Lurrazal

Lurrazala Lurraren geruzarik azalekoena da.

Lurrazala Lurraren bolumenaren % 1 baino gutxiago da. Bi mota daude: lurrazal kontinentala eta lurrazal ozeanikoa. Lurrazalak ez du lodiera konstantea: hondo ozeanikoetan 7 kilometroko sakonera eta kontinenteetako gune menditsuetan 70 kilometroko sakonera izatera heldu daiteke. Geruza honetan, elementu ohikoenak silizioa eta oxigenoa dira. Lurrazal ozeanikoaren konposizio kimikoa nahiko homogeneoa da, kontinentala berriz mota askotako harriz osatua dago. Lurrazala prozesu igneoen ondorioz sortu da. Lurrazal kontinentala gehien bat granodioritaz osatuta dago eta lurrazal ozeanikoa gehien bat basaltoz. Propietate fisikoei dagokionez litosfera, lurrazalaz eta goi mantuaz osatuta dagoena, nahiko zurruna eta hotza da.^[1]

Lurrazalean aurki ditzakegun arroka motak:^[2]

• Arroka igneoak: jatorri bolkanikoa duten material urtuak solido bihurtzean eratzen dira. Zenbait kasutan, harri magmatikoak Lurraren barne-barnean eratzen dira, baina beste batzuetan lurrazalean osatzen dira, magma erupzio bolkanikoen bidez kanporatu ondoren.
• Arroka metamorfikoak: aurreko beste harri batzuen eraldaketaren ondorioz sortutako harriak dira. Aldaketa hori presioaren eta tenperaturaren gorabeheren ondorioz gertatu ohi da, baina mineralen fusiorik gertatu gabe.
• Arroka sedimentarioak: lurrazalean eratzen dira, higadura-agenteek (urak, haizeak, etab.ek) garraiatutako mineralen metaketaren ondorioz. Ez dute presio- edo tenperatura-mailan baldintza berezirik behar.

Lurrazalaren tenperatura handitzen da sakonerarekin, mantuko limitean gutxi gorabehera 200 °C-tik 400 °C-tarako tenperaturara iritsi daiteke. Lurrazal ozeaniko zaharrenak 200 miloi urte ditu, aitzitik lurrazal kontinental gehiena ozeanikoa baino zaharrago da, 3.7 eta 4.28 mila miloi urte izan ditzake. Mantuko goiko zatia eta lurrazala, litosfera osatzen dute. Mantuko konbekzio korronteak eragiten dute plaka tektoniken mugimenduak.^[3] Plaka horiek mugitu egiten dira, guretzat hautemanezina izan arren. Goiko geruzan dagoen eta astenosfera deitzen zaion beste geruza ez hain trinko eta fluidoago baten gainean irristatzen dira. Ertzetan plakek bata bestearen kontra egiten dute, elkarri bultzatzen diete eta bata bestearen gainean jartzen dira, mendiak, sumendiak, lurrikarak eta bestelako erliebeak sortuz. ^[2]

Lurreko geruzetatik, lurrazala da zuzenean iker daitekeen bakarra, azaleko arroken eta zundaketen bidez lortutako arrokak aztertuz. Oraindik ezin izan da lurrazal kontinental eta ozeanikoa zeharkatzen duen zundaketarik egin, beraz sakoneko egitura eta konposizioari buruz dakigun guztia ikerketa geofisikoetatik atera da. S eta P uhinek lurrazalean zehar izandako abiaduraren bidez lurrikarak noiz eta non gertatu diren jakin dezakegu. Abiadura horiek laborategian aztertzen dira, uhinek zeharkatutako arroken konposizioa eta izaerari buruzko hipotesiak eratuz. Andrija Mohorovicic sismologoak 1910. Urtean uhin sismikoen abiadurak aztertuz, lurrazal azpian dauden etenune sismikoak definitu zituen. Lurrazal azpian dauden etenuneak uhin sismikoen abiaduran eragina dauka eta horrela lurrazal kontinentalaren eta lurrazal ozeanikoaren lodierak jakin daiteke, uhin sismikoen abiadurak ezberdinak direlako. Moho etenunea, lurrazala eta mantuaren arteko muga zehazten du, abiadura sismiko ezberdinak dituzten eremuak direlako. Etenune honen izena Andrija Mohorovicic bere aurkitzailearen omenez jarri zuten.^[4]

Lurraren gainazaleko erliebeak hauek dira:

• Lurrazal kontinentala:

1. Mendikateak: mendilerroak dira eta oso altitude handiak izaten dute (Himalaiakoa, Andeak...).
2. Ordoki handiak: ezkutuak ere esaten zaie; hedadura handiko lur eremuak dira, ia-ia horizontalak (Saharakoa, Amazonas ibaiko ordokia...).
3. Plataforma kontinentalak: kostaldean hasi eta itsas zabaleraino hedatzen dira (ehunaka metrotik zenbait kilometrora). 200 m-ko sakonera dute gehienez eta ur azpian egon arren, eremu kontinentala da, kontinente baten zati murgildua da.

