2. Геодинамическая система первого уровня (ранга, гс-1)
Охватывает всю мантию и состоит из 2-х глобальных конвективных ячеек:
- одна – под суперконтинентом (например, современный Африканский суперплюм),
- другая – под панокеаном (например, Тихоокеанский суперплюм).
Граница ячей – субмеридиональная полоса нисходящего потока между 100ов.д. и 80о з.д. Здесь мантия относительно холоднее.
ГС-1 обусловливает становление и распад суперконтинентов (циклы Вилсона).
1 – западная
компонента дрейфа континентов в ГС-0;
2
– направление конвекции в суперплюмах
мантии (под континентальным сегментом
это общемантийная конвекция, под
Тихоокеанским – нижнемантийная);
3
- направление конвекции в верхней мантии
(в случае двухъярусной конвекции под
Тихоокеанским сегментом);
4
– условный равноглубинный уровень в
нижней мантии;
5
– условная изотерма в нижней мантии;
6
– зона спрединга в океанической мантии,
мигрирующая под влиянием конвекции в
ячейках ГС-1;
7
– рифтовая зона в континентальной
мантии, возникающая над областью
восходящего потока в ГС-1;
8
– континенты, испытывающие горизонтальное
растяжение над областью восходящего
потока (Африка) и дрейф между областями
восходящего и нисходящего потоков
(Америка и Евразия-Австралия)
«Сценарий цикла Вилсона» (Хаин, Короновский, 2008. с. 49).
1. В экваториальной зоне существует «горячий пояс», обусловленный ротацией Земли вокруг оси.
Под суперконтинентом образуется восходящий поток (суперплюм), который приводит к расколу континента.
На противоположной части Земли – второй суперплюм.
Восходящие конвекционные потоки вызывают нисходящие потоки в субмеридиональной полосе.
Всё вместе – это геодинамическая система 1 (ГС-1) с двумя конвективными ячеями.
2. Под действием конвекции континенты (части распавшегося суперконтинента) смещаются в зону нисходящего потока конвекции.
При этом под действием ротационных сил (ГС-0) они смещаются в сторону Южного пояса (как при распаде Родинии) или Северного – как при распаде мезозойской Пангеи.
Здесь они смыкаются в мегаконтинент (типа Гондваны), тем самым заканчивается 1-я половина цикла.
3. Под мегаконтинентом начинает накапливаться избыточное тепло, конвекция в системе ГС-1 ослабевает. Начинают над ней преобладать ротационные силы (ГС-0). Они стремятся привести поверхность Земли к форме геоида, сплюснутой у полюсов.
Континенты начинают смещаться из субмеридиональной относительно холодной полосы к экватору и собираются в суперконтинент. Цикл Вилсона заканчивается и начинается новый.
Существующие проблемы
Причина распада суперконтинентов?
Б-во: накопление избыточного тепла под суперконт ввиду его большой ширины и низкой теплопроводности.
Возражение: мегаконт Гондвана обладал этими качествами, но не распался в палеозое.
Современный суперплюм зафиксирован под Африкой – не самым большим континентом. Под Евразией его нет. Суперплюмы распол-ся близ экватора (рис. ).
Пояснение к рис. В экваториальной полосе пониженных скоростей выделяются 2 области, расположенные антикордантно и соответствующие центрам Тихоокеанского и Африканского суперплюмов.
Следовательно, для распада суперконт-в необходимы
теплоэкранный эффект,
нахождение близ экватора в «горячем поясе» Земли.
Лекция 6. 2013. 01.11.2013