Proč zkoumali čeští vědci batolit Wallowa v Oregonu, USA?
Batolity (z řečtiny bathos, hluboký, lithos kámen) jsou obrovská, až několik set kilometrů dlouhá a desítky kilometrů široká tělesa vznikající postupným tuhnutím magmatu pod povrchem Země. Ve většině případů se magma k povrchu vůbec nedostane, zastaví se nehluboko pod ním, kde začne vlivem ztráty tepla do okolí pozvolna krystalizovat. Je to právě vznik a umístění batolitů pod zemským povrchem, které znesnadňuje geologům výzkum. Proto vědci vyhledávají oblasti, kde je možnost batolity pozorovat obnažené přímo na zemském povrchu například vlivem eroze. Jedním z takovýchto míst je pohoří Wallowa Mountains na severovýchodě amerického státu Oregon.
Tento stát na pobřeží Tichého oceánu se nachází v oblasti aktivního rozhraní litosférických desek, kde se pod kontinentální, tzv. severoamerickou desku zasunuje hluboko do zemského nitra několik desek tvořících oceánské dno. Při tomto procesu zvaném subdukce se podsouvající desky noří do míst, kde panují vyšší teploty a tlaky než na zemském povrchu. To má za následek tavení oceánské kůry a nadložních hornin a vznik magmatu. Magma se pozvolna v hloubce hromadí a po dosažení určitého kritického množství začne stoupat směrem k zemskému povrchu. Pokud magma dosáhne až na povrch, projeví se sopečnou činností (např. výlevem lávy nebo vznikem sopky), případně pokud ho nedosáhne, vznikají plutony či batolity. Právě v pohoří Wallowa Mountains se nachází unikátní místa, kde jsou batolity díky erozi a činnosti ledovců obnaženy na hřebenech a vrcholcích hor, které obklopují hluboká údolí. Topografie a stoprocentní odkrytost terénu dávají možnost studovat nejen starší nadložní horniny, do kterých žuly pronikaly, tzv. strop, ale částečně i svrchní části batolitu pod ním. Geologové zde mají vzácnou příležitost vidět batolity trojrozměrně a popsat a pochopit procesy, ke kterým dochází během vmísťování magmatu do okolních hornin, a současně pozorovat, jak okolí na vystupující magma reaguje. A právě zde se rozhodl vědecký tým z Přírodovědecké fakulty Univerzity Karlovy pod vedením Jiřího Žáka zkoumat batolit Wallowa.
Batolit Wallowa je přes 620 km2 velké těleso tvořené několika plutony podobného stáří (v rozmezí 125 až 140 miliónů let). Tzv. plutony (podle boha podsvětí Plúta) jsou menší intruzivní tělesa tvořená zpravidla křemenem bohatšími horninami (žulami) pronikajícími do zemské kůry, různého stáří a různého složení, které mohou vytvořit batolit, pokud se nachází poblíž sebe. Na základě výzkumu minerálního složení hornin se zdá, že jednotlivá žulová tělesa pronikla do hloubky méně než 7 km pod povrchem dříve, než byl tento materiál oderodován a samotné těleso obnaženo na zemském povrchu. Batolit Wallowa umožňuje sledovat kontaktní zónu mezi žulovým magmatem a nadložními vrstvami na výchozu o délce okolo 1300 metrů a poodhalit tak, co se v době vzniku tělesa stalo. Z těchto pozorování je patrné, že podél kontaktu vystupují z batolitu do okolí žíly o délce několika metrů až desítek metrů. Tyto žíly tvoří místy propojenou síť, díky níž pravděpodobně docházelo k odlamování velkých bloků nadložních hornin, které začaly poměrně rychle klesat v roztaveném magmatu a zmizely hluboko v útrobách magmatického krbu. Odlamování velkých bloků ze stropu pak umožnilo efektivní výstup magmatu do svrchní kůry, zatímco uvnitř magmatického krbu se zachovaly zapadlé bloky nadložních hornin, tzv. xenolity.
Výzkum Jiřího Žáka a jeho kolegů tak pomáhá vnést světlo do složité problematiky vzniku těles hlubinných vyvřelin a toho, jakými mechanismy může být magma žulového složení transportováno svrchní kůrou až do podloží vulkanických aparátů.
Petr Brož
Akce dokumentů