ГЛАВА 3 КОНЦЕПЦИЯ ТЕКТОНИКИ ЛИТОСФЕРНЫХ ПЛИТ

С самого начала становления научной геологии, с середины XVIII в., ее главной задачей было объяснение причин движений земной коры, изменений ее структуры и явлений магматизма. С этой целью последовательно выдвигались различные гипотезы, о чем уже шла речь в главе 1: это гипотезы поднятия, контракции, пульсационная, ротационная, расширения Земли, глубинной дифференциации и, наконец, дрейфа материков. Каждая из этих гипотез опиралась на какую-то реально наблюдаемую сторону тектонических процессов и в конечном счете терпела неудачу, так как не учитывала их действительного многообразия и (или) не могла предложить удовлетворительного их механизма. Так, гипотеза поднятия поставила в центр внимания поднятие горных сооружений и сопряженные с ним опускания, но не смогла удовлетворительно объяснить происхождение складчатости, из-за чего и была оставлена. Гипотеза контракции, напротив, главное внимание сосредоточила на объяснении складкообразования и добилась в этом направлении некоторого успеха, но оставила без объяснения поднятия, не связанные со складчатостью, и магматизм. Пульсационная гипотеза пыталась дополнить контракционную представлением о чередовании в истории Земли эпох сжатия и расширения, что давало возможность объяснить образование грабенов, заложение геосинклиналей и излияния базальтов, но не раскрывала механизм пульсаций и не учитывала факт одновременного формирования структур растяжения и сжатия. Гипотеза расширяющейся Земли впервые дала удовлетворительное объяснение образованию молодых океанов, но игнорировала существование древних и не могла должным образом объяснить происхождение складчатых и тем более складчато-покровных поясов. Несостоятельными оказались и представления о значительном расширении Земли в ходе геологической истории. Ротационная гипотеза оказалась пригодной лишь для объяснения происхождения планетарной системы разломов и трещин.

Ближе всего к истине, как потом оказалось, подошла гипотеза дрейфа материков А. Вегенера, но она не смогла предложить убедительный механизм этого дрейфа. Между тем такой механизм уже выдвигался в начале века австрийским геологом О. Ампферером, немецким геофизиком Р. Швиннером и рядом других ученых, которые назвали его подкоровыми течениями. Позднее голландский геофизик Ф. Венинг-Мейнес связал эти течения с конвекцией в мантии, а британец А. Холмс и американец Д. Григгс в конце 20-х — начале 30-х годов объяснили дрейф материков действием конвекции и тем самым фактически предвосхитили современный вариант мобилизма — тектонику плит. Однако в те годы еще не было убедительных доказательств правоты этих взглядов, в глазах большинства геологов и геофизиков они казались слишком парадоксальными, и в 30—50-е годы господствующее положение заняла гипотеза глубинной дифференциации, которая связала образование поднятий и сопряженных с ними опусканий земной коры с глубинной, на уровне мантии, дифференциацией мантийного вещества и подъемом (адвекцией) к поверхности легких продуктов этой дифференциации — астенолитов. Складчатость и надвиги рассматривались этой гипотезой как побочный результат образования поднятии, а крупные горизонтальные перемещения коровых масс отрицались — основная роль отводилась вертикальным движениям.

В конце 50-х — начале 60-х годов началось интенсивное геолого-геофизическое исследование океанов и был сделан ряд принципиально важных геофизических открытий. Было установлено существование астеносферы и тем самым слоя, по поверхности которого возможно относительное перемещение литосферы. Было подтверждено предполагавшееся Вегенером и русско-литовским ученым И.Д. Лукашевичем коренное отличие мощности и состава океанской коры от континентальной. Было обнаружено существование грандиозной системы срединно-океанских хребтов и рифтов. В океане были открыты линейные знакопеременные магнитные аномалии, параллельные и симметричные относительно осей срединных хребтов. Было открыто также явление периодических инверсий магнитного поля Земли. Горные породы оказались обладающими остаточной намагниченностью, позволяющей восстановить их положение в древнем магнитном поле. На этой основе возникло новое научное направление - палеомагнетизм, первые же результаты которого показали, что материки испытали значительные перемещения, прежде чем занять свое современное положение.