• Lurrazal ozeanikoa:

1. Mendikate ozeanikoak dortsal ozeanikoak ere esaten zaie; oso jarduera bolkaniko handia izaten dute.
2. Hobi ozeanikoak: ozeanoetako gunerik sakonenak dira. Marianetako hobiak (sakonena) 11.034 m-ko sakonera du.
3. Ordoki abisalak: planetako ordokirik zabalenak dira; 4.000 eta 4.500 m inguruko sakoneran daude, batez beste.
4. Ur azpiko sumendiak: erliebe handiko egiturak dira; Batzuen "gailurrak" itsas maila gaindi dezake, eta uharte eta artxipelago bolkanikoak eratzen dituzte.

Lurrazal ozeanikoak lurraren azaleraren %75 betetzen du. Ozeanoaren hondoa eratzen du eta 10 kilometroko lodiera du. Basaltoz osatuta dago, arroka bolkaniko beltz eta dentso bat da. Batzuetan, olibino kristal berdeak ere izaten ditu. Lurrazal ozeanikoaren konposizio kimikoa homogeneoa da. Lurrazal ozeanikoa sedimentu geruza batek estaltzen du eta kontinenteetatik hurbil lodiera handia izan dezake geruza horrek. Baina ozeanoaren erdiko aldean litekeena da oso gutxi egotea edo sedimenturik ez izatea. Lurrazal kontinentala baino meheagoa da eta hiru mailetan ezberdindu daiteke. Beheko maila mantuaren goian kokatzen dena da, hirugarren maila deiturikoa, hauen arteko muga Mohorovičić etenuneak ematen du. Geruza hau gabroz, arroka plutoniko basikoz, osatuta dago. Honen gainean basaltoz osaturiko bigarren maila kokatzen da, gabroen konposizio bereko arroka bolkaniko basikoa. Maila honen beheko aldea lodiera handiko dikeez osatutako gunea da, goiko aldea aldiz, basaltozko kuxin labaz osatuta dago. Laben eta itsasoko uren arteko kontaktuaren eraginez sortutako solidotze azkarreko egiturak dira kuxin labak. Basaltoen gainean lehenengo maila dago, sedimentuz osatua, ozeano erdiko gunea sedimentu pelagikoz osatua hauek kostalderantz joan ahala terrigenoagoak bihurtzen direlarik. Hawaii eta Islandia basaltoaren pilaketaren adibideak dira.

Lurrazal ozeanikoaren arrokak kontinentalarenak baino gazteagoak dira (180 milioi urte gutxi gorabehera) eta dentsoagoak (3,0 g/cm3). Lurrazal ozeanikoa osatzen duten arroka basaltikoak 7 km-ko lodiera dute eta 3,0g/cm3 dentsitatea. Horregatik, kontinentala lodiera handiagokoa eta dentsitate gutxiagokoa ur gainean lurrazal ozeanikoa baino gehiago flotatzen du. Lurrazalean osatzen diren arroka igneoak, arroka bolkanikoak deritze eta granito mehezkoak dira. Adibiderik garrantzitsuena basaltoa da. Arroka hau, berde iluneko kolorea du nagusi, silikato mineraletan aberatsa da eta burdin (Fe) eta magnesioa (Mg) kantitate nabariak dituzte. Burdina duenez, granitoa baino dentsoagoa da. Basaltoa eta berarekin zerikusia duten hainbat arroka lurrazal ozeanikoa osatzen dute, baita sumendi asko ere itsaso eta ozeanoetan nahiz kontinentean. Garrantzi berdinekoa izan zen lurrazal ozeanikoa 180 milioi urte baino gehiago zituelarik aurkitu izana. Gainera, aurkitutako sedimentu pilaketak oso meheak eta ez kilometro askotakoak ziren, zientzialariak esan zutenaren guztiz kontrakoa.

Lurrazal ozeanikoa mugimenduan dago zinta eramaile bat izango balitz bezala, dortsaletik urruntzen. Horren ondorioz, tentsioa lurrazala apurtu eta magma ateratzeko bideak eratzen dira; lurrazal ozeanikoaren zati berriak sortzeko. Ikertzaile batzuek magnetismo altuko eta intentsitate baxuko magnetismoko bandak aurkitu zituzten. 1963a arte modelo horrek edozein aldakuntza magnetikori aurre egiten dio; Fred Vinek eta D. H. Matthewsek frogatu zuten intentsitate altuko eta baxuko bandak Hessen lurrazal ozeanikoaren zabalkuntzaren kontzeptua babesten zuten. Vinek eta Matthewsek iradoki zuten intentsitate altuko magnetismo bandak erregioak dira, non, lurrazal ozeanikoaren paleomagnetismoa polaritate normala duen. Horregatik, arroka hauek lurraren kanpo magnetikoa indartzen dute. Ondorioz, intentsitate baxuko bandak erregioak dira, non, lurrazal ozeanikoa polarizatuta dagoela; eta horregatik, kanpo magnetikoa ahultzen du.

