1. ИСТОРИЯ СТАНОВЛЕНИЯ И ЗАБВЕНИЯ ИДЕЙ МОБИЛИЗМА
Наиболее ярким примером может служить драматическая история становления идеи о гелеоцентрическом строении Солнечной системы. Из повседневного опыта людей казалось, что именно Солнце движется по небосводу вокруг неподвижной Земли. И поэтому большинство современников Н.Коперника просто невосприняло его революционной идеии. Критикуя идеи Коперника, Ф.Бекон заявлял, что в его системе много существенных затруднений, потому что движение (вокруг Солнца), которым он утруждает Землю, представляет серьезное неудобство, а отделение Солнца от планет, с которым у него столько общего, весьма рискованный шаг...
В науках о Земле аналогичный психологический барьер “очевидности” создается нашими обыденными представлениями о незыблемости расположения материков: горные породы так прочны, а массы континентов так велики, что нет сил, способных сдвинуть их с места. Именно под влиянием таких представлений в теоретической геологии возникла точка зрения фиксистской концепции, согласно которой все геологические структуры, начиная от континентов, океанов и их дна и кончая островами, всегда находились на поверхности Земли в строго фиксированном положении.
В противоположность господствовавшим тогда представлениям о постепенном охлаждении и сжатии Земли, приводящим к возникновению в земной коре напряжений сжатия. К первым структурам относятся рифовые зоны, проходящие через Исландию, Средиземно-Атлантическое плато, Восточную Африку. Океаническая кора образуется за счет излияния базальтов из трещин в зонах ее растяжения. По периферии Тихого океана существуют зоны сжатия, в которых океаническое дно опускается на островные дуги. Этот подвиг и приводит к возникновению землетрясений. Континенты пассивно “дрейфуют” вместе с океанической корой от зон растяжения к зонам сжатия.
Следующий шаг в развитии идей мобилизма сделал выдающийся геофизик А.Вегенер. Он приводил следующие аргументы: необычайное сходство очертаний западных и восточных береговых линий Атлантического океана, однотипность геологического строения смежных материков. А.Вегенер предполагал, что перемещение материков происходит за счет ротационных сил и приливных взаимодействий Луны с Землей. Элементарная проверка расчетами показала, что подобный механизм на много порядков слабее тех сил, которые могли бы в действительности сместить материки.
Если бы А.Вегенер воспользовался для обеспечения дрейфа другими концепциями, то забвения идей мобилизма не произошло бы.
2. ВОЗРОЖДЕНИЕ ИДЕЙ МОБИЛИЗМА В СЕРЕДИНЕ XX В
Главную роль в возрождении и утверждении идей мобилизма в геологии сыграли исследования геологического строения океанического дна и связанных с ним полосчатых магнитных аномалей. В 50-х годах были открыты крупнейшие подводные хребты, протянувшиеся по осевым зонам молодых океанов и опоясавшие всю Землю непрерывной цепью длиной до 60 тыс. км. Гребнями этих срединно-океанических хребтов располагаются глубокие трещины растяжения - рифтовые зоны, из которых извлекались молодые базальты. Одновременно с движением континентов происходило раскрытие одних и сокращение других океанов. Возраст дна всех океанов датируется 150-160 млн. лет, когда возраст самих континентов не превышает 2-2,5 млрд. лет.
После открытий 50-60-х годов гипотеза дрейфа континентов стала быстро возрождаться, но уже на новом уровне.
Особенно большой вклад в создание теории внесли геофизики и геологи, занимавшиеся изучением строения и развития океанического дна. В 1961 и 1962 гг. американские ученые - геолог Г.Хесс и геофизик Р.Диту - повторно высказали основные идеи О. Фишера об образовании океанической коры.
В 1963 г. английские геофизики Ф.Вайн и Д.Метьюз выдвинули предположение, что полосчатые магнитные аномалии на океаническом дне представляют собой “запись” инверсий магнитного поля Земли в базальтах океанического дна. Группа французских геофизиков доказала, что океаническое дно образовалось сравнительно недавно - только в кайнозойское и позднемезазойское время.
Известный английский геофизик Е.Буллард впервые использовал теорему Эйлера, описывающую движения жесткой оболочки по поверхности сферы, и современную вычислительную технику для построения количественных реконструкций положения дрейфующих континентов в прошлые геологические эпохи.
В 1968 г. американский геофизик В.Морган и французский геофизик Кс.Л.Пишон выделили наиболее крупные литосферные плиты и рассчитали параметры их движения по поверхности земного шара. В 1970 г английские геологи Дж.Дьюи и Дж.Берд впервые рассмотрели с точки зрения новой теории развития геосинклинального процесса и образование горных поясов Земли.
3. ВКЛАД СОВЕТСКИХ УЧЕНЫХ В РАЗВИТИЕ ТЕОРИИ ТЕКТОНИКИ ЛИТОСФЕРНЫХ ПЛИТ И ГЛОБАЛЬНОЙ ГЕОДИНАМИКИ
В конце 50-х годов П.Н.Кропоткин использовал палеомагнитные и геологические данные для доказательства существования дрейфа континентов. С.Л.Ушаков и В.И.Хаин (1965 г.) на основе анализа геологических и геофизических данных по Антарктиде сделали вывод, что этот материк обособился от других континентов гондванской группы в результате дрейфа континентов.
В 1969 г. известный советский академик А.В.Пейве развил идею Г.Хесса о том, что встречающиеся во многих горных поясах офиолитовые покровы представляют собой фрагменты древней океанической коры.
В середине и конце 70-х годов были предложены и обоснованы современные модели строения океанических литосферных плит и составлены первые карты их мощности, объяснена геохимия базальтового магматизма на океаническом дне, рассчитано тепловое поле океанического дна и теоретически и обоснованы механизмы подвига литосферных плит под основные дуги.
В середине 70-х годов А.П.Лисицин по данным бурения и магнитным аномалиям построил уточненный вариант карты возрастов Мирового океана.
В последние годы удалось уточнить строение океанических литосферных плит (Лукашевич, Приставакина, 1984 г.), построить карты теплопотерь Земли через океаническое дно, выяснить механизмы затягивания осадков на большие глубины под континенты.
Еще в конце 60-х годов Р.М.Деминицкая и А.М.Карасик по магнитным аномалиям проследили историю раскрытия Евразийской котловины Северно-Ледовитого океана и происхождение подводного хребта Ломоносова. Д.И.Мусатов с позиций тектоники литосферных плит рассмотрел основные закономерности образования и размещения полезных ископаемых на Сибирской платформе, в Енисейском Кряже и Саяно-Алтайской области. А.С.Монин и О.Г. Сорохтин (1982-1984 гг.) с точки зрения тектоники литосферных плит изучили природу уникальной металлогенической эпохи раннего протерозоя, общую геохимическую эволюцию земной коры и возможные механизмы концентрации рудных элементов в месторождениях полезных ископаемых.
Решение задачи о гравитационной дифференциации земных недр и моделирование нестационарной химико-плотностной конвекции в мантии позволило приступить к количественному изучению геологической эволюции Земли. Полученные результаты значительно расширили первоначальные рамки теории тектоники литосферных плит и фактически превратили ее в наиболее общую геологическую теорию глобальной эволюции Земли.