Все эти и некоторые другие новые открытия не укладывались ни в одну тектоническую гипотезу фиксистского направления и заставили вспомнить о гипотезе Вегенера, которая к тому времени насчитывала лишь очень немногочисленных сторонников. В 1961 — 1968 гг. усилиями американских, английских, канадских и французских геофизиков и геологов были разработаны основы новой мобилистской теории, первоначально больше известной как новая глобальная тектоника, а затем тектоника плит (точнее, тектоника литосферных плит).

Зародышем ее явилась идея об образовании океанов в результате раздвижения континентов и разрастания пространства молодой океанской коры начиная от осей срединно-океанских хребтов. Этот процесс был впервые описан американскими геологом Г. Хессом и геофизиком Р. Дитцем и получил от последнего название спрединга океанского дна (спрединг буквально означает распространение, разрастание). На основе идеи спрединга и установленных недавно перед этим инверсий магнитного поля английские геофизики Ф. Вайн и Д. Мэтьюз одновременно с канадцем Л. Морли предложили изящное объяснение полосовых магнитных аномалий океана.

Развивая эту идею, американские геофизики Дж. Хейртцлер и другие разработали первую возрастную шкалу магнитных аномалий океана, охватывающую кайнозой и вторую половину позднего мела. Американский геолог Г. Менард открыл в Тихом океане гигантские разломы, пересекающие срединно-океанские хребты, а канадский геофизик Дж. Т. Вилсон установил, что они образуют особый класс разломов, и назвал их трансфертными. Американские сейсмологи Б. Айзеке, Дж. Оливер и Л. Сайке, изучив распределение землетрясений по земному шару и механизмы смещений и их очагах, смогли нарисовать общую картину смещений литосферных плит, которые были выделены американским геофизиком Дж. Морганом, английскими исследователями Д. Маккензи и Ф. Паркером и французским — К. Ле Пишоном. Так общими усилиями ученых четырех стран, первыми получивших новый фактический материал по геологии океанов и геофизике, была сформулирована эта новая концепция, опубликованная в основных чертах в американском «Journal of Geophysical Research» в 1968 г. (в русском переводе — в сб. «Новая глобальная тектоника». М., «Мир», 1974).

Новой концепции повезло — она вскоре начала получать фактическое подтверждение. В том же 1968 г. началось глубоководное бурение с американского судна «Гломар Челленджер», и уже первый профиль буровых скважин в Южной Атлантике обнаружил совпадение возраста океанской коры, вскрытой скважинами, с возрастом, предсказанным по магнитным аномалиям, а также закономерное увеличение этого возраста по мере удаления от оси срединного хребта. В дальнейшем, к началу 1993 г., с судов «Гломар Челленджер», а затем «Джойдес Резолюшн» было пробурено более 800 скважин во всех океанах мира, от Шпицбергена и Берингова моря на севере до морей Уэдделла и Росса на подступах к Антарктиде, и все они подтвердили датировки возраста океанской коры, данные на основе гипотезы Вайна—Мэтьюза и шкалы инверсий магнитного поля, распространенной на весь мел, позднюю и отчасти среднюю юру. Эта шкала нашла свое подтверждение и при изучении разрезов отложений на суше, в Северной Италии. Глубоководное бурение принесло и другие подтверждения концепции спрединга океанов — увеличение мощности осадочного слоя от нуля на оси срединных хребтов до многих километров на континентальных подножиях, увеличение стратиграфической амплитуды этого слоя в том же направлении за счет появления в его основании все более древних осадков, возрастание глубоководности осадков вверх по разрезу, свидетельствующее об углублении моря по мере удаления от срединных хребтов, присутствие в основании осадочного слоя металлоносных осадков на значительном удалении от осей хребтов, где они должны были образоваться, и ряд геофизических признаков.

