Кузнецкий
геологический
музей КузГТУ

Формирование коры ч.2

3.4. Формирование земной коры с позиций

Согласно представлениям сторонников мобильной литосферы континенты, в том числе и их древние докембрийские остовы, никогда не имели фиксированного положения. В составе крупных литосферных блоков они участвовали в сложных горизонтальных перемещениях, при этом вертикальные движения являлись производными горизонтальных.
Далеко не сразу идеи мобилизма овладели умами геологов. Поразительное совпадение контуров разделённых Атлантическим океаном восточной Америки и западных окраин Европы и Африки, элементы геологического сходства были замечены ещё в XIX веке, появились первые предположения о расколе и дрейфе. Идеи раскола и дрейфа были высказаны Ф.Тейлором в 1910г но наиболее полно и аргументировано изложены А. Вегенером в книге «Происхождение материков и океанов» в 1915 году.
«Гипотеза дрейфа континентов» или «Гипотеза Вегенера». А. Вегенер сделал вывод о том, что вплоть до начала мезозоя континенты составляли единый суперконтинент – Пангею, который раскололся, а осколки – нынешние материки под влиянием вращающейся Земли, перемещаются по симатической оболочке, «как льдины по воде». Сопротивление океанического дна перемещению осколков сопровождается поднятием горных хребтов по краям континентов. Трудности объяснения механизма перемещения твёрдых сиалических «льдин» на твёрдом симатическом субстрате, выявленные глубокие связи континентальной коры с подстилающей мантией, успехи развития учения о геосинклиналях привели к тому, что в 30 – 40 годах о гипотезе Вегенера временно забыли.
Однако в геологии появлялись всё новые предположения и доказательства горизонтального перемещения крупных масс поверхностных частей планеты.
Ещё в 1892 г. Деттон ввёл термин и понятие «изостазия», как тенденцию земной коры к гидростатическому равновесию. Позднее под изостазией начинают понимать равновесие масс земной коры и мантии. Наличие изостазии подтверждают материалы глубинного сейсмического зондирования, согласно которым рельеф поверхности границы Мохо представляет собой зеркальное отображение наиболее общих форм рельефа земной поверхности. Гипотеза изостазии предполагает, что экзогенные процессы в верхней части земной коры так согласованы с эндогенными, что перемещения вещества в разных формах проходят на фоне постоянства средней плотности в интервале глубин до 100 – 150 км.
Компенсационное перетекание вещества предполагает наличие особого пластического слоя в верхней мантии. В 1914 г. Баррел ввёл понятия и термины: литосфера  и  астеносфера. Астеносфера – предполагаемый слой верхней мантии, подстилающий литосферу и способный к вязкому или пластичному течению, позволяющему реализовать условия движения масс в достижении гидростатического равновесия. Полагают, что астеносфера является областью проявления горизонтальных и вертикальных движений и совпадает с областью выявления пониженной скорости сейсмических волн в верхней мантии.
В 1929 г. Холмс выдвигает принципиально новую гипотезу подкоровых течений (син. конвекционных течений). Холмс и его последователи полагали, что причиной дрейфа континентов является механизм тепловой конвекции в мантии, чрезвычайно медленные подкоровые течения, порождённые различием температур на одинаковых уровнях от поверхности земного шара. Восходящие конвекционные потоки приводят к раскалыванию континентов и формированию новых океанов. В тридцатые годы представления Холмса воспринимались в лучшем случае как смелая фантазия.
В 1933 г Ван Бомелен выдвигает ундационную гипотезу. Он полагал, что представления о конвекционных потоках, вызванных термическими неоднородностями, недостаточны и не учитывают геохимической дифференциации вещества мантии и коры, когда в одних местах скапливается материал более лёгкий, в других тяжёлый, что является причиной вертикальных движений (не исключаются при этом и горизонтальные движения).
В конце тридцатых годов Д. Григс на основе экспериментального моделирования пришёл к заключению, что геологические особенности островных дуг можно объяснить из предположения о наличии нисходящих мантийных потоков.
Одним из главных возражений Вегенеру было то, что кристаллические породы литосферы твёрдые и не могут течь. Однако, геологи сталкивались с неоспоримыми фактами, свидетельствующими о способности литосферы и мантии к течению. Такими фактами, например, являются;
— смятие первично горизонтально-залегающих горных пород в складки и горные сооружения;