4. РОЖДЕНИЕ ПЛАНЕТЫ ЗЕМЛЯ
Солнечная система включает в себя Солнце и все, что находится в поле его тяготения. Все элементы системы находятся в движении. К наиболее крупным телам относят девять планет, их спутники, кометы и астероиды. Все планеты вращаются вокруг Солнца в одном направлении и, кроме Меркурия и Плутона, по орбитам, близким к круговым. При этом плоскости их орбит практически совпадают. Большинство планет вращается вокруг своих осей в направлении, с их движением вокруг Солнца. Исключениями являются Венера и Уран. Венера вращается в противоположную сторону, а ось вращения Урана почти лежит в плоскости его орбиты.
Однако невозможно представить Солнечную систему без окружающего ее космического пространства, а тем более представить себе ее происхождение в условиях изоляции. Происхождение системы неразрывно связано с происхождением Вселенной, так как является ее структурной единицей, отсюда практически все теории и гипотезы, касающиеся возникновения Солнечной системы, за исключением наиболее ранних. Для более полного представления о процессах, происходивших при зарождении нашей звезды, система, по мере возможности рассматривается на фоне развития Вселенной.
Первый путь образования протосолнечной туманности из рассеянных газа и пыли - эволюционный. Он ведет через образование под влиянием гравитационного сжатия сгущений этой материи - молекулярных облаков - к возникновению уплотнений внутри этих облаков и далее к образованию таких уплотнений в молодые звезды типа нашего Солнца, окруженные протопланетным диском (рис.4.1.). Внутри протопланетного диска происходит взрыв сверх новой звезды, который мог привести к появлению на свет всего разнообразия химических элементов.
Таким образом, намечается второй путь формирования исходного состояния солнечной системы. Его можно назвать катастрофическим. Он заставляет вспомнить о космогонической гипотезе Дж.Джинса, пытавшегося объяснить происхождение планет выбросом солнечной материи под влиянием сближения с Солнцем другой звезды. Но по существу столь же катастрофической была и гипотеза О.Ю.Шмидта, допускавшая захват Солнцем темной галактической туманности, состоящей из пыли и метеоритов.
Следующая стадия образования Солнечной системы предусматривает распад протопланетного диска на отдельные планеты внутренней и внешней групп с поясом астероидов между ними (рис.4.2.). Расшифровка событий достигнута на основе развития идей О.Ю.Шмидта. Показано, что промежуточной фазой было образование сонма твердых и довольно крупных, до сотен километров в диаметре, тел, именуемых планетезималями, последующее скопление и создание которых и явилось процессом аккреции (наращивания) планеты.
Из ранних гипотез наиболее интересна гипотеза И.Канта (1755 г.). Ее основные положения:
1. Начально существовала предельно разреженная материя, состоящая из мелких твердых частиц - Хаос.
2. Существовавший Хаос был неоднороден.
3. Тяготение привело к возникновению в этой неоднородности сгустков материи и общего центра тяжести.
4. Частицы Хаоса обладали упругостью, что, при стремлении к центру тяжести и взаимных столкновениях, привело к созданию сплющенной вращающейся туманности, из сгустков которой в дальнейшем образовались планеты.
Самой важной в теории Канта была идея круговорота мироздания по схеме: Хаос - структуризация вещества - его организация в космогонические системы - распад в Хаос - и т.д. Однако сама гипотеза имеет, по крайней мере, две принципиальных ошибки. Его материя изначально существовала без движения, а под действием сил тяготения и отталкивания возникло правильное вращательное движение. Так же в гипотезе И.Канта остается неясным вопрос о разогреве сгустков из холодных частиц Хаоса. Кант не объясняет, каким образом звезды достигли своих температур, и как они вдальнейшем будут угасать, если учитывать круговорот мироздания.
Более поздние гипотезы подразумевают уже некую двойственность в происхождении системы, а так же учитывают воздействие других космических тел на развитие Солнца и появления планет. Солнечная система уже не изолирована - она испытывает на себе влияние развивающейся Вселенной. Так, согласно Р.Мультону и К.Чемберлену (1900 г.) спиральные струи раскаленного газа, вырвавшиеся в результате возмущения проходящей мимо Солнца звезды, сначала “охладились” - конденсировались в мелкие частицы “планетезималии”, из которых после возникли планеты. Здесь “горячее начало” характерно лишь для Солнца, а планеты формируются из остывшего вещества. А гипотеза Ж.Бюффона (1749 г.) основывалась на столкновении гигантской кометы с Солнцем, однако он ошибочно считал оба тела твердыми. Бюффон объясняет только происхождение планет как постепенно остывающих “осколков” Солнца, оставшихся после столкновения.
В XVIII в. наиболее интересной стала гипотеза П.Лапласа. Она как бы являлась дальнейшим развитием теории Канта, и одновременно устраняла его ошибки. Начальная туманность, по Лапласу, уже не была безгранична, как у Канта, и представляла собой раскаленный газ, подобный атмосфере Солнца, наблюдаемой уже в то время. В центре туманости существовало молодое Солнце, которое медленно вращалось вокруг своей оси, однако его происхождение Лаплас тоже не объясняет. В это движение была вовлечена туманность, что, одновременно с процессами охлаждения и сжатия, привело к образованию сплошных тонких газовых колец. Эти кольца являются в гипотезе Лапласа прототипами орбит планет, а их вещество - источником планетного вещества. Гипотеза объясняла многое из того, что было известно о Солнечной системе, а так же то, что еще предстояло узнать. Физически обоснованная, гипотеза Лапласа долго оставалась господствующей в космогонии.
Одним из первых, кто привлек в своей гипотезе астрофизические процессы, был В.Г.Фасенков. Он стал так же первым, кто связал образование планет с развитием Солнца как звезды. Идея Фасенкова подразумевала “холодное начало” лишь для образования Солнца, что соответствовало теории образования звезд только из очень холодных облаков, когда скорость частиц не превышает 0,2 км/с. В дальнейшем интенсивное гравитационное сжатие, по мнению Фасенкова, ускоряло вращение Солнца, представляющего собой разряженное низкотемпературное тело, не имеющее
Представления о тепловом состоянии новорожденной Земли претерпели в последние годы принципиальные изменения. В противовес долго господствовавшему мнению об “огненно-жидком” исходном состоянии Земли, основанному на классической космогонической гипотезе Канта-Лапласа, с начала ХХ столетия, и особенно настойчиво в 50-е годы, стала утверждаться идея об изначально холодной Земле, недра которой в дальнейшем начали разогреваться вследствие выделения тепла естественно радиоактивными элементами. Однако уже в 60-70-е годы стало очевидным, что эта концепция не учитывает выделения тепла при соударении планетезималей, особенно большого диаметра. В настоящее время почти всеобщее признание получило представление о весьма существенном разогреве Земли, вплоть до начала плавления, если не полного плавления ее вещества.
Существует компромиссный вариант между гипотезами гомогенной и гетерогенной аккрекции, который был предложен О.Л.Кусковым и Н.И.Хитаровым [1982 г.]. Согласно этому варианту, входе аккреции сначала образовалось внутреннее ядро Земли, а остальные оболочки, включая внешнее ядро, являются уже продуктом дифференциации.
В общем наиболее вероятным сценарием начальной стадии развития Земли был следующий: быстрая аккреция с участием не только мелких, но и крупных планетезималей, возможно, с тенденцией некоторого обогащения ранних порций аккретирующего вешества более тяжелыми, металлическими компонентами; разогрев в процессе аккреции вплоть до частичного плавления, приведшего к началу дифференциации Земли на ядро и мантию.
Сейчас я хочу представить две свои гипотезы возникновения Земли.
