3.2.4 Развитие структур земной коры

Сейсморазведка, проведенная в ложе океана, показала, что средняя мощность осадочных отложений в океане составляет око­ло 0,8 км, при этом мощность сильно различается. Наиболее мощ­ные отложения залегают по окраинах океанов, а в районе срединно­океанического хребта их либо нет вовсе, либо они очень незначи­тельны. Самые древние осадочные породы, сохранившиеся в океа­нических прогибах, имеют юрский возраст, т.е. около 150 млн. лет, что значительно меньше возраста многих пород, залегающих на суше. Коренная порода, составляющая земную кору (см. рис. 31), является застывшей базальтовой лавой толщиной около 8 км. Вы­сота материков значительно больше, так как на базальтовом фун­даменте располагается также гранитный слой мощностью около 27 км. По сравнению с базальтом плотность гранита невелика, поэ­тому в недрах Земли он расположен выше.

Достоверной информации о том, что же происходит на глубине, не много, поскольку ни бурение, ни горные работы никогда не про­водились так глубоко. Однако известно, что температура и давление повышаются с глубиной, поэтому вследствие высокой температуры горные породы ниже поверхности находятся в частично расплавлен­ном состоянии и ведут себя как плотные вязкие жидкости.

Это способствовало зарождению смелой гипотезы — дрейфа кон­тинентов. еще в начале XX века. Согласно этой теории, существую­щие в настоящее время материки первоначально составляли единый суперконтинент — Пангею (см. рис. 31). В мезозойскую эру, около 150 млн. лет назад, Пангея раскололась, и ее части начали дрейфо­вать (двигаться) по поверхности Земли, пока не достигли положе­ния, которое занимают сейчас.

Вначале теория не имела широкого распространения, так как не было известно, что заставило Пангею расколоться, а материки — двигаться.

3.2.5. Спрединг океанического дна

Эта новая концепция появилась в начале 60-х годов прошлого столетия и позволила объяснить причины раскола Пангеи и дрей­фа континентов уже в наше время. Согласно указанной концеп-

- 115 –

ции, в недрах Земли, где породы находятся в виде вязких жидкостей, возникли мощные конвекционные потоки, представляющие собой движение частиц под действием нагрева и охлаждения. При нагрева­нии жидкость становится менее плотной и поднимается вверх, при охлаждении плотность повышается и жидкость опускается вниз. Именно конвекционные потоки заставляют недра Земли пребывать в постоянном движении. Поднимающийся из глубин Земли горя­чий поток не может пробиться сквозь земную кору. Он лишь спо­собствует ее поднятию, таким образом и образовался срединно­океанический хребет (см. рис. 32). Горячий расплав разделяется и движется к обеим сторонам хребта, что приводит к разлому твер­дой коры на вершине хребта и смещению частей в разные стороны. Термин спрединг океанического дна происходит от английского слова spread — «распространиться», так как ложе океана «распространяет­ся» в стороны перпендикулярно хребту. Эту концепцию подтвержда­ет и существование грабена (признака растяжения) вдоль середины океанического хребта. В грабене находятся вулканы, извергающие­ся базальтовой лавой. Эта новая базальтовая кора разделяется надвое и движется вниз по склону.

Океаническое дно подвергается спредингу от нескольких хреб­тов в разных океанах. Территории, где сталкиваются и разрушаются расходящиеся от срединно-океанических хребтов донные платфор­мы двух океанов, называются зонами субдукции (или надвига).

- 116 –

Существует три типа зон субдукции. В первом случае при стол­кновении двух платформ океанического дна (см. рис. 33) одна ухо­дит под другую. В результате возникают вытянутые узкие пониже­ния — океанические желоба. Чем глубже одна из платформ вдавли­вается внутрь, тем горячее она становится.

Рис. 33. Субдукция двух океанических платформ

Когда ее температура становится слишком высокой, платформа плавится, легкие расплавленные породы поднимаются к поверхно­сти, что приводит к образованию вулканических комплексов, приу­роченных к желобу. (Алеутские острова, тянущиеся от Аляски).

Второй тип возникает, когда океаническая платформа сталкивает­ся с другой платформой, континентальной, и первая уходит под вто­рую (рис. 34). Это приводит к образованию желобов вдоль побережья материка, а его край сжимается с образованием горных систем. Рас­плавленная порода поднимается из океанической платформы, распо­ложенной ниже края континентальной платформы, превращая горы на побережье в вулканы. Примером может служить западное побе­режье Южной Америки. Перуанско-Чилийский жолоб расположен вплотную к берегу, а вдоль него тянутся вулканические горы, Анды.

- 177 –

Рис. 34. Субдукция океанической и континентальной платформ

Третий вариант — когда субдукции подвергаются две континен­тальные платформы (см. рис. 35). В этом случае ни одна из них не уходит под другую, так как обе обладают достаточно податливым гранитным слоем. Сталкивающиеся континенты сжимаются, обра­зуя перемычку в виде горной системы. Примером такой системы яв­ляются Гималаи, разделяющие Азию и Индостан.

С начала 1960-х годов были получены весомые доказательства существования теории спрединга океанического дна. Если разде­лить расстояние, пройденное базальтовой корой от места ее образо­вания в середине хребта, на возраст базальтовой платформы океана, можно вычислить скорость спрединга.

Скорость движения зависит от местоположения хребта и варьи­рует от 0,5 дюйм/год (1 см/год) до 7 дюйм/год (17 см/год).

В масштабах геологического времени этот процесс происходит молниеносно. Скорость спрединга срединно-океанического хреб­та Северной Атлантики оценивается в 1 дюйм/год (2,5 см/год), вследствие чего Атлантический океан ежегодно становится шире на

- 118 –

2 дюйм (5 см). Северная Америка движется на запад со скоростью 1 дюйм/год (2,5 см/год), так же, как и Европа — на восток.

Теории спрединга и дрейфа континентов не противоречат друг другу. Срединно-океанический хребет сформировался в течение юр­ского периода под Пангеей и заставил ее расколоться. Континенты переместились и заняли место, где они располагаются в настоящее время, в результате расползания океанического дна в процессе рас­ширения Атлантики.

Можно привести и современные примеры образующегося оке­ана и раскалывающегося материка. Часть срединно-океанического хребта Индийского океана внедряется в Аденский залив и раздваи­вается. Первая ветвь расположена на дне Красного моря, представ­ляющего собой длинный и узкий океанический рукав, разделяю­щий африканские Египет и Судан и азиатскую Саудовскую Аравию. Много миллионов лет назад Африка и Аравийский полуостров были единым материком. Появление между ними ветвей хребта способ­ствовало образованию Красного моря, расширяющегося сейчас со скоростью несколько дюймов в год, почти так же, как Атлантика во время разлома Пангеи.

Другая часть хребта располагается под восточно-африканской рифтовой зоной, представляющей собой ряд обширных вытяну­тых грабенов, в которых действуют вулканы, происходят землетря­сения и образуются тектонические озера. Фактически в наши дни Восточная Африка раскалывается: в ближайшие несколько тысяч лет длинный и узкий протуберанец океана, аналогичный Красно­му морю, займет всю рифтовую зону Восточной Африки, разделив ее на две части.