Вегенера растеряла почти всех своих сторонников. Более того, к 1950-м годам большинству геологов казалось, что гипотеза движения континентов должна быть окончательно «отброшена» и ее можно рассматривать только как один из исторических парадоксов науки, не получивших подтверждения и не выдержавших проверку временем.
Однако через сорок лет после этого на Токийской объединенной океанографической ассамблее большинство ведущих геологов и геофизиков вновь решительно высказалось в пользу идеи дрейфа материков. Этому в немалой степени способствовали следующие обстоятельства…
С середины XX века ученые начали исследовать рельеф и геологию океанического дна, а также физику, химию и биологию океанических вод. Морское дно стали прощупывать многочисленными приборами. Расшифровывая записи сейсмографов и магнитометров, геофизики получали новые факты. Было установлено, что многие горные породы в процессе образования приобретали намагниченность в направлении существующего в данный момент времени геомагнитного поля. В большинстве случаев эта остаточная намагниченность сохраняется без изменения многие миллионы лет.
Изучение остаточной намагниченности горных пород привело к двум фундаментальным открытиям. Во-первых, было установлено, что в истории Земли намагниченность менялась многократно — от нормальной, то есть соответствующей современной, до обратной. Во-вторых, при изучении колонок грунта (лав), залегающих по обе стороны от срединно-океанических хребтов, была обнаружена определенная симметрия. Это явление получило название полосовой магнитной аномалии. Симметричные по отношению к хребтам аномалии, как выяснилось, имеют один и тот же возраст, который увеличивается при приближении к материкам. Можно сказать, что полосовые магнитные аномалии представляют собой как бы «записи» инверсий, то есть изменений в прошлом направления магнитного поля Земли.
Это обстоятельство позволило высказать предположение, которое многократно было подтверждено в последствии, что частично расплавленное мантийное вещество поднимается на поверхность по трещинам и через рифтовые долины, расположенные в осевой части того или иного срединно-океанического хребта. Оно растекается в противоположные стороны от оси хребта и при этом как бы растаскивает, раскрывает океаническое дно. Полосовые магнитные аномалии океанического дна оказались наиболее удобной информацией для установления эпох изменения полярности геомагнитного поля в далекие прошедшие времена.
Одним из важных феноменов палеомагнитных исследований была несовместимость положения древних и современных магнитных полюсов. При попытке совместить их каждый раз требовалось «передвигать» континенты. Примечательно и то, что при «совмещении» позднепалеозийских и раннемезозийских магнитных полюсов с современными континенты «сдвигались» в один огромный материк, очень похожий на Пангею.
Подводя итоги вышесказанному, можно констатировать, что открытие первичной намагниченности, полюсов магнитных аномалий с переменным знаком, симметричных осям срединно-океанических хребтов, изменения положений магнитных полюсов со временем и целый ряд других открытий привели к возрождению гипотезы А. Вегенера.
Возрожденная гипотеза дрейфа материков получила со временем название тектоники литосферных плит, которые медленно перемещаются по поверхности нашей планеты. Толщина литосферных плит меняется от 100 до 120 километров, хотя в большинстве случаев составляет 80-90 километров. Общее количество таких плит невелико: восемь крупных и около полутора десятков мелких (микроплиты). Две крупные плиты расположены в пределах Тихого океана и представлены тонкой и легко проницаемой океанической корой. Другие громадные плиты: Антарктическая, Индо-Австралийская, Африканская, Северо-Американская, Южно-Американская и Евразийская — обладают корой континентального типа.
В тех случаях, когда плиты расходятся, в образующуюся при этом трещину (рифтовую зону) поступает мантийное вещество. Оно застывает на поверхности океанического дна и наращивает соответствующую кору. Новые «порции» мантийного вещества расширяют рифтовую зону, что заставляет литосферные плиты двигаться. На месте из раздвига образуется океан, размеры которого постоянно увеличиваются.
Когда литосферные плиты сходятся, то в зоне их сближения происходят очень сложные процессы, из которых можно выделить два главных. В первом случае, когда океаническая плита сталкивается с другой океанической или континентальной, она погружается в мантию. Процесс этот сопровождается короблением и разламывай ием, а в самой зоне погружения возникают глубинные землетрясения. Во втором случае, когда сталкиваются две континентальные плиты, возникает эффект типа торошения. Он, как известно, наблюдается во время речного ледохода, когда льдины сталкиваются и раздробляются, надвигаясь друг на друга. Поскольку земная кора континентов значительно легче, чем мантия, то плиты не погружаются в мантию. При столкновеним они сжимаются и на их краях возникают крупные горные образования.
