Факультет

Студентам

Посетителям

Место океанов в общем процессе развития структуры и рельефа Земли

Попытка наметить последовательность в развитии океанов в их связи с общим ходом развития Земли и изменения структуры земного шара была предпринята автором.

Возвращаясь к этому вопросу снова, следует его рассмотреть с учетом свежего материала и новых идей. Прежде всего, возникает вопрос — в какой мере в строении коры сказываются различия структуры материков и океанов?

Ответ на этот вопрос дает Р. М. Деменицкая. Она пришла к выводу, что «океанические области не имеют глубокого отображения в строении кристаллической оболочки Земли, в то время как области молодой складчатости и высокогорные хребты имеют в ней наиболее глубокое заложение». Наиболее сложное строение оболочки свойственно экваториально-тропической области. Характерно, что в строении глубоких частей коры (на глубине 50 км) отчетливо выделяется ориентация крупных ее частей в направлении, близком к меридиональному и широтному. Отмеченные особенности коры еще раз подчеркивают, что представление об океанической коре как древнем и неизменном образовании не отвечает действительности. Если бы океаническая кора была древним образованием, то она несомненно не представляла бы поверхностного структурного образования.

Отмеченные в глубинном строении коры простирания, близкие к меридиональным и вкрест им, а также расчлененный характер коры в экваториально-тропическом поясе указывают на связь крупных форм расчленения коры с вращением планеты, с возникающими при этом деформациями. К мысли о тесной зависимости крупных — планетарных деформаций коры от вращения земного шара приводят и такие данные, как перемещение магнитных полюсов в геологическом прошлом и изменение положения климатических зон. Н. М. Страхов, изучив изменения климатической зональности в геологическом прошлом, приходит к выводу, что климатические этапы хронологически в общем отвечают этапам тектонического развития Земли, но сдвинуты относительно последних. Отдельный этап длится 150—160 млн лет. Начиная с мезозоя (юрского периода) климатическая зональность существенно не отличалась от современной.

Н. М. Страхов считает, что экваториальная плоскость перемещалась от наиболее наклонного ее положения в начале палеозоя. С течением времени она все больше и больше приближалась в современному положению. Одновременно с этим перемещались и полюса с постепенным приближением к современному положению. Возможные причины перемещения полюса и связанные с этим изменения плана климатической зональности Н. М. Страхов видит в движениях земной коры, связанных с изменением вещества в глубинах Земли. В результате создается асимметричное расположение масс земной коры относительно оси вращения Земли. Асимметричное расположение масс коры относительно оси вращения приводит к перемещению полюсов и изменению положения экватора, а следовательно, и к новому плану климатической зональности. Смещение оси вращения в геологическом прошлом достигало 18—19 см в год. Эти цифры сравнимы с современным перемещением полюсов, в среднем равным 12.5 см. Близкие величины позволяют считать вполне реальным перемещение полюсов в геологическом прошлом. Наряду с другими наиболее вероятной причиной современной миграции полюсов признается деформация верхней части оболочки.

Н. М. Страхов обращает внимание на асимметричное расположение материковых пространств в северном и южном полушариях. К концу докембрия, пишет он, в литосфере создалась огромная платформенная гондванская масса, располагавшаяся в те времена в южных широтах и спускавшаяся двумя огромными языками — южноамериканским и австралийским — в тогдашние более низкие широты, вплоть до экватора. В противоположность этому в северном полушарии существовали лишь отдельные массивы платформенной суши, разделенные геосинклинальными поясами. Последующая геологическая история характеризовалась ростом и стабилизацией суши в северном полушарии при одновременном раздроблении и опускании суши южного полушария. «Эта асимметрия в тектонической эволюции северного и южного полушарий, длительно проявлявшаяся в послепротерозойской истории Земли, естественно вызывала и поддерживала однообразное, т. е. в одном общем направлении протекавшее, смещение экваториальной плоскости и оси вращения Земли». Неоднократно отмечаемая асимметрия фигуры Земли проявляется в различии северного и южного полушарий и в то же время в асимметрии атлантической и тихоокеанской частей Земли. Можно предполагать, что эта асимметрия в свою очередь сказывалась на истории развития структуры и рельефа Земли, порождая различные условия де формации коры в атлантическом и тихоокеанском сегментах земного шара.

Обращаясь к глубинным процессам, имеющим решающее значение в истории формирования океанов, к трансформации материковой коры в кору океанического типа, полезно учитывать возможные сжатия и уплотнения верхней части оболочки Земли, может быть связанные с неравномерным ее охлаждением. За счет этого может осуществляться неравномерное опускание отдельных частей дна океанов с последующим преобразованием их коры. Возможно, что в верхней части оболочки сжатие зависит от полиморфных изменений вещества, из которого они состоят, как это предполагает С. И. Субботин, объясняя образование платформенных прогибов. В таком предположении существенна мысль об интенсивной вулканической деятельности, которая сопровождается опусканием, что может служить одной из причин океанизации коры. Согласно взглядам С. И. Субботина, изменения напряжений в оболочке и связанные с ними движения могут иметь одну общую причину — изменение скорости осевого вращения Земли. Таким образом, должны быть учтены не только крупные черты асимметричного распределения масс земной коры, но и связанные с этим деформации фигуры Земли с перемещениями полюсов. В исследованиях истории развития земной поверхности и структуры земной коры нельзя игнорировать изменения скорости вращения Земли, имевшие в течение геологического времени большое значение.

