Древние суперконтиненты

Используя палеомагнитные данные, современную теорию формирования земной коры и новейшие методы определения возраста пород литосферы, в конце ХХ века российские ученые О.Г.Сорохтин и С.А.Ушаков восстановили более древние ситуации в соотношении суши и моря, распределении материков и лож древних океанов на нашей планете. В результате был получен вывод о существовании в геологической истории Земли, кроме Пангеи А.Вегенера, еще трех суперконтинентов.

Изменение объема воды на Земле происходило в основном в процессе эволюции континентов и достигло максимума 1.5 млрд. лет назад в нижнем рифее. На протяжении 1.4 млрд лет архейского периода (4-2.6 млрд. лет назад) крупных континентов не существовало. Первый крупный континент Моногея на нашей планете возник около 2.6 млрд. лет назад в момент образования у Земли плотного окисно-железного ядра в процессе дифференциации земного вещества. Его остатки по совпадению возраста пород и направления древнего магнитного поля, зафиксированного в них, удалось обнаружить в разных районах нашей планеты (рис.1.11а) Под влиянием меняющихся по мощности и направлению конвективных потоков 2.2 млрд лет назад первый континент распался на мелкие осколки - кратоны (рис.2б). Их остатком являются, например, скальные породы Великой Дайки в Зимбабве, имеющие возраст 2.4 млрд. лет.

1.8 млрд. лет назад по аналогичной причине образовался второй в геологической истории Земли континент Мегагея. Ее существование предполагали еще в 1944 г. по сходству геологического строения различных древних блоков на Северо-Американской, Европейской и Сибирской платформах, в Австралии и Южной Америке.

Рис.1.11. Древние суперконтиненты:

МОНОГЕЯ - 2,6 млрд. л. назад (а); МЕГАГЕЯя – 1,8 млрд. л. назад (б); МЕЗОГЕЯ (РОДИНИЯ) - 1 млрд. лет назад (в)

(Стрелки – направление магнитных силовых линий; Блоки: Ав — Австралия; САм и ЮАм — Северная и Южная Америки; Ан — Антарктида; ЗАф — Западная Африка; Аф — Африка; Ев — Европа; Ин — Индия; К — Северный и Южный Китай; Сб — Сибирь

Всего через 100-150 млн. лет около 1.7 млрд. лет назад появились признаки распада Мегагеи, завершившегося окончательно около 1.4 млрд. л. н.. Геологические следы этого процесса (разломная тектоника) возрастом 1.5-1.4 млрд. лет (рифейский период) сегодня обнаружены на Северо-Американской и Русской платформах.

После совмещения одновозрастных складчатых подвижных поясов поверхности Земли и палеомагнитным реконструкциям был восстановлен третий суперконтинент планеты Мезогея (Родиния), сформировавшийся 1 млрд. лет назад). Но уже через 100-150 млн.лет он раскололся на две части, разделенные 850 млн. л. н широким (6-10 тыс км) океаническим бассейном Прототетисом При этом все просовременные северные материки объединились в суперконтинент Лавразию, а просовременные южные – составили Гондвану, которые 800-750 млн. л. н сместились соответственно к Северному и Южному полюсам (рис.1.12).

Рис.1.12. Распад МЕЗОГЕИ на ЛАВРАЗИЮ и ГОНДВАНУ 800—750 млн. лет назад ( Мн — Монгольская плита; Ам — Амурская плита; Ир — Иранская плита. Блоки – по рис.1.11)

В экваториальной зоне океана Прототетиса установилось мощное пассатное течение с противоположно направленными ветвями в умеренных широтах, перекрывшее поступление тепла к континентам в высоких широтах. В результате во второй половине позднего рифея началось Африкано-Австралийское обледенение Гондваны и Канадское обледенение Лавразии. В это же время (800 млн.л.н) в зоне Гренвильского подвижного пояса Лавразии, спаявшего восточное побережье Северной Америки и Гренландии с Европейской платформой, зародился новый Протоатлантический океан Япетус шириной 2000 км, а на месте современной Западной Сибири – узкий Палеоуральский океан.

Дальнейший распад (650 млн.л.н) Гондваны сопровождался формирование узких трогов (лож) Западно-Африканского и Бразильского субокеанов (Красноморского типа), а также Африкано-Австралийского океанического бассейна (рис.1.13).

Рис.1.13. Распад ЛАВРАЗИИ И ГОНДВАНЫ 650 млн. лет назад.
(Ар — Аравийская плита. Далее – по рис.1.11, 1.12)

Этот факт подтверждается сходством геологического строения Мозамбикского пояса (Африка), геосинклинали Аделаиды (Австралия) и Трансантарктических гор в Антарктиде, представлявших собой в то время пассивные континентальные окраины. Таким образом, «тело» океана – водная масса, существует столько же времени, сколько существуют континенты примерно 4 млрд. лет. Оно формировалось одновременно с материками.

Несимметричность положения Лавразии и Гондваны в полярных широтах и продолжающийся их дрейф привели к тому, что 550 млн.л.н Земля, стремясь перейти к устойчивому состоянию, изменила ориентацию осей главного момента инерции, повернувшись на 90° по отношению к географическим полюсам. В результате, Западная Африка оказалась на Южном полюсе, а Северная Америка, Европа и Австралия – на экваторе. Блок Западной Европы в это время отделился от Западной Африки и стал дрейфовать к Европейской платформе с которой и соединился. Большинство континентов, таким образом, оказались в низких широтах, чем и объясняется возникновение в кембрийский период (500-600 млн.л.н) теплого климата Земли.

Очередной поворот Земли на 90° вокруг оси, перпендикулярной оси ее вращения, случившийся (по расчетам) 400-200 млн.л.н в раннем палеозое, привел к формированию в конце палеозоя 200 млн.л.н четвертого суперконтинента Пангея (см.рис.1.5.1), который, судя по палеомагнитным данным, подтвердившим гениальные догадки Вегенера, через 140 млн. лет вновь распался на составные части, начавшие центробежный дрейф вплоть до современного положения.