ПЕРЕМЕНЧИВАЯ ЗЕМЛЯ
В. ДРУЯНОВ
Гипотеза о движении плит литосферы за короткий срок привлекла симпатии геологов и геофизиков всего мира. Ей посвящены статьи, книги - буквально лавина публикаций потрясла умы ученых.
Общее собрание Отделения геологии, геофизики и геохимии Академии наук СССР признало, что гипотеза «тектоники плит. представляет несомненный интерес и заслуживает серьезного отношения. Проблема механизма движения и развития земной коры и литосферы имеет, кроме теоретических и важные практические аспекты. В связи с этим очевидна необходимость резкого усиления исследований в данном научном направлении и придании им целеустремленного характера»
Доктор геолого-минералогических наук дважды лауреат Государственной премии Александр Александрович Ковалев, пожалуй, один из наиболее горячих сторонников гипотезы тектоники плит. В этой области он уже провел ряд серьезных теоретических исследований, о которых рассказал в серии публикаций. Им переведен не один десяток статей зарубежных геологов-мобилистов. Ковалев подготовил и прочитал в Московском геологоразведочном институте факультативный курс лекций об основах мобилистской металлогении, по-новому объясняющей размещение в земной коре полезных ископаемых. Подобный курс впервые прочитан в стенах геологического вуза.
Наш корреспондент В. ДРУЯНОВ попросил А. А. КОВАЛЕВА рассказать о сущности гипотезы тектоники плит и ее значении для поисков полезных ископаемых.
Сначала о нескольких известных фактах.
...Гигантские подводные океанические хребты тянутся двумя параллельными цепочками. Они разделены долинами, которые получили название рифтов.
Ученые предположили, что рифты - это ходы сообщения с более глубокими сферами Земли. По этим ходам из глубины поднимается горячее вещество, которое, остывая, отлагается справа и слева от рифтовых долин. Новая порция глубинного материала, поднимаясь наверх, раздвигает края долин. И так без конца идет доставка вещества, без конца оно отлагается на двух горных цепочках срединных океанических хребтов, без конца они раздвигаются в разные стороны.
Океаническое дно похоже на два конвейера, которые движутся в противоположные стороны.
- ГИПОТЕЗЫ, ПРЕДПОЛОЖЕНИЯ, ФАКТЫ
ПЕРЕМЕНЯН
Если это так, решили магнитологи, то на транспортируемом «конвейерами» материале должны своеобразно отпечататься воздействия магнитного поля Земли.
Магнитологи внимательно изучали древний магнитный шифр и пришли к выводу, что магнитные полюсы Земли многократно меняли свои места. Мы сейчас не будем рассматривать этот вопрос подробно. Для нас важно другое если действительно полюсы путешествовали, это определенным образом должно отразиться на намагниченности пород океанского дна.
Изверженная порода, оказавшаяся в рифтовой долине, застывает и намагничивается под действием магнитного поля. По обе стороны от рифта, на срединном океаническом хребте появляются две полосы горной породы одинаковой намагниченности.
Через, какое-то время магнитное поле Земли изменяется. Новые порции глубинного материала застывают на вершине срединного океанического хребта. Они теперь по-другому и намагничиваются. Рядом с прежними полосами ложатся новые - с иной намагниченностью. Так, на дне морском должно появиться поле с полосами разной магнитной записи. К тому же оно должно быть симметричным, если за плоскость симметрии принять срединный океанический хребет. Скажем, картина к западу от Срединно-Атлантического хребта зеркально «отражается» на востоке от этого же хребта.
Морские магнитометры - аппараты, похожие на торпеды. Магнитологи спустили их с бортов научно-исследовательских судов и те поплыли на буксире над подводными горными цепями. В данном случае происходило, как бы прослушивание магнитофонных записей магнитной лентой являлись породы океанического дна, а магнитными головками, считывающими древние записи, служили магнитометры.
Расшифровка подводной магнитной ленты подтвердила ожидания ученых они обнаружили на морском дне полосчатые симметричные магнитные поля. Им даже удалось вычислить скорость раздвижения океанического дна - от нескольких миллиметров до нескольких сантиметров в год.
Глубоководное бурение, проведенное несколько лет назад, подтвердило, что возраст самых древних пород океанического дна не соответствует тому, что вписан геологами в его теоретическую «метрику». Другими словами, океан оказался неожиданно молодым. Ведь возраст Земли сейчас оценивается в 4,6 миллиарда лет и все это время на дне океана происходило накопление осадков. Где же эти осадки миллиардных возрастов? Последние данные говорят, что самым древним горным породам на дне океана не более 160 миллионов лет. Если возраст Земли условно принять равным суткам, то современные океанические впадины образовались едва ли час назад. Вот, как они молоды!
Так ученые подошли к мысли, что морское дно расширяется. И так начались новые, еще более захватывающие исследования.
Океанское дно ровное, пласты осадков на нем не потревожены. Значит, оно смещается, как единое целое, как гигантская плита или льдина, которая жестко зажата соседними льдинами. Эти льдины - дно океанов и континенты. Срединные океанические хребты - их границы.