Другое подтверждение реальности спрединга принесли наблюдения с подводных спускаемых аппаратов. Они обнаружили неопровержимые следы растяжения в осевых рифтовых зонах срединных хребтов и показали справедливость взглядов Дж.Т. Вилсона относительно трансформных разломов, пересекающих эти зоны. В дальнейшем (франко-японский проект Кайко) изучению стали подвергаться и зоны сближения плит, и здесь также получены данные, доказывающие правильность представления о поддвиге одних плит под другие.

Третью категорию доказательств справедливости тектоники плит доставили данные космической геодезии, которые подтвердили, что плиты испытывают относительно друг друга горизонтальные перемещения, и показали общее совпадение знака и скорости этих перемещений с предсказанными по полосовым магнитным аномалиям.

И наконец, с появлением сейсмической томографии нашла подтверждение реальность конвективных течений в мантии, рассматриваемых тектоникой плит в качестве основной движущей силы.

Все это дает полное основание расценивать тектонику плит как первую научную теорию, имеющую достаточную предсказательную силу. Статус тектоники плит как теории подкрепляется и тем немаловажным обстоятельством, что она имеет определенную математическую количественную формулировку, благодаря которой современная или так называемая мгновенная кинематика плит, включающая направления и скорости их взаимных перемещений, может быть экстраполирована и в прошлое и в будущее. Это резко отличает тектонику плит от прежних умозрительных и качественных построений, в том числе и от гипотезы Вегенера — ее непосредственной предшественницы.

Рассмотрим основные положения тектоники литосферных плит.

Рис. 3.1. Литосферные плиты Земли. Среди малых плит и микроплит: X — Хуан-де-Фука; Ко — Кокос; К — Карибская; А — Аравийская; Кт — Китайская; И — Индокитайская; О — Охотская; Ф — Филиппинская.
1 — дивергентные границы (оси спрединга); 2 — конвергентные границы (зоны субдукции, реже — зоны коллизии); 3 — трансформные разломы и прочие границы; 4 — векторы «абсолютных» движений литосферных плит (в координатах горячих точек), по Дж. Минстеру, Т. Джордану (1978), с дополнениями; максимальная скорость около 10 см/год

Рис. 3.2. Размещение эпицентров землетрясений на поверхности Земли, по М. Баразанги, Дж. Дорману (1969)

Рис. 3.3. Блок-диаграмма Б. Айзекса, Дж. Оливера и Л. Сайкса (1968), иллюстрирующая относительное движение жестких литосферных плит, формирующихся в зонах спрединга и поглощаемых в зонах субдукции

Рис. 3.4. Главные типы трансформных разломов (I) и тройных сочленений (II), по Дж. Уилсону (1965) и М. Мак-Элхини (1973): 1 — ось спрединга («хребет»); 2 — конвергентная граница («дуга», «желоб»); 3 — трансформный разлом

Рис. 3.5. В соответствии с теоремой Эйлера движение литосферных плит по поверхности сферы можно представить как вращение вокруг оси, проходящей через центр сферы. Трансформные разломы дают направление «эйлеровых широт». Линейная скорость (на рисунке — скорость спрединга) нарастает по мере удаления от полюса вращения (Э — «эйлеров полюс»). Справа — схема по К. Ле Пишону и др. (1973): определение координат полюса вращения по пересечению срединных перпендикуляров к линиям большого круга, проходящим через точки А—А' и В—В'; а — угол вращения, соответствующий перемещению точек

1. Первой предпосылкой тектоники плит является разделение верхней части твердой Земли на две оболочки, существенно отличающиеся по реологическим свойствам (вязкости), — жесткую и хрупкую литосферу и более пластичную и подвижную астеносферу. Как уже говорилось, выделение этих двух оболочек производится по сейсмологическим (скорость сейсмических волн, степень их затухания) или магнитотеллурическим (степень сопротивления естественным электрическим токам) данным, причем надо добавить, что граница литосферы и астеносферы по этим двум категориям данных может не вполне совпадать.

