Геотектоника с основами геодинамики - Хаин В.Е.
Скачать (прямая ссылка):
1 - линейные магнитные аномалии и их номера; 2 - трансформные разломы (С-Сила; Сд-Седна; Ср-Сервейер); 3 - зона сочленения относительно древней (обозначена штрихами и крапом) и более молодой частей Тихоокеанской плиты, имеющих разную ориентировку линейных магнитных аномалий
Рис. 10.5. Сравнение определений возраста океанского дна, полученных по магнитным аномалиям (исходя из предположения о постоянной скорости спрединга, по шкале Хейртцлера) и по микрофауне из осадков, залегающих на базальтах фундамента (по данным бурения). Прямоугольники - пределы ошибок. Отклонения полученной линии от прямой свидетельствуют об ускорениях и замедлениях спрединга, см. график на врезке. По У.Харленду и др.,1985
Рис. 10.6. Увеличение мощности и средней плотности океанской литосферы с возрастом и, как следствие, ее изостатическое погружение:
I - выше поверхности Мохоровичича такая зависимость отсутствует: суммарные мощности второго и третьего слоев коры, Тихий океан, черными точками выделены наиболее надежные данные (по Дж.Мак-Клейну, К.Аталлаху, 1986); II, III - увеличение мощности океанской литосферы в результате ее наращивания мантийным перидотитом и соответствующее увеличение ее средней плотности (по И.Саксу, 1983); IV - корреляция между глубиной залегания литосферы в северной части Атлантического и Тихого океанов и ее возрастом; измеренные значения даны в сравнении с расчетными кривыми (по Дж.Слейтеру, К.Тепскотту, 1979)
Но скорость спрединга меняется во времени (рис. 10.5), как это можно установить по ширине полос океанской коры, образованной за определенный интервал геологического времени. Так, периодом высокой скорости спрединга (до 18 см в год) был период спокойного магнитного поля, т.е. отсутствия инверсий его полярности, охватывающий середину мела, с апта по турон включительно. А так как существует определенная корреляция между скоростью спрединга и объемом срединных хребтов, то чем выше эта скорость, тем больше объем хребта (это хорошо видно на примере Восточно-Тихоокеанского поднятия), а следовательно, и вытесненной воды. Это способствует подъему уровня Мирового океана и является, как впервые отметили Р. Ларсон и У. Питман, причиной глобальных трансгрессий. Вообще изменения скорости спрединга оказываются, таким образом, главной причиной эвстатических колебаний уровня океана.
Само существование срединных хребтов как топографических возвышенностей ложа океанов обязано разогреву слагающей их литосферы. Это видно из того, что срединные хребты не проявляют себя сколько-нибудь значительными аномалиями в поле силы тяжести. По мере остывания литосферы с удалением от оси спрединга она становится плотнее, чему еще способствует закрытие трещин в связи с заполнением их минеральным веществом, и подвергается опусканию. Как установили Дж. Слейтер и О.Г. Сорохтин, увеличение глубины океана прямо пропорционально квадратному корню из возраста океанской литосферы. Соответствующая кривая дает относительно крутой наклон до возраста 40-60 млн лет, т.е. в пределах срединных хребтов и их склонов до глубины 5000 м, а далее выполаживается, плавно опускаясь до 6000 м, что уже отвечает абиссальным равнинам (рис. 10.6).
Именно этим объясняется, что современные срединно-океанские хребты имеют возраст, не выходящий или почти не выходящий за пределы олигоцена, а абиссальные равнины подстилаются более древней корой.
Установление четкой зависимости между возрастом коры и глубиной океана открыло путь для палеоокеанских реконструкций. Выше уже указывалось, каким образом по линейным магнитным аномалиям можно восстановить ширину океана на момент времени, отвечающий возрасту этих аномалий. Теперь мы видим, что использование зависимости глубины от возраста коры позволяет определить и глубину океана. А далее, зная общие закономерности распределения течений в современных океанах, можно смоделировать и циркуляцию воды в древнем океане. Всем этим теперь и занимается новое научное направление - палеоокеанология.
10.2. Трансформные разломы
Срединно-океанские хребты и в меньшей степени абиссальные равнины расчленены, как правило, перпендикулярно к их простиранию разломами, получившими в 1965 г. от Дж. Вилсона название трансформных. Эта разломы расчленяют срединные хребты и оси спрединга на отдельные сегменты, смещенные в плане относительно друг друга. Амплитуда смещения составляет сотни километров и может превышать для отдельного разлома 1000 км (разлом Мендосино в северо-восточной части Тихого океана), а по зоне сближенных разломов типа экваториальной зоны разломов в Атлантике или зоне Элтанин в юго-восточной части Тихого океана достигает 4000 км. При отсутствии поблизости осей спрединга, как в северо-восточной части Тихого океана, амплитуда разлома устанавливается по смещению одноименных магнитных аномалий.
На первый взгляд, трансформные разломы представляют собой сдвиги, но, как показал Вилсон, они принципиально отличаются от сдвигов тем, что противоположно направленное смещение их крыльев наблюдается лишь на участке, соединяющем оси спрединга. За его пределами оба крыла движутся в одну сторону, хотя скорость этого движения может несколько отличаться. Эта особенность трансформных разломов очень скоро была подтверждена сейсмологами, обнаружившими, что землетрясения происходят вдоль этих разломов только на участках между осями спрединга (рис. 10.7). Позднее прямые наблюдения с подводных обитаемых аппаратов над зеркалами скольжения принесли дополнительное подтверждение теории Вилсона. За пределами сейсмически активных участков трансформные разломы являются как бы мертвыми и представляют лишь следы бывших смещений, зафиксированные в древней коре.
