3.7. Концепция новой глобальной тектоники

Изучение геологии океанов, открытие планетарной системы срединно-океанических хребтов и рифтовых долин и т.д. дали ученым в последние годы принципиально новые геологические данные. Они послужили толчком развитием идей мобилизма на качественно новой основе.

В конце 50-х – начале 60-х гг. прошлого века было установлено существование астеносферы и тем самым слоя, по поверхности которого возможно относительное перемещение литосферы. Было подтверждено предполагавшееся А. Вегенером отличие мощности и состава континентальной и океанской коры. Было обнаружено существование грандиозной системы срединно-океанических хребтов и рифтов. В океане были открыты линейные знакопеременные магнитные аномалии, параллельные и симметричные относительно осей срединных хребтов. Данные нового научного направления - палеомагнетизма – показали, что материки испытали значительные перемещения, прежде чем занять свое современное положение.

В 1961-1968 гг. усилиями американских, английский, канадских и французских геологов и геофизиков были разработаны основы новой моблистской теории, первоначально больше известной как новая глобальная тектоника, а затем как тектоника плит (или тектоника литосферных плит).

Она базируется на совокупности ряда современных гипотез: раздвигания океанического дна, перемещения плит литосферы и др.

В 1962 г. американский геолог Г. Хесс и геофизик Р. Дитц описали процесс образования океанов в результате раздвижения континентов и разрастания пространства молодой океанской коры начиная от срединно-океанских хребтов. Это процесс получил название – спрединг океанского дна (спрединг – распространение, разрастание)

На основе идеи спрединга и установленных недавно перед этим инверсий магнитного поля Земли (т.е. свойство менять полярность через определенные промежутки времени) английские геофизики Ф. Вайн и Д. Мэтьюз выдвинули в 1963 г. оригинальную гипотезу. Базальтовая лава, излившаяся через рифтовую трещину, приобретает и сохраняет намагниченность в направлении общего магнитного поля Земли в момент своего застывания. При последующих излияниях магмы в случае смены направления магнитного поля образуется полоса противоположной направленности. Таким образом они объяснили полосовые магнитные аномалии океана.

Развивая эту идею, американские геофизики Дж. Хейртцлер и др. разработали первую возрастную шкалу магнитных аномалий океана. Американский геолог Г. Менард открыл в Тихом океане гигантские разломы, пересекающие срединно-океанические хребты. Канадский геофизик Дж. Вилсон установил, что они образуют особый класс разломов, и назвал из трансформными. Изучив распределение землетрясений по земному шару и механизмы смещений в их очагах американские сейсмологи Б. Изакс, Дж. Оливер и Л. Сайкс нарисовали общую картину смещений литосферных плит. Так общими усилиями ученых, получивших новый фактический материал по геологии океанов и геофизике, была сформулирована новая концепция, опубликованная в Journal of Geophysical Research в 1968 г.

Фактическое подтверждение новой концепции дало глубоководное бурение, наблюдение с подводных спускаемых аппаратов и данные космической геодезии. С появлением сейсмической томографии нашла подтверждение реальность погружния холодных литосферных плит глубоко в мантию, а также конвективных течений в мантии, рассматриваемых тектоникой плит в качестве одной из основных движущих сил.

Все это дает полное основание расценивать тектонику плит как первую в истории геотектоники научную теорию, имеющую достаточную предсказательную силу. Статус тектоники плит как теории подкрепляется математической количественной формулировкой, благодаря которой кинематика плит может быть экстраполирована и в прошлое и в будущее.

Основные положения тектоники плит.

Тектоника литосферных плит базируется на 6 предпосылках:

1 – разделение верхней части твёрдой Земли на две оболочки – жесткую и хрупкую литосферу и более пластичную и подвижную астеносферу;

2 – литосфера подразделена на ограниченное число плит (в настоящее время – семь крупных и семь малых);

3 – принимается три рода перемещений и соответственно границ между плитами: дивергентные (конструктивные) границы, вдоль которых происходит раздвижение плит или спрединг; конвергентные (деструктивные) границы, на которых идёт сближение плит, обычно выражающееся поддвигом одной плиты под другую (если океанская плита подвигается под континентальную – субдукция, а наоборот – обдукция, а если сталкиваются две континентальные плиты с поддвиганием одной под другую – коллизия); трансформные границы, вдоль которых происходит горизонтальное перемещение одной плиты относительно другой по плоскости трансформного разлома.

4 – при своих перемещениях плиты подчиняются законам сферической геометрии (в соответствии с теоремой Эйлера), согласно которым любое перемещение двух сопряжённых точек по сфере совершается вдоль окружности, проведённой относительно оси, проходящей через центр Земли с выходом этой оси на земной поверхности, называемым полюсом вращения или раскрытия (рис. 8.2);

5 – объём поглощаемой в зонах субдукции океанской коры равен объёму коры, нарождающейся в зонах спрединга, что обеспечивает постоянство радиуса Земли;

6 – основная причина движения плит объясняется мантийной конвекцией с наличием определённого количества ячей с восходящими (в зонах спрединга) и нисходящими (в зонах субдукции) ветвями.

Рис. 3. ??? Движение литосферных плит по поверхности сферы.

Э – «эйлеров полюс»; α – угол вращения, соответствующий перемещению точек А и В. Трансформные разломы дают направление «эйлеровых широт».

Справа схема по К.Ле Пишону и др. (1973).