2.4: Divergent Boundaries
2.4.2: Mid-Ocean Ridges
W miarę postępu ryftu i aktywności wulkanicznej litosfera kontynentalna staje się bardziej maficzna (patrz Rozdział 4) i cieńsza, czego ostatecznym rezultatem jest przekształcenie płyty pod obszarem ryftu w litosferę oceaniczną. Jest to proces, który daje początek nowemu oceanowi, podobnie jak wąskie Morze Czerwone powstałe w wyniku odsunięcia się Arabii od Afryki. Gdy litosfera oceaniczna kontynuuje rozchodzenie się, powstaje grzbiet śródoceaniczny.
Grzbiety śródoceaniczne, znane również jako centra rozprzestrzeniania się, mają kilka charakterystycznych cech. Są to jedyne miejsca na Ziemi, które tworzą nową litosferę oceaniczną. Topnienie dekompresyjne w strefie ryftowej zmienia materiał astenosfery w nową litosferę, która wypływa przez pęknięcia w płycie oceanicznej. Ilość nowej litosfery powstającej na grzbietach śródoceanicznych jest bardzo znacząca. Te podmorskie wulkany szczelinowe produkują więcej lawy niż wszystkie inne rodzaje wulkanizmu razem wzięte. Pomimo tego, większość wulkanizmu grzbietów śródoceanicznych pozostaje niezmapowana, ponieważ wulkany znajdują się głęboko na dnie oceanu.
W rzadkich przypadkach, takich jak kilka miejsc na Islandii, strefy ryftowe wykazują typ wulkanizmu, rozprzestrzeniania się i tworzenia grzbietów występujących na dnie oceanu.
Cecha grzbietu powstała w wyniku akumulacji gorącego materiału litosfery, który jest lżejszy od gęstej, leżącej u jego podstaw astenosfery. Ten kawałek izostatycznie wypornej litosfery siedzi częściowo zanurzony i częściowo wystawiony na działanie astenosfery, jak kostka lodu pływająca w szklance wody.
Jak grzbiet nadal się rozprzestrzenia, materiał litosfery jest odciągany od obszaru wulkanizmu i staje się zimniejszy i gęstszy. Ponieważ nadal się rozprzestrzenia i chłodzi, litosfera osiada w szerokie połacie stosunkowo pozbawionej cech topografii zwanej równinami abisalnymi o niższej topografii .
Ten model formowania grzbietu sugeruje, że sekcje litosfery najbardziej oddalone od grzbietów śródoceanicznych będą najstarsze. Naukowcy przetestowali ten pomysł porównując wiek skał znajdujących się w różnych miejscach na dnie oceanu. Skały znalezione w pobliżu grzbietów są młodsze niż te znalezione z dala od grzbietów. Wzorce akumulacji osadów również potwierdzają ideę rozprzestrzeniania się dna morskiego. Warstwy osadów są zwykle cieńsze w pobliżu grzbietów śródoceanicznych, co wskazuje, że miały mniej czasu na nagromadzenie się.
Jak wspomniano w części dotyczącej paleomagnetyzmu i rozwoju teorii tektonicznej płyt, naukowcy zauważyli, że grzbiety śródoceaniczne zawierają unikalne anomalie magnetyczne, które pojawiają się jako symetryczne prążkowanie po obu stronach grzbietu. Hipoteza Vine’a-Matthewsa-Morleya proponuje, aby te naprzemienne odwrócenia były tworzone przez ziemskie pole magnetyczne odciśnięte w magmie po jej wyłonieniu się z grzbietu. Bardzo gorąca magma nie ma pola magnetycznego. Gdy płyty oceaniczne rozsuwają się, magma stygnie poniżej punktu Curie, temperatury, poniżej której pole magnetyczne zostaje zablokowane w minerałach magnetycznych. Zmienne magnetyczne rewersy w skałach odzwierciedlają okresową zamianę magnetycznych biegunów północnego i południowego Ziemi. Ten paleomagnetyczny wzór zapewnia wielki historyczny zapis ruchu dna oceanicznego, i jest używany do rekonstrukcji przeszłej aktywności tektonicznej i określenia tempa rozprzestrzeniania się grzbietu .
Video rozpadu Pangei i powstawania północnego Oceanu Atlantyckiego. Autor: Tanya Atwater.
Dzięki swojej charakterystycznej geologii, grzbiety śródoceaniczne są domem dla jednych z najbardziej unikalnych ekosystemów, jakie kiedykolwiek odkryto. Grzbiety te są często usiane otworami hydrotermalnymi, głębokimi szczelinami, które pozwalają wodzie morskiej krążyć w górnych partiach płyty oceanicznej i oddziaływać z gorącą skałą. Rozgrzana woda morska wypływa z powrotem na powierzchnię płyty, niosąc ze sobą rozpuszczone gazy i minerały oraz małe cząstki stałe. Wynikające z tego emitowane wody hydrotermalne wyglądają jak czarny podwodny dym.
Naukowcy wiedzieli o tych obszarach geotermalnych na dnie oceanu przez jakiś czas. Jednak dopiero w 1977 roku, kiedy naukowcy pilotujący pojazd głęboko zanurzony Alvin, odkryli kwitnącą społeczność organizmów skupionych wokół tych kominów hydrotermalnych. Te unikalne organizmy, do których należą 10-stopowe robaki rurowe wyższe od ludzi, żyją w całkowitej ciemności dna oceanu pozbawione tlenu i światła słonecznego. Wykorzystują one energię geotermalną dostarczaną przez otwory wentylacyjne oraz proces zwany chemosyntezą bakteryjną do odżywiania się związkami siarki. Przed tym odkryciem naukowcy uważali, że życie na Ziemi nie może istnieć bez fotosyntezy, procesu, który wymaga światła słonecznego. Niektórzy naukowcy sugerują, że ten rodzaj środowiska mógł być początkiem życia na Ziemi, a może nawet życia pozaziemskiego w innych miejscach galaktyki, takich jak na księżycu Jowisza Europa .