3.1.3 Глибинні процеси землі та їх поверхневі прояви

Наприкінці 60-х років в основному склався теоретичний фундамент для розуміння явищ і процесів, пов’язаних з континентальним дрейфом. Останньою і найважливішою гіпотезою, яку висунули американець Дж. Морган і француз Кс. Ле Пишон, була концепція мозаїчної структури поверхневої оболонки Землі, розбитої на жорсткі плити, що приводяться у рух мантійною конвекцією. Дрейф континентів став складовою частиною так званої тектоніки плит (від латинського tectonicus, що означає науку про форму, орнамент і зібрання при конструюванні). Тепер він пояснюється рухом плит, на яких знаходяться континенти.

Рисунок 3.1 – Схема Пангеї та її розпад (за А. Вегенером)

а – кінець карбону, б – еоценова епоха, в – початок четвертинного періоду. Заштриховані – окраїнні і внутрішні моря на континентах

Рисунок 3.2 – Утворення Червоного моря в результаті проникнення дайки. Модель побудована за геофізичними даними (за даними М. Ботта)

3.1.4 Тектоніка плит

Згідно з теорією тектоніки плит, зовнішня оболонка Землі розділена на ряд жорстких плит, які рухаються одна відносно до іншої. Швидкості їх відносного руху за порядком величини складають кілька сантиметрів на рік. Хоча ці швидкості видаються незначними, виявляється, що більша частина всіх землетрусів (рис. 8.3), вулканічних вивержень і процесів утворення гір можна віднести за рахунок взаємодії між сусідніми літосферними плитами на їх границях.

Плити складені із відносно холодних порід і мають товщину близько 100 км. Вони безперервно утворюються і поглинаються. Поблизу серединно-океанічних хребтів, де плити розходяться у протилежні сторони, відбувається процес розсування океанічного дна (спредінгу). У проміжках між ними знизу піднімаються гарячі мантійні породи, які охолоджуються, стають жорсткими і формують нові ділянки плит. З цієї причини серединно-океанічні хребти називають також границями нарощування плит.

Площа поверхні Землі залишається практично постійною, тому поряд із створенням плит повинні відбуватися і процеси їх знищення. Вони відбуваються в районі так званих океанічних жолобів.Тут дві суміжні плити сходяться, і одна з них заходить під іншу, опускаючись у глибину Землі. Цей процес називається субдукцією. Тому океанічні жолоба називають також границями знищення (анігіляції) плит.

Літосфера складена відносно холодними і жорсткими породами, завдяки чому плити можуть рухатися по земній поверхні, майже не зминаючись. Тверді породи мантії, які знаходяться під літосферою, сильно нагріті і тому можуть легко деформуватись (рис. 3.4). Вони утворюють так звану астеносферу, по якій літосферні плити ковзають, зазнаючи відносно малий опір. Рухаючись від зони нарощування до зони анігіляції, плити охолоджуються і стають товщими. Саме тут, між літосферними плитами, що занурюються і примикають до неї зверху, знаходяться головні розломи земної поверхні. В області цих розломів, в холодних крихких породах плит, чужорідних для гарячої речовини мантії, що оточує її, відбувається найбільша кількість найсильніших землетрусів планети.

Рисунок 3.4 – Система занурення однієї плити під іншу.

(за Д. Пакемом і Д. Фолві). Системи: крайове море – острівна дуга: а – молода (10 – 40 млн.р.); б – зріла (100 – 250 млн.р.); в – деформована. І-континент; ІІ- крайові моря; ІІІ-острівна дуга; ІV-зона метаморфізму при низьких температурах і тисках; V- зона метаморфізму при високих температурах і тисках. Кора: 1 – континентальна, 2 – острівно- дугова, 3 – океанічна,4 – осади, 5 – інтрузії

Вздовж майже всіх океанічних жолобів тягнеться ланцюг діючих вулканів; літосферний блок опускається під них на глибину близько 150 км. Там його породи плавляться, і розплав, легший, ніж його оточення, піднімається і лавиною виливається на поверхню. Якщо ланцюг вулканів лежить на дні океану, утворюється острівна дуга, типовим прикладом якої можуть слугувати Алеутські острови у північній частині Тихого океану. Якщо ж океанічний жолоб проходить поблизу континенту, вулкани виникають на поверхні суші.

Таким чином, теорія тектоніки плит принесла нове уявлення про зовнішню оболонку Землі як про систему жорстких структур, що рухаються одна відносно іншої. Але вона не зачіпає процесів в глибоких надрах Землі і практично ігнорує роль виключно вертикальних рухів в еволюції земної поверхні. Не дає вона відповіді і на ряд принципових питань, наприклад, чому після свого формування суперконтинент розколюється на частини, які, рухаючись, розходяться у різні боки?

До початку 90-х років стало зрозумілим, що потрібна нова теорія, яка б узагальнювала тектоніку плит і давала пояснення як новим даним про внутрішню будову Землі, так і процесам, які відбуваються в її надрах.