Первая гипотеза возникновения Земли. За многие миллиарды лет до появления Земли в одном месте Галактики начали скапливаться облака, состоящие из межзвездного газа и скопления пыли. Это газопылевое облако превратилось в совокупность крупных “слипшихся” из частиц облака протопланет. Вращаясь вокруг Солнца, по различным самостоятельным орбитам, частицы сталкивались друг с другом, обмениваясь энергией и количеством движения. В результате столкновения и слипания частиц в вакууме параметры их орбит “усреднялись”. К слипшимся частицам присоединялись новые. Это можно сравнить со снежным комом, который катится с горы. Так образовались первые зародыши пород. Чем крупнее становилось тело, тем более круговой была его орбита. Усреднялись и наклоны орбит, что привело к “уплощению” первичного облака. В близких к Солнцу областях протопланетного облака его частицы сильно нагревались и их летучие компоненты испарялись. Поэтому вблизи Солнца образовались небольшие планеты.
К этому времени уже светило Солнце (оно образовалось за многие миллионы лет до появления Земли). Несмотря на интенсивную дегазацию мантии Земли в раннем архее, первые порции воды, выделявшейся около 4 млрд. лет назад, еще насыщали собой вулканический грунт, связываясь в основном в гидросиликатах. Затем вода стала накапливаться в мелких лужах. Только примерно через 2000 млн. лет после начала дегазации (т.е. 3,7-3,8 млрд. лет назад) воды на земной поверхности скопилось столько, что стали возникать первые сравнительно мелководные бассейны. Эти молодые моря еще были изолированы друг от друга, но в них уже начали отлагаться древнейшие осадочные породы.
Вторая гипотеза возникновения Земли. В космосе находятся “Черные дыры”, которые всасывают все, что находится в поле их действия. Она связана с действием “Черных дыр”, которые всасывали все, что находилось в поле их действия. Когда одна из них оказалась переполненной, то ей было суждено взорваться.
Такие взрывы происходят, когда в их недрах полностью исчерпывается основной запас мелких элементов и формируется ядро, состоящее только из железа, т.е. из элемента с наименьшей внутренней энергией. В результате полностью прекращаются все ядерные реакции, перестает генерирует тепловая энергия, препятствующая их сжатию, и они под влиянием уже ничем не сдерживаемых сил тяготения начинают стремительно сжиматься (коллапсировать). Процесс гравитационного коллапса сопровождается столь же стремительным “обрушением” газовой оболочки и, как следствие этого, возникновением в ней ударных волн и катастрофически резким возрастанием температуры и давления газа в оболочке. Поэтому резкое повышение давления, температуры нейтральных потоков в оболочке приводит к стремительному ускорению протекания всех ядерных реакций синтеза с выделением за короткое время гигантской энергии. В результате за считанные минуты внутри “Черной дыры” выделяется столько же энергии, сколько ее могло бы выделится за многие миллионы лет развития звезд.
Взрыв, обогативший протопланетное вещество изотопами 26Al и 129I, послужил формированием из межзвездного облака нашего Солнца и планетной системы.
Здесь же необходимо рассмотреть еще одну важную проблему. Это проблема зарождения Луны. Вначале рассмотрим общепринятые гипотезы.
Согласно одной из гипотез, Земля и Луна образовались одновременно из одного и того же газопылевого облака, но в случае гомогенной аккреции они должны были иметь одинаковый состав, чего в действительности не наблюдается.
Другая гипотеза принимает, что Луна оторвалась от Земли на ранней стадии ее истории, когда последняя была расплавленной и очень быстро вращалась.
Новейший вариант, разработанный О.Г.Сорохтиным и С.А.Ушаковым, предусматривает: приближение к Земле гипотетической Протолуны, ее разрушение по достижении предела Роша под влиянием гравитационного воздействия Земли и воссоздание Луны из обломков, оказавшихся за пределом Роша.
Другой вариант, выдвинутый американскими учеными У.Хартманом и Д.Девисом в 1975 г. Это гипотеза косого удара о Землю крупного тела, размером примерно с Марс (0,5 диаметра и объема Земли). Последствиями этого удара должны были быть превращения материала “пришельца” в парообразное вещество и выброс материала земной верхней мантии. Весь этот материал частично должен был упасть обратно на Землю, на той его доли, которая оказалась за пределом Роша, должно было быть достаточно, чтобы образовать Луну, а силы выброса - чтобы придать ей необходимое ускорение.
Сейчас я представлю свою гипотезу образования Луны. Если измерить расстояние от Солнца до Меркурия, от Солнца до Венеры и так далее, то мы увидим, что расстояние от Солнца до каждой последующей планеты, больше каждого предыдущего примерно в два раза. Но расстояние от Солнца до Юпитера почти в четыре раза больше, чем расстояние от Солнца до Марса. Это говорит о том, что между ними была еще одна планета. Эти расстояния приведены в таблице 1.1. Но вот наступил момент, когда пятая планета должна была взорваться. Взорвавшись планета оставила после себя большое скопление метеоритов, которые вращаются вокруг Солнца между Марсом и Юпитером и трех Лун, две из которых вращаются вокруг Марса, а одна вокруг Земли.
таблица 1.1.
Название планет Расстояние до Солнца
МеркурийВенераЗемляМарсЮпитерСатурнУранНептунПлутон 58 млн. км108 млн. км149,87 млн. км228 млн. км779 млн. км1,43 млрд. км2,876 млрд. км4,500 млрд. км» 8 млрд. км
5. ОСНОВНЫЕ ТИПЫ ТЕКТОНИЧЕСКИХ СТРУКТУР И ДВИЖЕНИЙ
5.1. Основные типы тектонических структур
Геологическое изучение поверхности Земли показало, что неравномерность в распределении и разнообразие в условиях залегания горных пород далеки от беспорядочности, что в них довольно легко подметить определенные закономерности и первые из них были намечены еще в конце XVIII века Паласом и Соссюром, указавшими на правильно - зональное строение горных хребтов.
Тектонические структуры весьма разнообразны по своему масштабу - от крупнейших, охватывающих целые материки и океаны, до мельчайших складок и разрывов, наблюдаемых в отдельных штуфах или даже лишь в исследуемых под микроскопом шлифах.
Сейчас перейдем к рассмотрению основных типов тектонических структур.
К тектоническим структурам первого порядка относятся - материки и океаны.
Во-первых, океаны отделены от материков зонами сверхглубоких разломов земной коры, уходящих на глубину до 700 км.
Во-вторых, океанический вулканизм по составу лав отличен от континентального вулканизма - для него характерны специфические базальты - океаниты, пикриты.
В-третьих, слой пониженных сейсмических скоростей и плотности - слой Гутенберга оказался залегающим под океанами на гораздо меньшей глубине, чем под материками - 50 км против 100 км, и имеющим здесь значительно большую мощность - 300 км против 150 км под материками.
В-четвертых, тепловой поток в области океанов несколько больше, чем в области материков, что указывает, с одной стороны, на большой разогрев верхней мантии под океанами и, с другой стороны, на то, что тепловой поток генерируется не столько обогащенными радиоактивными элементами гранитного слоя коры, сколько более глубокими геосферами.
К тектоническим структурам второго порядка относятся - подвижные пояса и устойчивые площади.
К первым относятся прежде всего геосинклинальные области, ко вторым - платформы.
Первые отличия между геосинклиналиями и платформами были замечены в середине XIX века.
Геосинклинали характеризуются на начальных стадиях своего развития значительным нагружением, отраженным в больших мощностях осадков; на заключительных стадиях это нагружение сменяется поднятием - горообразованием и складкообразованием.
Платформы отличаются малой амплитудой погружений и поднятий, малыми мощностями осадков, слабым проявлением складкообразования и плоским рельефом.
