1.4 Лабораторна робота № 4. Геодинамічні моделі дрейфу континентів

Мета роботи: ознайомитись з гіпотезами горизонтального дрейфу континентів. З’ясувати рушійні сили і механізми процесу.

Завдання:

1 Створити геодинамічну модель дрейфу континентів та намалювати схему (додаток Г).

2 Зробити висновки.

Основні теоретичні положення

Нове тлумачення геотектонічних процесів виникло з положення про горизонтальний дрейф континентів. Безпосереднім доказом можливості горизонтальних переміщень великих блоків земної кори є подібність обрисів берегів Атлантичного океану, особливо у південній півкулі. Факт подібності обрисів східних берегів Південної Америки і західних берегів Африки був основою геотектонічної гіпотези розробленої в 1915 році німецьким вченим А. Вегенером.

Вперше запропонований для пояснення геотектонічних процесів горизонтальний дрейф континентів заклав основу цілого напрямку в геотектоніці, що отримав назву мобілізм, на відміну від пануючих раніше уявлень фіксизму (що не допускали крупно-масштабних горизонтальних переміщень блоків земної кори).

Суть гіпотези А. Вегенера полягає в наступному. В кінці кам’яновугільного періоду сучасні континенти являли собою один суперконтинент Пангею. В мезозої почалось дроблення Пангеї і дрейф окремих континентальних глиб в напрямку до їх сучасного положення. Утворення складчастості А. Вегенер пояснював зминанням зовнішніх країв рухомих глиб (Кордельєри, Анди) або їх зіткненнями (Гімалаї); періодичність складкоутворення пов’язувалось з послідовним дробленням і розпадом Пангеї.

Запропоновану гіпотезу горизонтального дрейфу континентів А. Вегенер намагався обґрунтувати палеонтологічними і палеокліматичними даними, що були відомі на той час. Проте деякі з них були сумнівні, а головне, не витримав критики механізм переміщення континентальних глиб, запропонований А. Вегенером. На його думку, розпад Пангеї і дрейф континентів зумовлені припливними силами місячно-сонячного притягання і ротаційними силами обертання Землі, під дією яких легші гранітні континентальні глиби стали ковзати по поверхні базальту, поступово віддаляючись. Але розрахунки показали що ці сили недостатні для такого переміщення континентальних глиб.

В 1937 році уявлення А. Вегенера були розвинуті в гіпотезі геолога А. Тойта. Згідно цій гіпотезі, що врахувала нові палеокліматичні і палеонтологічні дані, допускалось існування не одного, а двох первинних материків: Лавразії (в північній півкулі) і Гондвани (в південній). Для гіпотези А. Тойта характерна детальна обґрунтованість геологічними даними.

В результаті розпаду Гондвани в мезозойсько-кайнозойський час відбулось відокремлення сучасних континентів південної півкулі та Індостану, при зіткненні якого з Азією утворились Гімалаї. Суттєвим недоліком гіпотези є відсутність обґрунтування фізико-механічних процесів і описовий характер.

Інший механізм переміщення континентальних глиб був розроблений в 1929 році американським вченим А. Холмсом. Його гіпотеза підкорових течій передбачає існування в мантії (субстраті) повільних конвективних потоків, зумовлених різним розподілом тепла під континентами і океанами. Висхідні конвективні потоки приводять до розриву кори, розсуванню блоків і утворенню молодого океанічного дна. В районах низхідних потоків, навпаки, блоки стикаються, зминаються, утворюючи системи насувів, шар’яжів, а глибинні шари кори навіть затягуються в мантію, переходячи в глибинні аналоги базальтів - еклогітів.

З розробкою гіпотези А. Холмса ідеї мобілізму отримали новий імпульс, що зумовило їх широку популярність. Крім того, в останній час при вивченні будови дна океанів отримано нові дані, які також використовуються для підтвердження можливості горизонтального дрейфу. Ці дані стали основою гіпотези нової глобальної тектоніки або тектоніки плит (додаток Д).

Основні ідеї, покладені в основу гіпотези тектоніки плит, пов’язані з відкриттям:

-зон формування молодої океанічної кори на ділянках рифтоутворення (зон спредінгу);

-зон поглинання кори в глибоководних жолобах (зон субдукції).

Гіпотеза тектоніки плит дає чітку картину геотектонічних процесів, що базується на даних вивчення геології океанічного дна. Разом з тим, деякі фактори не мають доброго пояснення в рамках цієї гіпотези. Не чітко обґрунтовано теплову конвекцію в мантії. Умовою конвекції є висока однорідність речовини мантії, що не підтверджується, очевидно, в дійсності. Наявність горизонтальних сейсмічних меж розділу в мантії свідчить про відсутність радіоактивних конвективних потоків. Іншим недоліком гіпотези є слабка аргументація з позицій фізики.

Перелік контрольних питань:

1. Чи впливають процеси спредінгу і субдукції на дрейф континентів?

2. Що таке колізія континентів?

3. На основі яких досліджень можна вираховувати швидкість розсування плит?

4. Чи впливає потік мантійної речовини на переміщення континентів і як?

5. Які геодинамічні процеси свідчать про взаємодію блоків?

6. Основні положення, на яких базується гіпотеза дрейфу континентів?