Многолетние наблюдения позволили ученым установить средние скорости перемещения литосферных плит. Так, например, в пределах Альпийско-Гималайского пояса сжатия, который образовался в результате столкновения Африканской и Индостанской плит с Евразийской, скорости сближения составляют от 0,5 сантиметра (в районе Гибралтара) до 6 сантиметров в год (на Памире и в Гималаях). Оказывается, что в настоящее время Европа «отплывает» от Северной Америки со скоростью до 5 сантиметров в год, в то время как Австралия «уходит» от Антарктиды с максимальной скоростью, составляющей около 14 сантиметров в год. Однако наиболее «высокими» скоростями перемещения обладают океанические литосферные плиты, поскольку их скорость в 3-7 раз выше скорости континентальных литосферных плит.
Таким образом, за короткое время своего существования (с конца 1960-х годов) теория тектоники литосферных плит, провозглашенной «новой глобальной тектоникой», сумела объяснить природу практически всех главных процессов, развивающихся в Земле, включая образование океанической и континентальной коры, дрейф материков, природу магматизма, происхождение складчатости и горных поясов Земли, формирование рифтовых зон, краевых (предгорных) прогибов, динамику зон растяжения (спрединга) литосферных плит и целого ряда других процессов.
Полученные результаты значительно расширили первоначальные рамки теории тектоники литосферных плит и фактически превратили ее в настоящее время в наиболее общую геологическую теорию глобальной эволюции нашей планеты.
ГЕОЛОГИЧЕСКИЙ ПУЛЬС ПЛАНЕТЫ
Сейсмичность и вулканизм
Странное дело, но порой кажется, что на нашей планете что-то разладилось. Будто из рога изобилия сыплются на нее стихийные бедствия. В конце 1994 года и начале 1995 произошла, видимо, глобальная вспышка сейсмической активности. Началом этого процесса явилось землетрясение, которое камня на камне не оставило от поселков на Южных Курилах, а затем — от японского города Кобе. После такой «встряски» подземные толчки в 3-5 баллов, потревожившие позже Камчатку, Германию, Иркутскую область и крайний северо-запад США в районе Сиэтла, сошли за «детский аттракцион».
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86
Однако через сорок лет после этого на Токийской объединенной океанографической ассамблее большинство ведущих геологов и геофизиков вновь решительно высказалось в пользу идеи дрейфа материков. Этому в немалой степени способствовали следующие обстоятельства…
С середины XX века ученые начали исследовать рельеф и геологию океанического дна, а также физику, химию и биологию океанических вод. Морское дно стали прощупывать многочисленными приборами. Расшифровывая записи сейсмографов и магнитометров, геофизики получали новые факты. Было установлено, что многие горные породы в процессе образования приобретали намагниченность в направлении существующего в данный момент времени геомагнитного поля. В большинстве случаев эта остаточная намагниченность сохраняется без изменения многие миллионы лет.
Изучение остаточной намагниченности горных пород привело к двум фундаментальным открытиям. Во-первых, было установлено, что в истории Земли намагниченность менялась многократно — от нормальной, то есть соответствующей современной, до обратной. Во-вторых, при изучении колонок грунта (лав), залегающих по обе стороны от срединно-океанических хребтов, была обнаружена определенная симметрия. Это явление получило название полосовой магнитной аномалии. Симметричные по отношению к хребтам аномалии, как выяснилось, имеют один и тот же возраст, который увеличивается при приближении к материкам. Можно сказать, что полосовые магнитные аномалии представляют собой как бы «записи» инверсий, то есть изменений в прошлом направления магнитного поля Земли.
Это обстоятельство позволило высказать предположение, которое многократно было подтверждено в последствии, что частично расплавленное мантийное вещество поднимается на поверхность по трещинам и через рифтовые долины, расположенные в осевой части того или иного срединно-океанического хребта. Оно растекается в противоположные стороны от оси хребта и при этом как бы растаскивает, раскрывает океаническое дно. Полосовые магнитные аномалии океанического дна оказались наиболее удобной информацией для установления эпох изменения полярности геомагнитного поля в далекие прошедшие времена.