Помимо обычных или материковых платформ к ним относятся занимающие не меньшую территорию океанические платформы - плоские, слабовулканические и несейсмические участки океанического дна.
Таким образом, существуют три типа подвижных поясов: срединно-океанический (срединные валы океанов), геосинклинальный (окраинноматериковый), геосинклинальный (внутриматериковый) и два типа устойчивых площадей: континентальные платформы и океанические платформы.
Стандартные типы строения земной коры характеризуются плитообразным рельефом, со средним уровнем порядка +0,5 км для материковых платформ и -4,5 км для океанических платформ.
Подвижные пояса связаны с чрезвычайно протяженными глубинными разломами, которые представляют собой аномальные зоны. Зона земной коры отклоняется в сторону уменьшения; мощность достигает своего максимума (70-80 км) в геосинклинальных подвижных поясах. Это увеличение мощности идет за счет гранитного слоя в геосинклинальных подвижных поясах и базальтового - геоантиклинальных.
Рельеф подвижных поясов обнаруживает резкое отклонение от платформенных уровней - до +9 и -11 км по отношению к уровню океана.
Для структур 2-го порядка - геосинклинальных областей и материковых платформ, - установлено разделение их на структурные зоны низшего 3-го порядка. В геосинклинальных областях, на ранних стадиях их развития, это будут геосинклинальные системы (например, Большой Кавказ, Южный-Тянь-Шань) и срединные массивы (например, Закавказский, Монголо-Тувинский), а на более поздних - соответственно мегантиклинории, межгорные и передовые прогибы. На платформах положительными структурами третьего порядка являются щиты и антеклизы, отрицательными - синеклизы.
Также можно выделить коровые структуры, которые независимы от тектонического рельефа кровли и тектонического фундамента. Они образуют целую гамму складок и разрывов разных порядков.
Тектонические структуры любых порядков распадаются на две категории - плавные и разрывные.
Первые представляют собой изгибы разного масштаба и формы, образующиеся без нарушения сплошности составляющих их горных пород. Изгибы корового типа называются складками и составляют складчатые, или пликативные, деформации; изгибы глубинного типа называются структурными волнами. Как волны, так и складки делятся на положительные формы - поднятия и отрицательные формы - прогибы.
Разрывы, составляющие группу разрывных, или дизъюктивных, деформаций, подразделяются на глубинные разломы, относящиеся к категории глубинных структур, и приповерхностные разрывы, принадлежащие к покровным структурам.
Разрывы более высокого порядка определяют развитие плавных структур низшего по сравнению с ними порядка. С другой стороны, эти последние структуры осложняются подчиненными им разрывами еще более низкого порядка. Благодаря этому в одних случаях разрывы выступают как определяющие, ведущие по отношению к волнам или складкам структуры, второстепенные по сравнению с плавными деформациями.
5.2. Основные типы тектонических движений.
Проблема разделения тектонических движений на различные их типы возникла еще на заре геологической науки; она стояла уже перед М.В.Ломоносовым, пытавшимся наметить “разные образы земного трясения”, в том числе “нечувствительные и долговременные” колебания земной поверхности, вызывающие перемещение береговых линий морей.
В конце XIX века американский геолог Г.К.Джильберт предложил различать два типа тектонических движений: эпейрогенические, или создающие континенты, и орогенические, или создающие горы.
В дальнейшем эти термины были уточнены тектонистом Г.Штилле. Он понимал под эпейрогенезом медленные и длительные поднятия обширных областей земной поверхности, сопровождающиеся трансгрессиями и регрессиями морей и не вызывающие существенных изменений их структуры. Орогенез - это движения кратковременные, проявляющиеся лишь эпизодически, но со сравнительной интенсивностью и в пределах относительно ограниченных областей; эти движения вызывают коренную перестройку структуры затронутых ими территорий и возникновение горного рельефа в их пределах.
Главный недостаток классификации Джильберта-Штилле состоит в том, что поднятия эпейрогенеза и орогенеза относятся к движениям разного порядка, разного масштаба. Материки это структуры 1-го порядка, а горы, относящиеся к подвижным поясам, - структуры 2-го или даже 3-го порядка.
М.М.Тятяевым и В.В.Белоусовым было предложено разделение тектонических движений на четыре типа: 1) колебательные, 2) складчатые, 3) разрывные, 4) магматические.
В.Е.Хаин и Н.Б.Вассоевич выступили с предложением разделить колебательные движения на два самостоятельных типа: собственно колебательные и волновые.
Первый из этих двух типов соответствует общим колебаниям В.В.Белоусова. Основное различие между колебательными и волновыми движениями усматривалось в том, что первые однозначно и одновременно проявляются на обширных площадях, включающих и геосинклинали и платформы, а вторые вызывают образование и одновременное развитие крупных глубинных структур противоположного знака.
В зарубежной литературе последних десятилетий появилось иное направление в классификации тектонических движений, основанное на отличном представлении об их соподчиненности.
В классификации тектонических движений возникают некоторые проблемы. Основная причина этих проблем, несомненно, в сложности самого процесса тектонической жизни Земли, где наблюдаются движения, как непосредственно порожденные физико-химическими превращениями в глубоких недрах планеты, так и движения, в различной степени производные от этих движений, а так же движения, возникающие в результате взаимодействия движений эндогенного происхождения с экзогенными процессами. Другой недостаток в том, что это чисто описательные классификации. Нужна генетическая классификации тектонических движений, но создание такой классификации, имеющей шанс на достаточное признание, невозможно, пока недостигнута минимальная ясность в вопросе о причине движений. С другой стороны, невозможно выяснить причины движений, неразобравшись предварительно в их многообразии и не наметив некоторые их типы. В настоящее время необходима объективная характеристика движений по сумме этих признаков, т.е. их кинетическая классификация с разделением на преобладающие вертикальные (радиальные) и преобладающие горизонтальные (тангенциальные), плавные (связные), в том числе волновые и складчатые, направленные (необратимые) и колебательные (обратимые), восходящие и нисходящие (для вертикальных движений), интенсивные (рельефо -, в частности образующие), и слабые.
6. СОВРЕМЕННЫЕ И НОВЕЙШИЕ ДВИЖЕНИЯ ЗЕМНОЙ КОРЫ
6.1. Современные тектонические движения земной коры
Под современными тектоническими движениями понимаются движения земной коры, проявившиеся в историческое и проявляющиеся в настоящее время, и поддающиеся непосредственным, в том числе инструментальным наблюдениям.
Для того, чтобы понять тенденцию проявления современных тектонических движений необходимо рассмотреть методы их изучения.
6.1.1. Исторический (историко-археологический0 метод
Первые указания на проявление современных движений были получены в результате наблюдений на побережьях морей, показавшие на одних участках затопление построек, возведенных в прежние времена, на других - обмеление гаваней. Эти проявления заметны на побережьях Черного, Азовского и Каспийского морей.
Аналогичные признаки погружения берегов отмечены в ряде пунктов по периферии бассейна Средиземного моря. Классическим эталоном для изучения относительных колебаний уровня моря являются полузатопленные ныне развалины храмы Сераписа в Пуццуоли близ Неаполя. Особенно заметно опускается южное побережье Северного моря в районе Голландии. Раньше вся поверхность располагалась выше уровня моря, но затем для защиты от наступающего моря стали строить дамбы. В настоящее время поверхность находится ниже уровня моря.
Поднятия и опускания поверхности Земли иногда фиксируется по историческим данным и глубине материков. Так, в районе Вены некоторые населенные пункты перестали быть видимыми с одного и того же пункта наблюдения, а другие появились в пределах видимости.
