Строение земной поверхности глава 1 Общие понятия о рельефе, об основных структурах земной коры и о главных этапах их развития

В начале мезозоя (триас) начался распад Пангеи II в связи с полным раскрытием океана Тетис, который протягивался в широтном направлении от Центральной Америки через Средиземное море и Гималаи до Индокитая (южнее палеозойского палео-Тетиса). В мезозое же окончательно произошел распад Гондваны, обусловленный раскрытием новых океанов – Индийского, Атлантического (сначала его южной половины, потом северной). В результате Северная Америка отделилась от Евразии.

Таким образом, с начала мезозоя начался важный этап развития структуры земной коры – этап становления океанов и обособления континентов и начальная стадия формирования наиболее крупных форм современного рельефа. По предложению академика И.П. Герасимова мезозойско-кайнозойский этап выделяют в качестве особого геоморфологического этапа развития Земли (230 – 235 млн. лет).

В это время, в мезозое, на месте разрушенных палеозойских складчатых структур на материках формировались молодые платформы на гетерогенном (греч. heteros – другой, соответствует русскому «разно...») складчатом основании с осадочным чехлом мезозойского и в дальнейшем кайнозойского возраста, т. е. молодые эпипалеозойские платформы. Крупнейшая среди них – Западно-Сибирская платформа-плита. С конца мезозоя и позднее мезозойские складчатые структуры подверглись денудации. Области мезозойской складчатости не все ученые признают в качестве платформ, i поскольку они не прошли стадию пенепленизации, за исключением некоторых прибрежных равнин на Северо-Востоке Азии и в других регионах.

В результате суша к началу олигоцена (35 млн. лет назад) характеризовалась сравнительно выровненным рельефом, современных горных систем еще не существовало. Сохранялись три геосинклинальных пояса – на месте океана Тетис и два вокруг Тихого океана.

В кайнозое начался качественно новый этап в развитии земной коры и Земли в целом, получивший название неотектонического этапа. Н. И. Николаев считал его по времени неогенчетвертичным (25 млн. лет), но, по представлениям В. Е. Хаина, он начался раньше – в олигоцене (30–35 млн. лет назад). Движения этого периода называют новейшими.

Н
Рис. 4. Схема рифтов Восточной Африки (по М. В. Муратову)

В неотектонический этап началась тектоническая перестройка морфоструктурного плана Земли. На активизированных участках континентов происходил рост всех ныне существующих горных сооружений, нагорий, плоскогорий и плато. Так, под влиянием импульсов со стороны океанов Тетиса и Тихого огромный район Центральной и Восточной Азии оказался вовлеченным во вторичный, вне-геосинклинальный, эпиплатформенный орогенез резонансного типа. Это было повторное горообразование не складчатого, а глыбового характера. Подобный процесс в определенной степени охватил и другие континенты. На относительно устойчивых участках платформ оформились возвышенные и низменные равнины (Восточно-Европейская, Западно-Сибирская, Амазонская и др.).

В неотектонический этап произошло заложение на платформах молодых континентальных рифтовых систем, отличающихся повышенной подвижностью, высокой сейсмичностью и вулканизмом. Все они имеют большую протяженность при небольшой j ширине: Восточно-Африканская рифтовая система, соединяющаяся с рифтом Красного моря и Аденского залива (рис. 4), Байкальская рифтовая система, Рейнский грабен с высокими бортами, получившими название гор Вогезы и Шварцвальд, и др. В ряде случаев континентальные рифты являются продолжением рифтов срединно-океанических хребтов – район Аденского залива, Калифорнийского залива и др.

Неотектонический этап – это время активной перестройки структурного плана дна океанов, возникновения современной системы развивающихся с мезозоя срединно-океанических хребтов и глубоководных желобов.

Таким образом, неотектонический этап – это период формирования современной конфигурации материков и океанов, горных систем и равнин – на суше, срединно-океанических хребтов и впадин – на дне Океана, т.е. современного лика Земли.

В.Е. Хаин считает, что история образования континентальной земной коры – процесс необратимый, поскольку она обладает плавучестью, так как легче океанической из-за меньшей плотности. Образование континентальной коры – двухступенчатый процесс: сначала происходит образование океанической коры за счет плавления астеносферы; потом (благодаря накоплению осадочных толщ, вулканитов, их скучиванию, метаморфизму и гранитизации образуется кора континентального типа. Основная масса континентальной коры образовалась в докембрии, когда тепловая активность Земли была более высокой. Потом происходили лишь вспышки тектоно-магматической активности, которые приводили к увеличению площади континентальной земной коры за счет образования новых складчатых поясов на месте геосинклинальных и их присоединения к существующим массивам суши. По мнению В. Е. Хаина, существовал общепланетарный ритм тектонических процессов, причем эпохи активизации тектонических движений и периоды их затухания были в значительной степени общими как для континентальных, так и для океанических областей Земли.

Время формирования отдельных блоков земной коры и некоторые особенности залегания горных пород отражены на тектонической карте мира. На этой карте видно, что материки по структуре сложные гетерогенные тела, сформировавшиеся на протяжении длительной эволюции земной коры. Из сопоставления физической и тектонической карт мира следует, что горы соответствуют в основном Iскладчатым структурам разного возраста, равнины – древним и молодым платформам.