2. Второе положение тектоники плит, которому она и обязана своим названием, состоит в том, что литосфера естественно подразделена на ограниченное число плит — в настоящее время семь крупных и столько же малых (рис. 3.1). Основанием для их выделения и проведения границ между ними служит размещение очагов землетрясений (рис. 3.2). Оно отличается крайней неравномерностью: внутренние части плит практически асейсмичны, вернее очень слабо сейсмичны (есть исключения), а основное выделение сейсмической энергии происходит на границах между плитами, которые по этому признаку и проводятся. В большинстве случаев, но не везде, эти границы достаточно четкие, но в Евразии существует широкий пояс рассеянной сейсмичности и нечто подобное наблюдается в Северной Америке — на Аляске и в южной части Северо-Американских Кордильер (см. гл. 14).

3. Третье положение тектоники плит касается характера их взаимных перемещений. Различают три рода таких перемещений и соответственно границ между плитами: 1) дивергентные границы, вдоль которых происходит раздвижение плит, — спрединг; 2) конвергентные границы, на которых идет сближение плит, обычно выражающееся поддвигом одной плиты под другую (рис. 3.3); если океанская плита пододвигается под континентальную, этот процесс называется субдукцией, если океанская плита (кора, литосфера) надвигается на континентальную — обдукцией; если сталкиваются две континентальные плиты, тоже обычно с поддвигом одной под другую, — коллизией; 3) трансформные границы, вдоль которых происходит горизонтальное скольжение одной плиты относительно другой по плоскости вертикального трансформного разлома (рис. 3.4).

В природе преобладают границы первых двух типов (см. рис. 3.1). Дивергентные границы приурочены к осевым зонам срединно-океанских хребтов и межконтинентальным рифтам, конвергентные — к осевым зонам глубоководных желобов, сопряженных с островными дугами. Некоторые границы, как видно из той же схемы, являются одновременно конвергентными и трансформными, т.е. сочетают элементы поддвига и сдвига (транспрессивные границы).

На дивергентных границах, в зонах спрединга, происходит непрерывное рождение новой океанской коры; поэтому эти границы называют еще конструктивными. Кора эта перемещается астеносферным течением в сторону зон субдукции, где она поглощается на глубине; это дает основание называть такие границы деструктивными, что не очень удачно, так как за счет океанской коры здесь рождается континентальная.

Все границы плит на поверхности Земли сочленяются друг с другом. Особый интерес представляют тройные сочленения, где сходятся три такие границы, причем эти границы могут быть разного рода — оси спрединга, оси глубоководных желобов, т.е. зоны субдукции, трансформные разломы. Некоторые примеры таких комбинаций приведены на рис. 3.4. Наиболее распространено сочленение трех осей спрединга типа наблюдаемого в районе о. Буве на юге Атлантики или в центре Индийского океана.

4. Четвертое положение тектоники плит заключается в том, что при своих перемещениях плиты подчиняются законам сферической геометрии, а точнее теореме Эйлера, согласно которой любое перемещение двух сопряженных точек по сфере совершается вдоль окружности, проведенной относительно оси, проходящей через центр Земли. Выход этой воображаемой оси на земную поверхность называется полюсом вращения или раскрытия. Поскольку на поверхности Земли трансформные разломы простираются вдоль тех же дуг окружностей, в центре которых находится полюс вращения, эта воображаемая точка может быть найдена как точка пересечения перпендикуляров, проведенных относительно трансформных разломов (рис. 3.5).

Это положение тектоники плит накладывает вполне определенные ограничения на реконструкции их перемещений и позволяет использовать ЭВМ в таких реконструкциях, что чрезвычайно важно.

5. Пятое положение тектоники плит гласит, что объем поглощаемой в зонах субдукции океанской коры равен объему коры, нарождающейся в зонах спрединга. Таким образом, субдукция полностью компенсирует спрединг, и объем Земли и ее радиус остаются постоянными вопреки тому, что допускалось гипотезами контракции, пульсации и расширения Земли. Именно это постоянство радиуса Земли обеспечивает достоверность плитнотектонических палеореконструкций.

6. Шестое положение тектоники плит усматривает основную причину движения плит в мантийной конвекции. Эта конвекция в классической модели 1968 г. является чисто тепловой и общемантийной, а способ ее воздействия на литосферные плиты состоит и том, что эти плиты, находящиеся в вязком сцеплении с астеносферой, увлекаются течением последней и движутся на манер ленты конвейера от осей спрединга к зонам субдукции. В целом схема мантийной конвекции, приводящей к плитнотектонической модели движений литосферы, состоит в том, что под срединно-океанскими хребтами располагаются восходящие ветви конвективных ячей, под зонами субдукции — нисходящие, а в промежутке между хребтами и желобами, под абиссальными равнинами и континентами — горизонтальные отрезки этих ячей.