В Ферганской впадине, в ее восточной части, известны реки Андижан-Сай и Шаарика-Сай, представляющие собой древние оросительные каналы. Они врезаны на глубину до 13-14 м в антиклинальные поднятия. Если учесть, что начало поливного земледелия в Ферганской долине относится к границе II и I тысячелетий до н. э., то надо будет признать, что за время, истекшее с тех пор, складки, прорезаемые обеими искусственными реками, поднимались со скоростью 4 мм/год.
Так же наблюдается рост Уральских гор, который составляет несколько миллиметров в год, и опускание Сибирской платформы, которое тоже несколько миллиметров в год. В ближайшем будущем может возникнуть сложнейшая проблема, как затопление Сибирской платформы и возникновение большого водного пространства.
Так же наблюдается поднятия пород кристаллического фундамента Карелии и опускание Ленинградской области.
6.1.2. Метод водомерных наблюдений
В этом методе непрерывность наблюдений наблюдается с помощью установки футштоков - чугунных или деревянных реек, разбитых на деления.
Обработка футшточных наблюдений подтвердила факт проявления на морских побережьях, в частности берегах Балтийского моря различных по скорости и знаку движений. Для района Балтики по данным футшточных наблюдений за период 1897-1927 гг. удалось составить карту средних скоростей вертикальных движений в изолиниях. Из этой картины видно, что северная часть моря, примерно к северу от линии Кристианштад-Лиепая, поднимается, в то время как южная часть опускается. Скорость поднятий доходит до 10 мм/год и более.
6.1.3. Метод повторных нивелировок высокой точности
Обработка материалов повторных нивелировок по ряду железнодорожных линий СНГ показала систематическое повышение отметок одних реперов и понижение других. Сравнение этих изменений с геологической структурой местности обнаружило примерное совпадение участков, испытывающих по данным нивелировок поднятие, с участками, структурно приподнятыми и наоборот. В некоторых случаях наблюдались и отклонения от прямой взаимосвязи.
Взаимная увязка данных повторных нивелировок по различным направлениям, а так же привязка основных реперов к футштокам на морских побережьях позволили составить карту современных движений для западной половины Европейской части СНГ. Первое нивелирование было выполнено на этой территории в период с 1913 по 1932 г., повторное - с 1945 по 1950 г. Составленная карта показывает, что на территории Русской платформы выделяется несколько зон современных поднятий и опусканий, лишь в общих чертах совпадающих с крупными древними поднятиями земной коры. Скорость поднятий по этим данным местами превышает 10 мм/год, а скорость погружений - 5 мм/год.
6.1.4. Метод повторных триангуляций
Этот метод предназначен для изучения горизонтальных движений. При повторных триангуляциях устанавливается изменение относительного положения опорных пунктов триангуляционной сети. Наиболее заметные горизонтальные смещения выявлены в высокосейсмичных районах, в частности в Японии и Калифорнии, а у нас недавно в Туркмении.
6.1.5. Метод повторного определения географических координат
Данный метод пытались применять для проверки предположений некоторых геологов и геофизиках о взаимных горизонтальных перемещениях материков. С этой целью были сделаны повторные определения долгот некоторых пунктов, находящихся по обе стороны Атлантического океана. В Европе, Африке и Америке. В результате обнаружилась разница в долготах, достигающая 2,28 м.
6.1.6. Геоморфологические методы
Тектонические движения сказываются на рельефе поверхности лишь в случае их достаточно длительного действия в одном и том же направлении.
В частности, таков разработанный В.В.Ломакиным метод изучения динамических фаз аллювия речных долин.
Исследования, в ряде районов СНГ, отметили хорошее совпадение между участками сокращения мощности и погребения современного аллювия и расположением антиклинальных складок в коренных породах, а также зон поднятия. Кроме того, к районам повышенных скоростей современных движений приурочены отрезки русел рек с аномально большими уклонами.
6.1.7. Современные движения связанные с землетрясениями
При крупных землетрясениях нередко происходит оживление разрывов и по этим разрывам образуются вертикальные и горизонтальные смещения почвы.
В декабре 1957 г. очень сильное землетрясение произошло в Монголии, в Тобийском Алтае. Оно сопровождалось возникновением целой сети разрывов общим протяжением до 700 км. Смещение по вертикалям вдоль этих разрывов достигало 9,2 м по горизонтали - 8,85 м. Разрывы оказались в подавляющем своем большинстве приуроченными к разломам, возникшими еще в палеозое или начале мезозоя.
Таким образом, применение этой методики открывает перспективы изучения не только общего положения скрытых разрывов, но и их элементов залегания и направления смещения по ним.
6.2. Новейшие движения земной коры
Новейшие тектонические движения - это движения антропогена и неогена, приведшие к существенному преобразованию рельефа земной поверхности и большей частью сохраняющие свои основные тенденции в современную эпоху.
Основными методами изучения новейших движений земной коры являются геоморфологические методы.
6.2.1. Орографический метод
Чем более интенсивными являются новейшие движения, тем ярче выступает зависимость форм рельефа от плана распределения и амплитуды поднятий и погружений земной коры. Отсюда вытекает, что эту зависимость можно наблюдать в современных подвижных поясах земной коры.
В горных странах, возникших в альпийских геосинклинальных областях, взаимоотношения орографии и структуры являются несколько более сложными. Однако и здесь основные горные хребты отвечают крупным сводово-глыбовым воздыманиям земной коры, а межгорные и предгорные депрессии - соответствующим прогибам.
Меньшая степень соответствия рельефа и новейшей тектоники в молодых геосинклинальных горных странах типа Кавказа или Карпат объясняется тем, что широко распространенный в их пределах осадочный чехол значительно более разнороден по своей сопротивляемости денудации, чем консолидированный фундамент возрожденных эпиплатформенных горных стран типа Тянь-Шань.
Однако не только в подвижных поясах, но и на платформах существует определенная связь между развивающейся структурой и рельефом. Для Русской платформы она была наиболее глубоко вскрыта. Основные речные системы Русской платформы располагаются в областях синеклиз и прогибов, тогда как антеклизы представляют собой водораздельные области.
В то же время положительные структуры - щиты, антеклизы и пр. - являются водораздельными областями, на которых располагаются истоки, а не главные стволы речных систем. Например, Воронежская антеклиза - система Дона и Оки.
При этом следует учитывать, что неравномерная денудация нередко вызывает некоторое смещение контуров возвышенностей и низменностей по отношению к очертаниям соответствующих антеклиз и синеклиз.
Влияние климатических условий особенно заметно сказывается на орографической выдержанности открытых соляных куполов. В условиях аридного климата (Таджикская депрессия) ядра соляных куполов проявляют себя как возвышенности. Наоборот, в областях несколько более влажного климата ядрами соляных куполов нередко соответствуют карстовые воронки.
Итак, как в случае крупных - глубинных структур, так и в случае более мелких - складчатых форм вероятность их прямого выражения в рельефе прямо пропорциональна скорости роста структуры и сопротивляемости пород ядра складки денудации и обратно пропорциональна интенсивности денудации, во многом зависящей в свою очередь от влажности климата.
6.2.2. Батиметрический метод
Он заключается в установлении связи между “живой” тектоникой и подводным рельефом. В зоне шельфа эта связь частично маскируетя осадконакоплением и усиливающимся на выступах дна размывающим действием волн.
За пределами шельфа, где скорость осадконакопления резко снижается, растущие антиклинальные складки получают еще более отчетливое выражение.
