Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
Geodinam / geokniga- ¯«®­®¢-£¥®¤¨­ ¬¨ª -2001.pdf
Скачиваний:
399
Добавлен:
23.02.2016
Размер:
4.65 Mб
Скачать

ограничиться рассмотрением небольшого числа плит, на которые разделена литосфера Земли.

Следует иметь в виду, что понятие “литосферная плита” ни в коем случае не тождественно понятию “материк”, даже если первая и второй имеют одинаковые названия. Как видно на рис. 2.3.1, почти все литосферные плиты имеют смешанный тип и включают в себя как континентальную, так и океанскую части.

Например, Африканская литосферная плита включает в себя отнюдь не весь Африканский материк: его восточная часть отделена континентальной рифтовой системой (дивергентной границей) и относится к смежной Сомалийской плите. Но зато Африканская литосферная плита захватывает почти всю восточную часть Атлантического океана до Срединно-Атлантического хребта, а также часть Южного океана. Никакой межплитовой границы под Атлантическим побережьем Африки не проходит – здесь расположена пассивная континентальная окраина. Таким образом, границы Африканской плиты имеют следующие типы: на западе, юге, востоке и северо-востоке – дивергентные (Срединно-Атланти- ческий хребет, Африкано-Антарктический хребет Южного океана, Восточно-Африканская континентальная рифтовая система, молодой океанский рифт Красного моря); на северо-западе – трансформная (Азоро-Гибралтарский разлом); на севере – конвергентная (зона коллизии в Средиземном море). Африканская плита граничит с шестью смежными литосферными плитами, против часовой стрелки – Северо-Американской, Южно-Американской, Антарктической, Сомалийской, Аравийской и Евразийской.

Есть даже плита (Индийская), захватывающая сразу два материка – частично Евразию (Индостан) и целиком Австралию.

Можно назвать лишь три почти чисто океанских плиты – самую крупную литосферную плиту Земли Тихоокеанскую и две более мелких – Кокос и Наска. Есть одна почти чисто континентальная плита – Аравийская. Все остальные литосферные плиты Земли, как уже говорилось, имеют смешанный тип.

2.4. Кинематика плит

Все литосферные плиты непрерывно перемещаются друг относительно друга. Анализ их перемещений выполняется в геодинамике на строгом количественном уровне. В этом состоит

129

одно из главных преимуществ, которые дала геодинамике тектоника плит. Сразу же отметим, что ниже рассматриваются лишь методы анализа движений плит, но не причины движений,

окоторых пойдет речь в следующих разделах.

2.4.1.Постулаты кинематики плит

Воснове кинематики литосферных плит лежат два фундаментальных постулата: об абсолютной жесткости плит и о

неизменности радиуса Земли.

Постулат об абсолютной жесткости плит состоит в том, что литосферные плиты в геологических масштабах времени ведут себя как упругие тела, способные передавать прилагаемые к ним напряжения на любые расстояния, не испытывая внутренние пластические деформации. Действительно, как было показано в разделе 2.2, вязкость литосферы на несколько порядков превышает вязкость подстилающей ее астеносферы. Кроме того, предположение о жесткости литосферных плит может быть проверено увязкой их движений в глобальном масштабе. Если плиты жесткие, то движение какой-либо одной плиты относительно другой неизбежно должно вызвать относительные движения смежных плит, а следовательно, и всего ансамбля литосферных плит Земли (см. рис. 2.3.1). Таким образом, величина общего расхождения плит (векторная сумма движений на дивергентных границах) должна равняться суммарной величине их схождения (конвергенции). Действительно, такое равенство в первом приближении существует.

Вто же время понятно, что постулат об абсолютной жесткости плит применим лишь в глобальном масштабе. Геологам хорошо известны складчатые деформации орогенных поясов, сопровождающиеся пластическим течением горных пород. Эти процессы идут на границах плит (конвергентных, коллизионного типа), так что никаких противоречий с базовыми постулатами тектоники плит здесь нет. Однако сами коллизионные границы в отличие от межплитовых границ всех других типов имеют значительную ширину и размытые очертания в плане. Поэтому в региональном, а тем более в локальном масштабе исследований постулат об абсолютной жесткости плит уже нельзя принимать безоговорочно.

