Яков Кац - Геологи изучают планеты

Сейчас уже накоплено много данных в пользу таких представлений. Впечатляет близость очертаний противоположных берегов Атлантического океана, отмеченная еще А. Вегенером в начале этого столетия. Предполагается, что все южные континенты Земли до мезозоя составляли единый суперматерик Гондвану, о чем свидетельствуют общность населявших их в прошлом животных и растений, а также палеомагнитные и палеоклиматические данные.

Вызывает большие споры вопрос о том, могли ли происходить аналогичные перемещения литосферных плит на заре геологической истории. Этот вопрос пока остается еще более неясным. Реликты океанической коры встречаются в современных горных сооружениях, например в Альпах, на Кавказе и на Урале. По мнению одних исследователей, такие коры возникали в результате расхождения литосферных плит с образованием в этих местах океанических впадин, близких по размерам современному Атлантическому океану. Однако не исключено, что здесь могли возникать достаточно глубокие, но сравнительно небольшие впадины, отвечающие по размерам современным глубоководным впадинам Средиземного и Красного морей, где кора близка к океанической.

Возможны и другие объяснения происхождения океанической коры. По мнению Е. Е. Милановского, более вероятно образование такой коры при пульсациях (сменах расширений и сжатий) Земли, происходящих на фоне некоторого общего расширения.

Во всяком случае, каковы бы ни были причины деформаций масс горных пород на Земле, важно подчеркнуть, что наша планета до сих пор не утратила своей активности. Современные движения в виде поднятий и опусканий отдельных участков, горизонтальных перемещений блоков коры устанавливаются инструментально, например, путем проведения высокоточных повторных нивелировок, в том числе с использованием лазерных дальномеров. В районах высокой активности проявляются сейсмичность и вулканизм. Общеизвестны гигантские катастрофы, происходящие уже в историческое время. Достаточно вспомнить о грандиозном взрыве вулкана Санторин, что привело к гибели в пучинах Эгейского моря целой цивилизации, возможно даже Атлантиды.

А как же эволюционировали другие планеты земной группы?

История Луны сейчас уже достаточно хорошо известна. Правда, по-прежнему ведутся споры о том, где же она все-таки возникла: в окрестностях Земли или совсем в другом месте. Особенности состава лунных пород дали основания для предположений о том, что первоначально она возникла из высокотемпературной части протопланетной туманности, ближе к Солнцу, располагаясь внутри орбиты Меркурия. В дальнейшем из-за приливных эффектов она переместилась ближе к Земле и попала в сферу ее тяготения. По другим представлениям, Луна образовалась одновременно с Землей из единого сгустка протопланетного вещества. При этом Луна возникла в краевой части сгустка, что хорошо согласуется с данными о ее гораздо меньшей плотности по сравнению с Землей. Ведь уже на самых ранних стадиях аккреции планетных тел должна начинаться дифференциация вещества под действием гравитационных сил.

Ранний этап эволюции — это формирование континентальной коры Луны габбро-анортозитового состава. Он продолжался около 4 млрд. лет. В это время происходили сложные процессы магматической дифференциации с выплавлением основных магм, их подъемом к верхним частям коры с застыванием в близповерхностных условиях под тонким чехлом уже сформированной коры. Поверхность Луны в это время интенсивно перерабатывалась под воздействием ударов крупных метеоритов. В результате их взрывов горные породы преобразовывались в импактные брекчии. Возникло множество крупных кратеров поперечником в десятки и сотни километров. В конце этого этапа имело место усиление метеоритной бомбардировки. На этапе формирования лунной коры континентального типа Луна уже, несомненно, была спутником Земли.

На рубеже 4 млрд. лет поверхность Луны подверглась особенно значительной бомбардировке огромными телами астероидных размеров. Этот этап так и называют — этапом "тяжелой бомбардировки". Возникшие депрессии были заполнены базальтами. Формирование лунных морей было длительным и, возможно, в отдельных случаях затянулось до рубежа, близкого к 3 млрд. лет. Наиболее молодая датировка кристаллической лунной породы составляет 3,16 млрд. лет. Ввиду меньшей мощности континентальной коры на видимой стороне взрывы метеоритов открывали выход базальтовой магме. Поэтому именно здесь сконцентрированы основные моря, а днища многих крупных кратеров также выполнены базальтами.

Послеморская история развития Луны менее богата событиями. Продолжалась метеоритная бомбардировка. Достоверных следов молодого вулканизма не обнаружено. Разрушение поверхностного слоя горных пород привело к образованию мощного покрова реголита. Тектонические движения проявлялись в возникновении крупных трещин. Сейчас Луна практически утратила свою тектоническую активность. Из большого числа слабых лунотрясений, зафиксированных сейсмографами за 8-летний период работы, лишь несколько десятков могут быть причислены к тектоническим. Большинство из них связано с источниками на глубинах порядка 800-100 км, где могут существовать частично расплавленные породы. Здесь предполагается развитие астеносферы. Лишь очень небольшое число очагов тектонических лунотрясений располагается на малых глубинах — в верхней части лунной литосферы. Эффект этих слабых сейсмических толчков крайне незначителен. Огромная мощность лунной литосферы по сравнению с земной при слабом развитии астеносферы — вот причина незначительной современной тектонической активности.

Тектоническая эволюция Меркурия во многом близка к лунной, хотя здесь есть и существенные отличия. От раннего этапа развития сохранились кратерированные равнины — аналоги лунных континентов. В дальнейшем на Меркурии был проявлен этап древнего вулканизма, следы которого — это обширные вулканические плато, образовавшиеся среди кратерированных равнин. Судя по степени насыщенности кратерами, так же как и на Луне, примерно 4 млрд. лет назад здесь происходила "тяжелая бомбардировка", в результате которой возникли впадина Калорис и другие депрессии, заполнившиеся вулканическими образованиями. В этот же период возникли разломы — взбросы и надвиги, свидетельствующие о сжимающих усилиях в коре планеты. Подсчеты показывают, что они являются следствием сокращения радиуса Меркурия на 1-2 км. Признаки дальнейшей тектонической активности не установлены.

Эволюция Марса была более сложной и насыщенной событиями. Первоначально здесь также возникла кора континентального типа. Судя по степени насыщенности кратерами, формирование поверхности кратерированных равнин южного полушария завершилось, так же как и на других планетных телах, до рубежа 4 млрд. лет. После этого возрастного рубежа усилилась вулканическая активность, в результате которой образовалась выполненная базальтами Великая Северная равнина (океаническое полушарие) и возникли обширные вулканические плато на континентальном южном полушарии. В отличие от Луны, вулканическая деятельность, несомненно, была более длительной и отчетливо многофазной. По имеющимся оценкам этот процесс мог завершиться на рубеже порядка 2 млрд. лет, хотя, безусловно, на отдельных участках мог продолжаться и позднее, например, на плато Гесперия. В отличие от Луны и Меркурия, на этом тектономагматическая эволюция Марса не закончилась. В приэкваториальной части возникли обширные сводовые поднятия Фарсида и Элизий, увенчанные грандиозными щитовыми вулканами, образовались многочисленные гигантские разломы, в том числе рифтовая система Маринер. Оценки возраста этих событий пока еще очень противоречивы. Однако свежесть форм рельефа в сочетании со слабой кратерированностью позволяют предполагать, что последние вулканические излияния на Марсе происходили в интервале 0,5-0,2 млрд. лет. Дальнейшая история Марса ознаменовалась существенными преобразованиями поверхности за счет деятельности ветра, "потоков воды", таяния мерзлоты, проявления оползней и обвалов на крутых склонах.