СОВРЕМЕННАЯ ГЕОЛОГИЯ: ПРОБЛЕМЫ И ПЕРСПЕКТИВЫ

ГОРЯЧИЕ ТОЧКИ И МАНТИЙНЫЕ СТРУИ

   Для объяснения внутриплитного магматизма середине 60-х годов была предложена дополнительная гипотеза горячих точек - мантийных струй. Суть этой гипотезы состоит в том, что внутриплитный магматизм обусловлен подъемом из глубин мантии разогретых струй ("плюмов"), как бы прожигающих, прошивающих литосферу и выраженных на поверхности горячими точками - вулканами. Эти струи, таким образом, не участвуют в конвективном круговороте вещества мантии. Многие полагают, что они поднимаются с огромных глубин - с границы мантии и ядра или нижней и верхней мантий. Исходным примером для данной гипотезы явился Гавайский вулканический архипелаг в Тихом океане и продолжающий его под некоторым углом к северу подводный Императорский хребет, подходящий к берегам Камчатки. Возраст вулканических построек вдоль этой цепи закономерно возрастает к северо-западу и северо-северо-западу от современного до позднемелового, а ее простирание отвечает направлению движения Тихоокеанской литосферной плиты. Такая картина могла возникнуть при перемещении этой плиты над неподвижной мантийной струей. Позже были обнаружены и другие примеры, но оставался открытым вопрос о том, как взаимодействуют в мантии эти две системы - конвективная, ответственная за горизонтальное перемещение плит, и адвективная, ответственная за внутриплитный магматизм.
    Тем не менее до конца 80-х годов теория тектоники плит практически полностью удовлетворяла запросы исследователей Земли. И лишь в последние годы все более отчетливым стало понимание того, что тектоника плит не может рассматриваться как полноценная, достаточно всеобъемлющая теория развития нашей планеты. Поэтому начались поиски такой модели этого развития.

ГЕОЛОГИЯ НА НОВОМ ПЕРЕЛОМЕ

    Почему же тектоника плит, несмотря на свое экспериментальное подтверждение и успешное применение для расшифровки истории отдельных регионов и планеты в целом, перестала удовлетворять исследователей Земли? Дело в том, что была осознана ее изначальная ограниченность как в пространстве, так и во времени. Когда тектоника плит только создавалась, т.е. в 60-е годы, геологи и геофизики еще были убеждены, что эндогенная активность Земли не распространяется глубже верхов мантии (отсюда разрабатывавшийся в то десятилетие международный проект верхней мантии). Однако в дальнейшем выяснилось, что это было заблуждением, и к настоящему времени стало вполне очевидным, что "корни" тектонических и магматических процессов достигают ядра Земли и даже границы внешнего и внутреннего ядра. Данные сейсмического "просвечивания" Земли - сейсмической томографии - показали, что распределение более разогретых и менее разогретых областей в мантии вполне соответствует картине распределения литосферных плит и континентов и океанов лишь до глубин 300 - 400 км максимум, ниже эта картина существенно другая. А это означает, что названная глубина, отвечающая границе верхней и средней (ее еще называют переходной) мантии, является нижним пределом действия тектоники плит.
    Ограниченным оказывается действие тектоники плит и в геологическом времени. Полный набор признаков, свидетельствующих о проявлении механизма тектоники плит, известен лишь начиная с границы среднего и позднего протерозоя (рифея), т.е. для последнего миллиарда лет. К этим признакам относится присутствие реликтов океанской коры - офиолитов - показателей спрединга, известково-щелочных магматитов и метаморфических пород низкой температуры-высокого давления - показателей субдукции. И хотя некоторые из этих признаков известны и для среднего-раннего протерозоя (1,0 - 2,5 млрд. лет назад), а отчасти и для архея (2,5 - 4,0 млрд. лет назад), все же довольно очевидно, что полномасштабная и сходная с современной тектоника плит действовала лишь начиная с позднего протерозоя.
    Таким образом, тектоника плит - это тектоника самых верхних оболочек твердой Земли в течение последнего миллиарда лет ее существования. А вот тектоника мантийных струй - "плюм-тектоника", вероятно, действовала уже на заре истории Земли.

Назад| Cледующая страница