Дрейф материков сегодня и истории Земли

Взаимодействие плит

В области срединно-океанических хребтов плиты расходятся с образованием в промежутке вулканических пород (зона рифта). На границе с материками океаническая плита «ныряет» под материк, образуются горные прибрежные цепи (Анды), извергаются вулканы.

При сближении двух океанических плит, одна погружается, в океане формируется цепь островов вулканического происхождения (Японские, Курильские острова).

При контакте материковых плит образуются крупные горные системы и плоскогорья (Гималаи с Тибетом).

Скорость движения плит от 1,5 до 18 см/год.

геологические данные убедительно свидетельствуют о том, что формирование континентальной коры началось около 4,0–3,8 млрд лет назад, т. е. с задержкой приблизительно на 600–800 млн лет по отношению к моменту образования самой Земли. С тех пор происходило последовательное, но весьма неравномерное наращивание массы коры вплоть до ее современных размеров. Интенсивнее всего образование коры происходило в позднем архее. Однако в течение почти всего архея крупных континентов еще не существовало, а их зародыши – нуклеары и древние щиты – скорее всего развивались изолированно друг от друга. Первый же крупный суперконтинент, Моногея, по-видимому, сформировался только на рубеже архея и протерозоя, около 2,6 млрд лет назад, в момент образования у Земли плотного окисно- железного ядра. В последующие эпохи неоднократно возникали другие суперконтиненты (см. рис. 6.6), происходили их дробления на отдельные материки, дрейфовавшие в стороны друг от друга, и новые их объединения в новые суперконтиненты типа вегенеровской Пангеи позднего палеозоя. При этом теоретическое рассмотрение проблемы и численное моделирование конвективных процессов в мантии показывает, что суперконтиненты могли формироваться c периодичностью около 800 млн лет и только после архея, а за все послеархейское время они могли возникать только четыре раза (см. раздел 6.3). Здесь мы постараемся реконструировать пространственные положения этих суперконтинентов и дрейф материков (и океанов) в докембрийской истории Земли. При этом рассмотрение таких реконструкций мы будем проводить в исторической последовательности, от древних ситуаций к современным, хотя сами построения проводились в обратном порядке: от современных расположений континентов к древним.

Все гипотезы тектонического развития Земли могут быть разделены на две большие группы — фиксистские и мобилистские. Общей чертой фиксистских гипотез является представление о том, что блоки земной коры не совершают существенных перемещений по поверхности планеты. В гипотезах второй группы, напротив, подразумевается, что блоки земной коры мобильны и перемещаются в горизонтальном направлении на тысячи километров.

Чтобы получше разобраться в сути взглядов мобилистов, нам потребуется некоторый минимум знаний из теории тектоники литосферных плит. Большинство читателей из курса географии помнят о необычайном сходстве береговых линий западного побережья Африки и восточного побережья Южной Америки. Так вот, эту особенность подметил сэр Фрэнсис Бэкон еще в 1620 году и высказал предположение о том, что это не случайно. Впоследствии ряд ученых также обращали на это внимание, однако, как это часто бывает, высказанная идея забылась, и только в 1912 году Альфред Вегенер снова обратил внимание на сходство береговой линии по обе стороны Атлантики и представил не просто идею, а стройную гипотезу, объяснявшую множество геологических фактов (прежде всего, продолжение геологических структур с одних континентов на другие) и высказал предположение, что некогда оба материка составляли одно целое, а затем разошлись, направляемые внутренними силами Земли. Гипотеза дрейфа континентов Вегенера вызвала подлинную сенсацию в научном мире. Согласно ей все материки, подобно айсбергам, дрейфовали по поверхности планеты в течение многих миллионов лет и продолжают это движение по сей день, правда, с очень малой скоростью — единицы сантиметров в год.

Однако гипотеза не объясняла ряд вопросов, задаваемых противниками такого подхода, в частности, какие силы приводят континенты в движение, как преодолеваются колоссальные силы трения подножий материков о поверхность мантии и почему в периферийной части при движении материков нет так называемого «бульдозерного» эффекта.

На какой-то период гипотеза Вегенера потеряла своих сторонников, однако, ряд последующих открытий дал ответы на многие вопросы и подтвердил ее справедливость.

Прежде всего, это палеомагнитные исследования, дающие возможность ученым определять, какое положение относительно географических полюсов занимал тот или иной континент в прошлом, привели к совершенно неожиданным результатам. В соответствии с ними, пути движения полюсов планеты, определенные по данным с различных континентов, не совпадали (Использованы материалы книги Сергеев М.Б., Сергеева Т.В. Планета Земля. Москва, 2000, 144с., ISBN 5-900-395-22-7).

Имелось только одно рациональное объяснение этого феномена — допустить, что по поверхности планеты перемещаются сами континенты. Современная наука объясняет относительное движение континентов тем, что каждый из них размещён на цельном фрагменте литосферы — литосферной плите. Литосферные плиты преодолевают трение и скользят вдоль мантийного вещества по так называемой астеносфере — тонкой частично расплавленной прослойке, играющей роль «смазки» для плит. После открытия срединно-океанических хребтов появилась гипотеза разрастания океанического дна, согласно которой восходящие потоки мантийного вещества раздвигают литосферные плиты, соприкасающиеся в глубинах океанов, и в районах срединно-океанических хребтов идет образование новой земной коры, которая непрерывно расширяется (океанический спрединг).