В настоящее время непосредственное увлечение литосферных плит астеносферным течением вследствие вязкого сцепления между литосферой и астеносферой не считается единственной и даже главной, движущей плиты, силой, поскольку вязкости литосферы и астеносферы существенно различаются. Значительно большая роль отводится двум другим силам — отталкиванию литосферных плит от осей срединных хребтов под влиянием гравитации, вследствие их значительного превышения над абиссальными равнинами и их затягиванию в зоны субдукции вследствие того, что в результате охлаждения океанская литосфера оказывается более тяжелой, чем астеносфера, и утрачивает благодаря этому свою плавучесть.

Мантийная конвекция не является чисто умозрительным построением. Ее неизбежность стала очевидной после того, как были открыты явления интенсивной гидротермальной деятельности (горячие источники) в зонах спрединга. не только срединно-океанских, по и окраинно-морских, что заставило резко увеличить оценку теплового потока, идущего из глубин Земли. Если бы это тепло удалялось из недр только путем кондуктивной теплопроводности. Земля должна была бы достаточно быстро разогреться, а ее верхние оболочки — расплавиться (собственно, такой разогрев, хотя и меньшего масштаба, и предполагался в ранних тепловых моделях Земли, когда не учитывался конвективный теплоперенос). Конвекция является гораздо более эффективным механизмом удаления внутреннего тепла Земли. В настоящее время, как указывалось выше, ее реальность подтверждена сейсмотомографией, выявившей существование в мантии чередования областей разогрева и охлаждения.

Источники внутреннего тепла Земли в тектонике плит, основные положения которой мы только что изложили, не рассматриваются. Все геофизики согласны в том, что Земля «работает» как тепловая машина, но сильно расходятся в оценке относительной роли отдельных из этих источников. Современные специалисты в области планетной космогонии сходятся в том, что Земля на стадии своего формирования должна была сильно разогреться вследствие соударения планетезималей, вплоть до образования на поверхности или близ поверхности «магматического океана», а через какое-то время, не позднее 3,5 млрд. лет, когда появилось магнитное поле, — возникновения расплавленного внешнего ядра.

Сам процесс обособления ядра, по общему мнению, должен был сопровождаться значительным тепловыделением. Дополнительным источником тепла на этой стадии были мощные твердые приливы, связанные с гравитационным воздействием еще близко расположенной Луны. Таким образом, на наиболее ранней стадии развития Земля была достаточно горячей, хотя к 3,8 млрд. лет температура ее поверхности и снизилась до менее 100°, о чем свидетельствует появление жидкой воды. Все же в архее, т.е. до 2,5 млрд. лет, тепловой поток оставался еще значительно выше современного, в 2 — 3, если не в 4—5 раз. По мере того как расходовались запасы «первичного» тепла Земли, возрастает относительное значение двух других источников естественной радиоактивности вещества в процессе магматической деятельности. Но выделение радиогенного тепла на ранней стадии тоже было выше, поскольку еще существовали вымершие вскоре радиоактивные изотопы алюминия (²⁶Аl), йода (¹²⁷J) и некоторые другие; запасы ядерного топлива (U, Th, К) продолжали истощаться и в дальнейшем. Должны были ослабевать и темпы глубинной дифференциации, особенно заметно после 1,7 млрд. лет. Все это заставляет ожидать постепенного ослабления тектонической и магматической деятельности, вплоть до превращения Земли в отдаленной перспективе в мертвую планету наподобие Меркурия или Луны. Но процесс этот, как. мы увидим ниже, нельзя считать монотонным, он носит скорее циклический характер и периоды спада этой активности чередуются с периодами ее оживления (подробнее см. гл. 18).

