Владимир Судариков - Геология и минеральные ресурсы Мирового Океана

В настоящее время преобладает конвекционная теория (Сорохтин О.Г.), позволяющая объяснить причину и динамику движения плит. Движущая сила эволюции – гравитационная конвекция в первоначальной однородной массе планеты и дифференциация ядра и мантии. Сорохтин О.Г. продолжил идеи О.Ю. Шмидта и французского ученого 19 века Эли де Бомона. Сгусток из пыли и межзвездного газа постепенно уплотнялся и в большей степени начала сказываться гравитация. Началась геотектоническая история Земли. В результате этого проявилось все многообразие эволюции, тектонические циклы, кора и мантия, океаны, атмосфера, гидросфера и т.д.

Медленный рост железо-никелевого ядра определил глобальную геологию и тектонику Земли. Внешнее ядро состоит из окиси одновалентной фазы железа. Железо в ядре, а выплавленные легкие шлаки движутся наверх. В этом процессе мантия является мешалкой и транспортером.

Полный оборот вещества в мантии – это один тектонический цикл. Всего было 20 таких циклов за всю прошедшую историю Земли и будет еще 7 циклов, пока не прекратится тектоническая жизнь. Это еще 2 млрд. лет. В астеносфере вязкость меньше, поэтому идут горизонтальные движения.

Над пластичной астеносферой кристаллизуются базальты – отсюда начинается литосфера. Над восходящим потоком появляется гигантская трещина, на много тысяч километров прорезая базальты. Эта трещина – та самая ложбина, расположенная в осевой части срединно-океанических хребтов – рифтовая долина, по которой поступает материал мантии, который застывает, наращивая расходящиеся края. Океаническое дно растаскивается в стороны мощными горизонтальными потоками в астеносфере. Оценивая возраст базальтовых порций (пластин), значит оценивается и возраст океана. Возле хребтов базальты естественно моложе.

Рисунок 1 – Геосферы Земли (по К. Оллиеру)

В зонах подъема мантийных струй плиты растаскиваются в стороны, в зонах опускания мантийных струй плиты будут сходиться. Схождение материков и расхождения было много раз. Сейчас обе Америки дрейфуют на Запад, а Евразия – на Восток.

Когда через 2 млрд. лет мантия очистится от железа и окислов, кислород хлынет в атмосферу. Давление будет в тысячу атмосфер. Материки увеличатся, но поверхность будет ровная и океан по ней растечется. Активность затухнет.

Наиболее надежные представления об истории океанов в пределах области развития коры океанического типа мы имеем только для последних 150 млн. лет. Эти данные получены при глубоководном бурении в Тихом, Индийском и Атлантическом океанах. Однако, это не значит, что ранее океаны не существовали. Протоокеаны существовали всегда – и в раннем мезозое, в палеозое, и в докембрии, т.е. с момента появления воды и коры океанического типа.

Рисунок 2 – Оболочки земной коры и верхней мантии (по К. Оллиеру)

Масса воды в гидросфере (и на поверхности земли) постепенно растет, причем со времени 2 млрд. лет назад практически с постоянной скоростью. Современная гидросфера по отношению к массе земной коры соответствует количеству водяного пара, выделяющегося при извержениях (около 3 % массы изверженного материала).

Рисунок 3 – Реконструкция взаимного расположения континентов и океанов в различные геологические эпохи. На этом рисунке вы видите Землю, какой она была в начале полеозоя (около 480 млн. лет назад). Карта построена на ЭВМ по методике, разработанной в Институте океанологии им. П.П. Ширшова АН СССР.

Нижний рисунок – образование рифтовой зоны (по А. Городницкому, 1981)

В соответствии с положениями концепции тектоники плит движение океанических плит в пределах современных средних размеров океанов идет с такой скоростью, что максимальная продолжительность их существования до исчезновения плит в областях субдукции составляет при средней скорости спрединга 3 см/год около 150-160 млн. лет. Сходный возраст имеют и многие пассивные окраины океанов.

Признаки древних-докембрийских и палеозойских океанов обнаружены и на суше. Это – офиолитовые, известково-щелочные и некоторые другие комплексы. Для фанерозоя палеотектонические реконструкции основных элементов геодинамики выполнены Зоненшайном Л.П. и др. Современное взаиморасположение материков возникло в результате длительного их развития, различных по направлению перемещений, столкновений и исчезновения древних океанов.

При движении плит то открывались, то исчезали крупные проливы, соединявшие океаны, менялись системы циркуляции поверхностных и глубинных вод, менялась флора и фауна в океанах и на континентах. Движение плит происходило сложным образом, расширение дна океанов шло по нормали к срединным хребтам с разной скоростью и в разных направлениях, причем для каждого океана оно менялось во времени. Каждая плита находилась под действием многих сил, что приводило к сложной картине суммарных перемещений плит, вызывало значительные напряжения на их границах. В реконструкциях океаническая и континентальная части каждой из плит двигались вместе.

Со времен как образовались океаны, океаническая кора всегда была наиболее распространенной. Непрерывное обновление океанической коры находит подтверждение при подсчете объема осадков в океане. Если принимать даже самые низкие скорости седиментации, известные для современного этапа и фанерозоя, то и при этом слой осадочных отложений в океане должен был бы составить несколько десятков километров, т.е. океаны должны быть погребены под осадками.

На самом же деле средняя мощность осадочной оболочки океанов – около 500 м. Это объясняется погружением коры в зону и переплавлением, а также обновлением и наращиванием базальтового ложа океанов.

Таким образом, для воссоздания картины прошлого большую роль играют находки на континентах древней океанической коры – офиолитовых комплексов горных пород, в состав которых входят гипербазиты, габбро, базальты и перекрывающие их глубоководные кремнистые осадки.

Офиолитовые комплексы можно найти во всех складчатых поясах Земли – на Урале, Кавказе и Аппалачских горах США. По ним можно проследить древние границы океанов, исчезнувших затем. Они показывают, что Евразия – континент возник в результате столкновения и спаивания нескольких более мелких континентов. Свидетелями границ древних океанов являются и вулканические цепи, в основном андезитового состава – древние островные дуги.