книги / Опасные природные процессы. Вводный курс

Разде / 1. Принципы эва ионии и взаимодействия с южных систем

Первый тип представлен расходящимися, или дивергентными, граница­ ми. В океанах эти границы располагаются в сводовой части срединно-океа­ нических хребтов, где находятся глубокие ущелья — рифты (рис. 3.12, 3.15).

~ 20 000 лет от начала сп рединга

• 1 км

Рис. 3.15. Батиметрические профили через долины быстро раздвигающихся хребтов [Дубинин Е.П. и Ушаков С.А., 2001]

Система рифтов имеет протяженность около 80 тыс. км и охватывает все океаны. При изучении механизмов очагов землетрясений было выяв­ лено, что в рифтах развиты процессы растяжения. Это подтверждается и палеомагнитными данными (рис. 3.16, 3.17).

Как показано на рис. 3.12, 3.16, в зоне океанической рифтовой зоны происходит раздвигание литосферных плит и в ослабленную зону (рифтовую долину) внедряется магма из верхней мантии. Как только магма остынет до температуры около 500°С (точка Кюри), она намагничивается в соответст­ вии с ориентировкой существующего магнитного поля. Спустя некоторое время следующая порция магмы разрывает застывший участок примерно пополам и раздвигает половинки в разные стороны. В случае инверсии магнитного поля намагничение пород будет противоположным. В резуль­ тате породы океанического дна образуют полосчатую почти параллельную

122

Гшва ?. Строение и динамика сфер Земли

Протяженность границ этого типа составляет около 60 тыс. км, осо­ бенно хорошо они выражены по периферии Тихого океана и в АльпийскоГималайском горно-складчатом поясе. Механизмы очагов землетрясений в конвергентных зонах демонстрируют обстановки сжатия. Пододвигающи­ еся плиты испытывают значительное сопротивление поддвигу. поэтом} плоскость скольжения интенсивно разогревается, возникают очаги плавле­ ния, материал которых прорывается наверх и образует вулканы. Именно таким образом образовалось «огненное», или вулканическое, кольцо Тихо­ го океана. Возможны три варианта столкновения. Во-первых, если сталки­ вается молодая океаническая плита (например, Наска) с континентальной плитой типа Америки, то угол поддвига будет пологим, так как молодая океаническая плита обладает повышенной плавучестью. Во-вторых, если происходит столкновение старой океанической плиты (Восточно-Тихооке­ анская) с континентом (Япония), то угол поддвига будет значительно круче (рис. 3.20). В-третьих, при столкновении двух континентальных плит, обла­ дающих одинаковой плавучестью, поддвиг происходить не будет. На месте «шва» возникнут горы — например, Гималаи. Гиндукуш. Альпы.

Существует еще один тип границ — трансформные разломы. Они имеют прямолинейные очертания, и очаги землетрясений, расположенные вдоль них, показывают условия сдвига. Такие трансформные разломы в изоби­ лии пересекают срединно-океанские хребты и смещают их отрезки. Они же разделяют литосферные плиты с боков (рис. 3.19, 3.21).

Океанический

хребет

Рис. 3.21. Батиметрическая схема трансформного разлома Чарли — Гиббса с эпицентрами и фокальными механизмами землетрясений (слева) [Kanamori Н , Stewart G., 1976; Searle R., 1980]; схема трансформного разлома (справа): a — в пла­ не, б — в разрезе (Теркот Д., Шуберт Дж., 1985]

127

Раздел I. Принципы эволюции и взаимодействия сложных систем

Учитывая, что диаметр земного шара остается сравнительно постоян­ ным, разрастание или спрединг океанического дна должны компенсиро­ ваться погружением или субдукцией.

Вот, собственно, и весь механизм движения литосферных плит. От сре­ динно-океанических хребтов разрастающаяся океаническая литосфера под действием конвекции мантии перемещается к глубоководным желобам. Здесь она. пододвигаясь под другую плиту, поглощается в мантии. Плита как бы тонет под действием сил раздвигания и утяжеления от процессов старения и уплотнения. Она достигает границы в 670 км между верхней и нижней мантиями и либо выполаживается вдоль нее, либо проникает и в нижнюю мантию до глубин в 1000 км, пока ее свойства не сравняются со свойствами окружающей мантии (рис. 3.22). Именно поэтому нигде в океа­ нах не встречается кора древнее 170—180 млн лет. Вся более древняя лито­ сфера за это время уже погрузилась в мантию нотала недоступна для наблю­ дения. Все. что известно о более древней геологической истории, получено в результате наблюдений на континентах.

Рис. 3.22. Схема геодинамического развития 1Хаин В.Е.. 1981]: 1 — древняя континентальная кора; 2 — океаническая кора; 3 — молодая субконтинентальная кора; 4 — внедрение основной и ультраосновной магмы; 5 — обломочные отложе­ ния; 6 — глинистые отложения (аспидная формания); 7 — аккреционный клин

128

Глава 3. Строение и динамика сфер Зелии

Тектоника литосферных плит позволила объяснить практически все особенности геологического развития различных структур, понять, как рож­ дается океаническая кора, куда она исчезает, как и почему происходит фор­ мирование вулканических толщ разного состава, как и где образуются гор­ но-складчатые сооружения. Согласно палеомагнитным данным, движение континентов происходило уже 3,5 млрд лет назад.

Рис. 3.23. Схема глобальной мантийной конвекции в Земле

Дискуссионным вопросом является движущий механизм тектоники плит, хотя практически все исследователи сходятся во мнении, что им яв­ ляется та или иная форма конвекции мантийного вещества. Более нагретые струи поднимаются вверх (зоны спрединга), более холодные опускаются вниз (зоны субдукции) (рис. 3.22, 3.23). Недавно японские ученые Сигенори Маруяма и Наоюки Фудзия высказали идею, что тектоника плит — это только определенный этап в развитии Земли.

129