Основные черты современной структуры коры и литосферы земли

В современной структуре верхней части твердой Земли приходится различать два уровня - коровый и литосферный. Литосферный план определяется разделением литосферы на плиты, разграниченные осями спрединга, совпадающими со срединно-океанскими хребтами, зонами субдукции вдоль глубоководных желобов или трансформными разломами. Положение как тех, так и других намечается по концентрации эпицентров землетрясений. Впервые картина современного распределения литосферных плит была намечена в 1968 г. К. Ле Пишоном и в основном нашла подтверждение в дальнейших океанологических и сейсмологических исследованиях, а также уточнение в моделях NUVEL-1 и NUVEL-1A.

В последние годы она была еще больше уточнена альтиметрической спутниковой съемкой, а кинематика современных взаимных перемещений плит, первоначально установленная по новейшим полосовым магнитным аномалиям, прошла проверку и также подверглась уточнению методами космической геодезии--длиннобазовой интерферометрии, применением лазерных отражателей, а в самое последнее время - системы GPS. Все эти исследования в основном подтвердили модель NUVEL-1A, внеся в нее лишь некоторые коррективы. Вместе с тем они показали, что внутри плит, в частности на примере Северо-Американского континента, существенных горизонтальных смещений не происходит, т.е. подтвердили их монолитность, за исключением крупных рифтовых систем (Восточная Африка) и краевых подвижных поясов (Северо-Американские Кордильеры).

Среди литосферных плит следует различать плиты трех порядков (рис. 1-1).

Наиболее крупных из них - мегаплит - насчитывается семь - Северо-Американская, Евразийская, Южно-Американская, Африканская, Индо-Австралийская, Антарктическая и Тихоокеанская. Самостоятельность этих плит не вызывает сомнений, но их границы не везде являются четкими. Это касается, в частности, границы между Северо- и Южно-Американскими плитами между Антильской зоной субдукции и противолежащим отрезком Срединно-Атлантического хребта, между Евразийской и Африканской плитами на участке между Азорскими о-вами и Гибралтаром и морем Альборан, и особенно - между Евразийской и Северо-Американской плитами в пределах Северо-Востока России и прилегающих морей. Весьма сложной выглядит при детальном рассмотрении картина строения тройных сочленений плит, отражающая их крайнюю неустойчивость во времени. Это было показано на примере таких сочленений в районах о. Буве в Атлантике и Родригес в Индийском океане.

Уже в первоначальных схемах наряду с главными плитами были выделены плиты второго порядка - их можно назвать мезоплитами, которых вначале также насчитывалось семь. Это плиты Кокос, Карибская, Наска, Скотия, Аравийская, Филиппинская, Каролинская. Их поперечный размер обычно не намного превышает тысячи километров. В дальнейшем получило общее признание выделение таких плит, как Иберийская, Анатолийская, Охотоморская, Амурская. Приводятся доводы в пользу существования самостоятельных плит того же порядка - Сомалийской, Берингии.

Плитами «третьего разряда» - микроплитами, являются плиты с размерами в сотни километров. К числу тех из них, которые утвердились в литературе, относятся микроплиты, выделенные в крайней северо-восточной части Тихого океана, у берегов Канады и США - Горда, Хуан-де-Фука, Эксплорер. К этому же разряду относятся микроплиты, выделенные между Индо-Австралийской и Тихоокеанской плитами на юго-востоке Тихого океана. В принципе в качестве таких же микроплит должны выделяться островные дуги, ограниченные либо с двух сторон зонами субдукции, как Филиппинский архипелаг, либо с одной стороны зоной субдукции, а с другой - осью задугового спрединга, как Южно-Сандвичева дуга. Более спорной является возможность выделения системы микроплит в шельфовой полосе диффузной сейсмичности, разделяющей Евразийскую и Индо-Австралийскую плиты в Центральной Азии, крайними звеньями которой являются уже упомянутые Иберийская и Амурская плиты - в некоторых схемах (С.А.Ушакова и др.) их различается до двух десятков. И, наконец, микроплиты приходится выделять в районах тройных сочленений мега- и мезоплит, например, в районе о. Пасхи, Галапагосских или Азорских о-вов.

Необходимо еще заметить, что разделение межплитных границ на дивергентные - спрединговые, конвергентные - субдукционные и трансформные в действительности не является столь однозначным, как это первоначально представлялось. Оказалось, в частности, что направления перемещения плит в сторону зон субдукции далеко не всегда строго перпендикулярны по отношению к простиранию последних, и поэтому нередко вдоль них возникает сдвиговая компонента. Не исключено, что последняя присутствует и вдоль некоторых осей спрединга, например, хр. Рейкьянес в Атлантике и хр. Карлсберг в Индийском океане. С другой стороны, вдоль крупных трансформных разломов на некоторых участках, кроме латерального смещения их крыльев, наблюдается растяжение с образованием желобов, а на других - сжатие, т.е. либо транстенсия, либо транспрессия.

Все эти особенности и сложности, наблюдаемые при современном расчленении литосферы на плиты, проявлялись, несомненно, и в геологическом прошлом и должны учитываться при палеотектонических реконструкциях. Это сравнительно просто делать и делается на основе анализа линейных магнитных аномалий для относительно недавнего прошлого, для последних 180 млн лет. Гораздо хуже обстоит дело с более ранним временем, когда приходится основываться лишь на геологических и скудных и неточных палеомагнитных данных. Но учитывать возможность достаточно сложных взаимоотношений плит разного порядка в прошлом необходимо при всех условиях.

На коровом уровне основное значение имеет разделение на континенты и океаны. Оно далеко не вполне совпадает с делением литосферы на плиты, но сильно влияет на их внутреннюю неоднородность, так как по современным данным мощность литосферы в пределах континентов большей частью превышает 200 и может достигать 400 км, практически охватывая весь объем коры и верхней мантии, в противоположность океанской литосфере, мощность которой не превосходит 100 км. В настоящее время вполне справедливо признается, что распределение континентальных глыб имеет решающее значение в определении рисунка конвективных течений в верхней мантии (В.П.Трубицын и др.).

Континентальные глыбы составляют существенную часть площади шести из семи главных литосферных плит, занимая, как правило, их центральные части. Лишь Тихоокеанская плита является целиком океанской. При этом Индо-Австралийская плита включает две крупных континентальных глыбы - Индийскую и Австралийскую; это не случайно, так как до позднего эоцена существовало две самостоятельных литосферных плиты, Индийская и Австралийская, разделенных осью спрединга. Помимо крупных континентальных глыб существуют более мелкие, известные как микроконтиненты, например, Роколл в Атлантике, Мадагаскар и Сейшеллы в Индийском океане и др. В геологическом прошлом число таких микроконтинентов временами было гораздо более значительным.

Большую часть площади континентов занимают, как правило, древние платформы - кратоны (рис. 1-2), фундамент которых образует континентальная кора докембрийского, причем в основном раннедокембрийского возраста, состоящая из гнейсов, кристаллических сланцев амфиболитовой и гранулитовой фаций и гранитов.

В строении Индо-Австралийской плиты, как отмечалось, принимают участие два континента и, соответственно, два древних кратона, а в строении Евразийской плиты - четыре крупных кратона (Восточно-Европейский, Сибирский, Китайско-Корейский, Южно-Китайский и несколько более мелких континентальных блоков - Синобирмания, Индосиния и др.). Континент Евразия является единственным, лежащим в пределах не одной, а трех литосферных плит - Евразийской, Аравийской, Индо-Австралийской.

Помимо древних платформ в строении континентов участвуют фанерозойские (или позднепротерозой- скофанерозойские) покровно-складчатые пояса-орогены, выраженные в рельефе горными сооружениями, в противоположность равнинному, в основном, рельефу кратонов. Эти пояса обрамляют кратоны либо с одной стороны, как это наблюдается в Южной Америке, Австралии, Антарктиде, либо практически со всех сторон, как то имеет место в Северной Америке, Европе и Азии (кроме Индостана). А Африканский континент почти целиком представляет собой древнюю платформу.

Мощность коры в пределах древних платформ составляет 35-40 км, увеличиваясь до 50-70 км в пределах орогенов. Но часть последних оказывается снивелированной денудацией и перекрытой более молодыми отложениями осадочного чехла, большей частью юрскими и более молодыми. Там, где этот чехол занимает достаточно большие площади, последние именуются молодыми платформами; наиболее крупные из них - Западно-Сибирская, Западно-Европейская, Восточно-Австралийская, Патагонская.

Существует несколько генераций орогенов, отвечающих отдельным циклам, именуемым циклами Бертрана - байкальскому, каледонскому, герцинскому, киммерийскому, альпийскому. Некоторые более древние орогены и даже части древних кратонов испытали тектоно-магматическую активизацию в альпийском цикле и снова превратились в горные сооружения; наиболее крупный из них - Центрально-Азиатский внутриконтинентальный горный пояс.

Распределение континентов и океанов на поверхности Земли явно неравномерно и в нем уже давно пытаются найти какие-то закономерности. Прежде всего обращает на себя внимание диссимметрия в мегарельефе Земли - антиподальность восточного преимущественно континентального (Индо-Атлантического) и западного океанского (Тихоокеанского) полушарий. Такая же антиподальность наблюдается и при сравнении Северного и Южного полушарий. Северное является преимущественно материковым, причем его приполярную область занимает океан (Северный Ледовитый), а Южное полушарие - преимущественно океанским, но в его приполярной области располагается материк Антарктида.

Это распределение континентов и океанов на современном лике Земли никак нельзя считать первоначально заданным какими-то глубинными неоднородностями коры и мантии, так как оно испытывало неоднократные изменения в истории Земли. В эпохи существования суперконтинентов контраст между континентальным и океанским секторами - Пангеей и Панталассой, становился еще более контрастным. Но сама Пангея или ее основные части - Гондвана и Лавразия, в позднем протерозое и фанерозое перемещались из одного полушария в другое, из Южного в Северное и наоборот, способствуя развитию или исчезновению материковых оледенений.

Литература. Международная Тектоническая карта Мира, масштаб 1:15 ООО ООО. В.Е,Хаин,Ю.Г.Леонов-ред. Л., 1984

Тектоника континентов и океанов. Объяснительная записка к Международной Тектонической карте Мира. В.Е.Хайн, Ю.Г.Леонов, О.Доттен - ред. М.: Наука, 1984

De Mets С., Gordon R. G., Argus D.F., Stein S. Current plate motions // Geophys. J. Int., 1990, v.101, p.425-478

De Mets C., Gordon R.G., Argus D.F., Stein S. Effect of recent revisions to the paleomagnetic reversal scale of estimates of current plate motions // Geophys. Res. Lett., 1994, v.21, p.2191-2194