Рис. 3.6. Современное размещение главных горячих точек, по Дж. Вилсону (1973)

Тектоника плит в своей первоначальной форме не рассматривала и ряд других важных вопросов. Одним из важнейших представляется вопрос о внутриплитной тектонике. Литосферные плиты вовсе не являются столь жесткими, монолитными и недеформируемыми, как это декларируется во втором положении изложенной концепции. Об этом свидетельствуют значительные внутриплитные и окраинно-плитные дислокации и проявления магматизма. Этот пробел тектоники плит был осознан достаточно рано, еще в 60-е годы, и частично восполнен появлением дополнительной гипотезы — «горячих точек» и «мантийных струй» (плюмов) предложенной Дж. Вилсоном и Дж. Морганом (рис. 3.6.).

Исходным примером для данной гипотезы послужили Гавайский и Императорский хребты в Тихом океане. Гавайский хребет представляет собой цепь островов с потухшими вулканами, заканчивающуюся на юго-востоке о. Гавайи с крупными действующими вулканами; это широко известные Килауэа, Мауна-Лоа и Мауна-Кеа. Возраст потухших вулканов закономерно возрастает до эоценового (42 млн. лет) на северо-западной оконечности цепи. Здесь она сочленяется с цепью подводных вулканических возвышенностей, известных как Императорский хребет. Простирание этого хребта не ЗСЗ — ВЮВ как Гавайского, а СЗ — ЮВ; возраст вулканических построек возрастает от эоценового до позднемелового (78 млн. лет). Таким образом, перед нами картина закономерной миграции во времени и в пространстве вулканических центров (рис. 3.7). Эту картину Вилсон и Морган объясняют тем, что под о. Гавайи в настоящее время действует горячая мантийная струя, которая пробивает литосферу и астеносферу и занимает стационарное положение. Тихоокеанская плита двигалась над этой горячей точкой сначала в северо-западном (Императорский хребет), а затем, с 42 млн. лет в запад-северо-западном направлении, в то струя расплава "прожигала" и создавала все новые вулканы. Добавим, что Гавайско-Императорский хребет не единственный пример подобного рода, назовем, в частности, Восточно-Индийский подводный хребет в Индийском океане, хребет Луисвилл в Тихом океане, есть и другие.

Рис. 3.7. Увеличение возраста вулканических построек Гавайско-Императорской цепи по мере удаления от вулканически активных Гавайских островов и его интерпретация согласно гипотезе горячих точек:
I — общая схема, по Д. Клэки с соавторами (1975); II — зависимость возраста вулканов Гавайского хребта от расстояния до Килауэа, наклон линии соответствует скорости кажущейся миграции вулканизма 9,41+0,27 см/год, по И. МакДоуталу, Р. Дункану (1980); III — сравнение величин перемещения Тихоокеанской плиты в северном направлении, полученных разными методами; по возрасту вулканитов Гавайско-Императорской цепи, т.е. относительно Гавайской горячей точки (кружки); по палеомагнитным данным (крестики); по осадочным фациям экваториальной зоны (прямоугольники). По Р. Гордону и Ч Кэйпу (1981)

Со всеми или почти всеми горячими точками связаны проявления вулканической деятельности. Магма этих вулканов как в океанах, так и на континентах неизменно относится к щелочно-базальтовой формации т.е. происходит из недеплетированной мантии. Это доказывает глубинное положение «корней» горячих точек. Ряд исследователей считают в настоящее время, что мантийные струи, создающие горячие точки поднимаются от границы ядра, так как наблюдается определенная их корреляция с выступами поверхности последнего. Вместе с тем локализация горячих точек на земной поверхности обнаруживает определенную зависимость от особенностей структуры коры и литосферы (к этому вопросу мы еще вернемся в гл. 18). Возникает еще один вопрос — каким образом вертикально поднимающиеся мантийные струи преодолевают горизонтальные конвективные течения в астеносфере? Очевидно, это возможно при условии, ecли скорость струи выше, чем скорость астеносферного течения, некоторое его отклоняющее влияние вероятно.

