Секреты мироздания - А Смирнова

Рис. 10.2. Реконструкция Пангеи (1) и процесса ее распада (2, 3); по А. Вегенеру, 1912

Благодаря созданию мировой сети сейсмических станций к 1967 году окончательно прояснилась картина сейсмической активности Земли. Оказалось, что землетрясения могут происходить только в жесткой среде. Такой средой является прочная литосферная оболочка Земли или в случае глубокофокусных землетрясений — погруженные в мантию пластины литосферы. Как отмечалось выше, литосфера располагается на астеносферном слое, обладающем пониженными, в сравнении с литосферой, прочностью и вязкостью.

В пределах этого слоя очаги землетрясений отсутствуют, а слагающее его вещество находится в состоянии, близком к точке плавления и способно к перетеканию подобно ньютоновским жидкостям. Именно в астеносфере зарождаются базальтовые магмы.

Сплошность литосферы нарушается поясами сейсмичности, разбивающими ее на серию блоков, так называемых литосферных плит.

Именно сейсмические пояса, включающие 95 % всех землетрясений, являются границами литосферных плит. Карта литосферных плит Земли и была составлена с учетом местоположения сейсмических поясов (рис. 10.3). Следует отметить, что литосферные плиты могут быть либо чисто океаническими, либо (что редко) чисто континентальными, либо включать континенты и смежные пространства океанов вплоть до срединно-океанических хребтов.

10.3. Карта литосферных плит и скорости их взаимных перемещений (Ю. И. Галушкин, С. А. Ушаков, 1978):

1 — океанических рифтовые зоны и трансформные разломы; 2 — континентальные рифтовые зоны; 3 — зоны поддвига океанических литосферных плит под островные дуги; 4 — то же, под активные окраины континентов андийского типа; 5 — зоны столкновения «коллизии» континентальных плит; 6 — трансформные (сдвиговые) границы плит; 7 — литосферные плиты; 8 — направления скорости (см/год) относительного движения плит

Главных, т. е. наиболее крупных литосферных плит Земли всего девять:

1) