Окенический рифтогенез - Дубинин Е.П.
ISBN 5-89118-198-3
Скачать (прямая ссылка):
Рис. 9.6. “Корни” нисходящих и восходящих конвективных потоков на поверхности земного ядра под суперконтинентами и объяснение относительно короткого времени существования таких континентов, по [122]
сов Земли и одним кольцевым восходящим потоком, образующим рифтовую систему в ее экваториальном поясе. Такой ситуации соответствовало значение параметра пс = 5 и время 0,7-109 лет назад. Однако уже около 600 млн лет назад под северным фрагментом Мезогеи - Лавразией возник вторичный восходящий мантийный поток, буквально разорвавший на части и этот суперматерик с образованием Праатлантического океана Япетус и Палео-уральского океана. Гондвана при этом испытала лишь частичную деструкцию, но уже в катангскую (панафриканскую) орогению она вновь спаялась в единый суперматерик.
Четвертый раз в Земле возникла одноячеистая конвекция, и вновь сформировался единый суперконтинент - вегенеровская Пангея в конце палеозоя около 300 млн лет назад. Этому событию близко отвечает значение параметра пс- 6 и расчетное время 0,22-109 лет назад, а также максимум тектонической активности в фанерозое. Пангея, как и все другие суперконтиненты, тоже долго не просуществовала и уже в самом начале мезозоя (около 200 млн лет назад) испытала первые импульсы деструкции, а приблизительно 190 млн лет назад возникли и первые трансматериковые расколы, переросшие затем в молодые океаны: Атлантический, Индийский и Северный Ледовитый.
Приведенные оценки nc(t), безусловно, являются весьма приближенными, особенно если учесть существенную нестационарность мднтийной конвекции, но все-таки они, по-видимому, правильно отражают главную особенность развития тектонической активности Земли - ее цикличность. Причем, судя по приведенным оценкам, в послеархейской
геологической истории выделяется шесть полностью завершенных конвективных циклов:
2,6-2,28,-1,93-1,55-1,15-0,70-0,22 млрд лет назад с продолжительностью соответственно около 320; 350; 380; 410; 440 и 480 млн лет. Если эту закономерность продлить и далее, то оказывается, что следующий полный конвективный цикл завершится приблизительно еще через 550 млн лет при пс = 7. Не исключено, что и современный, седьмой, цикл закончится формированием двух суперконтинентов типа Лавразии и Гондваны. И, наконец, последний, четвертый, мегацикл с пс = 8 мог бы завершиться приблизительно через 1,8-109 лет в будущем. Однако в связи с постепенным затуханием процесса бародиффузионного механизма дифференциации земного вещества и соответствующим снижением конвективной активности мантии пока не ясно, хватит ли сил у слабеющей мантийной конвекции на формирование последнего суперконтинента - гипотетической Гипергеи.
9.3. ИЗМЕНЕНИЕ СРЕДНИХ СКОРОСТЕЙ СПРЕДИНГА И МОЩНОСТИ ОКЕАНИЧЕСКОЙ ЛИТОСФЕРЫ В ГЕОЛОГИЧЕСКОЙ ИСТОРИИ ЗЕМЛИ
После появления теории тектоники литосферных плит стало ясно, что наглядной оценкой средней тектонической активности Земли как меры движения ансамбля литосферных плит, может служить скорость их относительного перемещения. Однако наиболее общей, удобной и физически обоснованной оценкой тектонической активности Земли, по-видимому, следует все же считать ее энергетическую меру, определяемую в конечном итоге идущим из мантии глубинным тепловым потоком Qm. Действительно, любые перемещения земных масс и магматические преобразования вещества, приводящие к тектонической активности нашей планеты, в конечном итоге преобразуются в тепло и теряются Землей с ее тепловым излучением. Именно поэтому такой глубинный тепловой поток Qm и может являться естественной мерой тектонической активности Земли.
Как отмечалось выше, основная часть идущего из мантии глубинного тепла теряется через океанические плиты. В настоящее время эта доля составляет 92%, а в прошлые геологические эпохи она была еще более высокой. Следовательно, можно считать, что после возникновения эндогенной тектонической активности Земли параметр Qm прежде всего и всегда характеризовал собой режимы формирования и разрушения океанических литосферных плит. Учитывая сказанное, можно считать Q ~ где ?окк - средний удельный тепловой поток через океаническую кору, a saK~ площадь этой коры. Но после возникновения ансамбля движущихся океанических плит около 3,8* 109 лет назад удельный тепловой поток, пронизывающий океа-
ническое дно, мог быть выражен через среднюю продолжительность жизни тс таких плит
#окк
или через среднюю скорость их относительного перемещения
Яокк~-\jvr ¦
Отсюда видно, что, определяя осредненную тектоническую активность Земли через параметр Qm, можно найти среднюю скорость движения всего ансамбля литосферных плит [122]:
v,~ei/sm- <9Л>
Определение зависимости Qm(t) было приведено на рис. 8.15, а на рис. 9.7 изображен график v,(f), рассчитанный по выражению (9.1) в предположении, что современное значение vc ~ 5 см/год [122]. Как видно из этого графика, в позднем архее наблюдался резкий всплеск активности и скорость движения плит достигала 150-170 см/год, т.е. в 30-38 раз превышала современную скорость движения. В раннем архее скорость взаимного перемещения плит была заметно меньшей - около 40-50 см/год, но все же почти в 10 раз большей, чем сейчас. Начиная с раннего протерозоя, скорость движения плит последовательно снижалась с
