Хііі «литосфералық плиталар тектоникасы» туралы теория «Литосфералық плиталар тектоникасы»

Плиталар тектоникасының негізгі мазмұнын схема түрінде бұлай түсіндіруге болады: литосфералық плиталар су бетінде қалқып жүрген <айсбергтер> тәрізді планетамыздың ішкі «астеносфера» қабатының бетімен өзінше бір ансамбль құрып, көлденең бағытта кешіп - қонып жүреді. Әрбір плита өзіндік шекаралық ерекшеліктерімен ажыратылады. Олар дивергенттік, конвергенттік және трансформалы болып үшке бөлінеді. Ман-тиялық заттар плиталардың дивергенттік (ажыраған) шекарасында пайда болған өте терең жарықтарды (рифттік) бойлап, жоғары қарай көтеріледі. Олар біртіндеп суынып, қатая келе Жер қыртысының мұхиттық тегін кұрады. Литосфералық плиталардың арасындағы шекара алшақтаған сайын (жүздеген км) жаңа мұхиттық ойпаттар пайда болу мүмкіндігі арта түседі. Плита-лардың конвергенттік (қосылған) шекарасында (мұхиттық литосфераның басқа бір плитамен соқтығысуы кезінде) ірілі-ұсақты жарықтар мен жарықшақтар пайда болады. Соған байланысты аралдық доғалар астында сейсмикалық қозғалыстар күшейіп, вулкандық әрекеттер жиі байқалады.

Литосфера қабатының қалыңдығы мұхит түбінде бірнеше км ғана болса, ал ескі платформалар мен калқандар (щиттер) астында жүздеген км-ге дейін жетеді.

Литосфералық ірі плиталар саны бар-жоғы 8—10 ғана. Олардың алтауы мұхиттық және континенттік литосферадан (Евразия, Солтүстік Америка, Оңтүстік Америка, Африка, Үнді-Австралия және Антарктнда) кұралған. Мұхиттық плиталардың ішіндегі ең ірісі — Тынық мұхит плитасы, ал одан кішілері Наска атты плита. Одан да гөрі кішірек плитаны Кокос, ал соған шамалас материктік плитаны Аравия плитасы деп атайды. Осы плиталардың барлығын қосып есептегенде олар жер бетінің барлық ауданының 85%-ін алып жатады (XIII. ).

ты кішігірім (шағын) плиталарды ажыратуға болады. Ұсақ плиталардың көпшілігі планетарлық белдеулер бойында (Альпі—Гималай және Циркум—Тынық мұхит белдеулері) орналасқан. Олардың шекарасында (сығым күштеріне байланысты) сырғанау немесе сырғу процестері байқалады.

Мұхиттық плита төмен шөгіп, мантиялық заттармен араласу барысында оның құрамындағы тез балқығыш компоненттер оңай бөлініп шығып, жоғары карай көтеріледі. Соның нәтижесінде, құрамы андезиттік және қышқыл жынысты магмалық ошақтар құралады. Мұхиттық плиталардың ауыр компоненттері төмен шөгіп, ал олардың шеткі бөліктері (мантиялық) қызу әсерінен біртіндеп балқи бастайды.

Конвергенттік шекараның басқа бір түрі плиталардың континенттік шеткі бөліктерінің қысылып, сығылуы кезінде байқалады. Жер қыртысының континенттік бөліктері (мантиямен салыстырғанда меншікті салмағының жеңілдігіне байланысты) литосфера кұрамында қалқып жүрген «қалтқының» ролін атқарады. Сондықтан да олар мантия қабатына терең батып кетпей, оның бетінде қалқып жүреді. Қонтинентальдық литосферада қысылу немесе сығылу әсерінен әр түрлі жарықтар пайда болып немесе бірінің үстіне бірі шығып кететін жағдайлар байқалады.

Бүйірлік шекараның үшінші бір түрі трансформалы жарықтар мен жарылыстар болып саналады. Көрші орналасқан екі плитаның шеткі бөліктері трансформалы жарықтар бойымен сырғып отырады. Мұндай жарықтар плиталардың дивергенттік және конвергенттік шеткі бөліктерін біріктіреді. Бұл жерде «Плиталар тектоникасы» атты концепцияның (неомобилнзм) Вегенер болжамының классикалық вариантымен салыстырғанда өзіндік айырмашылықтары болатындығын айта кеткен жөн.