Ozeanoen hondoaren hedaduraren teoriaren arabera, dortsalak litosferako hausturak dira eta hortik mantuko materiala ateratzen da. Ateratako materiala laba basaltikozko koladak dira. Solidotzerakoan, lurrazal ozeanikoa eratzen du labak eta orduan, bi alboetarantz bultza egiten du. Horren ondorioz, ozeanoa zabaltzea behartzen du eta kontinenteak beraien artean urruntzea ere.^[1]

Hiru geruzatan banatzen da:

1. Sedimentu eta arroka bolkanikoz osatuta dago. 5-6 kilometroko sakoneran dago eta 1-2 kilometrotako lodiera du. Geruza honetan uhin sismikoen abiadura 1,5 km/s – 4,5 km/s artekoa da.
2. Arroka mafikoz edo mafiko-bolkanikoz osatuta dago. 1-2 kilometrotako lodiera du eta uhin sismikoen abiadura 4,5 km/s – 6,5 km/s -koa da. Dikez eta kuxin labez osatuta dago geruza hau. Lehenengoak garrantzitsuak dira, zeren eta beraiei esker dortsalen posizioa ezagutzen laguntzen digute zenbait kasutan. Ehundura ofitikoa dute, hau da, Augitako kristal handiak zeintzuk gordetzen dituzte total edo partzialki Plagioklasako kristal luzeak; piroxenoz eta plagioklasaz osatuta. Kuxin labak, berriz, oso trinkotuta daude, baina Chert noduluak izan ditzakete, eta diabasa eta karbonatoak ere.
3. Arroka ultramafikoez osatuta dago, Gabroz eta Peridotitaz, adibidez. 1-5 kilometrotako lodiera du eta uhin sismikoen abiadura 6,5-8 km/s da. Gabroak isotropo geruza bat sortzen dute. Bertan aurkitzen dira metatutako gabroak kamara magmatikoaren baldintzak ezagutzen uzten digute. Ehundura olibinoekin (kristalizazio sekuentzia eta magmatismo mota jakin dezakegu).

Gabro horien azpitik eta Mohorovičić etenunetik banatuta, pilatutako peridotitak aurkitzen dira.

Lurrazal kontinentala ozeanikoa baino heterogeneoagoa da, jatorri ezberdineko arrokez osatutakoa delako. Honetan arroka igneo azido eta erdiazidoak (granitoak adibidez) nagusi dira. Orogenoetan eskualde metamorfismoz sortutako arroka metamorfikoz osatutako gune zabalak ere aurkitu daitezke, horiek sedimentuz estalita egoten dira, ezkutuetan izan ezik. Orokorrean silizio eta katioi arinagoez osatuta dago, horregatik lurrazal ozeanikoa baino dentsitate baxuagoa du.

Esan behar dago lurrazal kontinentalaren lodiera handiagoaren arrazoia dentsitatean dagoela. Bere dentsitatea mantuko dentsitatea baino baxuagoa denez, bertan barneratzea ez da erraza izaten, horregatik honen lodiera historia geologikoan zehar handituz joan da. Lurrazal kontinentalaren bataz besteko lodiera 35-40 km izaten da. Etiopiako Afarreko triangeluan dago lurrazal kontinentalaren lodiera txikiena, 16 km-koa; eta Tibeteko plataforman, berriz, lodiera handiena, 72 km-koa.^[4]

Azkenaldian garatzen ari diren esplorazio-teknika berriek –uhin sismikoen neurketak esate baterako– apur bat lagundu dute jakiten gure Lur zahar honen barnealdea nolakoa den, batez ere lurrazala eta mantua; nukleoa, aldiz, oraindik misteriotsu samarra da. Uhin sismikoen neurketa lurra aztertzeko metodo ez-zuzenaren barruan dago. Bi motako uhinak daude: P (primary) uhinak eta S (secondary) uhinak. P uhinak sortzen diren lehenengo uhinak dira eta norabidearekiko paraleloki desplazatzen dira. Hauek likidoak eta solidoak zeharkatzen dituzte. S uhinak, berriz, beranduago sortzen dira eta norabidearekiko perpendikularki desplazatzen dira. S uhinek ezin dituzte likidoak zeharkatu, honi esker badakigu lurraren ze zati likidoa den.

