwy sposób wytłumaczyć ci, jak powstała Islandia, ale zanim przejdę do konkretów, muszę zacząć od podstaw. Kojarzysz może takie hasło jak Teoria wędrówki płyt tektonicznych? Mam nadzieję, że tak, ale jeżeli ominęła cię akurat ta lekcja geografii w szkole, to daj mi szansę przez chwilę pobawić się w nauczyciela i przypomnieć ci to zagadnienie.

Teoria wędrówki płyt tektonicznych mówi o tym, że litosfera, czyli zewnętrzna powłoka Ziemi, jest podzielona na siedem większych i wiele mniejszych fragmentów, czyli właśnie płyt tektonicznych. Wyróżnia się wśród nich płyty oceaniczne, kontynentalne oraz mieszane, które różnią się wiekiem, grubością, gęstością i składem, ale wszystkie są sztywne i chłodne.

Tuż pod nimi znajduje się gorąca i płynna warstwa o nazwie astenosfera. Dzięki jej plastycznym właściwościom oraz występujących w niej tzw. prądów konwekcyjnych magmy, płyty tektoniczne są w nieustannym ruchu i mają wzajemny na siebie wpływ. W zależności od miejsc ich kontaktu niektóre się ze sobą zderzają, a niektóre od siebie odchodzą. Zatem Ziemia jest w ciągłym ruchu i cały czas się ona kształtuje. Oczywiście dla nas – ludzi – to wszystko dzieje się bardzo wolno.

Prądy konwekcyjne (wyróżniamy wstępujące i zstępujące) są odpowiedzialne za trzęsienia ziemi, erupcje wulkaniczne, różne zjawiska tektoniczne, czy wypiętrzanie się gór.

[Wszystkie ilustracje w tym artykule nie są mojego autorstwa. Aby przejść do źródła grafiki należy ją kliknąć.]

Przesuwanie się płyty

Budowa wnętrza Ziemi. Zwróć uwagę na litosferę i astenosferę oraz strzałkami w niej zaznaczone prądy konwekcyjne magmy.

A tutaj uproszczona mapa płyt litosfery. Strzałkami zostały zaznaczone kierunki, w których płyty 'ślizgają’ się po Ziemi.

W miejscu wzmożonej emisji ciepła, ruchy prądów konwekcyjnych podnoszą magmę ku litosferze. Magma pochodząca z głębi Ziemi jest bardzo gorąca i tym samym lekka (rzadka), ale kiedy podchodzi do litosfery, to się ochładza, staje się coraz gęstsza i rozpływa się na boki. Jednak wreszcie dochodzi do takiego momentu, kiedy magma rozłamuje płyty i się w nie wciska. Rozpycha je i powoduje, że te zaczynają od siebie rozchodzić (spreading). W miejscu rozłamu tworzą się strefy ryftowe, czyli obniżenia, z których wypływa magma, a więc tym samym jest to miejsce, w którym tworzy się nowa skorupa ziemska.

Granica dywergentna to granica, gdzie rozchodzą się płyty tektoniczne.

W przypadku Islandii mamy do czynienia z ryftami występującymi w oceanach, a więc nazywa się je ryftami śródoceanicznymi (lub po porostu oceanicznymi). Jednak na świecie istnieją również takie, które mają miejsce na kontynentach i wówczas określa się je ryftami kontynentalnymi (np. Wielkie Rowy Afrykańskie). Strefy ryftowe są silnie aktywne wulkanicznie.

Grzbiet Śródatlantycki

Na dnach oceanów po obu stronach ryftu akumuluje się lawa, która tworzy rozległe podmorskie łańcuchy górskie, czyli grzbiety śródoceaniczne. I teraz przechodzimy do jednej z dwóch najważniejszych kwestii, jeżeli chodzi o Islandię. Islandia znajduje się na jednym z takich grzbietów. Ten, który przez nią przebiega (przecina ją na pół) nazywany jest Grzbietem Śródatlantyckim.

Grzbiet Śródatlantycki przebiega przez środek Atlantyku – od Islandii, którą przecina w połowie, aż po Antarktydę – i jest tym samym naturalną granicą pomiędzy Ameryką a Europą (jest krawędzią dwóch płyt tektonicznych: północnoamerykańskiej i euroazjatyckiej). Ciągnie się on na około 14,000-15,000 km, swoim kształtem odrobinę przypomina rozciągniętą literę S i formowany jest przez nagromadzany materiał pochodzący z podwodnych erupcji, a także dryfujących płyt, które oddalają się od siebie corocznie o około 2 cm. [2]

Oto ilustracja prezentująca Grzbiet Śródatlantycki

Grzbiet ten jest największym, najbardziej znanym, najważniejszym na świecie i na powierzchnię oceanu wyłania się właśnie na Islandii. To jest niezwykle ważne, ponieważ dzięki temu można badać dno oceaniczne na suchym lądzie.