— послеледниковые поднятия Фенноскандии и территории Канады (изостазическое течение);
— крупномасштабное перетекание вещества твёрдых оболочек от экватора к полюсам в связи с уменьшением полярного сжатия планеты от начала её образования до наших дней. Угловая скорость вращения планеты, как полагают, уменьшилась за это время примерно в 2 раза за счёт тормозящего эффекта приливного трения.
Идеи конвекции в мантии могли обоснованно возродиться только тогда, когда из физики твёрдого тела в 30 – 40 годах на горные породы были перенесены установленные реологические свойства кристаллических твёрдых тел, и была разработана реологическая модель Земли.
– раздел физической механики. В геологии рассматривает вопросы течения, ползучести и явлений релаксации (рассасывания) напряжений горных пород.
Пластическое течение кристаллических твёрдых тел обусловлено движением линейных дефектов и переползанием дислокаций из одной плоскости скольжения в другую.
Достижения реологии подтвердили неизбежность возникновения конвекционных струйных потоков, по крайней мере, в указанных выше тепловых погранслоях: астеносфере и граничных зонах нижней мантии – 700 – 900 км и 2700 – 2900 км в очагах перегрева.Согласно представлениям сторонников мобильной литосферы континен-ты, в том числе и их древние докембрийские остовы, никогда не имели фиксированного положения. В составе крупных литосферных блоков они участвовали в сложных горизонтальных перемещениях, при этом вертикальные движения являлись производными горизонтальных. Далеко не сразу идеи мобилизма овладели умами геологов. Поразительное совпадение контуров разделённых Атлантическим океаном восточной Америки и западных окраин Европы и Африки, элементы геологического сходства были замечены ещё в XIX веке, появились первые предположения о расколе и дрейфе. Идеи раскола и дрейфа были высказаны Ф.Тейлором в 1910г но наиболее полно и аргументировано изложены А. Вегенером в книге «Происхождение материков и океанов» в 1915 году. Гипотеза получила название «Гипотеза дрейфа континентов» или «Ги-потеза Вегенера». А. Вегенер сделал вывод о том, что вплоть до начала мезозоя континенты составляли единый суперконтинент – Пангею, который раскололся, а осколки – нынешние материки под влиянием вращающейся Земли, перемещаются по симатической оболочке, «как льдины по воде». Сопротивление океанического дна перемещению осколков сопровождается поднятием горных хребтов по краям континентов. Трудности объяснения механизма перемещения твёрдых сиалических «льдин» на твёрдом симатическом субстрате, выявленные глубокие связи континентальной коры с подстилающей мантией, успехи развития учения о геосинклиналях привели к тому, что в 30 – 40 годах о гипотезе Вегенера временно забыли. Однако в геологии появлялись всё новые предположения и доказательства горизонтального перемещения крупных масс поверхностных частей планеты. Ещё в 1892 г. Деттон ввёл термин и понятие «изостазия», как тенденцию земной коры к гидростатическому равновесию. Позднее под изостазией начинают понимать равновесие масс земной коры и мантии. Наличие изостазии подтверждают материалы глубинного сейсмического зондирования, согласно которым рельеф поверхности границы Мохо представляет собой зеркальное отображение наиболее общих форм рельефа земной поверхности. Гипотеза изостазии предполагает, что экзогенные процессы в верхней части земной коры так согласованы с эндогенными, что перемещения вещества в разных формах проходят на фоне постоянства средней плотности в интервале глубин до 100 – 150 км. Компенсационное перетекание вещества предполагает наличие особого пластического слоя в верхней мантии. В 1914 г. Баррел ввёл понятия и термины: литосфера и астеносфера. Астеносфера – предполагаемый слой верхней мантии, подстилающий литосферу и способный к вязкому или пластичному течению, позволяющему реализовать условия движения масс в достижении гидростатического равновесия. Полагают, что астеносфера является областью проявления горизонтальных и вертикальных движений и совпадает с областью выявления пониженной скорости сейсмических волн в верхней мантии. В 1929 г. Холмс выдвигает принципиально новую гипотезу подкоровых течений (син. конвекционных течений). Холмс и его последователи полагали, что причиной дрейфа континентов является механизм тепловой конвекции в мантии, чрезвычайно медленные подкоровые течения, порождённые различием температур на одинаковых уровнях от поверхности земного шара. Восходящие конвекционные потоки приводят к раскалыванию континентов и