5. Основные представления об образовании материковых глыб и океанических впадин

Краткий экскурс в геологическую историю Земли свидетельствует, что на протяжении всего периода её существования в течение более 4 млрд. лет происходил процесс превращения океанической земной коры геосинклинальных поясов в континентальную кору складчатых поясов и затем платформ.

В.Е. Хаин считает, что история образования континентальной земной коры – процесс необратимый, поскольку она обладает плавучестью. Образование континентальной коры – двухступенчатый процесс:

• сначала происходит образование океанической коры за счет плавления астеносферы;

• потом, благодаря накоплению осадков, вулканитов, их скучиванию, метаморфизму и, наконец, гранитизации образуется кора континентального типа.

Основная масса континентальной коры образовалась в докембрии, когда тепловая активность Земли была более высокой. Потом происходили лишь вспышки тектоно-магматической активности, которые приводили к увеличению площади континентальной земной коры за счет образования новых складчатых поясов на месте геосинклинальных и их присоединения к существующим массивам суши. По мнению В.Е. Хаина, эпохи активизации тектонических движений и периоды их затухания были в значительной степени общими как для континентальных, так и для океанических областей Земли, т. е. существовал общепланетарный ритм тектонических процессов.

Время формирования отдельных блоков земной коры и некоторые особенности залегания горных пород отражены на тектонических картах мира. На них выделены площади, формирование складчатой структуры которых завершилось в те или иные эпохи складчатости, и участок земной коры закончил геосинклинальную стадию развития. Древние платформы и обрамляющие их складчатые пояса разного возраста изображены определенными цветами.

Древние платформы (девять крупных и несколько мелких) окрашены в красноватые тона: более яркие на щитах, менее яркие – на плитах.

Области байкальской складчатости показаны сине-голубым цветом,

• каледонской – сиреневым,

• герцинской – коричневым,

• мезозойской – зеленым,

• кайнозойской – желтым.

Причем, на молодых эпипалеозойских платформах плиты показаны более бледными тонами, чем выходы одновозрастных складчатых структур на поверхность (щиты). Среди мезозойских складчатых структур бледно-зелёным цветом показаны так называемые срединные массивы – участки более древнего, в основном докембрийского, возраста, которые отличались от соседних меньшей подвижностью на всех этапах геологической истории.

Из сопоставления физической и тектонической карт мира следует, что горы соответствуют в основном складчатым структурам разного возраста, равнины – древним и молодым платформам.

По вопросу о механизме формирования структур земной коры существуют две группы тектонических гипотез:

• фиксизма (лат. fixus – неизменный)

• мобилизма (лат. mobilism – подвижный).

Фиксисты исходят из представлений о незыблемости (фиксированности) положения континентов на поверхности Земли со времени их образования и о решающей роли вертикальных движений в тектонических деформациях пластов земной коры. Значительные перемещения блоков земной коры в горизонтальном направлении ими исключаются. Фиксизм являлся ведущим направлением в тектонике до 60-х гг. XX в.

Идеи мобилизма зародились давно, в XVIII в., когда было обращено внимание на сходство контуров береговой линии материков по обе стороны Атлантического океана. Наиболее полно гипотеза дрейфа (перемещения) материков была сформулирована немецким ученым А. Вегенером в 1912 г. Но его представления не были приняты научной общественностью.

Идеи мобилизма возродились в 60-х гг. XX в. на основании новых фактов о строении земной коры и рельефе дна океана, полученных геофизиками и геологами (неомобилизм). К этому времени было подтверждено существование астеносферы, открыты мировая система срединно-океанических хребтов и протяженные системы глубоководных желобов по периферии океанов, найдена система сейсмических зон, обнаружены поперечные к срединно-океаническим хребтам трансформные разломы, вдоль которых происходят горизонтальные подвижки сегментов этих хребтов, получены палеомагнитные доказательства дрейфа океанических плит, найдены остатки флоры и фауны, которые укрепили представление о былом единстве Гондваны.