Постулат о неизменности радиуса Земли предполагает, что в

130

геологических масштабах времени объем и площадь поверхности нашей планеты оставались примерно постоянными. Действительно, некогда популярная гипотеза о сжатии (контракции) Земли

внастоящее время полностью отвергнута. Альтернативная гипотеза расширяющейся Земли противоречит многим фактам и также не может быть принята в ее максималистском виде. В частности, если принять, что образование современных океанов, занимающих две трети поверхности нашей планеты, обусловлено только расширением Земли (без поглощения океанской литосферы

взонах субдукции), то это требует увеличения радиуса Земли на 1000 км за последние 200 млн лет, т.е. со скоростью 2 см/год (!). Такое предположение совершенно нереально хотя бы потому, что столь сильное увеличение радиуса Земли сказалось бы в заметном возрастании ее момента инерции и, значит, в изменении продолжительности суток. В то же время при изучении колец роста ископаемых кораллов установлено, что момент инерции Земли, по крайней мере с девона (последние 400 млн лет), составлял не меньше 0,994 современной величины.

Таким образом, можно допустить лишь крайне незначительное увеличение радиуса Земли, обусловленное уменьшением во времени гравитационной постоянной и идущее со скоростью всего

0,002 см/год. Следовательно, радиус Земли за последние 200 млн лет мог увеличиться всего лишь на 4 км (0,06%), а такой величиной при глобальном анализе движений литосферных плит, естественно, можно пренебречь.

2.4.2.Относительные и абсолютные движения

Вкинематике плит различают относительные и абсолютные движения. В первом случае подразумевается движение какойлибо одной литосферной плиты по отношению к другой, а во втором – движение плиты (или ансамбля плит) относительно географической (абсолютной) системы координат.

Относительные движения плит однозначно восстанавливаются по наблюдениям процессов, идущих на межплитовых границах. Следует только всегда специально оговаривать выбранную систему отсчета, т.е. указывать, по отношению к чему определяется движение плиты – к другой ли плите, или к их общей границе, или к какой-то другой выбранной точке.

Например, как видно из рис. 2.3.1, Африканская и ЮжноАмериканская литосферные плиты имеют общую дивергентную

131

границу – Срединно-Атлантический хребет. По ней указанные плиты расходятся примерно в широтном направлении со скоростью около 4 см/год (в южной части Атлантического океана). Можно сказать, что Африканская плита отодвигается от ЮжноАмериканской на восток со скоростью 4 см/год. Правильным будет и утверждение, что Южно-Американская плита отодвигается от Африканской с той же скоростью, но на запад. Любую из двух плит, имеющих общую границу, можно условно принять в качестве неподвижной и анализировать по отношению к ней движение другой плиты.

Однако при этом сама межплитовая граница (СрединноАтлантический хребет) не стоит на месте. Принимая в качестве условно неподвижной Южно-Американскую плиту, можем утверждать, что по отношению к ней Срединно-Атлантический хребет движется на восток со скоростью 2 см/год (половина той скорости, с которой в том же направлении от Южно-Амери-канской плиты отодвигается Африканская). И наоборот, по отношению к условно неподвижной Африканской плите Срединно-Атлантический хребет движется на запад, также со скоростью 2 см/год.

При изложенном подходе всегда можно выбрать из всего ансамбля литосферных плит Земли какую-то одну, условно принять ее неподвижной и в дальнейшем рассматривать движения остальных плит по отношению к ней. В качестве отсчетной (условно неподвижной) может быть взята любая плита, но следует помнить, что движения в такой системе отсчета относительны, и обязательно надо указывать – по отношению к какой плите эти движения описываются.

Расшифровка абсолютных движений литосферных плит по поверхности Земли – гораздо более сложная и неоднозначная задача. Как уже отмечалось, в качестве абсолютных рассматриваются движения, привязанные к какой-то системе отсчета, которая так или иначе остается неподвижной в течение геологического времени по отношению к оси вращения Земли. Пока единственными методами абсолютных реконструкций остаются палеомагнитный и палеоклиматический, о которых более подробно пойдет речь в главе 5. Однако их общим недостатком

132

Тут вы можете оставить комментарий к выбранному абзацу или сообщить об ошибке.

Оставленные комментарии видны всем.