8.2. Основные этапы образования и развития земной коры

Образование планеты Земляи наиболее ранний «догеологический» этап её развития (4,6-4,0 млрд. лет назад). В настоящее время почти всеми признаётся, что Земля вместе с Солнцем и другими планетами образовалась из газопылевого облака, включавшего и довольно крупные обломки, появившиеся в связи со вспышкой Сверхновой звезды, которая к тому же породила гравитационную волну, способствовавшую сжатию газопылевого облака и началу конденсации составлявшего его рассеянного материала. Формирование планеты Земля путём аккреции составивших её частиц (планетозималей) должно было протекать очень быстро – в течение сотни млн. лет. Варианты последующей истории развития Земли неизбежно обусловлены тем - являлась ли аккреция гомогенной или гетерогенной. Наиболее вероятной остается промежуточная точка зрения – первоначально образовалось лишь внутреннее ядро, а внешнее возникло позже, в ходе глубинной дифференциации мантийного материала на железо с примесью никеля, стекающее в ядро, и силикаты, поднимающиеся в мантию. Эта дифференциация, постепенно замедляясь, продолжается и до настоящего времени, сопровождаясь выделением тепла.

Разогрев Земли на самой ранней стадии её развития мог вызвать плавление не только внешнего ядра, но и более поверхностных частей планеты, вплоть до возникновения так называемого «магматического океана». По другой версии поверхностная часть твёрдой Земли не была расплавлена, но расплавленная зона возникла на небольшой глубине и она являлась прототипом астеносферы. Какой бы сценарий не был разыгран природой, самые ранние свидетельства (магматические породы и магматические цирконы) былых процессов не древнее 4,0-4,3 млрд. лет.

Важным фактором развития Земли на этом этапе и несколько позднее (по аналогии с Луной) принимается предполагаемая метеоритная бомбардировка, спровоцировавшая разогрев и интенсивный базальтовый вулканизм. Доказать это фактологически сейчас невозможно. На этом этапе развития началось расслоение Земли на оболочки – ядро (внутреннее и, возможно, внешнее), мантию, кору и атмосферу.

Раннеархейский этап(4,0-3,5 млрд. лет назад) – этап формирования протоконтинентальной коры. Этот этап документирован породами соответствующего возраста, обнаруженными в отдельных участках практически на всех континентах и древних платформах. Это «серые гнейсы», породы серии Исуа в юго-западной Гренландии, метакоматииты Украинского щита, амфиболиты Водлозёрского блока Балтийского щита и т.д.

На этом этапе своего развития Земля обогатилась ещё двумя оболочками – протоконтинентальной корой (по одной из гипотез) и гидросферой и первыми признаками биосферы.

Средне- и позднеархейский этап(3,5-2,5 млрд. лет назад) – возникновение континентальной коры и становление первой Пангеи. На этом этапе широкое развитие получили зеленокаменные пояса. Площадь архейской коры уже составляла не менее 70% площади современной континентальной коры, которая, вероятно, представляла собой единый крупный суперконтинент Пангею и его антипод – мировой океан Панталасса с базальтовой корой океанического типа. Эта структура крайне дисимметрична. По одной из гипотез предпосылкой для образования Панталассы, как элемента этой дисимметричной структуры, могло быть падение на Землю огромного астероида, которое привело к выбросу материала, впоследствии создавшего Луну.

Раннепротерозойский этап(2,5-1,7 млрд. лет назад) – распад первой Пангеи, обособление платформ и подвижных поясов и дальнейшее разрастание континентальной коры. К концу архея, вследствие снижения теплового потока, который был обусловлен радиоактивным распадом, и охлаждения, верхняя часть коры стала достаточно жесткой и хрупкой, что способствовало образованию трещин, заполненных дайками, протоавлакогенов и палеорифтогенных структур. Развитие большей части этих структур закончилось к концу раннепротерозойского этапа, что привело к сращиванию ранее разделённых ими континентальных блоков, к наращиванию континентальной новообразованной коры и тем самым к восстановлению единства Пангеи, которая, вероятно, уже превосходила по площади первую, эпиархейскую Пангею. Для данного этапа развития возможно применение модели «тектоники малых плит».

