Происхождение материков и океанов

Материки и океаны - главные структуры оболочки

Что же представляют собой современные материки и океаны - основные элементы рельефа земного шара? Это образования со сложной геологической структурой, сформировавшейся в результате длительного развития. Их особенности определяются прежде всего различиями строения внешней оболочки Земли, которая состоит из сравнительно легких горных пород (см. "Внутреннее строение Земли").

У самой поверхности залегает "чехол" осадочных пород: глин, песков, песчаников, известняков. Под ними - породы типа гранитов, а еще глубже - породы, близкие по свойствам к базальту. Все три слоя вместе и составляют земную кору. Различают два крайних типа земной коры: материковую - мощностью в 35-80 км, причем у нее хорошо развиты и "чехол" осадочных пород, и гранитный и базальтовый слои, и океаническую кору мощностью не более 5-10 км. Два верхних слоя у нее совершенно отсутствуют. Геологические границы материков шире, чем их современные физико-географические очертания, так как шельфы и часть материкового склона имеют континентальное строение земной коры. Данные геофизики позволяют говорить о том, что строение верхней мантии под материками и океанами тоже имеет свои отличия.

Образование материков и океанов - этих крупнейших элементов рельефа земного шара, как мы уже говорили, обусловлено тектоническими, космическими и планетарными процессами. Очевидно, материки и океаны наметились еще в догеологическую стадию развития Земли, но механизм их образования, особенно океанов, еще не выяснен, и в наше время по этому важному вопросу существуют самые различные гипотезы (см. ст. "Геологическая история Земли").

В строении поверхности Земли огромную роль играют глубинные разломы, рассекающие всю земную кору и нередко уходящие в верхнюю мантию. От более мелких разломов, которые наблюдаются близ поверхности Земли, в пределах осадочной оболочки, их отличает не только огромная глубина, но и длительность развития: некоторые глубинные разломы существуют несколько периодов и даже эр, т. е. сотни миллионов лет. Такие разломы разделяют земную кору на отдельные глыбы, образуя как бы мозаику из блоков различной величины. Обычно эти блоки хорошо выражены в рельефе.

Нередко вдоль глубинных разломов вытянуты цепочки вулканов или по ним в земную кору внедряются глубинные магматические породы. С глубинными разломами бывают связаны прямолинейные очертания континентов, а их склоны совпадают с зоной дробления земной коры. Особенно хорошо видны глубинные разломы на фотографиях, сделанных с космических кораблей.

Есть существенные различия в строении океанических побережий. Посмотрите на глобус: западные берега Тихого, Индийского и Атлантического океанов изрезаны речными долинами и расчленены сильнее, чем восточные, а там, где основные линейные структуры (горные хребты и тектонические разломы) совпадают с направлением берега, побережья изрезаны меньше. Очертания материков усложняются деятельностью крупных рек, отлагающих в прибрежной зоне огромное количество обломочного материала: за его счет местами наращивается суша.

По Г.Н. Каттерфельду (1962), Земля является трёхосным кардиоидальным (сердцевидным) эллипсоидом вращения. Эта форма обусловлена влиянием приливного торможения в теле Земли, на которые накладываются пульсационные колебания, связанные с неустойчивостью механического и физико-химического равновесия внутри планеты. Это проявляется в уменьшении полярного сжатия Земли. При этом уменьшение объемного сжатия южного полушария происходит быстрее, чем северного. Причиной неодинаковой скорости изменения объёмного и полярного сжатий северного и южного полушарий могут быть асимметричные силы вращения, тормозящие сжатие северного полушария и ускоряющие сжатия южного.

Образование материков и океанов на Земле связано с возникновением спутника Земли - Луны, которое происходило ещё в догеологический этап развития Земли. Тогда эти планеты находились на очень близком расстоянии друг от друга.

Приливообразующая сила Луны обусловила сильную начальную деформацию тела Земли. Твёрдый прилив в виде двух горбов сообщил Земле удлинённость, направленную к Луне. По третьему закону Ньютона оба приливных выступа Земли притягивают Луну. Притяжение ближайшего выступа производит ускорение, а дальнего - замедление движения Луны по орбите. Поскольку влияние ближайшего к Луне выступа сильнее, то поступательное движение Луны ускоряется, и она начинает удаляться от Земли. Орбита Луны как бы развёртывается во времени и пространстве, подобно спирали.