Можно представить следующую общую схему последовательного развития структуры и рельефа земной поверхности за послепротерозойское время.

К концу протерозойского времени сформировались стабильные структуры древних платформ, расположившиеся на поверхности Земли неравномерно, асимметрично. В северном полушарии древние платформы были довольно ограниченными; их разделяли геосинклинальные пояса. В южном полушарии существовала обширная гондванская платформенная суша. В пределах древних платформ типично материковая кора отличалась значительным по мощности гранитным слоем.

В связи с асимметричным распределением масс коры по отношению к оси вращения Земли и фигуре Земли при изменениях скорости осевого вращения Земли в коре и оболочке возникали напряжения, разрешавшиеся образованием областей с преобладающим сжатием и преобладающим растяжением. Заметим, что образование в оболочке Земли таких областей, вызванное, например, полиморфными изменениями вещества, могло бы быть достаточным для изменения скорости вращения Земли. Сейчас трудно решить, что служит причиной скачкообразных изменений скорости вращения Земли. Наиболее вероятной представляется связь их с развивающимися в оболочке процессами уплотнения и расширения.

Они могут быть обусловлены неравномерным ходом дифференциации вещества, как это рисуется в ряде исследований В. В. Белоусова и других авторов.

При современном уровне знаний о глубинных процессах в земном шаре наиболее оправданным представляется предположение о ведущем значении процессов дифференциации вещества в мантии. Реальным их выражением служит чередование областей сжатия и расширения в подкоровом слое со свойственными им явлениями погружения коры и образованием очагов излияния основной, по преимуществу базальтовой магмы. Напряжения в коре и подкоровом слое вызывают образование планетарных глубинных разломов. Наряду с ними при значительной жесткости фундамента платформенных структур возможно образование целых систем разломов разного порядка, которые приводят к дроблению платформенной структуры на системы глыб. Весьма значительная тектоническая раздробленность древних платформенных пространств способствовала площадным излияниям базальтов, что имело решающее значение в базальтизации коры.

Наиболее вероятной представляется неоднозначность процессов базальтизации и океанизации коры. В зависимости от тектонической раздробленности и интенсивности погружения отдельных глыб кора могла насыщаться базальтовыми лавами, поднимающимися по разломам, с образованием пластовых и других интрузивных тел. Широко распространились и поверхностные базальтовые покровы, способствующие дальнейшему изостатическому опусканию отдельных глыб коры. Следовательно,

базальтизация может осуществляться и путем насыщения коры базальтовой магмой, и путем поверхностных излияний. Наряду с этим вполне возможно, что океанизация коры осуществляется путем метасоматического замещения, как это намечено в гипотезах Беммелена и В. В. Тихомирова. Таким образом, взаимодействие коры (ее нижней части) и оболочки, приводящее к океанизации коры, может осуществляться по-разному. Вполне возможно, что океанизация коры различных форм происходит одновременно.

Массы земной коры, расположенные асимметрично в южном и северном полушариях, в начале палеозоя стремились занять положение, отвечающее их общему равновесию. Отсюда следовали две тенденции, первая из них проявилась в разрешении напряжений путем разломов, вторая — в опускании, которое в отдельных частях платформенной суши было неравномерным. В результате образовались планетарные разломы большой протяженности по широтной и меридиональной ориентации, а также разломы диагональной системы (СВ—ЮЗ, СЗ—ЮВ). Возможно, что вдоль некоторых, наиболее значительных глубинных разломов развивались геосинклинали. На обширных пространствах гондванской платформы, разбитой на сложную систему отдельных глыб с разной тектонической подвижностью, происходили опускания, создавались внутриплатформенные впадины и прогибы. Некоторые из них могли представлять неглубокие моря.

В дальнейшем ходе палеозойского развития, по мере консолидации в северном полушарии платформенных областей, формировалась все более и более выраженная асимметрия масс коры северного и южного полушарий. Для их равновесия представляется необходимым развитие региональных опусканий гондванской платформы южного полушария. В связи с этим закономерно резкое изменение положения полюсов и климатической зональности после каледонской складчатости. А. И. Егоров отмечает резкий скачок в положении палеоклиматических зон именно в верхний девон—карбон.