Islandia położona jest na Grzbiecie Śródatlantyckim, czyli na granicy płyt litosfery, które rozchodzą się w przeciwnych kierunkach i tym samym rozciągają Islandię

Grzbiet Śródatlantycki przebiegający przez środek Islandii – jest to strefa dużej aktywności wulkanicznej

Na poniższej ilustracji widzisz etapy tworzenia się oceanu, a wraz z nim doliny ryftowej i grzbietu oceanicznego. Nietrudno zdać sobie sprawę, że Ocean Atlantycki wciąż się powiększa! 🙂

Etapy tworzenia się grzbietu oceanicznego

Spacer po dnie oceanicznym

Jedną z największych atrakcji Islandii, którą absolutnie nie chcą pominąć przybywający do tego kraju turyści, jest Park Narodowy Thingvellir (Þingvellir), w którym ma się szansę zobaczyć na własne oczy, wychodzące na powierzchnię ziemi płyty tektoniczne – euroazjatycką oraz północnoamerykańską. Thingvellir znajduje się w przebiegającej wzdłuż Grzbietu Śródatlantyckiego dolinie ryftowej, czyli tam, gdzie odbywa się ekspansja skorupy ziemskiej. Możliwe, że w przyszłości Islandia podzieli się na dwie części, ale te 2 cm rocznie, o które się każdego roku powiększa są dla nas – ludzi – niezauważalne.

W Thingvellir na własne oczy można się przekonać, jak potężna jest energia pochodząca z głębi ziemi. Rozrywa ona Islandię, tworząc wyjątkowo malownicze szczeliny i uskoki. Szczególnym miejscem w Thingvellir jest wąwóz Almannagja (Almannagjá), przez który prowadzi ścieżka pomiędzy płytami, a także szczelina Silfra znajdująca się w jeziorze Thingvallavatn (Þingvallavatn), w której można zanurkować i w jednym czasie dotknąć obydwu płyt litosfery.

Park Narodowy Thingvellir znajduje się na najsłynniejszej trasie turystycznej, która też jest bardzo łatwo osiągalna. Zapoznaj się z Przewodnikiem po Złotym Kręgu.

Thingvellir oczywiście nie jest jedynym miejscem na Islandii, w którym gołym okiem można zobaczyć płyty tektoniczne – w końcu ten grzbiet oceaniczny przecina ją całą na pół. Poniżej jeszcze trzy zdjęcia z dwiema płytami, na których został zainstalowany dosyć elastyczny most, którym bez żadnego zagrożenia możemy sobie przejść.

Plama gorąca

Z powyższej części artykułu już wiesz, że Islandia znajduje się na Grzbiecie Śródatlantyckim, czyli na styku dwóch płyt tektonicznych, które dzięki występującym w jego obrębie prądów konwekcyjnych magmy, dochodzi do ich rozchodzenia się. Spreading wiąże się z silnym wulkanizmem, który rozciągając w dwie strony wyspę, powiększa ją o 2 cm rocznie.

Jednak sam grzbiet oceaniczny, który znajduje się głęboko, na dnie oceanu, nie byłby w stanie ukształtować wyspy na jego powierzchni – te potężne siły wciąż byłyby na to za słabe. Zatem jak to możliwe, że Islandia objawiła się na powierzchni Atlantyku?

Samo położenie Islandii na grzbiecie śródoceanicznym, który jest bardzo aktywny wulkanicznie, nie jest przyczyną powstania Islandii. Islandia swoje pochodzenie zawdzięcza pióropuszowi płaszcza, który objawił się na powierzchni litosfery w postaci plamy gorąca. Tak więc Islandia jest plamą gorąca, która dodatkowo znajduje się na granicy płyt litosfery (Grzbiecie Śródatlantyckim).

Islandia na tle pióropusza płaszcza i grzbietu oceanicznego

Plamy gorąca są efektem tworzenia się tzw. pióropuszy płaszcza i są one takim rodzajem wulkanizmu, który nie jest związany z aktywnością wulkaniczną na granicach płyt tektonicznych, a pojawia się w przypadkowych miejscach w różnych częściach górnego płaszcza ziemskiego. W tych punktach dochodzi do tak dużego nagromadzenia się ciepła, że długimi, pionowymi strumieniami magma wydostaje się na powierzchnię ziemi w postaci nabrzmiałych plam gorąca. W ten sposób na powierzchni oceanów tworzone są wyspy, których wysokość najczęściej nie przekracza 2 km.