С удалением Луны вытянутость планеты и неоднородность распределения масс в долготном направлении постепенно стали уменьшаться, поскольку неустойчивая трёхосная фигура Земли стремилась приобрести более устойчивую форму. При выравнивании фигуры Земли возникли компенсационные тектонические движения, приведшие к заложению Тихого океана и материка Африки. Такой вывод вытекает из того, что ось трёхосного земного эллипсоида совпадает с осью Великий (Тихий) океан - Африка. Таким образом, Тихий океан - Африка - это две мегаформы (впадина - выступ), которые являются древнейшими неровностями земной поверхности. Возникновение этих мегаформ послужило толчком к дальнейшему усложнению рельефа Земли.

В ходе этого процесса по периферии Тихого океана возникло кольцо компенсационных поднятий. Оно представлено материками Евразии, Австралии, Антарктиды и обеих Америк.

По периферии материка Африки возникли компенсационные впадины Индийского и Атлантического океанов. Сложилась общая асимметрия Африканского (восточного) и Тихоокеанского (западного) полушарий. В процессе формирования этой асимметрии были заложены основные эпейрогенические (греч. эпейрос материк) - и талассогенические (греч. таласса океан) центры земной поверхности.

Скорость вращения Земли неуклонно уменьшается. По этой причине уменьшается полярное сжатие Земли. В экваториальных широтах мантии свойственны нисходящие движения. Умеренные широты от 35¦ до 71¦, максимум на 62¦ в северных широтах - имеют тенденцию к поднятию, а на тех же широтах в южном полушарии наблюдаются компенсационные опускания.

Вот почему, сопоставляя северное и южное полушария, Каттерфельд выделяет 62¦ - северную эпейтрогеническую (наибольшей протяжённости материков) и южную талоссогеническую (наибольшей протяжённости океанов) параллели. Северному кругу соответствует пояс поднятия, южному - пояс опускания земной коры.

Особенно сильные напряжения, вызванные замедлением вращения Земли, свойственны литосфере на 35-тых широтах северного и южного полушарий. Именно здесь образовались разломы земной коры. Здесь наблюдается наибольшая тектоническая активность литосферы. 35-е параллели выделяются как орогенические (греч. орос - гора). В северном полушарии к этой широте приурочен альпийский горный пояс, а в южном ему соответствует пояс сбросовых морских котловин, вулканизма и землетрясений.

Кругополярные параллели 71¦ выделяются как северная и южная теоретические границы между северными материками и полярным океаном, южным океаном и полярным материком.

Эпейрогенические меридианы 75¦ з. д. и 105¦ в. д. - это физическая, а не условная, как меридиан Гринвича, граница между западным и восточным полушариями Земли. Это круги наибольшей протяжённости материков. Площади материков убывают по обе стороны от этих меридианов.

Критические меридианы 30¦ в. д. и 165¦ з. д. проходят через центры Африки и Тихого океана. Это секторы наибольшего отступания геоида от сфероида.

Асимметрия рельефа обоих полушарий и расположение эпейрогенических параллелей определили положение эпейрогенических центров. В них находились ядра роста будущих материков: антарктический (90¦ j); африканский - (0¦ j, 30¦ l); сибирский (62¦ j, 105¦ l); скандинавский (62¦ j, 75¦ l).

Таким образом, в северном полушарии наблюдается три центра образования древних материков, в южном - только два - антарктический и африканский. При этом образование антарктического материка связано с общей антиподальностью северного и южного полушарий, а африканского - с антиподальностью западного и восточного. Отсутствие самостоятельных эпейрогенических центров в пределах Южной Америки и Австралии косвенно указывает на особое происхождение этих материков, возможно, образовавшихся в результате раздробления некогда единого континентального массива Гондваны с древним ядром вблизи эпейрогенического центра (0¦ j, 30¦ l).

Из океанов самостоятельными талассогеническими центрами обладают - Тихий (с центром (0¦ j, 165¦ l), в полюсе океанического западного полушария, и Северный Ледовитый океан - с центром 90¦ j. К этим первичным океанам должен быть присоединен и Южный океан, расположенный вдоль талассогенической параллели 62¦. Эти данные могут свидетельствовать о вторичной природе Атлантического и Индийского океанов, чьё расположение как бы нарушает первичную планетарную закономерность эпейро-таллосогенеза. Сочетанием эпейро-таллосогенических кругов и центров объясняются географические гомологии, то есть подобия и соответствия в расположении и очертании материков у океанов и их частей.