Следующим этапом, когда разрешались создавшиеся напряжения в массах коры, был герцинский этап, проявившийся в движениях полисов и климатических зон, а затем с некоторым запозданием и другие в триасе. Известно, что с триасового времени началось погружение океанической коры и расширение океанов, продолжавшееся в течение всего мезозоя. Это отвечало прогрессивному разрушению гондванской плат формы с последовательным распространением опусканий все дальше и дальше на север. В этом отношении показательна большая древность опусканий в южных частях Атлантического и Индийского океанов по сравнению с их северными частями. Вероятно, вследствие асимметричного расположения масс коры соответственно условиям вращения асимметричной Земли происходили опускания и в тихоокеанском сегменте земного шара. И здесь ранее существовавшая платформенная суша разбивалась на отдельные глыбы, которые неравномерно опускались. Можно предполагать, что в южном и северном полушариях, а также в атлантическом и тихоокеанском сегментах Земли движения были сопряженными. Это, как показал Г. Н. Каттерфельд, было обусловлено ортогональностью деформаций трехосной фигуры Земли, а антиподальное расположение крупных форм — диссимметрией земного эллипсоида.

Нельзя не отметить также сопряженные движения земной коры с противоположным знаком в северном и южном полушариях. Поднятия и рост суши в северном полушарии сопровождаются опусканиями с разрушением платформенной суши южного полушария. Причину сопряженности указанных движений, неизбежных в силу закона общего изостатического равновесия масс земного шара, можно видеть в большей выпуклости южного полушария в сравнении с менее выпуклым северным. Известная тенденция к перемещению масс из области Тихого океана, связанная с трехосностью фигуры Земли, может служить одной из причин преобладающего в течение длительного времени опускания коры в тихоокеанской части земной поверхности. Резкие нарушения разломами планетарного характера контуров Тихого океана с отчетливо выраженным растяжением в океанических желобах указывают на продолжающиеся движения в этой части Земли.

Рассмотренная система деформаций и движений земной коры, тесно связанная с ее приспособлением к вращению планеты, фигура которой асимметрична, не может не быть сопряженной с соответствующими движениями глубинного подкорового вещества. Можно предполагать, что намеченная В. В. Белоусовым система многоэтажной дифференциации вещества находится в какой-то зависимости от вращательного движения планеты, от которого также зависят условия циркуляции подкорового вещества. Может быть, значительные (планетарного масштаба) изменения в движении подкоровых масс приводили к океанизации коры в одной части и ее росту в другой.

На пространствах океанического дна, разросшихся в результате длительных (в течение мезокайнозойского времени) опусканий коры, движения ее возобновлялись в конце кайнозоя, на рубеже неогена и антропогена, а на значительных участках и в антропогене. Именно в это время в связи с неотектоническим этапом развития структуры земного шара наступила базальтовая стадия развития Земли. Мы не знаем, была ли она первой; может быть, были и более ранние ее этапы. Существование базальтовой стадии в истории развития океанов в неогено-четвертичное время доказывается всей совокупностью известных нам данных о рельефе и структуре дна океанов, таких, как планетарное распространение базальтовых покровов на океаническом дне с отдельными среди них вулканическими формами; излияния магм (вдоль планетарных океанических разломов), в результате которых образовались срединные океанические хребты; опускания краевых частей материков с распространением на погруженных материковых структурах площадных излияний базальтов; образование многочисленных одиночных вулканов, затем превратившихся в гайоты.

Тектонические нарушения океанического дна в последнюю базальтовую стадию развития океанов находились в согласии с ранее начавшимися, скорее всего даже с проявлявшимися в течение длительного времени тектоническими явлениями. Этим можно объяснить яркое проявление в мегарельефе океанического дна ортогональной и диагональной систем разломов, свойственных платформенным областям, деформациям коры планетарного характера, т. е. на всей планете. Более интенсивное неотектоническое движение в Тихом океане отчетливо проявилось в образовании морфологически ясно выраженных на большом протяжении зон разломов в его восточной части, а также в обрушении края Евроазиатского материка с образованием пояса геосинклинальных морей в западной части. Может быть, в этом различии запада и востока тихоокеанской области сказывается еще асимметрия структуры, связанная с диссимметрией Атлантической и Тихоокеанской областей земного шара.

В общей форме можно сказать, что образование океанических бассейнов со свойственными им особыми условиями структуры коры (океанический тип коры) было связано с длительно развивавшимися деформациями земного шара, обусловленными изменениями скорости его вращения, и с распределением древних платформенных пространств суши. Постоянная тенденция к сохранению соответствия между распределением масс коры и фигурой планеты приводит к напряжениям и вертикальным перемещениям, сопровождающимся океанизацией коры в погружающихся областях. В конце палеозоя и в течение мезокайнозоя опускание возрастало и за счет былых площадей платформенной суши; океанические пространства Земли расширялись. Поэтому возраст образования отдельных частей океанов различен.

Заключительным этапом истории развития океанов служит общепланетарное омоложение рельефа в неогено-четвертичное время, когда оформились основные современные черты рельефа дна и конфигурация берегов.

Если вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter.



Сообщить об опечатке

Текст, который будет отправлен нашим редакторам: