О динамических механизмах тлп
Кажущаяся стройность рассматриваемой гипотезы, общее «удобство» использованного геодинамического механизма способствуют поверхностному рассмотрению особенностей формирования структур. Чем объяснить смену напряжений в гипоцентрах землетрясений, происходящих на разных глубинах? Конечно, только дифференцированными движениями. Взаимодействие тороидальных мантийных структур (конвективных ячеек) с литосферой можно охарактеризовать как достаточно изменчивый во времени процесс. Это связано с тем, что в движение вовлекаются толщи пород литосферы и верхов мантии мощностью до нескольких сотен километров. Трудно ожидать равномерного распределения напряжений в разнородной толще вещества при неком криволинейном движении ведущих масс. Значит, допущение о функционировании тороидальной структуры в пределах всей мантии позволяет достаточно просто объяснить отмеченные особенности динамики (рис. 14-4). Без дополнительных пояснений видно, что в обоих вариантах именно в области смены направления движения ведущего вещества тороида с субвертикального на субгоризонтальное и происходит смена знака напряжений. Продвижение в область больших глубин означает, что мы от изучения параметров вещества транспортируемой оболочки переходим к рассмотрению состояния глубинных пород в пределах слоя взаимодействия и верхов самой конвективной ячейки (тороидальной мантийной структуры). Ситуации, представленные на рисунке, не одинаковы. Более отчётливо смена знака напряжений должна проявляться в пределах океанической литосферы при формировании островных дуг.
Используя такие построения, можно увязать подмеченную закономерность в приуроченности эпицентров землетрясений к участкам разломов с существующим перемещением блоков. Землетрясения концентрируются чаще всего в осевой части срединно-океанического хребта, где и происходит перемещение новой ТМС. Но сейсмические события есть результат как функционирования динамики вещества тороидальной структуры, с которой связано образование хребта (материнской), так и динамики «новой ТМС». И если считать «материнскую» ТС принадлежащей «гексагональной планете», то «новая» может быть составной частью следующей по рангу пентагон-додекаэдрической структуры Земли.
Всё же, несмотря на внешнюю согласованность новых построений, многое остаётся неясным. Это «многое» – детали функционирующего механизма, различия в проявлении движущих сил во времени при горизонтальных и вертикальных перемещениях вещества планеты. Например, разнонаправленные силы тяготения в отдельных объёмах вещества литосферы уменьшают давление, способствуя внедрениям базальтовых расплавов по наиболее ослабленным горизонтам. Возможно, это способствует формированию глубинных межпластовых интрузий протяжённостью до десятка километров, часто картирующихся вблизи магмоподводящих разломов. Их возраст будет значительно моложе возраста вмещающих отложений. В тектонике литосферных плит нет простого и логичного объяснения установленного изменения возраста океанических базальтов.
Во многих работах показывается строение вулканического аппарата в виде «слоёного осадочно-базальтового пирога». Часто отмечается, что такие постройки распространены преимущественно в океанических областях [Раст, 1982]. Ничто не мешает предположить подобное строение поднятий срединно-океанических хребтов (рис. 14-5), где вместо кольцевых в плане выходов пород основного состава (как у стратовулканов) будут фигурировать линейные. Материалы бурения в пределах СОХов подтверждают существование такого «пирога» (обобщённые данные Ю.А. Косыгина). Скважина, пробуренная в 30 км от оси Атлантического срединно-океанического хребта, вскрыла переслаивание пород до глубины 600 м [Океан сам по себе…, 1982]. Более детальный анализ динамики формирования океанического дна при спрединге позволяет сделать некоторые уточнения.
1. Повышенная тектономагматическая активность начала спрединга возможно послужила причиной формирования мощных толщ базальтов, впоследствии перемещённых от осевой зоны и сейчас в периферийных областях (глубоководных впадинах) фиксирующихся положительными аномалиями силы тяжести [Гайнанов, Пантелеев, 1991].
2. При некоторой ширине раздвига начинается формирование поднятия и очередное излияние базальтов, периферийные кромки которых фиксируются как наиболее «древние» полосовые магнитные аномалии.
3. Процесс спрединга должен быть пульсирующим (накопление давления, излияние расплава, спад и очередное накопление давления и т. д.). Перерывы в излияниях – стадии отложения осадочных пород.
Увеличивающаяся мощность океанической коры в пределах СОХа – причина всё большего охлаждения поступающего расплава и распространения покровов на меньшие расстояния вплоть до полного прекращения магматизма.
Ещё в конце 70-х годов путём модельных исследований С.С. Лапиным было показано, что намагниченность тех же поэтапно формирующихся пластовых тел в значительной степени может определяться влиянием внешнего поля, генерируемого подстилающими более древними массами. Чаще всего образуется система разнонаправленно намагниченных силлов, краевые части которых могут уподобляться набору даек, подвергшихся намагничению при инверсиях ОМП. Можно провести наипростейший физический опыт, показывающий неоднозначность ситуации с «разнополярностью» застывающего магматического вещества. Возьмём обычный компас, стрелка которого всегда ориентирована по направлению современного общего магнитного поля Земли. Поднесём к компасу маленький кусочек железной руды, содержащей магнетит. Отклонение стрелки компаса подтвердит, что для нашего прибора влияние ОМП планеты резко уменьшилось (почти исчезло). И стрелка, и магнитные домены расплава всегда реагируют на источник энергии, создающий максимальные градиенты, максимальную напряжённость в локальной области (см. рис. 8-6). Значит, отпадает необходимость рассмотрения инверсий магнитного поля. В частности, С. Уеда не только отмечает факт неравномерного роста срединно-океанических хребтов, что значительно проще объясняется в случае послойных образований толщ даже без выяснения механизма поднятия, но и приводит практически одинаковые графики (наблюдённые и вычисленные) магнитного поля по профилю.
Для пояснений на рисунке 14-6 приведены простые модели пластовых тел и графики Та над ними. В общем случае направление намагниченности застывающего расплава зависит от интенсивности трёх составляющих в данной области: ОМП планеты, магнитного поля локальной тороидальной структуры, намагниченности подстилающих расплав пород. В наиболее простом варианте, когда направление намагничения субгоризонтально, мы получаем классические кривые над аномалиеобразующими массами. Напомним, что для локальных тел направление намагничения не стоит показывать в виде одиночного вектора. При таком показе трудно физически объяснить факт фиксирования аномалии магнитного поля. Магнит измерительной системы реагирует на изменение направления движения импульсов вихревого поля, и такое изменение максимально в области контактов тел (рис. 14-6, варианты «А» и «Б»). Из простого графического показа ситуации вытекает важное следствие: чем больше интенсивность потока импульсов (больше намагниченность объекта), тем на большем удалении от его краёв, очевидно, фиксируется влияние (варианты «В» и «Г»). Если в нашем простом опыте расположить пластовые тела базальтоидов с различным направлением намагничения в виде многоэтажной постройки и соединить графики Та (вариант «Д»), то получим картину, мало отличающуюся от классических «магнитных картинок» (вариант «Е»).
Конечно, в изложении фактов и мнений любой автор не свободен от субъективизма, акцентируя внимание читателей на требуемых для доказательства моментах. Поэтому целесообразно привести некоторые полярные суждения. Доказательством спрединга является выполненное Д. Уилсоном и не лишённое логичности сопоставление возраста вулканов на различном удалении от оси срединно-океанического хребта. И всё прекрасно сходится! Чем дальше вулкан от СОХа, тем старше он (по максимальному возрасту найденных там пород) [Уеда, 1980]. Однако К. Оллиер задаёт резонный вопрос о причинах длительной активности вулканов в пределах островов Тристан-да-Кунья, расположенных на расстоянии около 450 км от оси хребта, последнее извержение которых отмечено в 1961 году. Правда, здесь надо отметить, что крайние восточные Азорские вулканические острова также удалены от СОХа на 450 км. В первом районе всего 1 действующий вулкан, а во втором 5. По классификации Х. Раста это вулканы океанических рифтовых зон. Ясности в решение проблемы такая информация не добавляет. Но есть два обстоятельства, учёт которых подталкивает к поиску других вариантов строения литосферы в отношении предполагаемого постоянного спрединга. Для большей наглядности составлена схема, показывающая строение земной коры региона на основе функционирования возможных тороидальных структур (рис. 14-7).
Во-первых, острова Азорские и Тристан-да-Кунья расположены на стыках хребта и его своеобразных ответвлений (или других положительных тектонических структур). Азорские – стык с западным окончанием подводного хребта на оси Средиземноморского складчатого пояса (банка Геттисберг, г. Жозефин, на юге гора Ампер). Острова Тристан-да-Кунья можно рассматривать как западное окончание подводного хребта Китовый, протягивающегося к побережью Африки. Показанные на схеме кольцевые разломные зоны, как следствие воздействия движущихся глубинных масс, хорошо соответствуют особенностям строения земной коры. Многие архипелаги островов, области тектономагматической деятельности «контролируются» подобными зонами. Возможно, ранее интенсивный вулканизм был обычным явлением в пределах положительных океанических структур. Значит, и современный вулканизм этих районов может и не быть связанным с рифтогенезом СОХа.
Во-вторых, вызывает недоумение несколько необычное распределение количества действующих вулканов, точнее – форм проявления современного вулканизма при их классификации в группы по механизму вулканической деятельности [Раст, 1982] при примерно равных масштабах спрединга и субдукции. Из всего количества действующих вулканов (481) только 39 (8%) отнесены к вулканам океанических рифтовых зон. 80% – вулканы зон субдукции, 8% представляют континентальный рифтовый вулканизм (включая вулканы Антарктиды), и 4% – океанический внутриплитовый вулканизм.
Что же мы наблюдаем? Удаление участка плиты от своеобразной «горячей линии», или «линейного горячего глубинного шва» [Никольский, 2002], перемещение источника разогрева под плитой, или существование многих зон активного состояния глубинного вещества, что позволяет не считать зоны спрединга уникальными областями взаимодействия? Конечно, гипотеза, предполагающая спрединг и субдукцию, представляет весьма перспективную научную разработку по причине максимального использования механизмов геодинамики. Однако, скорее всего, принудительная укладка в схему инверсий общего магнитного поля особенностей строения земной океанической коры (при недостатке фактического материала) не сулит успеха. Согласно данным И.А. Соловьёвой при бурении скважины № 114 ошибка определения возраста фундамента (калий-аргоновым методом и по магнитным аномалиям) составила 100% [Соловьёва, 1980]. Вскрытые на небольшой глубине в скважине № 427 у оси Восточно-Тихоокеанского поднятия базальты «дали» возраст 44 млн. лет, что примерно в 10 раз больше значения, определённого по магнитной шкале.
Не приходится сомневаться, что с закономерным разрастанием океанического дна связано характерное распределение магнитных аномалий. Необходимо только осознавать, что мы исследуем верхнюю корочку литосферы – область распространения пластообразных тел, и главное, руководствоваться физикой процесса. Действительно, что может препятствовать подъёму глубинного вещества и наращиванию литосферы в данной области. Базальтовый вулканизм в значительных масштабах – факт неоспоримый. Конвективная ячейка в плане не может быть бесконечной, поэтому введение в рассмотрение областей поглощения литосферных плит – вполне закономерно. Активное космическое тело не может значительно изменить размеры только потому, что на большей поверхности исследователям понадобилось разместить новообразованные площади литосферы. Если объём новообразованного вещества велик, ему необходимо найти место в составе общей системы в соответствии с общефизическими законами. Оперируя температурой литосферы, наиболее естественно предположить, что остывшее и ставшее чуть-чуть плотнее, вещество под действием Архимедовой силы должно погружаться. Но это упрощённое рассмотрение вопроса. Необходимо сопоставить и степень разуплотнения верхов океанической коры, и скорость перемещения с одновременным уплотнением при дифференциации вещества, и эффекты «всплывания» краевых частей континентов (горообразование) в результате взаимодействия движущихся объёмов литосферы и мантии.
Поэтому, доказанность спрединга, по крайней мере, в несколько раз выше, чем обоснованность субдукции. Раздвижение континентов при недостаточно «зрелой» океанической литосфере, возможно сопровождавшееся небольшим расширением планеты, представляется достаточно логичным процессом. Вероятно, по причине неизбежности динамической эволюции сложной системы палеоматерики обязаны были когда-то перемещаться в приэкваториальные области (и далее), а также имели возможность разрушаться на границах взаимодействующих масс планеты. Тангенциальные перемещения невозможно вообразить без формирования структур типа поддвигов (или надвигов, т. к. всё относительно). Тогда возможные глобальные поддвиги следует рассматривать как нарушения, связанные с некоторым (достаточно кратковременным) этапом формирования динамических структур, сопоставляя при этом масштабы вещества, транспортируемого ведущими массами. Очевидно, наиболее вероятная область локализации таких деформаций – подошва литосферы (или определённые горизонты астеносферы). Тем не менее, Ю.А. Косыгин считал, что высказывания о возможном соответствии линейных систем (срединно-океанических хребтов, активных окраин континентов) границам конвективных ячеек в нижней мантии принять трудно. Эти сомнения оправданы, ибо особенности современной тектономагматической деятельности в пределах означенных структур, как было показано выше, не являются убедительным доказательством существования таких границ. Поэтому, только рассмотрение относительного движения с чётким пониманием ведущей роли источника тектонических сил внесёт ясность в проблему. В этом аспекте необходимо исследовать и неравномерный рост срединно-океанических хребтов, и особенности базитового (основного) магматизма, акцентируя внимание на таких категориях как «причина» и «следствие».
Рисунки к разделу 14
15. Образование океанов
Движение вещества в тороидальных мантийных структурах – одна из постоянно воздействующих на литосферу сил. Правда, проявления её в дислокациях поверхностных пород трудно поддаются изучению. В первую очередь это относится к горизонтальным движениям. Вертикальные движения наиболее заметны в прибрежных районах, где люди живут тысячи лет. Периодически море наступает на сушу, и такой процесс естественнее всего связывать или с вертикальными перемещениями земной поверхности, или увеличением по массе водной оболочки в целом. Но всегда ли были морские и океанические бассейны? Иными словами, наша цель – показать одну из моделей формирования современного рельефа континентов, уточнить причины появления глубоких океанических впадин.
