Глобальная тектоника

В последние 20 лет появилось много данных, интерпретация которых возродила идею дрейфа континентов, впервые появившуюся в статьях американского ученого Ф. Тейлора (1914) и немецкого геофизика А. Вегенера (1912). В современной модификации эту геологическую гипотезу называют теорией тектоники литосферных плит.

Гипотеза дрейфа континентов во времена А. Вегенера базировалась на четырех группах фактов: геоморфологических, геологических, палеонтологических и палеоклиматических. Первым и наиболее убедительным фактом было зеркальное сходство форм береговых линий у Африки и Южной Америки, у Европы и Северной Америки, а также у материков, окружающих Индийский океан. Формальная реконструкция положения континентов в прошлом, проведенная путем их сближения до наилучшего совпадения контуров берегов, указывает на то, что в древности все материки были сгруппированы вместе в единый суперконтинент Пангею. Примерно 100-150 млн. лет тому назад произошел раскол Пангеи и отдельные блоки стали расплываться. Исследования геологических разрезов показывают, что сложные узоры отложений палеозойского и раннемезозойского возраста на геологических картах смежных континентов полностью совпадают, как на двух половинах одной карты. Расхождения в строении геологических разрезов обнаруживаются только в среднем и верхнем мезозое, т. е. 150-100 млн. лет тому назад, что указывает па появившиеся различия в условиях осадконакопления после раскола Пангеи.

О единстве материков в далекие геологические эпохи и их расчленении в конце мезозоя свидетельствуют также ископаемые остатки древних животных и растений, которые геологи находят на континентах, разделенных теперь Атлантическим и Индийским океанами. Наконец, без допущения дрейфа континентов практически невозможно объяснить существование тропического климата на Русской платформе одновременно с условиями ледникового периода в Южной Америке, Африке, Индии, Антарктиде и Австралии.

Особым успехом гипотеза дрейфа континентов пользовалась в конце 20-х годов нашего столетия. Затем число сторонников ее стало быстро сокращаться, и в начале 50-х годов сложилось мнение, что гипотеза имеет лишь чисто историческое значение. Однако первые же палеомагнитные исследования, выполненные в конце 50-х годов, показали, что с течением времени широты всех континентов менялись таким образом, как этого требуют реконструкции А. Вегенера. Еще более убедительные результаты дали исследования океанического дна. Выяснилось, что на дне океанов существуют магнитные аномалии, которые полосами тянутся параллельно срединно-океаническим хребтам. Причем по обеим сторонам от оси хребта полосы расположены симметрично. Полосчатые магнитные аномалии отражают изменения полярности магнитного поля Земли, происходившие за последние миллионы лет. Направление намагниченности в каждой полосе дна океанов соответствует ориентации геомагнитного поля, существовавшего во время застывания материала этой полосы.

История изменения полярности геомагнитного поля за последние несколько миллионов лет известна. Поэтому можно оценить возраст полос. Такие исследования показали, что дно океанов стареет по мере удаления от срединно-океанического хребта. Получается так, что кора на дне океанов расползается в обе стороны от рифтовой зоны срединно-океанического хребта со скоростью несколько сантиметров в год. В последние годы на специальном буровом судне "Гломар Челленджер" производится непосредственное бурение дна океанов. Определение возраста поднятых колонок пород подтверждает результаты палеомагнитных исследований.

Эти факты и легли в основу теории тектоники литосферных плит, согласно которой жесткая земная кора расколота на отдельные плиты. Конвективные течения вещества мантии переносят плиты в горизонтальном направлении на значительные расстояния. Там, где имеют место восходящие потоки вещества мантии, возникают рифтовые зоны и срединно-океанические хребты с присущими им процессами вулканизма и непрекращающимися неглубокими землетрясениями. Всплывшее вещество, охлаждаясь, намагничивается в том магнитном поле, которое существует в данный момент. Каждая новая порция вещества отодвигает образовавшуюся ранее океаническую кору в стороны от оси хребта. Расползающаяся океаническая кора подминается под материковую. В этих местах возникают геосинклинальные зоны с характерными глубоководными узкими ложбинами - желобами, островными дугами и горными сооружениями. Граница между океанической и континентальной корой уходит под углом примерно 45° в недра Земли на сотни километров. Здесь на глубинах от 60 до 700 км образуется сейсмическая зона с очагами промежуточных и глубоких землетрясений. Типичными примерами таких зон могут служить островные дуги западной части Тихого океана, острова Индонезии, западное побережье Южной Америки. Подвижные литосферные плиты взаимодействуют друг с другом. Поэтому пояса сейсмической и вулканической активности тяготеют к границам литосферных плит (рис. 56).

Рис. 56. Основные литосферные плиты и пояса сейсмической активности на земном шаре. Каждая плита обозначена штриховкой. Очаги землетрясений указаны точками или сплошь зачерчены

Согласно теории тектоники литосферных плит, океаническая кора образуется в процессе гидратации мантийных пород, когда они соприкасаются с водой океанов в рифтовых зонах срединно-океанических хребтов. Континентальная же кора представляет собой продукт вторичной переработки и переплавления океанической коры в местах поддвигания океанической коры под континентальную.