2.1.2 Тектонічні рухи

Важливішим питанням геодинаміки є вивчення проявлень і механізмів тектонічної активності Землі. Які ж причини тектонічних рухів? Які джерела енергії спричиняють тектонічні процеси? Відповіді на ці питання поки що немає.

Рисунок 2.4 – Сучасні рухи головних плит над системою нерухомих гарячих “точок” (за даними П. Шарма)

Існуючі гіпотези контракції Елі де Бомона, праці Зюса, Е. Любимова, В. Магницького та багатьох інших (пульсаційна теорія, теорія ізостазії, гіпотеза радіоактивних процесів Д. Джолі, 1929 р., хвильова гіпотеза Е. Хартмана, Р. Беммелена, гіпотеза магматичних течій О. Ампфера, астенолітна гіпотеза Б. і С. Уіллісів, радіоміграційна гіпотеза В. Білоусова, нові ідеї М. Стоваса і Б. Лічкова) основані на визнанні ведучої сили тяжіння у розбурхані процесів тектогенезу. Кожен з них вказував на важливі сторони геотектогенезу та намагався розібратися у складніших проблемах походження тектонічних рухів, однак значних успіхів не досяг.

Залишивши створення успішної теорії на майбутнє, розглянемо фізичні фактори, які б свідчили про наявність тектонічних рухів.

По-перше: необхідно вважати встановленим фактом відому рухомість речовини в надрах Землі приблизно до глибини 800-1000 км. Свідченням цього є наявність в глибині тектонічних напруг (осередки глибокофокусних землетрусів), данні аномалій сили тяжіння (які неможливо зрозуміти без ідеї про горизонтальні переміщення речовини).

По-друге: особливості термічного режиму (нерівномірне розподілення температур) в зовнішніх частинах земної кулі:

-сили тяжіння, пов’язані з обертанням Землі;

-вплив радіоактивних елементів і силу тяжіння;

-гравітаційна та ротаційна енергії, радіоактивне тепло.

Останні (комбіновані дії цих трьох сил) призводять до виникнення напруг і до переміщення речовини в надрах Землі. Тобто необхідно припустити наявність конвективних течій (повільних перетікань речовини) як в тангенціальному, так і в радіальному напрямках з врахуванням течій, які можуть охоплювати цілі регіони Землі до глибин в сотні кілометрів. Тому питання про характер рухів, відомий для земної кори, вирішується легше. Конвективні течії захоплюють в рух і сиалічну оболонку, в межах якої відомі вертикальні (коливні) і горизонтальні (складкоутворюючі) рухи (рис. 2.5).

Вирішальне значення в розвитку тектонічних процесів необхідно надати силам, які виникають у всій товщі перидотитової оболонки. Сюди ж можна віднести процеси виникнення та хід диференціації магми. Розщеплення магми на кислу та основну, що відбувається під дією не тільки фізичних, але й хімічних сил, призводить до розшарування земної кори і до формування самої кори в цілому. Диференціація магми та конвективні течії, ймовірно, можуть пояснити наявність як сиалічних коренів у сучасних складчастих зонах, так і відсутність сиалічного матеріалу під океанами (проблема виникнення океанічних западин).

Рисунок 2.5 – Схема походження вертикальних і горизонтальних рухів літосфери. Диференціація на границі ядро-мантія → підняття легкого нагрітого матеріалу в астеносферу → вертикальні рухи літосфери (підняття і опускання) – горизонтальні рухи літосфери

Аналіз гравітаційного поля платформ і співставлення його з основними проявленнями вертикальних рухів земної кори показали, що причинами первинних швидких рухів є зміни об’єму мас земної кори і мантії. Такі зміни можуть бути викликані розігрівом в процесі зонної виплавки і послідуючим охолодженням.

У випадку захоплення рухами досить обширних територій необхідно враховувати дію ізостатичного фактору, який може збільшити розмах рухів. Зміна знаку рухів знаходить своє пояснення в охолодженні до нормальної температури після завершення чергового етапу зонної плавки. При цьому всі рухи утворюються із зворотнім знаком. Фазових границь може бути кілька, і це дасть накладення ряду швидких рухів з періодами від 104 до 107 років (залежно від товщини шару, що трансформується) на загальне підняття або опускання з періодом 108 років.

Те, що в геосинклінальних областях відбуваються рухи із швидкостями, в загальному не сильно відрізняються від швидкостей платформових, але з більшими амплітудами, підтверджує дію того ж механізму, але з відповідно більшою товщиною шарів, що трансформуються.