Геотектоника с основами геодинамики - Хаин В.Е.
Скачать (прямая ссылка):
В конце 50-х - начале 60-х годов началось интенсивное геолого-геофизическое исследование океанов и был сделан ряд принципиально важных геофизических открытий. Было установлено существование астеносферы и тем самым слоя, по поверхности которого возможно относительное перемещение литосферы. Было подтверждено предполагавшееся Вегенером и русско-литовским ученым И.Д. Лукашевичем коренное отличие мощности и состава океанской коры от континентальной. Было обнаружено существование грандиозной системы срединно-океанских хребтов и рифтов. В океане были открыты линейные знакопеременные магнитные аномалии, параллельные и симметричные относительно осей срединных хребтов. Было открыто также явление периодических инверсий магнитного поля Земли. Горные породы оказались обладающими остаточной намагниченностью, позволяющей восстановить их положение в древнем магнитном поле. На этой основе возникло новое научное направление - палеомагнетизм, первые же результаты которого показали, что материки испытали значительные перемещения, прежде чем занять свое современное положение.
Все эти и некоторые другие новые открытия не укладывались ни в одну тектоническую гипотезу фиксистского направления и заставили вспомнить о гипотезе Вегенера, которая к тому времени насчитывала лишь очень немногочисленных сторонников. В 1961 - 1968 гг. усилиями американских, английских, канадских и французских геофизиков и геологов были разработаны основы новой мобилистской теории, первоначально больше известной как новая глобальная тектоника, а затем тектоника плит (точнее, тектоника литосферных плит).
Зародышем ее явилась идея об образовании океанов в результате раздвижения континентов и разрастания пространства молодой океанской коры начиная от осей срединно-океанских хребтов. Этот процесс был впервые описан американскими геологом Г. Хессом и геофизиком Р. Дитцем и получил от последнего название спрединга океанского дна (спрединг буквально означает распространение, разрастание). На основе идеи спрединга и установленных недавно перед этим инверсий магнитного поля английские геофизики Ф. Вайн и Д. Мэтьюз одновременно с канадцем Л. Морли предложили изящное объяснение полосовых магнитных аномалий океана.
Развивая эту идею, американские геофизики Дж. Хейртцлер и другие разработали первую возрастную шкалу магнитных аномалий океана, охватывающую кайнозой и вторую половину позднего мела. Американский геолог Г. Менард открыл в Тихом океане гигантские разломы, пересекающие срединно-океанские хребты, а канадский геофизик Дж. Т. Вилсон установил, что они образуют особый класс разломов, и назвал их трансфертными. Американские сейсмологи Б. Айзеке, Дж. Оливер и Л. Сайке, изучив распределение землетрясений по земному шару и механизмы смещений и их очагах, смогли нарисовать общую картину смещений литосферных плит, которые были выделены американским геофизиком Дж. Морганом, английскими исследователями Д. Маккензи и Ф. Паркером и французским - К. Ле Пишоном. Так общими усилиями ученых четырех стран, первыми получивших новый фактический материал по геологии океанов и геофизике, была сформулирована эта новая концепция, опубликованная в основных чертах в американском "Journal of Geophysical Research" в 1968 г. (в русском переводе - в сб. "Новая глобальная тектоника". М., "Мир", 1974).
Новой концепции повезло - она вскоре начала получать фактическое подтверждение. В том же 1968 г. началось глубоководное бурение с американского судна "Гломар Челленджер", и уже первый профиль буровых скважин в Южной Атлантике обнаружил совпадение возраста океанской коры, вскрытой скважинами, с возрастом, предсказанным по магнитным аномалиям, а также закономерное увеличение этого возраста по мере удаления от оси срединного хребта. В дальнейшем, к началу 1993 г., с судов "Гломар Челленджер", а затем "Джойдес Резолюшн" было пробурено более 800 скважин во всех океанах мира, от Шпицбергена и Берингова моря на севере до морей Уэдделла и Росса на подступах к Антарктиде, и все они подтвердили датировки возраста океанской коры, данные на основе гипотезы Вайна-Мэтьюза и шкалы инверсий магнитного поля, распространенной на весь мел, позднюю и отчасти среднюю юру. Эта шкала нашла свое подтверждение и при изучении разрезов отложений на суше, в Северной Италии. Глубоководное бурение принесло и другие подтверждения концепции спрединга океанов - увеличение мощности осадочного слоя от нуля на оси срединных хребтов до многих километров на континентальных подножиях, увеличение стратиграфической амплитуды этого слоя в том же направлении за счет появления в его основании все более древних осадков, возрастание глубоководности осадков вверх по разрезу, свидетельствующее об углублении моря по мере удаления от срединных хребтов, присутствие в основании осадочного слоя металлоносных осадков на значительном удалении от осей хребтов, где они должны были образоваться, и ряд геофизических признаков.
Другое подтверждение реальности спрединга принесли наблюдения с подводных спускаемых аппаратов. Они обнаружили неопровержимые следы растяжения в осевых рифтовых зонах срединных хребтов и показали справедливость взглядов Дж.Т. Вилсона относительно трансформных разломов, пересекающих эти зоны. В дальнейшем (франко-японский проект Кайко) изучению стали подвергаться и зоны сближения плит, и здесь также получены данные, доказывающие правильность представления о поддвиге одних плит под другие.