Вегенердің тұжырымдары

Вегенер айтқандай жердің жоғарғы қабаттары, «Мо-хо» жазықтығының бетімен емес «астеносфера» беті арқылы (200 км-дей терендікте) жылжып, орын ауыстырады; базальтты жыныстар есебінен, мұхиттық литосфера қабатының қалындығы (рифттік терең жарықтар арқылы шығып жатқан) бір жағынан көбейіп жатса, екінші жағынан олардың артық үлестсрі (порциялары) аралдық доғалар астында және континенттердің шеткі аудандарында төмен шөгіп, мантия қабатына араласып жатады. Соның нәтижесінде компенсациялық тепе-теңдік байқалады; жердің терең қабатында мантиялык, заттармен араласып жатқан мұхиттық плитаның әрі жеңіл және тез балқығыш компоненттері жоғары қарай көтеріліп, құрамы андезиттік магмалық ошақтар пайда болады. Соған сәйкес, жер қыртысынын. континенттік тегі кұралады.

Вегенер айтқандай, плиталардың қозғалыс механизмі Жердің өз осінен айналу жылдамдығына тәуелсіз, ал мантия қабатын түгел қамтитын конвекциялық ағын ларға тәуелді болады деп саналады. Мұндай ағындар

мантиялық заттардың дифференциациялық жіктелу (ауыр және жеңіл компоненттерге) процестерімен тікелей байланысты. Ауыр элементтер төмен сарқылып ядро қабатын толықтырса, ал жеңіл компоненттер жоғары көтеріліп жер қыртысына, гидросфера және атмосфера қабаттарына қосылып жатады (Сорохтин, 1974—1979;

Ушаков, 1974).

Мантиялық конвекция ағындарының бағыттық өзгерістері материктердің бөлшектенуіне, сонымен қатар кейбір жерлерде мұхиттардың жаңа орындарының пайда болуына, ал кейбір аудандарда ескі мұхиттардың жабылуына әкеліп соғады. Осындай әрекеттердің нәтижесінде континенттердің (шеткі бөліктерінің) бір-бірімен соқтығысуы кезінде қатпарлы тау жоталары құрылады (мысалы, Альпі—Гималай).

Осы уақытқа дейін іргелі деп саналып келгек геосинклиналды-платформалық теорияның көп жағдайлары соңғы кездерде жаңа мобилистік болжам негізінде кайта қаралуда. Бұл болжам литосфераның эволюциялык даму ерекшеліктерін және геотектоникалық режимнің цикл сайын ауысып және кайталанып отыратындығын өзінше түсіндіреді. Геотектоникалық циклдері «Уилсон циклі» деген атпен белгілі (Wilson, 1966) болып, геологтар арасында кең таралып кетті.

Бұл циклдің алғашқы стадиясында материктерде жиі байқалатын дөңес пішінді кұрылымдар (мысалы, Ұлы Африкалық рифттік зоналар) калыптасады; келесі стадиясында материктер бөлшектеніп, мұхиттардың жаңа орындары айқындалады (мысалы, Қызыл теңіз және Аден шығанағы); үшінші стадия кезінде мұхит түбі кеңейіп, оның жалпы көлемі ұлғаяды. Сонымен қатар, мұхит түбінің шеткі (перифериялык) бөліктерінде шөгінді .жыныстарынын қалың (15—18 км) қабаттары жиналады (мысалы, Атлант мұхитының көпшілік бөлігі және Үнді мұхитының солтүстік-батыс бөлігі). Мұхит түбінің кеңеюі оның көлемінің азайып, қысқару стадиясымен алмасып отырады. Соған байланысты, мұхиттық литосфераның шеткі бөліктері төмен шөгіп, аралдық доғалардың және материктердің шеткі бөліктері мен шеткі теңіздердің карқынды дамуы байқалады (мысалы, Тынық мұхиты және Үнді мұхитының солтүстік-шығыс бөлігі. Мұхит көлемінің қысқаруы аралдық доғалардың және материктердің шеткі бөліктерінің бір-бірімен соқ-тығысуына әкеліп соғады. Соның нәтижесінде литосфера сығылу әрекеттеріне ұшырап, ғаламдық көлемде тау белдеулері құралады. Ең соңында, мұхит орындары түгелдей жабылуға дейін барады.