формированию новых океанов. В тридцатые годы представления Холмса воспринимались в лучшем случае как смелая фантазия. В 1933 г Ван Бомелен выдвигает ундационную гипотезу. Он полагал, что представления о конвекционных потоках, вызванных термическими неоднородностями, недостаточны и не учитывают геохимической дифференциации вещества мантии и коры, когда в одних местах скапливается материал более лёгкий, в других тяжёлый, что является причиной вертикальных движений (не исключаются при этом и горизонтальные движения). В конце тридцатых годов Д. Григс на основе экспериментального моделирования пришёл к заключению, что геологические особенности островных дуг можно объяснить из предположения о наличии нисходящих мантийных потоков. Одним из главных возражений Вегенеру было то, что кристаллические породы литосферы твёрдые и не могут течь. Однако, геологи сталкивались с неоспоримыми фактами, свидетельствующими о способности литосферы и мантии к течению. Такими фактами, например, являются; — смятие первично горизонтально-залегающих горных пород в складки и горные сооружения; — послеледниковые поднятия Фенноскандии и территории Канады (изостазическое течение); — крупномасштабное перетекание вещества твёрдых оболочек от эквато-ра к полюсам в связи с уменьшением полярного сжатия планеты от начала её образования до наших дней. Угловая скорость вращения планеты, как полагают, уменьшилась за это время примерно в 2 раза за счёт тормозящего эффекта приливного трения. Идеи конвекции в мантии могли обоснованно возродиться только то-гда, когда из физики твёрдого тела в 30 – 40 годах на горные породы были перенесены установленные реологические свойства кристаллических твёрдых тел, и была разработана реологическая модель Земли. Реология – раздел физической механики. В геологии рассматривает во-просы течения, ползучести и явлений релаксации (рассасывания) напряжений горных пород. Пластическое течение кристаллических твёрдых тел обусловлено движением линейных дефектов и переползанием дислокаций из одной плоскости скольжения в другую. Достижения реологии подтвердили неизбежность возникновения конвекционных струйных потоков, по крайней мере, в указанных выше тепловых погранслоях: астеносфере и граничных зонах нижней мантии – 700 – 900 км и 2700 – 2900 км в очагах перегрева. В 50 – 60 гг. появились технические возможности изучения океанов. Достижения морской геологии качественно изменили представления о строении дна океанов, появились новые данные, возрождающие идеи Вегенера, но на совершенно другом уровне – тектоники литосферных плит. Заметным событием в развитии тектоники плит была выдвинутая Хессом (1960,1965) гипотеза спрединга – раздвижения океанического дна от средин-но-океанических хребтов, обусловленного конвективными восходящими пото-ками, формирование океанической коры и погружение её в области желобов, в начале под островные дуги, и далее под континент на глубинах, дос-тигающих 700 км.
В 50 – 60 гг. появились технические возможности изучения океанов. Достижения морской геологии качественно изменили представления о строении дна океанов, появились новые данные, возрождающие идеи Вегенера, но на совершенно другом уровне – тектоники литосферных плит.
Заметным событием в развитии тектоники плит была выдвинутая Хессом (1960,1965) гипотеза спрединга – раздвижения океанического дна от срединно-океанических хребтов, обусловленного конвективными восходящими потоками, формирование океанической коры и погружение её в  области желобов, в начале под островные дуги, и далее под континент на глубинах, достигающих 700 км.

Рис. 13. Блуждающие континенты (по Дж. Бейли и Т. Седдону, 1995).
Рис. 14. Современное положение литосферных плит.

Одним из главных подтверждений гипотезы спрединга является гипотеза Вайна и Матьюза (1963), объяснивших природу магнитных полосовых аномалий раздвигом океанического дна и служащая одним из главных подтверждений гипотезы спрединга.
В эти же годы достижения палеомагнитологии позволили реконструировать расположение на планете отдельных континентов в различные геологические периоды и составить палеогеографические карты, подтверждающие масштабные перемещения континентов во времени (рис. 13).
В 1967 – 1968 опубликована серия работ, где сформулирована концепция тектоники плит. В 1970 – 1980 годах идеи мобилистов безраздельно господствовали в геологической науке. Гипотеза получила несколько названий: «Тектоника литосферных плит, Новая глобальная тектоника, Плейт – тектоника».

← Вернуться на главную