Геотектоника с основами геодинамики - Хаин В.Е.
Скачать (прямая ссылка):
Первоначально считалось, что в океанах граница литосферы и астеносферы проходит на глубине 50-60 км, а на континентах - 100-120 км. Однако развитие глубинного сейсмического зондирования показало, что амплитуда колебаний глубины кровли астеносферы значительно больше. В осевых зонах срединно-океанских хребтов, особенно на Восточно-Тихоокеанском поднятии, кровля астеносферы находится на глубине всего 3-4 км, т.е. литосфера ограничивается лишь верхней частью коры. По мере движения к периферии океанов толщина литосферы увеличивается за счет низов коры, а в основном верхов мантии и может достигать 80 - 100 км. В центральных частях континентов, особенно под щитами древних платформ, таких как Восточно-Европейская или Сибирская, мощность литосферы измеряется уже 150-200 км и более (в Южной Африке 350 км); по некоторым представлениям (Т. Джордан), она может достигать 400 км, т.е. здесь вся верхняя мантия выше слоя Голицына должна входить в состав литосферы.
Трудность обнаружении астеносферы на глубинах более 150-200 км породила у некоторых исследователей сомнения в ее существовании под такими областями и привела их к альтернативному представлению, что астеносферы как сплошной оболочки, т.е. именно геосферы, не существует, а имеется серия разобщенных "астенолинз". С этим выводом, который мог бы иметь важное значение для геодинамики, нельзя согласиться, так как именно указанные области демонстрируют высокую степень изостатической уравновешенности, ведь к ним относятся приведенные выше примеры областей современного и древнего оледенения - Гренландия и др.
Причина того, что астеносферу не везде легко обнаружить, состоит, очевидно, в изменении ее вязкости по латерали или, иначе говоря, в уменьшении контраста между литосферой и астеносферой как в отношении скорости распространения сейсмических волн, так и в отношении электропроводности. Зависит это в конечном счете от уменьшения содержания в астеносфере расплава; в пределе отличие астеносферы от литосферы может состоять лишь в аморфизации вещества. И все это определяется величиной идущего из недр теплового потока: чем выше этот поток и соответственно геотермический градиент, тем на меньшей глубине происходит переход от литосферы к астеносфере и тем мощнее оказывается последняя.
ГЛАВА 3 КОНЦЕПЦИЯ ТЕКТОНИКИ ЛИТОСФЕРНЫХ ПЛИТ
С самого начала становления научной геологии, с середины XVIII в., ее главной задачей было объяснение причин движений земной коры, изменений ее структуры и явлений магматизма. С этой целью последовательно выдвигались различные гипотезы, о чем уже шла речь в главе 1: это гипотезы поднятия, контракции, пульсационная, ротационная, расширения Земли, глубинной дифференциации и, наконец, дрейфа материков. Каждая из этих гипотез опиралась на какую-то реально наблюдаемую сторону тектонических процессов и в конечном счете терпела неудачу, так как не учитывала их действительного многообразия и (или) не могла предложить удовлетворительного их механизма. Так, гипотеза поднятия поставила в центр внимания поднятие горных сооружений и сопряженные с ним опускания, но не смогла удовлетворительно объяснить происхождение складчатости, из-за чего и была оставлена. Гипотеза контракции, напротив, главное внимание сосредоточила на объяснении складкообразования и добилась в этом направлении некоторого успеха, но оставила без объяснения поднятия, не связанные со складчатостью, и магматизм. Пульсационная гипотеза пыталась дополнить контракционную представлением о чередовании в истории Земли эпох сжатия и расширения, что давало возможность объяснить образование грабенов, заложение геосинклиналей и излияния базальтов, но не раскрывала механизм пульсаций и не учитывала факт одновременного формирования структур растяжения и сжатия. Гипотеза расширяющейся Земли впервые дала удовлетворительное объяснение образованию молодых океанов, но игнорировала существование древних и не могла должным образом объяснить происхождение складчатых и тем более складчато-покровных поясов. Несостоятельными оказались и представления о значительном расширении Земли в ходе геологической истории. Ротационная гипотеза оказалась пригодной лишь для объяснения происхождения планетарной системы разломов и трещин.
Ближе всего к истине, как потом оказалось, подошла гипотеза дрейфа материков А. Вегенера, но она не смогла предложить убедительный механизм этого дрейфа. Между тем такой механизм уже выдвигался в начале века австрийским геологом О. Ампферером, немецким геофизиком Р. Швиннером и рядом других ученых, которые назвали его подкоровыми течениями. Позднее голландский геофизик Ф. Венинг-Мейнес связал эти течения с конвекцией в мантии, а британец А. Холмс и американец Д. Григгс в конце 20-х - начале 30-х годов объяснили дрейф материков действием конвекции и тем самым фактически предвосхитили современный вариант мобилизма - тектонику плит. Однако в те годы еще не было убедительных доказательств правоты этих взглядов, в глазах большинства геологов и геофизиков они казались слишком парадоксальными, и в 30-50-е годы господствующее положение заняла гипотеза глубинной дифференциации, которая связала образование поднятий и сопряженных с ними опусканий земной коры с глубинной, на уровне мантии, дифференциацией мантийного вещества и подъемом (адвекцией) к поверхности легких продуктов этой дифференциации - астенолитов. Складчатость и надвиги рассматривались этой гипотезой как побочный результат образования поднятии, а крупные горизонтальные перемещения коровых масс отрицались - основная роль отводилась вертикальным движениям.