Что представляют собой океаны планеты Земля? Гидросфера – одна из относительно симметричных оболочек определённой плотности, поэтому океаны ничем не хуже и не лучше атмосферы или осадочного чехла континентальной литосферы, которые как относительно плотные, но подвижные образования накапливаются в любой депрессии. Однако, сравнив средние гипсометрические уровни локализации водной и осадочной земных оболочек, мы задумаемся: почему менее плотная субстанция (вода) локализуется часто в области больших сил тяготения, а осадочная – меньших? Нормальное ли это положение? Ведь более плотное вещество должно занимать и более глубинные (близкие к слою «Е») уровни. И продукты разрушения горных пород, и вода накапливаются в депрессиях при наличии благоприятных условий для этого. Благоприятные условия определяются динамикой, зависят от изменения сил тяготения. Вещество перемещается в направлении их увеличения в данной локальной области, концентрируясь в более компактные системы. Излучение как продукт их разуплотнения при вечном взаимодействии является вторым полюсом в круговороте материи. От каких факторов зависит длительность круговорота, насколько постоянен этот процесс? Очевидно, как вещество с большей плотностью горные породы способны переместиться в область более интенсивных сил тяготения, пусть и занятую временно другой субстанцией. Начнётся «борьба за существование», и уже сконцентрированная субстанция (вода) вынуждена будет занять более высокий уровень в системе. Поэтому естественно предположить возможность масштабного изменения агрегатного состояния воды и перевода гидросферы на соответствующий её плотности гипсометрический уровень на определенном этапе эволюции планеты. В самом деле, за круговорот вещества литосферы ответственно движение-взаимодействие составных частей планеты.
Значит, пока действует такой круговорот, периодически образуется прерывистого вида «свободная ниша» для локализации гидросферы в её настоящем виде. На этих этапах существует полноценное взаимодействие между литосферой, гидросферой и атмосферой, являющееся основой органической жизни. Полученный планетой изначальный импульс в сочетании с особенностями вещественного состава полностью определяют время её эволюции. Но вернёмся к обширным океаническим впадинам, многие вопросы образования которых, несмотря на значительные успехи в изучении морского дна, не решены. Геодезическими измерениями уверенно фиксируются относительные перемещения поверхности литосферы со скоростями от миллиметров и почти до десятка сантиметров в год. Большие скорости характерны для областей максимального взаимодействия тороидальных структур с литосферой. Вспомним о зафиксированных в Японии скоростях тектонических поднятий до 7,6 см в год. В 1910 году при извержении вулкана Усу на острове Хоккайдо участок поверхности Земли размерами 2,7 на 0,6 км за несколько месяцев был приподнят на 155 м, а позже опустился на 95 м [Никонов, 1977]. Скорости горизонтальных подвижек блоков по некоторым оценкам даже могут быть выше в 2-4 раза вертикальных [Косыгин, 1988]. В области хорошо известного разлома Сан-Андреас такие перемещения происходят со средними скоростями от 1 до 6 см в год [Косыгин, 1988; Оллиер, 1984].
Формирование глубоких океанических впадин можно считать следствием геодинамических перестроек литосферы, протекавших в фанерозое. Одним из важных моментов здесь является выяснение реальной продолжительности геологических процессов, на основе чего делаются выводы о скоростях перемещения взаимодействующих масс. Установленный по стратификации донных отложений, меловой возраст современных океанических впадин заставляет экстраполировать наблюдаемые глобальные аномалии в строении литосферы, аномалии такого ранга геофизических полей в прошлое примерно на 130-150 миллионов лет. Естественно, возникает трудноразрешимый вопрос о связи особенностей строения и геофизических аномалий с палеодинамикой планеты. Как соответствуют зафиксированные в настоящее время детали строения поверхности Мохо, например, в пределах Тунгусской синеклизы аномальным параметрам «пермско-триасовой верхней мантии»? Однозначно можно утверждать лишь об отражении в аномальных полях современных неоднородностей литосферы и мантии.
При изучении фигуры Земли с использованием гравиметрических материалов и теоретических допущений Жонголовичем в 1952 г. была построена карта-схема высот геоида, полученных по ряду Стокса с сохранением членов до 8 порядка включительно. В этих материалах фигурируют четыре экваториальных аномалии – две положительные и две отрицательные [Магницкий, 1965]. Анализ расположения эпицентров аномалий с учётом возможного направления перемещения вещества позволяет представить вполне логичную схему вихревого тороидального вращения материальной субстанции (рис. 15-1). Возможно, это уже является косвенным свидетельством закрытия тороида с сохранением импульса общего вихревого вращения глубинного вещества от южного полюса к северному. Не менее логичным представляется и вывод о возможности раскола протоматерика именно в области положительной аномалии (области восходящих движений), в пределах которой миллионы лет назад начинал формироваться Атлантический срединно-океанический хребет. Представить ситуацию, когда при центростремительном сжатии массами ТМС толщ литосферы происходит разрыв протяжённостью в тысячи километров невозможно. Анализируя различия в расположении аномалий на рисунке, можно понять насколько велико влияние современной динамики составляющих пентагон-додекаэдрической структуры планеты. В Центрально-Американском регионе сформирована обширная отрицательная аномалия геоида северо-западного простирания. Азиатский минимум, напротив, вытянут вдоль меридианов. Положительная аномалия Атлантики смещена в область современного вулканизма Исландии. Многие аномальные области, например, поднятие (до 51 м) юго-восточнее Африканского континента трудно связать с некими эпицентрами структур. Это могут быть и деформации краевых частей тороидов. Однако расстояния в тысячи километров, характеризующие масштабы палеоспрединга, выдвигают на первый план динамику тороидов гексаэдрической палеопланеты.
В целом, в схеме формирования и эволюции планеты необходимо учитывать и скорость взаимодействия-перемещения материи, и степень накопления тепла на определённых уровнях литосферы и мантии, а также первичные условия (особенности выброса протоматерии). Тем не менее, вывод однозначен – внешние оболочки планеты это закономерно образующиеся составные части системы, подчиняющиеся единому процессу динамического развития объекта, различающегося в разные моменты времени по интенсивности и направленности. В частности, в веществе палеопланеты формировались зоны резкой изменчивости сил тяготения. В районах, характеризующихся восходящим перемещением вещества, сила тяжести была минимальной, нисходящих движений – максимальной. (Вспомним о благоприятных условиях для транспортировки разрушающегося материала; см. раздел 13). Кроме этого, над подобными зонами (фрагментами тороидов) уже существовала литосфера, мощность которой также являлась функцией вихревого вращения мантийных масс. На куполах тороидов с восходящим перемещением глубинного вещества литосфера имела минимальную мощность, и это очень важный момент в наших построениях.
Ранее мы установили, что взаимодействие в нижних горизонтах литосферы может осуществляться в области разноуровневого (от 60 до 260, а в среднем 150-170 км) слоя, чаще всего в результате данного взаимодействия получающего статус «астеносферы». Был также рассмотрен механизм образования многих космических тел путём выброса тороидальных объёмов вещества и предварительно увязаны особенности процесса со схемой эволюции планеты. Однако закономерность этапа «закрытия» тороида и начала формирования субсферической структуры не объясняет фактически существующей асимметрии в строении (наличия литосферного Тихоокеанского сегмента) и осевой асимметрии ОМП. По-видимому, логичным будет вывод о наличии неоднородностей в строении Солнца, и именно той части его, откуда была выброшена земная масса. Таким образом, построения, представляющие Тихий океан, как праокеан (в отношении литосферы) в связи с существованием первичной неоднородности планеты, вполне обоснованны. Это действительно может быть частью экваториальной области праземли, имевшей отличный от других фрагментов состав в момент «закрытия» тороида и начала формирования её субсферической формы. Более определённо в отношении «первичной неоднородности» можно сказать следующее. На момент формирования гексаэдрической структуры в пределах будущего «атлантического фрагмента» тороида планеты концентрация радиоактивных элементов (РЭ) могла быть значительно выше, чем в веществе её тихоокеанской части. Выравнивание концентрации РЭ было затруднено из-за превалирующего меридионального движения земной материи в течение рассматриваемого этапа эволюции.
Могли ли существовать океанические впадины, подобные современным мегаструктурам, на первичной тороидальной Земле? Были ли условия для их образования во время наиболее активного состояния планеты, находившейся в стадии гексаэдра? Тогда функционировали шесть ТС, из которых северная и две экваториальных представляли области восходящих движений. Отсутствие интенсивных радиальных перемещений (тороиды ещё не взаимодействовали в составе двухслойной структуры) позволяет предположить возможность существования обширных, но преимущественно неглубоких праокеанов в эпицентральных частях тороидальных структур и неких сублинейных бассейнов в краевых. Длительность их жизни, а также параметры и состав вод, вероятно, останутся тайной. По материалам изучения геологии Анабарского щита сделаны выводы, что уже 3,8-3,6 млрд. лет назад существовала достаточно неоднородная по латерали литосфера. К этому времени уже «возникла флюидная оболочка планеты – её атмосфера и гидросфера, что явствует из проведенного анализа осадков. В основе существования этой оболочки лежало динамическое равновесие в системе Н2О – СО2 – О2 – горные породы (± углеводороды), которое обеспечивало процессы выветривания, окисления и осаждения в водной среде карбонатов Ca, Mg, Fe, т. е. тот комплекс главных типов осадков, который определяет седиментацию позднего докембрия и фанерозоя» [Строение земной коры…, 1986]. Другой источник указывает, что возраст наиболее древних прослоев кальцифиров в составе сутамской серии Алданского щита составляет не менее 4,5 млрд. лет [Павловский, 1977]. Очень сложно оценивать параметры системы, существовавшей так давно.
Однако, сложность и актуальность возрастной проблемы в «океанической тематике» не только в удалённости от нашего времени существования праокеанов, но и в определении соразмерности промежутков времени. Считается, что за нуклеарной стадией (4,0-2,6 млрд. лет назад) наступила протоплатформенная стадия развития планеты. Изучение отложений именно этого периода способно прояснить ситуацию. Протоплатформенный чехол достигает десятков километров мощности и «сложен обломочными, вулканогенными, порой карбонатными породами. Осадки отлагались в пологих бассейнах, прогибавшихся конседиментационно» [Павловский, 1977]. Схожая обстановка существовала в Южной Африке, где спокойно лежащие континентальные и мелководные морские отложения достигают мощности 12 км. Как важную информацию следует отметить выделение Н.В. Фроловой (1951 г.) и другими исследователями протогеосинклиналей в виде огромных прогибов, обладавших признаками таких структур фанерозоя. Это были прогибы простой формы, без ясно выраженных внутригеосинклинальных поднятий, с крупными простыми линейными складками и выдержанными на больших площадях монофациальными осадками.
Напомним, что мы пытаемся определить продолжительность и палеогеографические особенности докембрийского периода. Приведённая информация свидетельствует о возможности существования океанических бассейнов, соответствующих планете с ограниченным количеством динамических составляющих («планете-гексаэдру»). Истинную продолжительность существования праокеанов установить чрезвычайно сложно. Если смена протоплатформенного режима в пределах Алданского щита произошла свыше 3 млрд. лет назад [Павловский, 1977], как видоизменялись такие бассейны на протяжении 1,5 млрд. лет до выделяемой рифейской эпохи? По существующим обобщениям исследователей коры Анабарского щита [Строение земной коры…, 1986] время формирования первой сиалической коры не превышало 0,2 млрд. лет (начало отсчёта около 4 млрд. лет назад). Значит, приблизительная продолжительность «жизни» праокеанов (дорифейских) составляет 2400 млн. лет, рифейских – 1000, палеозойских – 417, а современных – не более 174 млн. лет. Разграничение интервалов времени произведено с погрешностью (относительно общепринятого деления) около 3%. Конечно, это гипотетические построения, правда, показывающие, что праокеаны существенно меняли свои очертания и местоположение. Соответствуя планете своего этапа развития, они служили аккумуляторами вещества различного состава. В архее это были громадные массы джеспилитов, в протерозое отлагался карбонатно-терригенный и вулканогенный материал. Данные сведения характеризуют планету в неком своеобразном состоянии, когда шло преобразование исключительно глубинного вещества, и энергия для этого заимствовалась у движущегося и взаимодействующего глубинного вещества планеты.
На протяжении протерозоя такая обстановка была наиболее вероятной. Изменения начались в завершающий этап, когда стали накапливаться толщи рифейских и вендских пород. Не ставя достаточно сложный вопрос о месте и объёме вендских отложений в стратиграфических разбивках, можно сказать, что по завершении докембрийской эпохи планета вступила в стадию развития, существенно отличающуюся от предшествующей. В докембрии практически полностью отсутствуют галогенные отложения. При отнесении соленосных отложений к вендским (в отдельных случаях) неизбежно возникают проблемы с определением возраста таких образований. В докембрии не известны залежи фосфоритов, угли появляются только с девонского периода. По-видимому, в фанерозое планета существенно могла изменить своё положение в общей системе и уже сформированные внешние оболочки (осадочная и водная) подверглись дифференцированному воздействию солнечной энергии. В существовавших океанических бассейнах стали накапливаться классические породы, относимые к фанерозойскому чехлу. Формирование палеозойского осадочного чехла является характерной особенностью данного этапа земной эволюции. Показанный в разделе 13 механизм формирования раннефанерозойских траппов позволил сделать вывод о существовании расчленённой земной поверхности в условиях сравнительно неглубоких морских бассейнов. Масштабное послойное внедрение расплава основного состава в литифицированные толщи не только физически маловероятно. Более конкретно можно сказать, что к началу раннего фанерозоя повсеместно распространённые литифицированные породы в виде верхнего этажа платформ отсутствовали. По-видимому, термально-осадочное формирование такого континентального слоя было закончено в позднем палеозое, и примерно с начала мезозоя механизм накопления осадков уже был мало отличим от современного.
В ходе эволюции период на границе «палеозой – мезозой» в глобальном плане представляет важный этап. Консолидация осадочного чехла и верхней части земной коры закончилась. При сохраняющемся импульсе общего движения в жёстком веществе начали накапливаться большие напряжения – причина будущих расколов литосферы. В ранней юре образуются узкие проливы между Европой и Гренландией, а в мелу (в альбском веке) между Бразилией и Африкой существовало море с нормальной солёностью [Вахрамеев, 1981]. Значит, примерное время зарождения современных океанов – 150-160 млн. лет назад [Никольский, 2002]. Глубокие современные океаны существенно отличаются от обширных и мелких праокеанов, и причина этого – начавшееся функционирование двухслойной пентагон-додекаэдрической структуры планеты. Вероятно, взаимодействие тороидов в слое «Е» способно не только инициировать образование протяжённого разрыва литосферы с погружением приразломных поверхностей коры на несколько километров. В случае взаимодействия тороидов как это показано на рисунке 15-2, возможны опускания больших участков земной поверхности и, как показывают результаты глубоководного бурения, опускание было весьма интенсивным. Значит, намечается связь функционирования гидросферы с закономерной динамической эволюцией Земли. Можно ли считать современную эпоху заключительной стадией существования океанов? Будут ли они трансформироваться сообразно ходу земной динамики? Вероятно, должны существовать признаки активизации приповерхностных оболочек литосферы, и это должны быть весьма активные области? В соответствии с нашими построениями для идеальной системы взаимодействовать ТС должны на глубине 1291 км. Не производя сложных расчётов, определим по известному соотношению глубины и радиуса размеры одного из 48 мантийных тороидов в системе структур следующего ранга из эволюционного ряда. Радиус такого образования равен 1750-1760 км. Алеутская ТС, чётко выраженная в южной части одноимённой островной дугой, имеет радиус 1750-1760 км. Примерно в эти же размеры укладывается дуга Филиппинского глубоководного жёлоба. Формирование локальной динамической составляющей планеты происходит при наличии активной динамики «материнской» структуры, и это веский довод в приводимом обосновании. Правда, как было показано ранее, нагорья и плато с кайнозойским вулканизмом в центральной области Гвинейской ТС расположены на таком же удалении от центра, а Алеутская островная дуга это область современного преимущественно высокоэксплозивного вулканизма (коэффициент эксплозивности равен 95), характерного именно для эпицентральных частей более глобальных ТС. В любом случае, даже после уточнения положения «дуги» относительно структур планеты-гексаэдра, проблема отнесения её к ряду приповерхностных динамических мантийных образований остаётся. Ведь здесь чётко проявляется динамическая активность раздела земных оболочек в области глубин, составляющих половину RЭКВ (RЭКВ = 2582 км).
Каким же образом динамически сосуществуют континентальная и океаническая литосфера, если уровень максимального взаимодействия ведущих и ведомых масс часто соответствует астеносфере с резко меняющейся глубиной залегания? Ответ заключается в рассмотрении закономерностей взаимодействия движущегося вещества кровли тороидов с относительно пассивной литосферой. В действительности литосфера – это не абсолютно инертная масса, она непосредственно участвует в динамике всего вещества планеты. Однако, силы тяготения со стороны вышележащих оболочек (атмосферы, гидросферы, биосферы) несопоставимы с гравитационным воздействием вещества мантии, что и придаёт литосфере некоторый оттенок пассивности.
Отвлекаясь от цельности рассмотрения единой системы взаимодействующих объектов, можно предложить механистическую модель вертикальных перемещений, хотя ранее механизм их был рассмотрен на строгой физической основе. Механистическую же модель можно представить как существование какого-то движущегося конвейера, лента которого обладает достаточно большой упругостью, не позволяющей претерпевать мгновенные изменения формы (гипсометрического положения). Тогда такая движущаяся из-под континента лента-поверхность (из области больших глубин) вынуждена в силу своей упругости позволять опускаться океанической литосфере вблизи континента на глубину. Движущаяся к центру тороида с малых глубин, упругая поверхность вынуждена приподнимать соседний блок, осуществляя орогенез. Конечно, в действительности масштабы движений определяются составом геоплит, а в качестве механических аналогов действуют гравитационные силы. Распределение сил тяготения в области раздела «тороид – континентальная литосфера» приводит к формированию более объёмной зоны ослабления этих сил и «всплыванию» континентальных толщ. Океаническое дно представляет область более «компактного» распределения сил тяготения. Здесь ещё не произошло достаточное накопление разуплотнённого материала, океаны «засыпаны» не полностью (как на Венере), и это пока не позволяет плитам «всплыть». Поэтому предложенный и кажущийся достаточным механистический механизм – весьма упрощённое представление процесса, подобно пассивному дрейфу континентов. В области сплошного распространения континентальной или океанической литосферы существуют и депрессии и поднятия, что свидетельствует о тесной взаимосвязи всех составных частей динамической системы и о невозможности раздельного рассмотрения какой-то одной из сторон явления в отрыве от остальных. Перемещение литосферы под воздействием движущихся масс мантии с формированием часто разноуровневой астеносферы и подразумеваемый поддвиг океанической коры по некой изначально подготовленной астеносфере, несмотря на схожесть механизмов – процессы разные. Более корректным и лучше обоснованным выглядит первый вариант, позволяющий объяснять развитие структур с меньшим количеством противоречий, неизбежно возникающих при попытках осмыслить эволюцию планеты в целом.
Но как же быть с дрейфом континентов, всё равно Америка «уплыла» от Африки. Есть много фактов в пользу этого. Поэтому попробуем представить сценарий таких событий. Существует планета-гексаэдр на протяжении одного из этапов динамической эволюции – результат перехода тела от тороидальной к субсферической форме. Структурами являются шесть относительно независимых объёмов вещества, создающих на поверхности силу тяжести около 980 Гал. Каким был облик планеты в период, предшествующий стадии активного формирования пентагон-додекаэдрической структуры? Очевидно, протоконтиненты были сконцентрированы преимущественно в южной приполярной области. Но при ещё существующем общем вихревом вращении низкоплотное вещество литосферы центростремительно стягивалось и в воронки двух экваториальных тороидов. Меньше всего литосферных масс континентального облика было в области Тихого океана. Как отмечалось выше, значительные перемещения больших масс континентальной литосферы разнонаправленно взаимодействующими двенадцатью мантийными тороидами невозможно. Перестройка протоконтинентов только динамикой тороидов гексаэдра выглядит более логично, тем более, в пользу этого свидетельствуют несколько важных обстоятельств.
Протоконтиненты могли иметь бльшую свободу перемещений по планете-гексаэдру. Этому способствовали не только значительная скорость движения вещества тороидов и их размеры, допускающие такие перемещения, но и меньшая мощность (а значит – более высокая скорость при меньшей массе) континентальных плит. Активное наращивание литосферы началось после появления многих материковых обособлений. Простые расчёты показывают, что при скорости накопления материала 0,1 мм в год 300 миллионов лет назад литосфера могла быть на 30 км тоньше.
В однослойной структуре отсутствовало взаимодействие тороидов по вертикали, представляющее своеобразный тормоз для тангенциальных перемещений.
В области палеоспрединга должно наблюдаться закономерное увеличение мощности осадочной оболочки, т. е. продуктов разрушения материковой коры. В центральной области ТС с нисходящим перемещением вещества (встречное движение палеолитосферы) возможны смятия, блоковые подвижки, увеличение мощности пород коры.
Начиная с последнего пункта, отметим, что земная кора западной части Индийского океана имеет весьма сложное строение, ей присуще наличие глыбовых поднятий, «по мощности коры скорее приближающихся к континентам, чем к океанам» [Моисеенко, 1981], а глубоководные впадины локализованы восточнее. Для земной коры Атлантического океана, по сравнению с Тихим, характерны значительно бльшая мощность осадочного слоя и гораздо большее разнообразие типов разрезов (по сейсмическим данным) [Моисеенко, 1981].
Как уже отмечалось, наиболее полно процессам раздвижения соответствует строение океанического дна Атлантического региона. Только здесь по обе стороны СОХа расположены океанические котловины, фиксирующиеся положительными аномалиями силы тяжести над наиболее мощными толщами извергнутых сквозь тонкую кору плотных основных пород (см. рис. 14-5). Такие толщи могли сформироваться в течение наиболее активного начального этапа спрединга, а при дальнейшем раздвижении остались у края материков. В Индийском океане отмеченная закономерность также существует, хотя и выражена менее контрастно. Поэтому, раздвижение палеоконтинентов, начавшееся в мезозое, и, вероятно, практически завершившееся, можно считать вполне реальным.
Строение океанической литосферы Тихоокеанского региона, заслуживающее не меньшего внимания, изучено далеко не полностью. Информация о том, что скорость раздвижения плит в пределах Восточно-Тихоокеанского поднятия обычно составляет 5 см в год, а иногда до 16-18 см в год [Горная энциклопедия, 1991], не подтверждается С. Уедой, Ч. Дрейком и др. Более того, сообщается, что «в Восточно-Тихоокеанском хребте рифтовые желоба исчезают» [Курс общей геологии, 1976]. Данные о наличии вулканов, как действующих, так и потухших также весьма противоречивы [Горная энциклопедия, 1991; Оллиер, 1984; Раст, 1982]. Восточно-Тихоокеанское линейное поднятие в первом приближении пространственно больше соответствует положительной аномалии поверхности геоида. Данные спутниковой альтиметрии показывают, что такая аномалия оказывается смещённой к западу (+65 м, см. рис. 15-1). Значит, глобальный раскол Тихоокеанской плиты в районе СОХа остаётся под вопросом. Серия существующих региональных разрывов литосферы протягивается от Камчатки до Индонезии.
О наличии современной Индостанской гексаэдрической тороидальной структуры «говорит» протяжённая депрессия поверхности геоида глубиной 120 м. Отличительной особенностью здесь является обширная область скучивания литосферных масс с не совсем ясным механизмом формирования.
Таким образом, есть все основания связывать активную перестройку протоконтинентов с этапом активной динамики планеты-гексаэдра. Такая динамика явилась основной причиной глобального разрыва менее мощной «надкупольной» литосферы и началом этапа формирования структур пентагон-додекаэдра. И это закономерно, ведь перестройка планеты это своего рода революция, всегда происходящая на стыке эпох. Можно представить последовательность тектонических стадий перестройки, не противоречащую общему состоянию системы. Сформированные шесть тороидов воздействуют на литосферу, разрывают её, способствуя движением своего вещества образованию составных элементов уже двухслойной динамической структуры. Функционирование последних приводит к погружению больших участков литосферы – зарождению современных океанических впадин. Чтобы детальнее показать возможность предполагаемых процессов обратимся к рисунку 15-3.
В разделе 11 мы ограничились рассмотрением составляющих пентагон-додекаэдрической системы. В этих мантийных и ядерных образованиях по комплексу данных предполагается вихревое перемещение масс от краевых областей к центру. Доказать корректность данного допущения путём физических построений трудно. Направление вращения масс образующейся вихревой структуры в неравновесной системе – предмет особого рассмотрения. Лишь взаимодействие движущегося и концентрирующегося вещества с окружающей материей нельзя оставлять без внимания. Например, формирующееся сгущение мантийного материала при движении к слою «Е» должно динамически отличаться от аналогичного объекта, перемещающегося к подошве литосферы. Неким динамически нейтральным глубинным образованием в этом плане может оказаться сконцентрированная масса во время движения по латерали (в виде мантийного плюма?).
Обратившись к ТС гексаэдрической палеопланеты, мы вынуждены решать вопрос о специфике вихревого движения вещества в составных частях общей однослойной системы (см. рис. 15-1). В физическом плане это означает изучение процесса обмена импульсами между шестью тороидами, формирующимися из прототороидальной планеты. Возможно, наиболее логичным в таком анализе будет следующее предположение. При отсутствии абсолютной симметрии в интенсивности вращения материи, а также в содержании радиоактивных элементов, в некотором объёме вещества начинается оформление одного из шести тороидов (пусть это будет тороид 2 на рисунке 15-3). Вероятно, к этому моменту глубинное вещество общего прототороида было достаточно преобразовано, замедлило своё вращение и было готово к «рождению» дочерних структур. Из рисунка видно, что зарождение конвективной ячейки наиболее вероятно в областях сопряжения будущих экваториальной и полярной составляющих. Для этого достаточно было, чтобы часть теряющего скорость (и поднимающегося во внешние слои прототороида) вещества с увеличенным содержанием РЭ сконцентрировалась в области меньших сил тяготения в конвективную протоячейку. Далее, благодаря возникшему разделу в движущемся веществе, восходящие массы полярного фрагмента планеты нарастили рождающийся тороид. Ведь между массами северного и «второго» тороидов формируется зона притяжения (динамика взаимодействия изображена на рисунке в виде увеличенного фрагмента). Таким образом, благодаря способности плотного вещества концентрироваться в более слабых полях энергии движения, были «рождены» «азиатская» и «американская» составляющие планеты-гексаэдра, с которыми связано существование древних платформ.
Дальнейшие динамические взаимодействия в виде деструктивной перестройки литосферы привели к зарождению Средиземноморской области тектономагматизма (вначале – палеоокеана Тетис?). Восточнее образовалась зона скучивания пород литосферы, связанная с существовавшим притяжением, при формировании «второго» тороида. (Возможно, это каким-то образом объясняет выделение здесь «древнего темени Азии»).
В итоге, в составе прототороида общей системы формируются шесть динамических структур, закономерно взаимодействующих, как показано на рисунке. В физическом плане это можно дополнительно представить в виде взаимодействия поднимающегося и более разогретого вещества вихрей с опускающимся более холодным. Однако такие уточнения выглядят излишними. Ведь активная система, обладающая начальной энергией в виде сложного движения её вещества и распада РЭ, будет функционировать по принципу самоорганизации.
Принцип самоорганизации хорошо проявляется при сопоставлении механизма гравитационного взаимодействия со схемой эволюции тороидальных структур. В разделе 10 было отмечено, что «выброшенное звездой, относительно плотное и горячее вещество должно было несколько остыть и расшириться при попадании в околосолнечное пространство, а впоследствии начать сжиматься силами тяготения в систему, соответствующую радиусу эквивалентности». Обратимся ещё раз к рисунку 5-1, из которого на самом деле следует реальность такого сжатия. Внешнее вещество динамически взаимодействующей части планеты (гексаэдрической составляющей) представляет область концентрации (сжатия), и она более обширна, чем внутренняя. (Во внешней области импульсы излучения общей массы и её 1/6 части ориентированы однонаправленно). Значит, внутренние фрагменты – это не что иное, как область разуплотнения, наличие которой и есть необходимое условие некоторого сжатия. По-видимому, иной ситуации возникнуть не должно, ведь центральная часть прототороида (а не сферы) не может быть предельно сконцентрированной материей.
Итак, сформировано шесть вихревых образований, и направление вихревого движения вещества в них по знаку разделилось поровну. Но это не означает появления полной симметрии, способствующей ослаблению активности взаимодействия в системе. Из двенадцати зон взаимодействий в нашем геодинамическом разборе только четырём соответствуют напряжения отталкивания. В восьми зонах-областях происходит концентрация вещества (в том числе радиоактивного) и формирование следующих в эволюционном ряду структур. (Полезно вспомнить о большей длительности этапа сжатия по отношению к этапу расширения для космических объектов).
Сформировавшиеся тороиды обязаны воздействовать на перекрывающие толщи, разрыв которых наиболее вероятен вдоль условных линий движения вещества общей системы. Физически это означает наличие минимального взаимодействия в системе с параллельным движением масс при ещё сохранявшемся общем тороидальном (субмеридиональном) вращении вещества. Этому также способствовала смена направления вращения вещества тороидов, происходившая на их границах. Срединно-океанические хребты в таком геодинамическом механизме как раз и представляют преимущественно субмеридиональные зоны, соединяющие центры тороидов с восходящим движением вещества в их теле. Максимальные растягивающие усилия на литосферу будут оказываться в экваториальной и субарктической областях, точнее там – где тороиды 1 и 4 соседствуют с северным полярным вихрем. Значит, настоящие срединно-океанические хребты будут сформированы в меридиональном направлении и по широте они должны быть разделены примерно на 180 градусов. Действительно, Атлантический хребет не имеет хороших аналогов ни в области востока Тихого океана, ни в пределах Индийского. Зато противоположное полушарие разорвано не только Западно-Тихоокеанским сложно построенным «огненным поясом», но и типичным срединно-океаническим хребтом Северного Ледовитого океана. Максимальный изначальный импульс передаётся в северном направлении через область взаимодействия деструктивного плана, инициируя формирование ТМС в западной части Тихого океана. Для лучшего обоснования сопоставим результаты построений с расположением изученных тектонических элементов-структур литосферы.
