Окенический рифтогенез - Дубинин Е.П.
ISBN 5-89118-198-3
Скачать (прямая ссылка):
нент, названный Моногеей [120, 121].
Учитывая сказанное, представляется весьма заманчивым связать описанную геодинамическую катастрофу с наиболее выдающейся эпохой кено-ранского тектоно-магматического диастрофизма, завершившего собой архейский этап развития Земли, в результате которого также возник и первый в ее истории суперконтинент Моногея. Смещением первозданной сердцевины Земли к периферии и заполнением центральных областей нашей планеты “ядерным” веществом завершилась первая и наиболее бурная стадия формирования земного ядра (см. рис. 9.2, в, г).
Итак, в архее выделяется два периода повышенной конвективной, а, следовательно, и тектонической активности Земли. Первый из них, связанный с зонной дифференциацией металлического железа, приходится на самое начало архея. Конвективный массообмен в то далекое время имел в основном тепловую природу и охватывал собой только верхнюю мантию и переходный слой Голицына, поскольку фронт дифференциации земного вещества за первые 500 млн лет геологического развития Земли успел погрузиться до глубин около 700 км. Поэтому первый всплеск конвективной (и тектонической) активности Земли возник не столько благодаря большой скорости выделения энергии дифференциации, сколько из-за того, что вся эта энергия тогда рассеивалась в малых объемах верхней мантии и переходного слоя. В связи с этим существовавшие в раннем архее конвективные структуры неизбежно должны были быть мелкими, не превышающими по своим размерам нескольких сотен километров. Причем развивалась конвекция тогда только под низкими широтами Земли (см. рис. 9.2).
Второй период резко повышенной конвективной и тектоно-магматической активности Земли был связан с процессом зонной дифференциации более легкоплавких эвтектических сплавов железа с его окислами. Второй всплеск активности продолжался приблизительно от 3,2 до 2,6 млрд лет назад, но на этот раз он стимулировался уже значительным повышением скорости выделения “ядерного” вещества и пропорциональным этому увеличением скорости генерации гравитационной энергии дифференциации. Размеры конвективных ячеек в то время должны были существенно возрасти, достигнув, может быть, первых тысяч километров, но все равно в течение большей части той эпохи одноячеистых структур еще формироваться не могло. К тому времени пояс конвекции уже расширился и занял меридиональное положение (рис. 9.2, в, г).
В самом конце позднего архея, около 2,7-2,6 млрд лет назад, в связи с возможным развитием в то время катастрофического процесса выжимания холодной и жесткой "сердцевины" молодой Земли из центральных областей планеты к ее поверхности, в мантии Земли должна была возникнуть мощная одноячеистая конвективная структура с исключительно интенсивным массообменом в ней. Ско-
рее всего тогда образовался мощный восходящий поток в зоне выжимания бывшей сердцевины и один, не менее мощный нисходящий поток - с противоположной стороны Земли.
Если такое уникальное катастрофическое событие действительно происходило, его неизбежным следствием должно было быть формирование в самом конце архея (около 2,6-109 лет назад) первого в истории Земли суперконтинента. По аналогии с возникавшими в последующие геологические эпохи едиными материковыми массивами Мегагеей Штилле и Пангеей Вегенера этот первый суперконтинент назван О.Г.Сорохтиным и С.А.Ушаковым Моногеей (рис. 9.3). Другим следствием такого события должен был быть достаточно резкий переход от высокой тектонической активности Земли в позднем архее к более умеренной - в протерозое.
Рис. 9.3. Реконструкция первого в истории Земли су-перконтинента - Моногея (2,6-2,4 млрд лет назад) в полярных координатах, по [122]
1 - тиллиты и тиллоиды гуронского возраста; 2 - направления ледниковой штриховки коренных пород ложа древних ледников; 3 - положение географического полюса
После окончания процесса выделения плотного земного ядра на рубеже архея и протерозоя Земля перешла к новому этапу проявления эндогенной активности - к главной последовательности тектонического развития нашей планеты. На этом этапе основным механизмом-двигателем глобальной эволюции Земли становится процесс бародиффузионной дифференциации мантийного вещества. Благодаря этому механизму в протерозое и фанерозое продолжался плавный рост окисно-железного ядра (его масса за это время увеличилась приблизительно на 37%), а в остаточной силикатной мантии раз-
вивался процесс нестационарной химико-плотностной конвекции.
Процесс конвективного массообмена в мантии регулируется действием сильных положительных и отрицательных обратных связей в системе. Примером положительных связей может служить зависимость скорости конвекции от теплогенерации: с повышением температуры мантии экспоненциально уменьшается вязкость ее вещества и соответственно возрастает скорость химико-плотностной конвекции. Одновременно увеличивается скорость диффузии окислов железа из кристаллов силикатов в межгранулярные пространства и, следовательно, скорость перехода “ядерного” вещества в земное ядро, а это, в свою очередь, приводит к возрастанию плотностных неоднородностей в мантии и к новой активизации мантийного массообмена.