Крупные формы рельефа морского дна, отражают глубинные структуры. Каспийское море, вытянутое в меридианальном направлении, пересекается рядом крупных поднятий и прогибов, отраженных в рельефе его дна порогами и впадинами.
6.2.3. Морфометрический метод
Этот метод заключается в построении на основе топографических карт серии морфометрических карт. Основными из них являются карты базисных поверхностей. Базисная поверхность это сложная кривая, огибающая поверхность, проведенная через тальвеги долин.
К дополнениям к картам базисных поверхностей составляются карты остаточного рельефа, получаемые путем вычитания базисной поверхности из гипсометрической.
Наиболее благоприятными для выявления новейших движений являются, с одной стороны, побережье морей и озер, с другой стороны, речных долин.
6.2.4. Методы изучения древних поверхностей выравнивания
Поверхности выравнивания в горных странах представляют собой относительно слабо волнистые, располагающиеся почти горизонтально или полого наклоненные к периферии горных сооружений. Наиболее высокая и наиболее древняя поверхность занимает центральную часть хребта. Остальные поверхности выравнивания развиты по периферии. Во многих случаях это правильное расположение нарушается вследствие более позднего интенсивного эрозионного расчленения сетей.
Совершенно несомненно, что поверхности выравнивания возникают в гипсометрических условиях. Они первоначально полого поднимаются от береговой линии морского или озерного бассейна и представляют в большинстве случаев древние наклонные аллювиальные равнины с размытым чехлом аллювиальных отложений. В других случаях поверхности выравнивания представляют по своему происхождению образионные или абразионно-аккумулятивные подводные поверхности.
В геосинклинальных областях образование денудационных поверхностей начинается в широком масштабе лишь в конце тектонического цикла, после завершения осадконакопления и складчатости в пределах новообразованных поднятий. Из этого следует, что процесс выработки поверхностей выравнивания занимает здесь сравнительно короткие промежутки времени.
6.3. Выводы по новейшим и современным тектоническим движениям
1. Движения земной коры проявляются повсеместно и постоянно во времени. Одни участки земной коры поднимаются, тем временем как другие опускаются. Это сказывается на затоплении многих участков земной поверхности.
2. Изучение движений за более или менее длительный промежуток времени показывает, что они имеют направленный характер. Это можно связать с поднятием земной поверхности, в дальнейшем поднятие может сменится опусканием.
3. Анализ движения за более короткие промежутки времени указывает на их колебательный характер. Скорость движения происходит быстро и периодически меняется. Это может привести к образованию на периферии трещин и разломов.
4. Скорость новейших движений изменяется в значительных пределах. В платформенных областях амплитуда неоген-четвертичных движений достигала 1-1,5 км, средняя их скорость 0,05 мм/год. В пределах подвижных поясов размах поднятий и погружений составил до 6-8 км, средняя их скорость 0,3 мм/год.
5. Скорость современных движений, устанавливаемая по данным поверхностных нивелировок и футшточных наблюдений, оказывается на порядок выше и измеряется миллиметрами, а иногда и сантиметрами.
6. В современную и новейшую геологические эпохи наблюдается появление тектонических движений и развитие тектонических структур всех типов.
7. Обращает на себя внимание сопряженность в пространстве зон поднятий и опусканий любых масштабов, в результате которой наблюдается чередование поднятий и прогибов, напоминающую систему стоячих волн.
8. Изучение землетрясений указывает на их ярко выраженный первичный характер. Движения развиваются отдельными толчками, причем скорость и амплитуда таких толчков очень велика.
9. Прослеживание морских и речных террас и поверхностей выравнивания указывает на определенную согласованность движений различных, значительно удаленных друг от друга районов и тем самым на существование общепланетарных колебательных движений, протекающих ритмически.
7. ГЛАВНЫЕ СОВРЕМЕННЫЕ ТЕКТОНИЧЕСКИЕ ГИПОТЕЗЫ
7.1. Гипотеза контракции
Эта гипотеза господствовала во второй половине 19 в. В дальнейшем она потерпела крушение.
Она предусматривала первоначальное расплавленное состояние Земли и ее последовательное охлаждение происходило с поверхности. Это охлаждение приводило к уменьшению объема внутренних частей Земли. Накопление осадков в геосинклинальных областях, сжимаемых между более жесткими глыбами платформ. В результате возникают складчатые горные сооружения.
Иначе происходило изменение земной коры при сжатии внутренних частей Земли. Происходило обрушение, опускание глыб коры под сжимающимся ядром Земли. В результате происходят, радиальные движения, в свою очередь порождающие горизонтальные.
Прямым указанием на изменение объема Земли может служить изменение скорости ее вращения. Радиус Земли сокращался на 4,5 см в столетие.
Косвенным указанием на то, что недра Земли не разогревались, а охлаждались, служит уменьшение интенсивности вулканической деятельности.
О преобладающем опускании земной коры видно из следующих факторов:
1. Непрерывное нарастание осадочного слоя земной коры.
2. Постоянное превышение размера погружения над размером поднятия как в пределах геосинклиналей, так и в масштабе всей поверхности материков.
3. Прогрессируещее увеличение глубины океанических впадин.
Как утверждал Кропоткин П.Н., что причиной уменьшения объема Земли может являться не столько охлаждение ее внутренних частей, сколько полиморфные превращения подкоркового вещества под влиянием гравитационного уплотнения, ведущего к уменьшению объема и увеличению плотности материала. Примером таких полиморфных превращений служит переход оливина в шпинель, сопровождающийся уменьшением объема на 10-15 % . Если это так, то в будущем, когда внутренняя часть Земли остынет, то ее объем должен будет уменьшится на одну треть от первоначального.
7.2. Гипотеза подкорковых конвекционных течений
Основной принцип данной гипотезы состоит в том, что причинами поднятий, опусканий, горизонтальных движений земной коры служат конвекционные течения в оболочке Земли, порожденные неравенством температур на одинаковых уровнях от поверхности геоида. Наибольшие различия должны наблюдаться под материками, с одной стороны, и океанами, с другой стороны, вследствие того, что гранитный слой коры богаче всего радиоактивными элементами, а толстая материковая кора обладает наиболее низкой теплопроводностью. В местах максимального разогрева образуются восходящие течения, которые в подошве коры разветвляются и дают начало исходящим ветвям. В общем, образуются системы замкнутых кругов.
Над местами расхождения восходящих течений возникают поднятия, над местами схождения нисходящих течений - прогибы. Если над участками схождения нисходящих течений господствует сжатие, то над участками расхождения восходящих течений наблюдается растяжение, сопровождаемое разломами, растаскиванием материковых массивов, разделенных разломами на отдельные глыбы.
Эта гипотеза имеет ряд преимуществ перед контрактивной гипотезой. В ней ведущее место отводится процессам, происходящим в подкорковой области, учитывая роль радиогенного тела. Вместе с тем эта гипотеза вызывает и ряд возражений. Прежде всего остается не вполне доказанным само существование постоянных или длительных подкорковых течений.
7.3. Гипотеза глубиной дифференциации и расширения Земли
Эта гипотеза была предложена В.В. Белоусовым.
Она исходит из нескольких предпосылок:
1. промежуточная оболочка Земли до глубины 900 км сложена эклогитом;
2. Земля образовалась, согласно гипотезе О.Ю. Шмидта;
3. складкообразование представляет побочный результат вертикальных движений коры.