Восходящими движениями вещества тороида 1 литосфера была разорвана с разделением американских материков от Европы и Африки. Вероятнее всего, в самом начале этапа отделения была заложена область динамического взаимодействия между северным (N) и первым тороидами, фигурирующая сейчас как Средиземноморская альпийская геосинклинальная система. Растягивающим перемещениям в её формировании хорошо соответствует высокая сейсмическая активность и интенсивный современный вулканизм. Эта область повышенной мегатрещиноватости земной коры имеет очень сложное глубинное строение, выделены тела основного и ультраосновного состава, локализованные в верхних частях разреза (см. раздел 13). В настоящее время формирующаяся Средиземноморская геосинклинальная область служит разделом плит литосферы. Западный фрагмент её можно проследить по существованию цепочки разломов и вулканических архипелагов, протягивающихся от Гибралтара до восточного побережья северной Америки. В пределах континентальной литосферы это самая масштабная структурная область с нисходящим перемещением сопряжённых ветвей конвективных ячеек. Лишь в этой полосе образовались обширные внутриконтинентальные морские бассейны.
Трём оставшимся зонам отталкивания также можно поставить в соответствие ряд тектонических элементов. С тороидом «N», по-видимому, связано формирование Алеутской дуги, характеризующейся современным вулканизмом и высокой сейсмической активностью. Южный тороид контактирует со «второй» и «третьей» ячейками, при этом образуются зоны восходящего перемещения масс. В одном случае это система субширотных срединно-океанических хребтов Индийского океана с приподнятой литосферой (острова Кергелен, Крозе и др.). В другом – субширотные разрывы литосферы между Южной Америкой и Антарктидой (в том числе хорошо известная «дуга Скоша»).
Вывод о разрыве литосферы примерно в центральной части тороидальной структуры 1 находит подтверждение в палеонтологических материалах. Из геодинамических построений следует, что земная поверхность в этот период (примерно в конце палеозоя) могла быть в приподнятом положении на огромной площади (тороид с восходящим перемещением вещества достигал размеров в поперечнике не менее 10 тысяч километров). И действительно, исследователями давно обращено внимание на особенности находок девонской фауны и флоры, на особенность этого периода как этапа появления высших сосудистых растений. Кроме этого, на значительной части Европы и Северной Америки геологи изучили «огромные массы красного песчаника, или, как его называют, «древнего красного песчаника» (по-английски – Old red sand stone или просто «Old red») [Неймар, 1902]. Отсутствие остатков морских организмов позволило отнести эти девонские отложения к озёрным. Автор же «Истории Земли» считал, что ввиду огромной площади распространения красного песчаника, его нельзя относить к озёрным отложениям. «По всей вероятности, вся эта область была покрыта огромным мелким морем, которое посредством узкого пролива соединялось с океаном; громадные реки отлагали здесь грубо измельчённый материал, а также одновременно производили опреснение этого бассейна… Отложение древнего красного песчаника происходило в различное время и в различных местах далеко не одинаково; тем не менее, мы должны допустить, что вся северная Европа и часть Северной Америки представляли огромную материковую возвышенность, которая местами была покрыта мелким морем» [Неймар, 1902].
Меридиональный раскол литосферы и её раздвижение произошли в области существовавшего обширного протоконтинента. Если допустить относительно равномерное вихревое вращение вещества планеты, то место раскола выглядит закономерно. В области большей концентрации РЭ накопилось больше энергии движения, и произошла перестройка, по-видимому, повлиявшая на особенности строения литосферы и в сопредельных районах. Действительно, в неравновесной системе геодинамическая эволюция происходит без соблюдения строгой симметрии. Выше отмечено, что следствием такой неравномерности является отсутствие полноценных срединно-океанических хребтов в южном районе Северо-Восточной котловины Тихого океана. Главные причины – отставание в развитии спрединговой зоны-антипода (центральная субмеридиональная область тороида 4), а также центростремительное перемещение вещества в конвективных ячейках 2 и 3 функционирующей гексаэдрической планеты. Максимальное количество энергии движения второго и третьего тороидов было затрачено на образование Атлантического океана (встречного движения африканского континента не было). Следствием показанной динамики является более мощная литосфера Восточной части Тихого и Индийского океанов, давно выделенная исследователями [Беляевский, 1981].
Хорошо вписывается в общую картину и продолжающийся раскол литосферы в высоких северных широтах. Зона спрединга литосферы прослеживается именно в направлении северного и «четвёртого» тороидов также с восходящим перемещением масс. Контрастно выраженная структура срединно-океанического хребта Гаккеля «уходит» в толщи континентальной литосферы северо-востока Азии, формируя полосу с ярко выраженной современной тектонической активностью. Именно в этой полосе выделены глубинные разломы, активные в голоцене, совсем ещё «свежие» вулканы Индигирской и Большеанюйской областей, предполагающийся подводный вулканизм в районе о. Беннетта (Новосибирские острова). К югу эта полоса продолжается в западной части Охотского моря, захватывает северные острова Японии и соединяется с полосой «огненного кольца» Тихоокеанского региона. Ещё раз напомним об отсутствии строгой симметрии в геодинамической эволюции. Литосфера Дальневосточного региона осложнена уже функционирующими тороидальными структурами более высокого ранга. Очень наглядно это проявлено в особенностях строения коры и фиксирующихся динамических процессах района стыка Японских островов, Сахалина и Курильской дуги. Здесь на пересечении рассмотренной субмеридиональной тектонической области с краевой зоной взаимодействия Братской и Ангарской ТМС много действующих и потухших вулканов, обычны сильные и частые землетрясения (в том числе, глубокофокусные).
Восточная часть азиатского материка с его высокой сейсмичностью давно является предметом тщательного изучения. И видимо не случайно В.П. Солоненко характеризует выделяемые субмеридиональные «редукционные структуры» как «неудавшиеся рифты» или структуры предрифтовой стадии развития литосферы. Правда, вопросов больше чем ответов. «Таким образом, несмотря на громадный объём геологических, геофизических и сейсмологических исследований, проведённых за последние 15-20 лет, приходится прийти к неутешительному заключению: проблема геологических причин высокой, но неравномерной сейсмичности Восточно-Азиатской сейсмической зоны остаётся по-прежнему тёмной. Ничего нового достаточно обоснованного невозможно добавить к заключению, сделанному 20 лет назад: для объяснения полей тектонических напряжений Восточно-Азиатской сейсмической зоны нет оснований привлекать внешние динамические условия. Напряжения, вызывающие землетрясения, связаны с неизвестными местными геодинамическими процессами в недрах Земли» [Солоненко, 1991].