По вопросу о механизме формирования структур земной коры существует две основные группы тектонических гипотез: фиксизма (лат. fixus – неизменный) и мобилизма (лат. mobilism – подвижный). Приверженцы первой гипотезы исходят из представления о незыблемости (фиксированности) положения континентов на поверхности Земли со времени их образования и признают лишь незначительные перемещения блоков земной коры в горизонтальном направлении.

Идеи мобилизма зародились давно – в XVIII в., когда было обращено внимание на сходство контуров береговой линии материков по обе стороны Атлантического океана. Наиболее полно гипотеза дрейфа (перемещения) материков была сформулирована немецким ученым А. Вегенером в 1912 г. Но его представления не были приняты научной общественностью.

Вновь эти идеи возродились в 60-х гг. XX в. на основании новых данных, полученных геофизиками и геологами, о строении земной коры и рельефе дна океана (неомобилизм). К этому времени было подтверждено существование астеносферы, открыты мировая система срединно-океанических хребтов и протяженные участки глубоководных желобов по периферии океанов, найдена система сейсмических зон, обнаружены поперечные к срединно-океаническим хребтам трансформные разломы, вдоль которых происходят горизонтальные подвижки сегментов этих хребтов, получены палеомагнитные доказательства дрейфа океанических плит, найдены остатки флоры и фауны, которые укрепили представление о былом единстве Гондваны.

Концепция неомобилизм.а основана на предположении о существовании конвекционных потоков в мантии Земли и по-новому объясняет дрейф литосферных плит – по пластичной астеносфере, которая служит для них своеобразной «подстилкой».

Согласно представлениям неомобилистов, по геодинамическому принципу в латеральном (от лат. latus – бок) направлении литосфера разбита на плиты, разделенные подвижными поясами, к которым приурочена сейсмическая и магматическая активность. Сами плиты состоят из твердой надастеносферной мантии, увенчанной материковой и (или) океанической корой. Крупнейших литосферных плит семь: Североамериканская, Южноамериканская, Евроазиатская, Африканская, Индо-Австралийская, Антарктическая. Все они объединяют континенты и примыкающие к ним участки океанов, и только самая крупная, Тихоокеанская плита является чисто океанической (рис. 5).

В центральных частях океанов границами литосферных плит – шовными зонами являются рифты срединно-океанических подвижных поясов, а по периферии океанов, в переходных зонах между континентами и ложем океана – глубоководные желоба геосинклинальных подвижных поясов.

С позиции неомобилистов, вдоль срединно-океанических поясов происходит растяжение земной коры, образование рифтов и раз-движение плит от них в стороны (зона спрединга) (рис. 5). Из рифтов изливаются базальты, образуя вулканические рифтовые хребты и фланговые зоны сводового поднятия, формируется новая океаническая кора и наращиваются литосферные плиты. К этим зонам приурочены мелкофокусные землетрясения. Ложе океана, будучи своего рода «конвейером», перемещается по слою астеносферы от рифтов в сторону желобов, утолщаясь за счет осадков и старея по мере удаления от них. В глубоководных желобах более тяжелая океаническая литосферная плита пододвигается под островные дуги и материковые окраины на глубину 600–700 км и погружается в астеносферу (зона субдукции). При этом она оказывает давление на мощную толщу осадков на внутренних склонах желобов, сминает их в складки и вызывает образование островных складчатых хребтов в виде дуг. Опускание сопровождается глубокофокусными землетрясениями, переплавлением погружающейся литосферы и вулканизмом, благодаря которому островные складчатые хребты надстраиваются вулканическими сооружениями, образуя мощные горные хребты. К зонам субдукции по периферии Тихого океана приурочено знаменитое «Огненное кольцо». Западно-Тихоокеанский пояс является ярким примером современного «живого» геосинклинального пояса.

Рис. 5. Литосферные плиты Земли (по В. Е. Хаину) 1–3 – границы плит: 1 – оси спрединга (наращивания коры); 2 – зоны субдукции (поглощения коры); 3 – скольжения (трансформные разломы); 4 – условные границы. Малые плиты: 1 – Аравийская; 2 – Филиппинская; 3 – Кокосовая; 4 – Карибская; 5 – Наска; 6 – Южно-Сандвичева; 7 – Индокитайская; 8 – Эгейская; 9 – Анатолийская; 10 – Хуан-де-Фука; 11 – Ривера; 12 – Китайская; 13 – Охотская

Особым типом подвижных поясов считается зона сближения континентальных плит – внутриматериковый геосинклинальный Альпийско-Гималайский пояс альпийской складчатости, возникший на месте бывшего океана Тетис. Это зона столкновения (коллизии) континентальных масс Евроазиатской плиты с Аравийской на западе и с Индо-Австралийской на востоке. На территории Азии, от Каспия до Индокитая, этот пояс находится в постгеосинклинальной (орогенной) стадии развития, хотя и сохраняет еще большую тектоническую активность. Ему обязаны своим возникновением высокие горы (Эльбурс – Гиндукуш – Западный Памир – Гималаи) с корой материкового типа. На западе пояса, наряду с горными сооружениями с корой материкового типа (Альпы, Апеннины, Кавказ и др.), еще сохранились реликтовые морские впадины с субокеаническим типом земной коры (остатки Тетиса – Средиземное и Черное моря, южная часть Каспийского моря).

Рис. 6. Схема взаимоотношения литосферных плит (по М.В. Муратову, В.М. Цейслеру и др.)

Плитотектонические реконструкции о механизме и времени формирования структур земной коры не являются бесспорными, и на пути их полного утверждения еще немало трудностей, которые неомобилистам предстоит разрешить.

Глава 2