Hala ere, nukleoaren ezaugarrien ezagutzari dagokienez, guztia ez da iluna, argiak ere badaude. Izan ere, fenomeno batzuk –adibidez Lurraren eremu magnetikoa– nukleoaren formaren, tamainaren eta konposizioaren araberakoak dira. Lurraren masa eta bolumena jakinda, nukleoaren batez besteko dentsitatea kalkulatu ahal izan da; gutxi gorabehera metro kubikoko 5.500 kilogramo. Hala ere, kontuan hartu behar da zenbat eta barrurago materia konprimituago dagoela, horregatik, gaur egun adituek diotenez, nukleoaren dentsitatea metro kubikoko 12.000 kilogramo ingurukoa izan daiteke. Beraz, hortik pentsa daiteke nolako ezaugarriak izan ditzakeen.

Datu horiekin –eta beste zenbait informaziorekin– teoria edo ereduak garatzea badago, baina ezer gutxi gehiago, Lurraren barnealdera iritsi eta bertako ezaugarria zeintzuk diren jakiteko modurik ez baitago. Dauden teoria eta eredu onartuenen arabera, Lurreko nukleoak 3.500 kilometroko erradioa izango luke, eta tenperatura 6.000 Kelvinetik gorakoa izango litzateke. Han dagoen materia nikelez eta burdinaz osatutako aleazioa izango litzateke, metal biak dentsitate handikoak baitira. Aleazio horren kanpoaldeko 2.270 kilometroetan materia likidoa izango litzateke, bertako tenperatura presioa baino askoz handiagoa delako; barrualdeko 1.200etan, berriz, solidoa, presioa tenperatura baino askoz handiagoa delako.

Nukleoaren gainean mantua dago, Lurreko erradioaren ondorengo 2.900 kilometroetan. Mantuaren tenperatura –barrualdean ala kanpoaldean hartuta– 3.800 eta 1.300 Kelvinen artekoa izango litzateke. Mantua burdinaz eta magnesioz egindako arrokek osatuko lukete, silizioarekin eta oxigenoaren laguntzarekin. Arroka solidoa da, baina presioaren eraginez mugitu egin daiteke eta azalera egoera likidoan irten.

Azkenik, lurrazala. Lurrazalak, 8 eta 70 kilometro arteko sakonera du –ozeanoetan edo kontinenteetan neurtzen den, aldatzen da–. Materia solidoa da hemen, eta gehienbat barrualdetik azalerantz datorren labak osatutako arrokak daude. Arroka horiei basalto deitzen zaie, eta burdinaz, aluminioz, eta magnesio-silikatoz osatuta daude. Granitozko arrokak ere badira –potasio, sodio eta aluminio-silikatoa–, hain zuzen ere kontinenteak osatzen dituztenak. Mantuaren dentsitatea arroka-mota biena baino handiagoa denez, Lurrazala mantuaren gainean etengabe flotatzen dago.

Lurrazalean dauden mineral ugarienak kuartzoak, feldespatoak eta mikak dira. Eta elementu kimiko ugarienak oxigenoa (%46,6), silizioa (%27,7), aluminioa (%8,1), burdina (%5,0), kaltzioa (%3,6), sodioa (%2,8), potasioa (%2,6) eta magnesioa (%2,1) dira.^[1]

Gaiari ikuspuntu orokor batetik begiratuz gero, argi ikusten da dentsitate handiko elementuak Lurraren erdialdetik gertuago daudela; dentsitate txikikoak, ordea, azaletik gertuago. Horrek badu garrantzia, horrela jakin baitaiteke nukleoa burdinaz aberatsa dela, eta mantua eta lurrazala silikatoz. Lurra eratu zenean, planetako nebulosaren konposatu kimikoak kondentsatzen hasi ziren. Ondorioz sortu zen esfera erraldoian oraindik konposatu guztien nahasketa uniformea zuen, baina grabitatea nabarmentzen hasi eta planeta uzkurtzen hasi zirenean, barnealdeko tenperaturak gora egin zuen. Elementu kimiko batzuen erradioaktibitateak ere horretan izan zuen eraginik. Orduan urtu zen materia, dentsitate handiena zuten materialak barnealderantz joan ziren eta gainerakoak haien gainean flotatzen geratu ziren. Lurra gorputz independentea zen.

Nukleoa metalikoa denez, Lurrak eremu magnetiko indartsua du. Burdina eroale bikaina denez eta ia likidoa denez, naturako dinamo bihurtu da. Nukleoaren zatirik likidoenean konbekzio-korronteak sortzen dira, materiala igotzen denean hoztu egiten delako eta jaistean berotu. Konbekzio-korronte horiek dira poliki-poliki aurreratuz eta oso modu antolatua, eremu magnetikoak sortzen dituztenak. Planetaren errotazio-mugimenduak horretan ere laguntzen du.

• Lurraren egitura