Раздвигание плит литосферы восходящим потоком мантийного вещества – естественный не вызывающий возражений процесс. Правда, простого спрединга для объяснения деталей строения дна океанов недостаточно. Обратимся к материалам по району Атлантического океана. «Скважина на окраине плато Блейк (И.А. – восточнее полуострова Флорида) на глубине 2700 м от уровня океана (44-й рейс) вошла в коралловый риф…, что свидетельствует об опускании дна на указанную величину». «На африканской стороне Атлантического океана погружение более 4 км установлено к югу от Канарских островов. Опускание произошло очень быстро – между ранним и средним миоценом». «Бурение на плато Роколл (северо-западнее Британских островов) показало, что мелководная обстановка существовала там дольше, чем на склонах Бискайского залива – вплоть до второй половины палеогенового периода. Резкое погружение района плато Роколл на 1400-2700 м произошло только в среднем эоцене, когда поверх мелководных осадков (лигнитов, конгломератов) стали накапливаться глубоководные осадки» [Резанов, 1978]. Многие примеры показывают, что наряду со спредингом в области тонкой и приподнятой литосферы были проявлены и вертикальные движения. При удалении мегаблоков от оси спрединга изначально приподнятая литосфера постепенно погружалась, о чём свидетельствует смена условий осадконакопления. Характерно, что условия таких погружений были различны на разных участках срединно-океанического хребта. Погружение Исландско-Фарерского хребта на 1300 м, где бурением установлено наличие лав с возрастом менее 20 млн. лет, изливавшихся «на суше, а не под водой», произошло в позднем миоцене (по материалам И.А. Резанова). Это значит, что в той области, где направление движения ведущих масс тороидальной структуры было не ортогонально оси раздвига, спрединг мог несколько отставать во времени.
Важным следствием раскола литосферы и динамической перестройки явилось резкое увеличение расчленённости рельефа (из одного субматерика образовалось несколько), выразившееся, прежде всего, в значительном удлинении береговой линии. Это привело к увеличению масштабов абразии. Образовавшиеся более глубокие океаны начали быстрее заполняться рыхлыми продуктами разрушения континентов. Происходит наращивание площади континентальной коры и выравнивание плотностных свойств внешних оболочек планеты по латерали. Конечно, усиление интенсивности радиальных перемещений вещества взаимодействующими тороидами двухслойной структуры привело к опусканию больших фрагментов литосферных масс, характеризующихся промежуточными значениями плотности. Однако это не влияет на общую направленность эволюции космического тела. Выделение энергии движения в результате эволюции планеты невозможно без участия материальных объектов. Частицы без массы обычно фигурируют только у настоящих теоретиков, построения которых неприложимы к реальности. Носители энергии движения должны где-то накапливаться, изменяя строение эволюционирующей планеты. Не существует земной силы, способной ещё раз подвергнуть сжатию и распаду уже всё разуплотнённое вещество. Значит, более вероятным процессом следует считать превращение части глубинного высокоплотного материала в породы литосферы, имеющие, как правило, меньшую степень концентрации своих составных элементов. Рыхлые отложения, заполняющие глубокие депрессии, обычно в последующем литифицируются (окаменевают). Причину их литификации исследователи видят в погружении вещества на большие глубины. Более детальный анализ показывает, что накопление материала без депрессии действительно невозможно. Окаменевание же пород можно считать следствием длительного и (или) интенсивного прогрева (вспомним о механизме формирования раннефанерозойских траппов). Иначе нельзя корректно объяснить вскрытие скважинами, например, алевритового материала на глубинах несколько километров, или очень низкую степень метаморфизма архейско-протерозойских толщ литосферы Африканского континента.
Корректному анализу ситуации часто мешает упрощённый подход, заключающийся в игнорировании физических законов. Накопленный в депрессии рыхлый материал может являться не только источником дополнительной нагрузки на земную кору. Кроме этого накопленные толщи способны изменить распределение сил тяготения в функционирующей динамической системе. В классическом выводе о создающейся толщами дополнительной нагрузке изменение постоянно действующих сил, динамические взаимодействия учитываются не в полной мере. Например, превращение континентальной коры в океаническую (базификация) может происходить совсем не с ожидаемым конечным результатом. Вместо ожидающегося погружения литосфера с изменившейся средневзвешенной плотностью начнёт всплывать, инициируя на отдельных участках разрастание континента.
Вероятно, в любом объёме вещества планеты должен постоянно действовать круговорот вещества. Механизм процесса должен быть всеобщим вне зависимости от принимаемой методики исследования. В упрощённом виде это демонстрирует рисунок 15-4. Выделение или поглощение энергии движения определяется взаимодействием вещества с окружающими массами в поле тяготения неравновесной системы. Сконцентрированное вещество в слабом поле тяготения способно аккумулировать энергию. Попадая в окружение множества подобных систем, создающих более интенсивные силы гравитации, направленность взаимодействия изменяется. После некоторого предела «вещество-концентратор» становится источником выброса импульсов-частиц. Этот механизм лежит в основе функционирования составных частей планеты и многих природных процессов.
В итоге, мы ещё раз подчеркнули работоспособность динамических механизмов, необходимость рассмотрения строения планеты в контексте общего хода эволюции, когда конец одного этапа есть начало следующего. Главные выводы из приведённых построений можно сформулировать следующим образом (см. раздел 12).
1. Существование постоянного «спрединга» литосферы (как глобального и масштабного процесса) в настоящее время нельзя считать обоснованным. Это относительно кратковременная перестройка, сопряжённая с началом активизации конкретных оболочек планеты. Возможность современного локального спрединга связана только с изменениями физических свойств литосферы на больших расстояниях. «Субдукция» литосферных плит вовсе не потребовалась в выполненных построениях.
2. Формирование океанической литосферы с типично океаническими осадочными отложениями связано не только с динамикой тороидов планеты-гексаэдра. Важная роль принадлежит взаимодействию тороидов двухслойной пентагон-додекаэдрической структуры планеты. Это взаимодействие послужило источником радиальных перемещений плит и окончательного образования обширных депрессий.
3. Несмотря на возможность погружения отдельных фрагментов относительно низкоплотной литосферы (плит промежуточного состава) в областях нисходящего перемещения материи, общий ход эволюции однозначно свидетельствует о постоянном увеличении площади континентальной земной коры (формировании внешних разуплотнённых оболочек планеты) за счёт постоянного взаимодействия вещества ТС в слое «Е», а в последующем и в приповерхностных оболочках.
4. Закономерность эволюции планеты как активной гравитирующей системы заключается в постепенной активизации приповерхностных оболочек литосферы и относительном выравнивании их физических свойств, накоплении мощных слоёв разуплотнённой материи в атмосфере, значительном ослаблении общего магнитного поля. Возможно, будущее земное состояние – это современная венерианская стадия развития.
Конкретизируя ситуацию в геодинамическом плане, подытожим сказанное. Эволюция субсферической планеты это волновой процесс передачи импульса от наиболее активных (разогретых) масс следующим по рангу составным частям. Такой процесс несимметричен, поэтому мы наблюдаем закономерный переход от глобальных перестроек литосферы в области Атлантического океана к формированию тороидальных региональных и локальных структур в пределах Тихоокеанского пояса, расположенного в той же субмеридиональной зоне. Усиление активности следующих по рангу динамических структур эволюционного ряда есть следствие расходования начального импульса, перераспределения радиоактивных элементов (вероятнее всего, изначально также распределённых неравномерно в планетном протовеществе), а также влияния уже свершившихся перестроек, затрудняющих преобразования такого же ранга в соседних областях литосферы. В физическом аспекте отмеченные особенности геодинамики проявлены в изменении вихревого поля движения (магнитного), когда в экваториальном поясе и южных районах напряжённость магнитного поля (полный вектор) уменьшается на 140 нТл в год, а в северных районах увеличивается на 40 нТл в год (данные на эпоху 1975 года).