Так геологи и геофизики подошли к гипотезе тектоники плит.
Толщина плит, или, как еще говорят, пластин, достигает примерно 100 - 160 километров. Таким образом, движущиеся плиты включают в себя земную кору и верхние слои мантии Земли. В этом принципиальное отличие новой гипотезы от классической гипотезы о дрейфе континентов, которая признавала лишь движение земной коры. Дрейфуют не континенты, а блоки, или, точнее говоря, части сферы, которые названы плитами.
Сейчас выделено шесть главных плит Евроазиатская, Американская, Африканская, Тихоокеанская, Индо-Австралийская и Антарктическая. Каждая из них - жесткое образование. Оно не мнется в складки при движении.
Для каждой плиты можно найти ее полюс, ось расширения, рассчитать угловую скорость и таким образом восстановить историю ее движения, а затем и историю всей литосферы.
Геологическая история земного шара, прочитанная по-новому, тем не менее возвращает нас к уже известным представлениям - к существованию праматерика, о котором в свое время говорил еще А. Вегенер. Он дал ему имя Пангея. Этот праматерик был, когда-то единственным, его окружал безбрежный Мировой океан, занимавший две трети земной поверхности (столько сейчас занимают все моря и океаны). Океан был назван Панталассом.
Вегенер считал, что под влиянием сил вращения Земли 225 миллионов лет назад Пангея начала раскалываться на части - на современные материки. Пространства между ними заполнились водой и превратились в Индийский и Атлантический океаны.
Однако позже геофизики предложили несколько иной ход событий. Праматерик Пангея раскололся первоначально на две части Лавразию и Гондвану. В Лавразию входили будущие части света - Северная Америка, Азия и Европа. Из Гондваны впоследствии образовались Австралия, Индостан, Африка, Южная Америка, Антарктида.
Гипотеза тектоники плит позволяет заглянуть в еще более далекое прошлое - геологическую историю Земли до Пангеи. Многие сторонники новой гипотезы считают, что праматерик образовался из нескольких плит, еще более древних, чем он сам. И вообще вся история верхних сфер земного шара слагается из горизонтальных перемещений плит. Доказательством тому (и не единственным) служит Урал. Палеомагнитные данные говорят о том, что этот район возник в результате столкновения двух субконтинентов, предшествовавших Пангеи.
Гипотеза тектоники плит представляет возможность заглянуть и в будущее материков. Например, через 50 миллионов лет Австралия уплывет на север. Атлантический и Индийский океаны будут продолжать расширяться, а Средиземное море - сжиматься. Калифорния оторвется от материка и поплывет на северо-запад.
Итак, история земной коры - в движении плит. А их взаимодействие между собой определяет целый ряд геологических событий. На границах плит происходят землетрясения, по границам континентов каймой растут горные системы, здесь рождаются вулканы, возникают океанские желоба, идущие вблизи материков.
Один из видов взаимодействия пластин - их скольжение относительно друг друга. Края плит разбиваются серией многочисленных трещин, ориентированных в направлении движения. Здесь образуются так называемые трансформные разломы. Вокруг и около срединных океанических хребтов - особенно вдоль их гребней - происходит великое множество землетрясений. Если посмотреть на карту, на которую нанесены эпицентры землетрясений, происходящих в Атлантическом океане, то мы увидим знакомые очертания Срединно-Атлантического хребта. Кроме того, здесь значительно увеличен тепловой поток, идущий из глубин Земли. Одним словом, в этих местах наиболее активно «выплескивается» на поверхность внутренняя энергия Земли.
Другой вид взаимодействия плит - их столкновение. Подобная геологическая авария отмечается на поверхности земного шара огненными точками - извержениями вулканов, землетрясениями. Вдоль береговой линии Тихого океана эти точки образовали так называемое огненное кольцо. Таков результат столкновения океанической плиты, движущейся на восток, с материковой, а именно с Южной Америкой.
Если край океанической плиты «ныряет» под материковую, то там образуется узкий глубоководный желоб. В него сносятся самые древние осадки океанического дна, они, как бы соскребываются туда материковой плитой.
Край плиты, погребенный под другой плитой, уходит на глубину, где перерабатывается.
Встречи двух пластин, как уже говорилось, проходят под аккомпанемент сильных землетрясений. Наглядное подтверждение тому - активизация недр на западной окраине Южной Америки. Зато с другой, восточной стороны континента никаких катастрофических явлений не происходит. Здесь континент входит в состав плиты, которая больше его самого. Восточная береговая линия Южноамериканского континента всего лишь уступ, а не край плиты.
Происхождение горных цепей гипотеза тектоники плит объясняет несколькими способами. Когда одна плита погружается под другую, то верхняя приподнимается в месте «нырка». Это характерно для окраин материков, если их границы одновременно являются и границами плит. Так, по мнению неомобилистов, возникли Анды, Каскадные и Скалистые горы.
Не все осадки океанического дна исчезают в глубоководном желобе. Часть их «соскребается», и громоздится в виде горной цепи на краю континентов. Так образовались Кордильеры.