Сығым күштерінің азаюы (мантиялық конвекция ағындарының бағыттарының өзгерістері нәтижесінде) сығылмалы белдеулердің даму қарқынының бәсеңдеуіне әкеліп соғады. Соның нәтижесінде платформалық режим қалыптасып, олар плиталық ішкі режимге ауысады.

Плиталар тектоникасының қалыптасыуы

«Плиталар тектоникасы» атты концепция тұрғысынан қарағанда, әрбір ескі геосинклиналдық зона бір кездегі ірілі-ұсақты мұхиттардың құрылымдық жапсарлары болып саналады. Осындай жапсарлы зоналарда бір-бірімен көрші орналаскан аудандарда кездесетін тау жыныстарының әр түрлі құрылымдық-фациальдық комплекстері бір-бірінен жүздеген немесе мындаған км қашықтықта да құралуы мүмкін.

Неомобилистік позиция, фиксистердің позициясымен салыстырғанда, палеотектоникалық реконструкция жұмыстарын орындауда алгоритмдердің дәлірек және айқын болуын талап етеді. Тек ең басты геотектоникалық оқиғалардың болған уақытын рет-ретімен реконструкция жасап қана қоймай (индикаторлық тау жыныстарын пайдалана отырып) олардың қандай жерлерде болғандығын да анықтай білу керек. Материктер мен мұхит-тардың (көне дәуірлердегі) бұрынғы орындарын дәл анықтау үшін, палеомагниттік зерттеулер пайдаланылады. Палеомагниттік геофизикалық. зерттеу жұмыстары (тарихи геологияның дамуына көп әсерін тигізіп) пла-нетамыздың эволюциялык даму кезендерінің өзіндік ерекшеліктерін айқындап реконструкциялық жұмыстарды дәлірек жүргізуге мүмкіндік берді.

Геотектоннкалық зерттеу жұмыстарының қазіргі кездегі ең басты бағыты осы уақытқа дейінгі геологиялық факторларды неомобилистік тұрғыдан қайта қарал. жаңа интерпретациялық жұмыстарымен айналысу болып саналады. Мұндай жұмыстар соңғы 20 жылдың ішінде халықаралық келісімдер бойынша қабылданған әр түрлі жобалар негізінде дүниежүзілік масштабта жан-жақты жүргізілуде.

Фанерозойлық ең басты литосфералык. плиталардың ғаламдық көлемде қозғалу механизмін түсіндіретін геометрнялык. модель жасалынды (Англияда — А. Г. Смит т. б. 1973; ТМД-да Л. П. Зоненшайн, А. М. Городницкий 1977; Канадада — Е. Р. Канасевич және т. б. 1978). Осыдан 500—550 млн. жылдар бұрын материктер мен мухиттардың кеңістікте орналасу жағдайы қазіргі кездегімен салыстырғанда 90°-ка ауысып орналаскан деп саналады.

Мұхит түбінің кеңею кезеңінің ең максималь жағдайы трансгрессиялық, ал спрединг жылдамдығы минималь болған кезде ғаламдық келемде регрессиялық процестер байқалады (Ушаков, Галушкин, 1983).

Материктер мен мұхиттардың кеңістікте алып жатқан орны климат жағдайыңа да үлкен әсерін тигізеді. Мысалы, материктердің полюстерге жақын орналасуы (альбеданын, ұлғаюына байланысты) полярлық облыс-тардың суынуына және мұздықтардың көбейіп, қалыңдауықа әкеліп соғады. Соған байланысты полюстегі матернктерді ғаламдық, көлемдегі тоңазытқыштар деуге болады.

Материктердің полярлық зонадан біртіндеп алыстауына байланысты олар жылына бастайды. Мұндай қорытынды — фанерозой кезеңін түгел қамтитын палеоклиматтық реконструкциялық зерттеу жұмыстары негізінде жасалды (Ушаков, Ясаманов, 1984).

Климаттың қалыптасуына үлкен әсер ететін тағы да бір манызды фактор ретінде (плиталар тектоникасымен байланысты ғаламдық көлемде байқалатын) трансгрес-сиялық және регрессиялық процестерді атауға болады. Трансгрессия кезінде (мұхиттық, литосфераның үлкен жылдамдықпен қозғалуына байланысты) Жер бетіндегі климат өте жұмсақ болып, ал регрессия кезінде қатал, суық климат қалыптасып, климаттық зоналар айқындалады. Материктердің полюстерге жақындығы және рег-рессиялық процестердің қатар байқалуы ірі мұз жамылғыларыныа пайда болуымен аяқталады.

Осы айтылған факторлардың барлығы да «Плиталар тектоникасы» атты концепцияның (соңғы 20 жылдық ғылыми-зерттеу жұмыстарының нәтижесінде) ғаламдық. көлемде байқалатын көптеген табиғат кұбылыстарын белгілі бір тұрғыдан қарай отырып, өзінше түсіндіре алатындығын көрсетеді.

«Плиталар тектоникасы» атты концепция негізінде планетамызды түгел камтитын «бүкіл әлемдік жаңа тектоника» концепциясы (көзқарас) қалыптасты. Бұл концепцияны одан әрі дамытуда шетелдік ғалымдармен бірге Ресей ғалымдары да (Монин, 1977; Сорохтин 1974 1979; Ушаков 1974 және т. б.) еңбек етіп, өз үлестерін қосуда.

«Литосфералық плиталар тектоникасы» туралы концепцияның фиксистер болжамымен салыстырғандағы өзіндік артықшылықтарын дұрыс бағалай отырып, бұл концепцияның геологиялық теория болып қабылдануы үшін, әлі де толып жатқан мәселелердің шешімін табу қажет.

Қазіргі кезде мұхиттар мен континенттерді түгел қамтитын жаңа теорияның негізі енді ғана қалыптасып келеді деуге болады. Бұл теорияның келешегі мол. Әзірше плиталардың жылжып, орын ауыстыру механизмі әлі толық шешімін тапқан жоқ. Соған қарамастан, бұл теория жыл сайын жаңа ғылыми факторлармен толығып, нығайып жылдан-жылға есіп келеді.

Әрине ғылымның келешектегі даму жолын болжап айта білу өте қиын. Ал енді біз сіздерді қазіргі кездегі ғылым жаңалықтарына сүйене отырып (американ геологтары Р. Дитц пен Дж. Холденнің болжамы бойынша), планетамыздың 50 млн жылдан кейінгі болашақ көрінісіне ой жүгіртіп, көз жіберіп қарауға шақырамыз.

Егер литосфералық плиталардың келешектегі ығысу бағыттары бұрынғыша (қазіргі кездегі бағытта) сақталатын болса, Австралия солтүстікке карай жылжи отырып, жол-жөнекей (бульдозер тәрізді) Жада Зеландия, Калимантан, Сулавеси, Суматра, Лусон аралдарын және т. б. жерлерді оңтүстікшығыс Азияға қарай ығыстырады. Ал Үнді плитасы Орталық. Азияны тықсырып Гималай, Тибет, Тянь-Шань және Памир тауларының одан әрі биіктей түсуіне әсерін тигізуі мүмкін.

Солтүстік Америка мен Европа бір-бірінен жылына 1—4 см жылдамдықпен ажырайтын болса (50 млн жыл ішінде), онда Атлант мұхитының ені 500—1000 км-ге дейін ұлғаяды. Ал Оңтустік Америка солтүстік-батыс бағытта жылжи отырып, Солтүстік Амернкаға жақындай түседі. Калифорння жарты аралы Сан-Андреас атты терең жарық бойымен солтүстікбатыс бағытта жылжи отырып, континенттен бөлініп қалады. Олардың арасында кең көлемді мұхиттық бұғаз пайда болып, Калифорния (Мадагаскар тәрізді) аралға айналады.

Литосфералық плиталардың бір-бірімен соқтығысуына байланысты туатын әрекеттердің әсерінен Африка матернгі солтүстік бағытта жылжу барысында Жерорта теңізін біртіндеп тарылта түседі. Италия, Греция, Турция жерлерінде байқалатын вулкан атқылау және жер сілкіну процестері жиіленуі мүмкін. Африканың Евразия материгінің төмен қарай шөгіп, батып бара жатқандығы дәлелденді десек те болады. Плитаның кұлау бұрышы -35° (Эгей теңізі), ал Липар аралдарының маңайында 58°-ка дейін жетеді. Біртіндеп сығыла келе Жерорта теңізінің түбінде қатпарлар түзіліп, тау жоталары пайда болады. Қазіргі кездегі Альпі және Атлас таулары бұрынғыдан да биіктей түсіп, бірыңғай таулы алқап қалыптасады. Жерорта теңізі кішігірім көлдерге бөлшектеніп, кейінірек мүлдем таусылады.

Африканың шығыс бөлігінде орналасқан Ұлы Африкалық жарық бойымен материктің бөлшектенуі мүмкін. Қазіргі кездін өзіндеақ, арнаулы кұралдар арқылы жүргізілген зерттеу жұмыстарының нәтижесінде бұл тә-різді терең жарықтардың жыл сайын кеңейе түсетіндігін байқауға болады. Егер жыл сайын жарықшақтың ені бірнеше см-ге дейін кеңейіп ұлғаятын болса, онда оның мөлшері 50 млн жыл ішінде жүздеген км-ге жетіп, соның нәтижесінде Африка материгі өзінің шығыс бөлігін жоғалтқан болар еді. Ал Мадагаскар болса континенттен одан санын алыстай түсіп, аралдар архипелагы тұзіледі.

Бұл жағдайда, Европа мен Азия тұрақты күйде болып, ал Антарктида жоғалып кетер еді. Қазіргі кезде Антарктида деструкциялық өзгеріс жағдайында деп есептеледі. Рифттік грабендер жүйесі қалыптсып (Ұлы Африкалық терен жарықтарға ұқсас), материк қақ бөлінеді. Мұндай рифттік жарықтардың бар екендігі геофизикалык зерттеу жұмыстарының нәтижесінде анықталды. А •* "0 млн. жылдан кейін Жердің ішкі күштері ұлы материкті жеке аралдарға айналдырады.

Қызыл теңіз бен Аден шығанағы кеңейіп, солар арқылы Үнді мұхнты Жерорта теңізімен бірігеді. Сонымен, Атлант және Үнді мұхиттарының аумағы кеңейіп, ал Тынық мұхнттың акваториясы қысқарады. Жана мұхиттар мен теңіздер пайда болады. Трансгрессиялық және регрессиялық әрекеттердің нәтижесінде Жер бетінің географиясы өзгеріп, күрделене түседі. Атлант мұхитының суы Батыс Европаның көп жерлерін басып жатады. Евразияның тундралық бөліктері солтүстік теңіз суларының шабуылына оқтын-оқтын ұшырап отырады. Скандинавия болса, керісінше жоғары көтеріліп, бұрынғыдан да биіктей түседі.

Енді 50 млн жылдан кейінгі ауа райының өзгерістері туралы айтатын болсақ, Чикаго университетінің ғылыми қызметкерлерінің жақында ғана жасаған болжамдарына сүйенуге болады. Олар (континенттердің ығысу бағыттарын ескере отырып) солтүстік жарты шарда (50 млн жылдан кейін) ауа райы жұмсарын, полярлық мұздықтар түгелдей дерлік еріп кетеді деп санайды.

Европа мен Шығыс Азияда (қазіргі кезде АҚШ-тың орталық ендіктерінде ғана болатын) күшті дауылдар (торнадо) жиі байқалатын болады.

Австралияның ауа райы құрғақ климаттан ылғалды климатқа ауысып, тропикалық климатқа жақындайды деуге болады. Тынық мұхитта тайфундар саны азаяды. Солтүстік Америка мен Азия аралығында (Алеут аралдарының маңайында) құрлықтық «көпір» пайда болып, Аляска, Чукотка, Камчатка жерлерінде және Қанаданың солтүстікбатыс аудандарында ауа райы түгелдей өзгереді. Әрине бұл болжамның шындыққа қаншалықты жақын екендігін айту өте қиын.

Ең соңында қорыта айтсақ, бізді қоршаған жалпы әлемнің және сонымен бірге Жер планетасының тұрақты бір қасиеті — оның өзгергіштігі деуге болады.

а) Литосфералық плиталар тектоникасы.

а) Вегенердің тұжырымдамалары.