Читая каменную летопись Земли... - Александр Конюхов

Как льдины сминаются, торосятся, а то и тают под солнцем, так и океаническая кора легко ломается, скучивается, а большая ее часть расплавляется в зонах Беньофа. От нее остаются лишь асейсмичные хребты перед островными вулканическими дугами или в низах континентального склона на активных окраинах материков. Есть и пластины океанического дна, выдавленные некогда на пассивный край континента. В их составе встречается так называемый меланж — перетертые в труху породы, которые ранее входили в состав океанского ложа. Теперь они выступают на поверхность в ряде крупнейших горно-складчатых поясов.

Казалось бы, при такой судьбе океаны должны были бы давно прекратить свое существование. И такое действительно произошло. Исчез, например, мезозойский океан Тетис. Однако в целом площадь океанов если и сократилась, то ненамного. Дело в том, что океаническая кора постоянно воссоздается вновь. Происходит это в срединноокеанических рифтах — зонах, располагающихся над восходящими ветвями конвекционных ячей, которые, как полагают, существуют в мантии. Разуплотненное и разогретое мантийное вещество, поднимаясь к поверхности, вспучивает океаническую кору и как бы раздвигает ее пластины в разные стороны. В образовавшуюся брешь изливаются и затем затвердевают магматические расплавы, создавая новый фрагмент океанского ложа. В дальнейшем он неоднократно «наваривается»: сверху — базальтами и осадками, а снизу — дайками пород ультраосновного состава. В таком виде этот фрагмент в течение десятков — сотен миллионов лет постепенно смещается в краевую часть океана, где погружается под островную вулканическую дугу или под край материка, в так называемую зону субдукции. С верхней пластины при этом сдираются рыхлые осадки и часть базальтов, все остальное уходит в недра, где и расплавляется на глубинах от 300 до 600 км. Весь массив океанической коры, от рифтовой зоны срединно-океанического хребта до зоны субдукции, с впаянными в него материками, островными дугами и микроконтинентами составляет единую литосферную плиту. В современной структуре земной поверхности выделяется семь крупных литосферных плит. Шесть из них включают один из континентов и соответственно названы Африканская, Евразийская, Австралийская, Северо-Американская, Южно-Американская, Антарктическая. Седьмой плитой, самой крупной из всех, является Тихоокеанская. Помимо вышеперечисленных, выделяются еще десятки микроплит, в основном отвечающих районам задугового спрединга океанической коры, иначе говоря, окраинным морям. В это число входят и малые плиты Тихого океана — Наска и Кокос, расположенные к востоку от Восточно-Тихоокеанского поднятия, с которым связано новообразование океанической коры в восточном полушарии.

Растяжение и новообразование дна океана получили название спрединга. Эти процессы с разной, правда, скоростью протекают во всех срединно-океанических хребтах. Темпы спрединга меняются от 2 до 8 см в год. При таких скоростях приращивается довольно значительный массив молодой океанической коры. Но так как площадь поверхности планеты остается неизменной, соответствующая по размерам часть более древней коры океана, преимущественно из периферийных частей литосферных плит в Тихом океане, уходит в зоны Беньофа, где и разрушается. Подобным путем осуществляется обновление ложа океанов при сохранении общего равновесия между массами континентальной и океанической коры.

Впрочем, нельзя сказать, что со временем ничего не меняется: в последние 40–50 млн лет уничтожается главным образом кора Тихого океана и площадь его сужается, тогда как Атлантический, Индийский и Северный Ледовитый океаны все это время расширяются (правда, последний возник лишь 30 млн лет назад). Можно сказать, что шесть крупных и несколько более мелких литосферных плит ведут «войну», и довольно успешную, с тремя плитами, расположенными в Тихом океане. При этом на «передовой» находятся две плиты — Северо- и Южно-Американская, отличающиеся от остальных тем, что в каждой из них континент не просто впаян в океаническую кору, но находится на ведущем, древнем крае плиты. Он является как бы ножом бульдозера, взламывающего ложе Тихого океана в восточной его периферии: часть коры уходит в зону Беньофа, другая же просто сдирается и скучивается в виде широкого бесформенного образования, получившего название «калифорнийский бордерленд». Окраины континентов, с которыми связаны все эти метаморфозы, определяются как активные, тогда как другие окраины, где граница континента и океана остается спокойной в тектоническом отношении, относятся к разряду пассивных.

Началом «войны» послужил распад гигантского суперматерика Пангея, сложившегося как единое целое еще в позднем карбоне. В триасе он стал дробиться, что привело к образованию срединного океана Тетис (он вытянулся в широтном направлении параллельно экватору). Затем, уже в юрское время, произошли расколы в западной половине Пангеи, от нее откололся, хотя и не полностью, Северо-Американский материк, образовались Мексиканский залив и западный рукав океана Тетис, который вскоре соединился с восточным его рукавом. На этом история Пангеи закончилась, так как она распалась на два конгломерата — Лавразию (Северная Америка и Евразия) и Гондвану (Африка, Южная Америка, Австралия, Антарктида).

Однако и эти образования оказались недолговечны. В мелу произошли дальнейшие расколы, приведшие сначала к раскрытию Центральной Атлантики и Индийского океана, а затем и Южной Атлантики. Гондвана последовательно распалась на ряд материков и микроконтинентов, существующих и поныне. Завершился этот процесс в кайнозое, когда в результате расколов в районе Фарерского порога, островов Шпицберген и Ян-Майен произошло раскрытие Северной Атлантики и Лабрадорского моря, а затем и Ледовитого океана. Несколько ранее в южном полушарии от Австралии отделилась Антарктида и вскоре заняла свое современное положение на Южном полюсе. Мезозойский океан Тетис, с образования которого начался распад Пангеи, захлопнулся в течение позднего мела и палеогена. Местоположение его отмечено Альпийским складчатым поясом. В него входят Альпы, Динариды, Карпаты, Кавказ, Копетдаг, Загрос, Тавр, Гималаи и целый ряд других горно-складчатых сооружений.

Раскрытие молодых океанов — Атлантического, Индийского и Северного Ледовитого — привело к растаскиванию материковых глыб — фрагментов Пангеи по всему свету. За 150 млн лет Северо-Американский континент удалился от Евразии на 5–6 тыс. км. Еще большее расстояние разделяет некогда единые Африку и Австралию. Материки-скитальцы продолжают свое путешествие по поверхности Земли. Где и когда они встретятся вновь, вряд ли возьмется предсказать даже специалист в области палинспастических построений (реконструкции положения материков в тот или иной период времени).

От рождения до распада: эволюция океана

Несмотря на то что океаны не так живучи, как континенты, продолжительность их существования составляет десятки и сотни миллионов лет. За это время они проходят сложный путь развития. Благодаря исследованиям в Красном море и Аденском заливе в настоящее время довольно основательно изучены ранние его этапы, начинающиеся с формирования небольших рифтовых впадин и подводного вулканического сооружения с океаническим рифтом в центре. Последующее раскрытие океана за счет наращивания молодой океанической коры привело к возникновению абиссальных котловин, сначала довольно узких и относительно неглубоких, затем огромных по площади, с выровненным дном. На это ушли миллионы лет. Однако по облику этих и других чисто океанических структур вряд ли удастся определить, вступил ли океан в пору зрелости или еще не достиг ее.

На ранних стадиях эволюции океанические бассейны окружены пассивными окраинами. Их облик менялся со временем. В период зарождения впадин с океанической корой по их периферии тянутся очень узкие шельфы, переходящие в обрывистые, ступенчатого строения континентальные склоны. Со стороны суши молодой океан обрамлен горными глыбово-сбросовыми сооружениями и остатками вулканических построек, типа тех, которые можно видеть до сих пор на Аравийском побережье Аденского залива. Вступив в пору «зрелости», океан сильно расширился, причем за счет не только образования абиссальных равнин, но и влияния на прилегающие районы континента. К этому времени океанские волны вырабатывают обширную материковую отмель шириной более 200–300 км (примером могут служить шельфы аргентинский или атлантический США) и не менее широкую прибрежную равнину, затопляемую морскими водами в эпохи высокого стояния уровня океана. Густая сеть подводных каньонов, словно первые морщинки на лике океана, прорезала континентальные склоны.

Современная геологическая эпоха — время «зрелости» большинства из существующих океанических бассейнов. Очевидно, в силу этого нам не просто сейчас представить себе завершающие стадии их эволюции. Однако история исчезнувших океанов Япетус, Тетис, прото-Атлантики, Уральского палеоокеана и других свидетельствует о том, что и у океанов неминуемо наступление «старости», «дряхлости» и распада. Критерии, согласно которым можно было бы констатировать наступление этих этапов, до сих пор не выработаны, а вся позднейшая часть жизненного цикла описывается чаще всего одним термином — «схлопывание» (имеется в виду закрытие океанической впадины). Между тем именно эти стадии с тектонической точки зрения наиболее интересны. С ними связаны формирование глобальных горно-складчатых систем, заложение передовых и межгорных прогибов, интенсификация эрозионных процессов, различных тектонических деформаций и метаморфизма, а иногда и вспышки вулканической активности.