Если сталкиваются две плиты, несущие на себе континенты, то горы возникают по-другому. Огромные массы приходят в соприкосновение и появляются наиболее высокие горы, например, Гималаи.
Рождение океанов новая гипотеза объясняет расхождением плит земная кора раскрывается, словно двери поезда метро. Например, Атлантический океан, возможно, является не чем иным, как гигантским разросшимся рифом.
Зарождение океанов происходит сейчас в Красном море и Аденском заливе, их можно назвать эмбрионом океана. Еще одна колыбель будущего океана - Калифорнийский залив. В этой длинной и узкой полоске воды, отделяющей полуостров Калифорния от остальной части Мексики, встречаются «горячие» участки, происходят землетрясения. Продолжение расселины Калифорнийского залива - это система разломов Сан-Андреас в Калифорнии. К западу от нее лежит плита, несущая Тихий океан. Она неумолимо скользит на северо-запад.
Естественно, что в одном месте происходит рождение океана, а в другом океаны исчезают, сжимаются идущими навстречу друг другу плитами. Скажем, Атлантический океан за сто лет станет шире примерно метра на два, а Тихий океан за то же время сузится на несколько метров.
Значение новой гипотезы для теории геологии трудно переоценить, придется менять многие фундаментальные положения, на которых основана сегодня наука о Земле. Если, конечно, гипотеза о движущихся плитах земной коры станет теорией.
...Велико значение новой концепции для практической геологии. Посмотрите на карту, которая здесь приведена. На ней нанесены наиболее молодые по возрасту эндогенные месторождения многих металлов (эндогенные - значит образовавшиеся в силу внутренних процессов), и современные границы плит. Отчетливо видно, что между ними существует ясная связь месторождения располагаются вдоль границ.
Внимательное изучение карты показывает почти все металлогенические провинции, возникшие за последние 50 - 100 миллионов лет, находятся в надвигающихся плитах.
Наиболее ярким примером связи минерализации с границами плит служит Андская провинция Южной Америки. Медно-порфировые месторождения, например, расположились узким поясом длиной около 4 тысяч километров от Эквадора до центральных районов Чили. Известные олово-серебряные, вольфрамовые, свинцово-цинковые месторождения, образовавшиеся после эоцена, образуют пояс, идущий через Боливию, Перу и Аргентину.
Другой пример - острова Японии. Здесь минерализация распространяется параллельно границе, идущей между островной дугой и океаном. Преобладают месторождения медистых пиритов.
Почему руды отлагаются именно по границам плит, там, где происходит их взаимодействие друг с другом? Это можно объяснить только тем, что зоны взаимодействия плит наиболее активные в земной коре. Они, грубо говоря, более всего обеспечены различного рода энергией. В этих зонах наиболее сильно проявляются вулканические и магматические процессы, ведущие к рудообразованию. На активных окраинах континента и островных дугах источники рудного вещества - это магмы земной коры и агрессивные гидротермальные растворы. В зонах столкновения двух континентов «работают» гидротермальные растворы.
Исходя из этого, можно предположить, где следует ожидать те или иные руды. В районе срединных океанических хребтов возможны хромитовые, титано-магнетитовые и платиноидные рудные формации, мелкие медно-никелевые и асбестовые месторождения. Здесь же залегают породы спилит-кератофпровой формации, с которой связаны колчеданные, медные и медно-полиметаллические месторождения. На склонах срединных океанических хребтов формируются осадки, обогащенные молибденом, ванадием, ураном.
С рифтовыми зонами на континентах могут быть связаны месторождения редких металлов, марганца, железа, меди, и т. д.
Пассивные окраины континентов, возможно, богаты нефтью и газом, полиметаллами, активные окраины - железом, марганцем, медью, оловом, вольфрамом, золотом, ртутью.
Там, где континенты смыкались, скажем, в Гималаях, следует ожидать медные, баритовые, серные, урановые месторождения.
На основной части Советского Союза завершено образование земной коры. (Только на востоке страны продолжаются процессы взаимодействия плит.) Чтобы установить закономерности размещения полезных ископаемых по территории СССР, надо восстановить историю ее формирования. И надо сделать это заново, с точки зрения гипотезы тектоники плит. Анализ с новых позиций приведет нас к новым представлениям о размещении полезных ископаемых. В этом - залог будущих открытий советских разведчиков недр.
ЛИТЕРАТУРА
«Металлогения и новая глобальная тектоника». Перевод с английского. Экспресс-информация. Серия «Геология, методы поисков и разведки месторождений металлических полезных ископаемых», № 11 - 12, ВИЭМС, 1972.
«Тектоника плит и некоторые аспекты металлогенического анализа». Журнал «Геология рудных месторождений» № 5, 1972.
КОВАЛЕВ А. «Проблемы мобилистской геотектоники и металлогении». Экспресс-информация. Серия «Геология, методы поисков и разведки месторождений металлических полезных ископаемых». ВИЭМС, 1973.
Читайте в любое время