Радиоактивный разогрев ведет к плавлению материала верхней оболочки и к гравитационной дифференциации продуктов плавления. Дифференциация идет на двух разных уровнях - верхний этаж характеризуется более энергичным ее течением и служит источником движения коры в геосинклиналях, на нижнем этаже дифференциация протекает более медленно и здесь зарождаются движения. Легкие продукты дифференциации устремляются вверх, вызывая поднятие земной коры, а более тяжелые - вниз, приводя к опусканиям земной коры. Существенное влияние на ход этого процесса и его локализацию оказывают глубинные разломы, поскольку они способствуют плавлению, дифференциации и вертикальным перемещениям.
Постепенное охлаждение оболочки Земли, распространяющееся с верху вниз, ведет к прекращению дифференциаций в верхнем этаже и тем самым к смене геосинклинального режима.
Появление новых глубинных разломов может вызвать нарушение равновесия в верхних слоях, возобновление интенсивной вертикальной циркуляции и регенерацию геосинклиналей.
Прогрессирующее охлаждение материала оболчки ведет к расширению платформ за счет геосинклиналей и к нарушению гранитного слоя земной коры. Характерными явлениями этой стадии является:
1. послеплатформенная активизация;
2. массовые изменения платобазальтов.
Причиной наступления этой стадии является появление мощного слоя плавления на глубине 400-900 км. Это приводит к образованию разломов. Вдоль них поднимаются к поверхности колонны перегретого газами базальта. Застывая на глубине, они ведут к утолщению коры и образованию крупных поднятий. В третьих базальт вступает во взаимодействие с земной корой, замещает и разрушает гранитный слой, что приводит к возникновению морей и океанов.
Необходимый для затопления океанических впадин объем воды получается за счет выделения последней при расплавлении материковой коры. В результате плотность коры возрастает, происходит понижение, образуются морские и океанические впадины.
Эта гипотеза обладает одним важным достоинством - в ней последовательно развивается представление о связи тектонических движений с дифференциацией вещества оболочки Земли и рисуется стройная картина связи поверхностных движений и структур с глубинными.
7.4. Ротационная гипотеза
Вследствие тормозящего влияния приливов, вызываемых в теле Земли притяжением Луны и Солнца, скорость вращения Земли вокруг своей оси испытывает вековое замедление. Между тем на форму планет на ряду с внутренним строением, размерами и массой непосредственно влияет величина угловой скорости. Чем больше скорость, тем больше полярное сжатие и планета имеет “эллипсоидальную” форму и наоборот. Изменение скорости вращения Земли определяется величиной 1,6-2,4 сек в 100 тыс. лет. Распределение знака современных вертикальных движений земной коры подтверждается поднятием полярных и сопряженным опусканием экваториальных областей. Опускание экваториального пояса значительно.
Если принять уменьшение полярного сжатия 1:200 (ранний протерозой) до 1:298 (современная величина), то площадь Земной поверхности в экваториальном поясе должна была уменьшится на 184 тыс. км2 и на столько же увеличится в полярных областях.
Уменьшение экваториального диаметра составляет около 6 км, а увеличение полярного диаметра - около 12 км.
На фоне этого могло происходить увеличение сжатия благодаря ускорению вращения. При увеличении полярного сжатия должно происходить сжатие корового слоя в высоких широтах и растяжение в низких широтах. Еще одним существенным фактором является взаимодействие Земли с Луной. С образованием ядра Земли и вызванным этим сокращением радиуса нашей планеты произошло ускорение его осевого вращения, повлекшее за собой разобщение периодов осевого вращения Земли и обращения Луны вокруг Земли. Благодаря стремлению асимметрично-трехосного земного эллипсоида к переходу в более устойчивую сфероидальную конфигурацию происходит вековое уменьшение экваториального сжатия. Следствием этого процесса и явилось: образование Тихого океана и Африки, вдоль большой оси экватора и формирование меридионального пояса материков Евразии, Австралии обеих Америк и Антарктиды.
C осевым вращением Земли и неравенством северного и южного полушарий связана еще одна примечательная особенность лика Земли. Благодаря осевому вращению при опускании какой-либо глыбы коры возникает дополнительная тангенсальная сила, смещающая ее на восток, а при поднятии, наоборот - на запад. Возникает относительный сдвиг обоих полушарий по 60-м параллелям. Отсюда S - образное искривление меридиональных осей Америки и Австралазии.
Основное возражение против ротационной гипотезы, состоит в малой величине тех сил, к помощи которых она прибегает для объяснения процессов тектогенеза. Изменение скорости вращения планеты составляет главную часть гипотезы, которая является несостоятельной. Во-первых, ротационная гипотеза не объясняет всей сложной истории подвижных зон земной коры, в особенности магматической деятельности; во-вторых, она игнорирует глубинные процессы, несомненно происходящие в подкорковой области и наиболее ярко проявляющиеся в сейсмической и вулканической деятельности.
8. МОИ ВЗГЛЯДЫ НА ДВИЖЕНИЕ ЗЕМНОЙ КОРЫ
Вопрос об изучении движений земной коры очень интересен. Многие процессы можно понять и объяснить, но многие проблемы остаются загадками.
В предыдущих главах были рассмотрены основные гипотезы и причины возникновения многих структур земной поверхности их движение, рост и затухание. Сейчас я хочу представить свою точку зрения о движениях земной коры.
Раньше материки имели одно целое, тоесть составляли один материк, который был изрезан многочисленными морями, реками и озерами. Он множество раз затапливался водой, менялись очертания морей, океанов, озер. Происходили регрессии и трансгрессии, происходило различное осадконакопление. Образовывались горы, впадины, формировался рельеф океанов. Образование гор и впадин шло равномерно. Это можно сравнить с воздушным шариком. Если шарик пережать с одной стороны, то пережатый объем перейдет в другой конец шарика, увеличив его объем. Если начинает образовываться впадина, то с противоположной стороны Земного шара начнут расти горы, тоесть будет происходить передача объемов земной массы. Если будут образовываться горы, то этот процесс будет происходить в обратном направлении.
Единый материк можно разделить на две области. Одна это северная, которая включала Северную Америку, Гренландию, тоесть ту область, которая находилась выше Средиземноморского геосинклинального пояса. Другая область - южная. Она находится южнее Средиземноморского геосинклинального пояса и включала в себя Южную Америку, Африку, Индонезию, Австралию, Антарктиду. По другому южную область можно назвать Гондваной.
К началу кайнозойской эры Гондвана начала раскалываться на континенты. Первыми отделились Австралия и Антарктида. На этих континентах зародились сумчатые животные, которых нельзя было встретить больше нигде. Впоследствии Антарктида отделилась от Австралии и перешла на то место, где она находится сейчас. В дальнейшем ей было суждено притерпеть оледенение. Все живое было погребено под толстым слоем вечного льда. Второй отделилась Южная Америка. Еще длительное время Южная Америка и Африка соединялись через шельф посредством их южной окраины. В дальнейшем это перемычка ушла глубоко под воду, дав простор Атлантическому океану.
Такие же раскалывания происходили и с северной частью континента. От него отделились Северная Америка, Гренландия, Англия и многочисленные северные острова.
Необходимо также понять о существовании перешейка между Евразией и Северной Америкой. В Северной и Южной Америке существовали различные виды животных, но среди них не было хищников. Многие хищные животные, олени, бизоны по перешейку перешли из Евразии в Северную Америку. Тоже можно сказать и о жителях, населявших тогда материк. Это были индейцы, являющиеся выходцами из Сибири и Китая, которые потому же перешейку перешли в Америку. В дальнейшем Северная Америка притерпела движение (произошел отрыв Америки от Евразии и перемещение в восточном направлении), которое продолжается и по сей день. В результате этого движения и возник Берингов пролив.