Wybrane plamy gorąca na świecie

Pióropusze płaszcza są stałe i nie przemieszczają się tak jak płyty litosfery. Jednak ruchy tych płyt powodują, że powstałe na powierzchni plamy gorąca (czyli wyspy wulkaniczne) są zgodnie z ich kierunkiem ruchu przesuwane. Skutkiem tego jest powstawanie archipelagów wysp wulkanicznych, a klasycznym na to przykładem są Hawaje. Również dobrym przykładem, który znajduje się dużo bliżej Polski, są Wyspy Kanaryjskie.

Tworzenie się archipelagu wysp wulkanicznych przez objawiającą się plamę gorąca na powierzchni oceanu

Tak więc wulkany pojawiają się na granicach płyt litosfery oraz w przypadkowych miejscach na Ziemi, gdzie wyłaniają się na skutek nagromadzenia potężnej energii cieplnej w płaszczu ziemskim.

Mapa wulkanów świata

Historia Islandii

Islandia w skali historii Ziemi jest niemowlakiem. Gdyby Ziemia miała rok, to Islandia raptem dwa dni. Wiek Islandii datuje się na mniej więcej 20-25 mln lat – wtedy zaczęła się formować – ALE pióropusz płaszcza, który objawił plamę gorąca w postaci Islandii, datuje się na… 100 mln lat!

Aby to wszystko zrozumieć, przedstawię w bardzo uproszczony sposób historię Ziemi skoncentrowaną na tworzeniu się wyspy Islandii:

🔸 400 mln lat temu – nie było na świecie Oceanu Atlantyckiego. To był okres, kiedy na Ziemi istniał wielki superkontynent Pangea, nazywany również Wszechziemią. Ameryka i Europa były ze sobą połączone.

🔸 100 mln lat temu – pod lądem, który dziś nazywamy Grenladnią, utworzył się pióropusz płaszcza, który do dziś jest najpotężniejszym na świecie. Powstał on przed otwarciem Atlantyku.

🔸 70 mln lat temu – przez rozłam wielkiego kontynentu, zaczął formować się Atlantyk. Zaczęła się tworzyć nowa granica płyt, od której kontynenty zaczęły się od siebie oddalać (2 cm na rok).

🔸 55 mln lat temu – Grenlandia się ruszyła i odsłoniła plamę gorąca, która wręcz pluła lawą bazaltową. W wyniku tego, aż 10 km³ lawy bazaltowej wyłoniło się na powierzchnię litosfery. I tę lawę – właśnie z tamtego okresu – można znaleźć dziś na Grenlandii, Wyspach Owczych, Irlandii, Szkocji (Skye) i Islandii.

🔸 40-30 mln lat temu – wciąż istniał 'lądowy most’ pomiędzy kontynentami (czyli w miejscu, gdzie znajduje się Islandia)

🔸 ALE około 20 mln lat temu most ten znikł, ponieważ cały czas trwał spreading (rozchodzenie się kontynentów) i wreszcie Islandia z tego pióropusza płaszcza (i dodatkowo na granicy płyt litosfery), zaczęła się wyłaniać.

Podsumowując: najpierw był pióropusz płaszcza, a dopiero później otworzył się Atlantyk i Islandia znalazła się na grzbiecie oceanicznym. Niesamowity zbieg okoliczności! I właśnie dlatego ta wyspa jest tak wyjątkowa w skali świata. Zadziały się tutaj dwa odrębne procesy geologiczne – aktywność wulkaniczna w strefie ryftu oceanicznego oraz położenie na plamie gorąca.

Kanał islandzkiego pióropusza płaszcza znajduje się pod lodowcem Vatnajokull 

Kluczową rzeczą, aby zrozumieć powstanie Islandii, była analiza skał, które budują Islandię – wszystkie są wulkaniczne (90% bazalty), ale różnią się one wiekiem (najstarsze mają raptem 16-22 mln lat) oraz składem i występują one w wyjątkowo specyficznych układach. I to jest temat na osobny artykuł, który z pewnością poruszę w jednym z kolejnych wpisów dotyczących geologii Islandii. Pewnie jesteś ciekawa, po czym konkretnie sobie na co dzień chodzimy. 😉 Tymczasem kończę i mam ogromną nadzieję, że bardziej wyjaśniłam niż zamąciłam historię powstania bajecznej Islandii.

Źródła:
[1] The Glorious Geology of Iceland’s Golden Circle, Agust Gudmundsson
[2] Living Earth Outline of the Geology of Iceland, Ari Trausti Gudmundsson
[3] https://www.youtube.com/watch?v=2FA_8-DziPs
[4] https://steemit.com/geology
[5] https://www.geografia24.eu