Эволюция континентов и океанических бассейнов

В 30-х гг. XIX в. большой популярностью в геологии пользовалась прогрессивная для того времени контракционная гипотеза Эли де Бомона, основывавшаяся на представлениях Канта-Лапласа о «горячем» происхождении Земли. По этим представлениям наша планета возникла из сгустка разогретой газообразной материи, сжимавшегося и сокращавшегося в размерах по мере остывания. В процессе такого сжатия на поверхности внешней оболочки Земли (коре) возникали устойчивые горные сооружения и складчатые пояса осадочного чехла континентов. На этом основании сформировалась фиксистская концепция, согласно которой в геологической эволюции Земли материки с их горными системами, а также острова и ложа океанов возникли только за счет вертикальных движений земной коры в процессе сжатия. При этом они находились в строго фиксированном положении без малейших горизонтальных смещений. Такое мнение просуществовало почти 100 лет до 30-х гг. ХХ века.

Тем не менее, еще в 1889 г. английский пастор-физик Османд Фишер, исходя из идеи изостатического равновесия материков и после наблюдения за движением лавовых корок в потоках остывающей лавы вулкана Килакэа на Гавайских островах, осмелился предположить (и совершенно справедливо) существование на Земле структур, смещающихся горизонтально - растяжения и сжатия. К первым он относил зоны, проходящие через Исландию и Срединно-Атлантическое плато, где, по его мнению, образуется океаническая кора в процессе излияния базальтов из трещин. Ко второму типу геологических структур ученый относил периферию Тихого океана, где происходит поглощение океанической коры в процессе опускания океанического дна под островные дуги и окраины континентов. Механизмом таких движений Фишер считал «конвективные течения вещества подкорового субстрата». Его выводы легли в основу новой концепции геологической эволюции Земли мобилизма, получившей широкое развитие и затем незаслуженно забытой в начале ХХ века.

Несовпадение сроков образования океанической и материковой земной коры, а также их различная структура долгое время не давали покоя исследователям. Наконец, в 1912 г. на собрании Геологического общества во Франкфурте-на-Майне немецкий метеоролог Альфред Лотар Вегенер, под влиянием идей своего английского коллеги, выдвинул гипотезу, по которой современные океаны представлялись огромными полыньями, образовавшимися после расползания частей суши – осколков некогда единого материкового массива Пангеи. В основе этого предположения лежало визуальное сходство очертаний западного (американского) и восточного (европейского и африканского) берегов Атлантического океана, сходство их геологического строения, общность развития домезозойской (более 280 млн. лет назад) фауны и флоры Америки и Старого Света (рис.1.5а), а также наличию на этих материках (несмотря на удаленность друг от друга на 10-15 тыс. км) одинаковых следов покровного оледенения.

Согласно первым представлениям Вегенера, около 200 млн лет назад огромный материк Единая Земля, омывавшийся океаном Панталасс, раскололся пополам в области экватора. Его Южная часть – материк Гондвана, возможно, объединял современную Африку, Индостан, Антарктиду, Австралию и Южную Америку. В то время северная часть Пангеи материком еще не была, представляя собой подводную окраину Единой Земли – шельф. Затем, после многомиллионнолетних трансформаций, вызванных тектоническими процессами, эта зона поднялась над поверхностью океана и образовала Лавразию, отделенную от Гондваны единым морем Тетис, вытянувшимся в экваториальном направлении (рис.1.5б).

135 млн. лет назад Гондвана опять раскололась, но теперь уже на четыре части, дав начало современным континентам Антарктиде, Австралии, Южной Америке и Африке вместе с Аравией. Будущий Индостан в то время составлял единое целое с Антарктидой. В результате возник молодой Индийский и Южная часть Атлантического океана.

Еще через несколько десятков миллионов лет от Лавразии отделились Северная Америка с Гренландией. В результате, Атлантический океан увеличился вдвое и

Рис.1.5. После применения современных палеомагнитных методов ученые получили палеореконструкцию суперконтинента Пангеи (1) (250-200 млн. лет назад) модель которого Альфред Вегенер построил еще в 1912 г. (за 25 лет до начала палеомагнитных наблюдений);

(2) - по современным данным Пангея разделилась на Лавразию и Гондвану примерно 220-150 млн. лет назад; (3) - 135 млн. л. н. Гондвана раскололась на 4 части и возникли Индийский и часть Атлантического океана [academic.ru]

(Кружки - палеомагнитные полюса, по которым определяли положение материков, составляющих Пангею)

вытянулся в меридиональном направлении (рис.1.6а).

Палеомагнитные данные свидетельствуют, что с конца палеозоя (230 млн. лет) расположение континентов очень изменилось. При этом постепенно расширялся Атлантический океан и сужался океан Тетис. Африка и Аравия двигались на север, закрывая его западную часть. Современными остатками Тетиса являются восточная котловина Средиземного, Черное и южная котловина Каспийского моря. На месте остального Тетиса после столкновения Африкано-Аравийской плиты с островными дугами, обрамлявшими с юга Западно-Европейскую и Русскую платформы, возник огромный Альпийско-Гималайский горный пояс.

Рис.1.6. Во второй половине мелового периода (100-66 млн. л. н.) «открылась» южная часть Атлантического океана (1); Индия отделилась от Мадагаскара и «помчалась» на север (2); 50 млн. л. н. Австралия отделилась от Антарктиды, а Индия столкнулась с Азией (3) – Индийский океан приобрел свои современные формы

[rykun.livejournal.com]

Около 100 млн. лет назад Индия оторвалась от Мадагаскара (рис.1.6б) и со скоростью 9 см/год направилась на север к южной окраине Азиатского континента.

50-40 млн. л. назад, после отсоединения Австралии от Антарктиды и начала ее движения на север Индийский океан принял свои современные формы (рис.1.6в). В этот же период Индия, продрейфовав за 70 млн. лет 6.5 тыс км, «взяла на абордаж» Азию, формируя при этом Тибетское плато и самые высокие на данный момент горы в мире - Гималаи.

Финалом геологической эволюции литосферы и формирования лож океанических бассейнов было поднятие и частичное смыкание Европы, Азии и Северной Америки, закончившееся формированием Северного Ледовитого океана. По сравнению с самым «старым» - Тихим, ровесником первичного океана, его возраст (50 млн. лет) прост младенческий.

1.5. Механизмы «дрейфа» континентов

Материковые глыбы, оставшиеся от Пангеи, по первоначальному мнению Альфреда Вегенера, передвигались под действием сил вращения Земли и приливных силы. Однако, дальнейшие геофизические расчеты показали, что этих источников энергии явно недостаточно для «расползания» будущих континентов. Гипотеза Вегенера в этой связи стала подвергаться сомнениям. После «учета выводов всех разнообразных отраслей науки» ее автор пришел к новому заключению о том, что силой, движущей материки, может быть тепловая конвекция (подъем нагретого вещества) из недр Земли. К сожалению, после гибели А. Вегенера в 1930 г. в Гренландии куда он отправился в поиск доказательств своих идей, его прекрасная гипотеза, также как и не менее гениальные предположения его коллег, были забыты.

В 1928 г. английский геолог Артут Холмс предположил, что такой конвективный подъем вещества мантии за счет тепловой энергии, выделяемой при радиоактивном распаде внутри планеты, происходит в зоне рифта - оси срединно-океанических хребтов. С радиоактивным распадом исследователь ошибся, а вот цепь таких хребтов действительно была открыта только через 30 лет во время экспедиций, выполнявшихся в 1957 г. по программе Международного геофизического года (рис.1.7).