В результате перемещения Европы на север от Африки возникло Средиземное море и пролив между Африкой и Испанией.
Было установлено, что территория современной Англии постепенно понижается и в ближайшем будущем она уйдет под воду. Тоже самое можно наблюдать и с Крымом, так как несколько тысяч лет назад он был в несколько раз больше и вот его южная часть ушла под воду и Крым стал современным Крымом.
Сейчас наблюдается перемещение всех континентов на север. Может оказаться так, что Африка через несколько миллионов лет будет находится в центре северного полюса. Так же произойдет и смещение всех других континентов. Произойдет глобальное изменение животного и растительного мира.
Для движений поднятий внутри материка А.А.Никонов составил субмеридиональный профиль, для восточной части Балтийского щита, вдоль линии Мурманской железной дороги (рис.8.1). На этом профиле в его северной (правой) части, где он сечет изобазы поднятия почти под прямым углом, хорошо видно общее воздымание береговых линий. В соответствии с изгибом в плане изобаз и простирания линии профиля высотное положение террас отражает не единый свод, а состоящий из двух воздыманий, разделенных относительным прогибом на месте Беломорской впадины. Из рисунка также видно, что от Ленинграда до Петрозаводска идет опускание территории, а далее до Мурманска идет поднятие территории.
Поздне- и послеледниковые поднятия Кольского полуострова устанавливаются по ряду морфологических признаков, а главное - по наличию и распределению приподнятых голоценовых береговых уровней и осадков на основе анализа береговых уровней последовательных значительных трансгрессий (морских бассейнов). Датировка основных уровней района главным образом основывалась на геологических материалах, но в дальнейшем стала получать подтверждение данными радиоуглеродного датирования на соседней территории Норвегии.
Весь комплекс собранных материалов показывает, что материковая часть Кольского полуострова испытывала интенсивные поднятия с максимумом (до 200-250 м) на западе-юго-западе при 120 м в окрестностях Кольского залива и 140-170 м в вершине Кандалакшского залива. Подтверждается также и поднятие крайнего востока полуострова втечение позднего голоцена в отличие от прежних представлений о его погружении в это время.
Эти данные свидетельствуют о поднятии Кольской глыбы как единого целого. Общее слабое сводообразное воздутие глыбы в голоцене следует из распределения максимальных высот позднеплейстоценовых морских отложений. Оно подтверждается также высотным распределением находок бассейновой морены позднеледникового времени, наклоном раннеголоценовых озерных уровней в Верхне-Понайской котловине, слабым наклоном к югу позднеледниковых террас на спектре береговых линий. Таким образом, есть основания считать и голоценовые поднятия собственно Кольского полуострова гармоничным сводообразным вспучиванием единой глыбы. Наибольшие величины поднятия восточной части Кольского полуострова (порядком 50-90 м против 250 м на крайнем западе) и равная высота древних береговых уровней вдоль побережья в отличие от западной части объясняются тем, что Беломорский язык последнего ледникового покрова проходил южнее побережья и имел значительно меньшую мощность по сравнению с массивным ледниковым покровом на западе.
Наблюдается рост Уральских гор и опускание Восточно-Сибирской низменности. Разница в перепадах составляет 10-12 мм / год.
Поднятия и опускания могут привести к затоплению обширных территорий. Пример такого затопления можно было бы наблюдать в Голландии, если бы не были приняты меры защиты. Раньше Голландия находилась выше уровня моря, но постепенно начала погружаться. Было решено построить вокруг нее дамбы. Сейчас Голландия находится на несколько метров ниже уровня моря.
Результатами многих подвижек являются землетрясения. Два землетрясения произошло в конце 80 годов в Армении, где был разрушен Ленинакан и многочисленные деревни. Землетрясение, которое произошло в Китае, повело за собой большие подвижки. В вертикальном направлении подвижки составили 10-15 метров, в горизонтальном направлении - 8-9 метров. Землетрясение дало о себе знать и на Сахалине, где привело к большим жертвам. Петербург также находится в зоне многочисленных разломов и в зоне землетрясения, интенсивность которого составляет 3-4 бала.
Наиболее опасные зоны, в которых происходят землетрясения это Северная Америка район Сан-Франциско, Япония и Туркмения. Балльность в этих районах достигает порядка 10-12 баллов.
СОДЕРЖАНИЕ
стр.
1. История становления и забвения идей мобилизма....................................1
2. Возрождение идей мобилизма в середине XX в........................................2
3. Вклад советских ученых в развитие теории тектоники
литосферных плит и глобальной геодинамики..........................................3
4. Рождение планеты Земля.............................................................................5
5. Основные типы тектонических структур и движений...............................9
5.1. Основные типы тектонических структур.................................................9
5.2. Основные типы тектонических движений..............................................11
6. Современные и новейшие движения земной коры...................................13
6.1. Современные тектонические движения земной коры............................13
6.1.1. Исторический (историко-археологический метод)..............................13
6.1.2. Метод водомерных наблюдений...........................................................14
6.1.3. Метод повторных нивелировок............................................................14
6.1.4. Метод повторных триангуляций...........................................................14
6.1.5. Метод повторного определения географических координат..............15
6.1.6. Геоморфологические методы...............................................................15
6.1.7. Современные движения связанные с землетрясениями......................15
6.2. Новейшие движения земной коры..........................................................16
6.2.1. Орографический метод.........................................................................16
6.2.2. Батиметрический метод........................................................................17
6.2.3. Морфометрический метод....................................................................17
6.2.4. Методы изучения древних поверхностей выравнивания....................17
6.3. Выводы по новейшим и современным тектоническим движениям......18
7. Главные современные тектонические гипотезы........................................20
7.1. Гипотеза контракции................................................................................20
7.2. Гипотеза подкорковых конвекционных течений....................................21
7.3. Гипотеза глубинной дифференциации и расширения земли..................21
7.4. Ротационная гипотеза...............................................................................22
8. Мои взгляды на движение земной коры.....................................................24
ЛИТЕРАТУРА
1. Дж. Вуд. Метеориты и происхождение Солнечной системы. М.: изд-во “Мир” 1971г.-173 с.
2. Зигель Ф.И. Путешествие по недрам планет. М.: “Недра”, 1988 г. - 220 с.
3. Левин Б.Ю. Происхождение Земли и планет. М.: изд-во “Наука”, 1964 г. - 115 с.
4. Немков Г.И., Муратов М.В. Историческая геология. М.: изд-во “Недра”, 1974 г. - 320 с.
5. Никонов А.А. Голоценовые и современные движения земной коры (Геолого-геоморфологические и сейсмологические вопросы). М.: изд-во “Наука”, 1977 г. - 240 с.
6. Сорохтин О.Г., Ушаков С.А. Глобальная эволюция Земли. М.: изд-во МГУ, 1991 г.- 446 с.
7. Струве О. Элементарная астрономия. М.: “Наука”, 1964 г. - 467 с.
8. Ушаков С.А. Жизнь Земли. Геодинамика и минеральные ресурсы. М.: изд-во МГУ, 1988 г. - 188 с.
9. Хаин В.Е. Основные проблемы современной геологии (геология на пороге XI века). М.: Наука, 1994 г. -190 с.
10. Хаин В.Е. Общая геотектоника. М.: изд-во “Недра”, 1964 г. - 477 с.
11. Хаин В.Е. Региональная геотектоника. М.: изд-во “Недра”, 1971 г. -548 с.
Страница автора: www.stihija.ru/author/?Стас Подписка на новые произведения автора >>> |