Среднепротерозойский этап (1,7-1,0 млрд. лет назад) – частичный распад и восстановление единства Пангеи. Этот этап в развитии Земли остаётся не вполне ясным, поскольку отложения нижнего и среднего рифея весьма ограничены. Предполагается, что раскол Пангеи дальше образования континентальных рифтов не пошел. Рифтогенез закончился формированием авлакогенов или внутриплитных складчатых систем. Разогрев привёл к образованию крупных стратиформных плутонов габбро-анортозитов и гранитов-рапакиви, и проявлению кислого субаэрального вулканизма.

Признаком прогрессирующей деструкции Пангеи в среднем рифее могут служить офиолиты, выявленные в ряде структур. Тем не менее, предполагается, что к концу этого периода большая часть подвижных систем завершила своё развитие, спаяв снова разделённые было части Пангеи.

Позднепротерозойско-раннепалеозойский этап(1,0-0,4 млрд. лет назад) – деструкция протерозойской Пангеи, заложение и начало развития подвижных поясов неогея. В это время деструкция Пангеи приводит к полной её дезинтеграции с обособлением кратонов (ядер современных материков) и заложению широких подвижных поясов на начальной стадии палеоокеанов, которые затем эволюционировали на протяжении фанерозоя. Это – океаны Япетус, прото-, а затем палео-Тетис, палео-Азиатский и палео-Арктический океаны. Из них только Япетусзакончил свой развитие в конце данного этапа, что привело к объединению Северной Америки и Восточной Европы в Лавруссию.

Рис. 8.3. Положение материков в триасе и в настоящее время. По Э.Канасевичу и др. (1978). 1 – зоны субдукции и соответствующие им активные континентальные окраины; 2 – пассивные континентальные окраины; 3 – современные оси спрединга Антлантического и Индийского океанов

На этом этапе проявилось определённое различие в эволюции северной и южной части Пангеи. В северной части господствовали процессы деструкции, а в южной – уже к началу палеозоя проявились обратные тенденции, что привело к формированию единого южного суперконтинента Гондвана.

Позднепалеозойско-раннемезозойский этап(0,4-0,2 млрд. лет назад) – возрождение Пангеи. На этом этапе в условиях прогрессирующего сжатия происходит воссоединение распавшихся структур в Лавруссию и объединение её с Сибирью в суперконтинент Лавразия, а затем к смыканию Лавразии с Гондваной за счёт западной части океана Тетис. В итоге опять был образован единый суперкинтинент Пангея. Отмирание складчато-орогенных поясов и смена в них орогенного режима платформенным привели к возникновению молодых платформ (Скифско-Туранской, Западно-Сибирской, Восточно-Австралийской и др.). Во второй половине данного этапа они переживали тафрогенную стадию развития – платформенный чехол на них накапливался в следующем этапе. С последующим разогревом верхней мантии проявились вспышки траппового магматизма и начальные процессы рифтогенеза, предварявшие начало распада Пангеи в конце средней юры.

Позднемезозойско-кайнозойский этап(0,2-0 млрд. лет назад) – распад Пангеи и образование молодых океанов, формирование современной структуры и рельефа Земли Главным событием этого этапа в историиЗемли и развития земной коры был распад Пангеи (рис. 8.3). Начало было положено образованием Центральной Атлантики, соединением её с Тихим океаном через Карибский пролив и с реликтовым океаном Тетис через Западное Средиземноморье. Таким образом, происходило восстановление широкого океанского пространства, разделявшего Лавразию и Гондвану до позднего палеозоя. Происходит обновление коры Тихого океана, нарастает субмеридионально ориентированный Атлантический океан и северная часть Индийского, опоясывающего Антарктиду, сокращение Тетиса, сближение Евразии с обломками Гондваны (Африкой, Аравией, Индией и Австралией) и т.д. В конечном счёте, был сформирован современный ансамбль структур – континентов и океанов.