Эта концепция допускает существование конвекционных потоков в мантии Земли и объясняет дрейф литосферных плит по пластичной астеносфере. Концепция тектоники литосферных плит получила название новой глобальной тектоники. В настоящее время она является наиболее обоснованной концепцией о механизме формирования земной коры и развитии Земли.

Согласно представлениям неомобилистов, литосфера разбита на плиты, разделенные подвижными поясами, к которым приурочена сейсмическая и магматическая активность. Сами плиты состоят из твердой надастеносферной мантии, увенчанной материковой и океанической корой. Крупнейших литосферных плит семь: Северо-Американская, Южно-Американская, Евроазиатская, Африканская, Индо-Австралийская, Антарктическая – все они объединяют континенты и примыкающие к ним участки океанов, и только самая крупная Тихоокеанская плита является океанической (рис. 15).

В центральных частях океанов границами литосферных плит являются срединно-океанические подвижные пояса – вулканические хребты с рифами вдоль их осей. По периферии океанов, в переходных зонах между континентами и ложем океана, – геосинклинальные подвижные пояса окраинно-континенталъного типа со складчато-вулканическими островными дугами и глубоководными желобами вдоль их внешних окраин.

С позиции неомобилистов, вдоль срединно-океанических поясов происходит растяжение земной коры, образование рифтов и раздвижение плит от них в стороны – это зона спрединга. Из рифтов изливаются базальты, формируется новая океаническая кора и наращиваются литосферные плиты. Ложе океана, будучи своего рода конвейером, перемещается по слою астеносферы от рифтов в сторону желобов, утолщаясь за счет осадков и старея по мере удаления от них. В глубоководных желобах литосферная плита с более тяжелой океанической базальтовой корой пододвигается под углом 30-60° под островные дуги и материковые окраины на глубину 600-700 км и погружается в астеносферу – это зона субдукции. При этом океаническая плита оказывает давление на мощную толщу осадков на внутренних склонах желобов, сминает их в складки и вызывает образование островных складчатых хребтов в виде дуг. Субдукция сопровождается переплавлением погружающейся плиты литосферы, землетрясениями и вулканизмом, благодаря которому складки островных дуг надстраиваются вулканическими сооружениями. Поэтому к зонам субдукции по периферии Тихого океана приурочено знаменитое огненное кольцо.

Западно-Тихоокеанский пояс в переходной зоне между подводной окраиной материка Евразия и ложем Тихого океана является ярким примером современного «живого» геосинклинального пояса. Для его рельефа характерно чередование глубоководных морских бассейнов и островных дуг, большой размах высот (до 15 км), резкое изменение строения и мощности земной коры. Продолжением геосинклинального пояса на севере Тихого океана является зона Алеутской островной дуги и глубоководного Алеутского желоба. В Атлантическом океане геосинклинальным условиям отвечает район Карибского моря с Большими и Малыми Антильскими островами и соседними желобами.

Особым типом подвижных поясов является зона сближения континентальных плит на месте бывшего океана Тетис – межконтинентальный Альпийско-Гималайский пояс. Это зона столкновения континентальных масс Евразийской плиты с Аравийской – на западе и с Индо-Австралийской – на востоке. На территории Азии от Каспия до Индокитая этот пояс находится в постгеосинклинальной (орогенной) стадии развития. Это высокие горы Эльбурс-Гиндукуш-Западный Памир-Гималаи с корой материкового типа, сохраняющие активность (землетрясения в Индии в 2001 г.). На западе этого пояса, наряду с горными сооружениями с корой материкового типа (Альпы, Апеннины, Кавказ и др.), еще сохранились реликтовые морские впадины с субокеаническим типом земной коры (Средиземное и Черное моря). Здесь часты землетрясения и наблюдается вулканизм (действующий вулкан Этна).

На территории Азии к эпигеосинклинальному орогенному поясу с севера примыкает эпиплатформенный орогенный пояс от Тянь-Шаня до побережья Тихого океана. Горы в пределах этого пояса (Тянь-Шань, Алтай, Саяны, Куньлунь и др.) возникли вновь после длительного господства платформенного режима.

Таковы основные представления о механизме и времени формирования тектонических структур земной коры.