Окенический рифтогенез - Дубинин Е.П.
ISBN 5-89118-198-3
Скачать (прямая ссылка):
Но все эти кинематические модели имеют два ограничения: во-первых, данные, полученные для различных границ плит, объединялись в единую модель при обязательном допущении жесткости каждой плиты, во-вторых, они давали кинематику, осредненную за время порядка сотен тысяч - первые миллионы лет. Космическая геодезия не имеет ни одного из этих ограничений, она позволяет находить относительные положения точек на поверхности Земли в разное время и таким образом определять изменение их относительных положений. Современная космическая техника обеспечивает достаточно высокую точность, позволяющую за один - два десятка лет определить не только относительные перемещения различных плит, но и внутриплитные движения. Было получено очень
хорошее совпадение спутниковой информации с глобальной моделью «мгновенной» кинематики литосферных плит, рассчитанной по геофизическим и геоморфологическим данным [516].
Все эти данные убедительно показали, что перемещение плит за несколько лет хорошо совпадает с результатами, усредненными за первые миллионы лет. Литосферные плиты с хорошим приближением можно рассматривать как жесткие. Хотя в настоящее время не вызывает никаких сомнений наличие внутриплатных перемещений; относительная скорость их порядка нескольких миллиметров в год.
Все вышеизложенное дает основание расценивать тектонику плит как первую научную теорию, имеющую предсказательную силу. Статус тектоники плит как теории подкрепляется и тем обстоятельством, что она имеет определенное математическое обоснование, благодаря которому современная или так называемая мгновенная кинематика плит, включающая направления и скорости их взаимных перемещений, может быть экстраполирована и в прошлое, и в будущее.
Несмотря на то, что теория тектоники литосферных плит завоевала ведущие позиции в науках о Земле, остается еще немало проблем, требующих дальнейшего разрешения. К ним относятся проблемы внутриплитной тектоники. При детальном изучении литосферные плиты вовсе не являются столь жесткими и монолитными и недеформируе-мыми, как предполагалось первоначально. Немало вопросов остается при попытках объяснить природу внутриплитного магматизма и образование асейсмичных хребтов и плато на дне океана. Часто с этой целью прибегают к гипотезе «горячих точек» и «мантийных струй», предложенной Дж.Вилсоном [562] и Дж.Морганом [410]. Согласно этой гипотезе, из недр Земли поднимаются локальные мантийные струи, прогревающие и проплавляющие литосферу. Требуют решения и некоторые вопросы движущего механизма литосферных плит, мантийной конвекции и дифференциации вещества в недрах Земли.
Однако развитие глубинной геофизики и прежде всего сейсмической томографии и изучение океанических глубин с помощью подводных обитаемых аппаратов ежегодно приносят немало новых открытий, дающих новые перспективы дальнейшего развития теории тектоники литосферных плит и позволяющих надеяться на то, что в недалеком будущем будут сформулированы основные положения новой, более общей теории глобальной эволюции Земли, предпосылки которой разработаны О.Г.Сорохтиным и С.А.Ушаковым и опубликованы в фундаментальной монографии «Глобальная эволюция Земли».
1.4. СТРОЕНИЕ И МОЩНОСТЬ ОКЕАНИЧЕСКОЙ ЛИТОСФЕРЫ, ПРИРОДА СРЕДИННООКЕАНИЧЕСКИХ ХРЕБТОВ
Как уже отмечалось, океаническая литосфера - это оболочка Земли, представляющая собой охлажденное и полностью раскристаллизованное вещество земной коры и верхней мантии, подстилаемое снизу горячим и частично расплавленным веществом астеносферы. Естественно предположить, что океанические литосферные плиты образуются за счет остывания и полной кристаллизации частично расплавленного вещества астеносферы, подобно тому, как это происходит, например, на реке при замерзании воды и образовании льда. Аналогия здесь очень глубокая - ведь кристаллические породы литосферы по сути своей это тот же «силикатный лед» для частично расплавленного силикатного вещества астеносферы. Разница состоит лишь в том, что обычный лед всегда легче воды, тогда как кристаллические силикаты всегда тяжелее своего расплава. В таком случае дальнейшее решение задачи об образовании литосферных плит не представляет большого труда, поскольку процесс кристаллизации воды хорошо изучен.
Несколько упрощенно процесс образования океанических литосферных плит по такому механизму можно представить себе следующим образом. В зазор между расходящимися плитами (в рифтовую трещину) поднимается горячее, частично расплавленное вещество астеносферы. Попадая на поверхность океанического дна это вещество охлаждается и кристаллизуется, превращаясь в породы литосферы. По мере раздвижения плит образовавшиеся ранее участки литосферы ((промерзают» еще более и также отодвигаются в стороны, а на их место в новые рифтовые расколы поступает новое ас-теносферное вещество и процесс повторяется.
Начатый в рифтовых зонах процесс формирования литосферных плит продолжается под склонами срединно-океанических хребтов и абиссальными котловинами за счет постепенного остывания и полной кристаллизации исходного горячего мантийного вещества, последовательно «примораживаемого» снизу к подошве литосферы. Очевидно при этом, что чем дольше мантийное вещество поднявшееся на поверхность Земли, охлаждается, тем на большую глубину оно «промерзнет» и кристаллизуется. Следовательно, под более древними участками океанического дна, расположенными дальше от рифтовых зон, толщина литосферы (т.е. слоя охлажденной и раскристаллизованной мантии) будет большей (рис. 1.11). Глубина «промерзания» расплава (будь то вода или базальтовая магма) определяется кельвиновским решением уравнения