Одним из важных феноменов палеомагнитных исследований была несовместимость положения древних и современных магнитных полюсов. При попытке совместить их каждый раз требовалось «передвигать» континенты. Примечательно и то, что при «совмещении» позднепалеозийских и раннемезозийских магнитных полюсов с современными континенты «сдвигались» в один огромный материк, очень похожий на Пангею.
Подводя итоги вышесказанному, можно констатировать, что открытие первичной намагниченности, полюсов магнитных аномалий с переменным знаком, симметричных осям срединно-океанических хребтов, изменения положений магнитных полюсов со временем и целый ряд других открытий привели к возрождению гипотезы А. Вегенера.
Возрожденная гипотеза дрейфа материков получила со временем название тектоники литосферных плит, которые медленно перемещаются по поверхности нашей планеты. Толщина литосферных плит меняется от 100 до 120 километров, хотя в большинстве случаев составляет 80-90 километров. Общее количество таких плит невелико: восемь крупных и около полутора десятков мелких (микроплиты). Две крупные плиты расположены в пределах Тихого океана и представлены тонкой и легко проницаемой океанической корой. Другие громадные плиты: Антарктическая, Индо-Австралийская, Африканская, Северо-Американская, Южно-Американская и Евразийская — обладают корой континентального типа.
В тех случаях, когда плиты расходятся, в образующуюся при этом трещину (рифтовую зону) поступает мантийное вещество. Оно застывает на поверхности океанического дна и наращивает соответствующую кору. Новые «порции» мантийного вещества расширяют рифтовую зону, что заставляет литосферные плиты двигаться. На месте из раздвига образуется океан, размеры которого постоянно увеличиваются.
Когда литосферные плиты сходятся, то в зоне их сближения происходят очень сложные процессы, из которых можно выделить два главных. В первом случае, когда океаническая плита сталкивается с другой океанической или континентальной, она погружается в мантию. Процесс этот сопровождается короблением и разламывай ием, а в самой зоне погружения возникают глубинные землетрясения. Во втором случае, когда сталкиваются две континентальные плиты, возникает эффект типа торошения. Он, как известно, наблюдается во время речного ледохода, когда льдины сталкиваются и раздробляются, надвигаясь друг на друга. Поскольку земная кора континентов значительно легче, чем мантия, то плиты не погружаются в мантию. При столкновеним они сжимаются и на их краях возникают крупные горные образования.
Многолетние наблюдения позволили ученым установить средние скорости перемещения литосферных плит. Так, например, в пределах Альпийско-Гималайского пояса сжатия, который образовался в результате столкновения Африканской и Индостанской плит с Евразийской, скорости сближения составляют от 0,5 сантиметра (в районе Гибралтара) до 6 сантиметров в год (на Памире и в Гималаях). Оказывается, что в настоящее время Европа «отплывает» от Северной Америки со скоростью до 5 сантиметров в год, в то время как Австралия «уходит» от Антарктиды с максимальной скоростью, составляющей около 14 сантиметров в год. Однако наиболее «высокими» скоростями перемещения обладают океанические литосферные плиты, поскольку их скорость в 3-7 раз выше скорости континентальных литосферных плит.
Таким образом, за короткое время своего существования (с конца 1960-х годов) теория тектоники литосферных плит, провозглашенной «новой глобальной тектоникой», сумела объяснить природу практически всех главных процессов, развивающихся в Земле, включая образование океанической и континентальной коры, дрейф материков, природу магматизма, происхождение складчатости и горных поясов Земли, формирование рифтовых зон, краевых (предгорных) прогибов, динамику зон растяжения (спрединга) литосферных плит и целого ряда других процессов.
Полученные результаты значительно расширили первоначальные рамки теории тектоники литосферных плит и фактически превратили ее в настоящее время в наиболее общую геологическую теорию глобальной эволюции нашей планеты.
ГЕОЛОГИЧЕСКИЙ ПУЛЬС ПЛАНЕТЫ
Сейсмичность и вулканизм
Странное дело, но порой кажется, что на нашей планете что-то разладилось. Будто из рога изобилия сыплются на нее стихийные бедствия. В конце 1994 года и начале 1995 произошла, видимо, глобальная вспышка сейсмической активности. Началом этого процесса явилось землетрясение, которое камня на камне не оставило от поселков на Южных Курилах, а затем — от японского города Кобе. После такой «встряски» подземные толчки в 3-5 баллов, потревожившие позже Камчатку, Германию, Иркутскую область и крайний северо-запад США в районе Сиэтла, сошли за «детский аттракцион».
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86