Горячие точки,если их источник действительно стационарен относительно фигуры Земли, дают возможность определять не отноcитeльныe, как это обычно делается по полюсам вращения, абсолютные движения плит. Существует и другой способ определения последних, используя так называемую безмоментную систему отсчета. Она основана на том, что каждая из существующих в данное время плит сообщает мезосфере вращательный момент, который можно вычислить, зная границы плит и их угловую скорость. Затем надо найти такую систему, в которой суммарный момент, сообщаемый мезосфере всеми плитами, равен нулю. Этот способ используется в большинстве работ для вычисления абсолютных движений плит. Сравнение полученных результатов с данными по горячим точкам показывает довольно хорошее, но все же неполное соответствие. Последнее указывает на то, что горячие точки испытывают относительно друг друга некоторые перемещения, но они незначительны по сравнению с движениями самих литосферных плит.

Гипотеза горячих точек дает объяснение лишь части достаточно многообразных проявлений внутриплитной тектономагматической активности (подробнее см. гл. 7). Для объяснения другой их части, касающейся тектонических деформаций, полезно привлечение концепции, предложенной Л.И. Лобковским и названной им двухъярусной тектоникой плит. Она основана на отмеченном уже факте реологической расслоенности литосферы, при которой верхняя кора и литосферная мантия ведут себя как жесткие тела, а нижняя кора (в океане верхи мантии) — как пластичные. В этих условиях может происходить отслаивание (фр. decolltment, англ., detachment) коры от мантии и ее самостоятельное перемещение. Например, литосферная мантия может испытывать поддвиг под смежную плиту, а верхняя кора — на нее надвигаться и т.п. Ниже мы увидим примеры применения данной концепции к конкретным объектам.

Итак, мы ознакомились, с некоторыми дополнениями, с основами тектоники плит. В следующей, второй, части книги будет показано, как она «работает» в современную эпоху, а в третьей части — как она помогает интерпретировать события и явления геологического прошлого.

ЧАСТЬ II
СОВРЕМЕННЫЕ ТЕКТОНИЧЕСКИЕ ПРОЦЕССЫ

ГЛАВА 4
СОВРЕМЕННЫЕ ТЕКТОНИЧЕСКИЕ ДВИЖЕНИЯ, МЕТОДЫ И РЕЗУЛЬТАТЫ ИХ ИЗУЧЕНИЯ

Уже древним грекам и римлянам, обитавшим в тектонически и сейсмически высокоактивной области Средиземноморья, было известно, что земная поверхность может испытывать поднятия и опускания, хотя их догадки о причинах этого были весьма наивны и долго оставались такими. Не было и никакого представления о масштабах и скоростях этих движений. Впервые попытку определить знак и скорость современных движений предпринял в XVIII в. знаменитый шведский естествоиспытатель А. Цельсий. Заинтересовавшись колебаниями уровня Балтийского моря, он сделал засечки на гранитных скалах шведского побережья, чтобы наблюдать за колебаниями уровня моря относительно этих засечек. Позже, в XIX в., известный исследователь Сибири И. Д. Черский сделал то же на берегу Байкала. В том же XIX в, по таким засечкам в Швеции и Финляндии было установлено, что северная часть побережий Балтики испытывает поднятие, а южная — опускание. Несмотря на очевидность определяющей роли в этом движений земной коры, в геологической литературе долго шли споры о том, что служит основной причиной колебания уровня океана и связанных с ним морей — тектонические движения земной коры континентов или собственные, эвстатические, колебания уровня океана, обусловленные изменениями объема бассейнов или заключенных в них масс воды. Это противоречие было разрешено лишь в 20-е годы нашего века финским геологом В. Рамзаем, указавшим, что в действительности взаимодействуют оба фактора — тектонический и эвстатический.

Систематическое изучение современных движений началось в конце XIX в.; таким образом, инструментальные наблюдения этих движений ведутся уже в течение столетия. За это время был разработан ряд специальных методов изучения как вертикальных, так и горизонтальных движений, причем, как увидим ниже, особенно значительный прогресс был достигнут в этой области в последние полтора—два десятилетия. Возник особый раздел тектонической науки, для которого В. Е. Хаин предложил название актуотектоники.

⇐ Предыдущая12345678910Следующая ⇒

Поделиться: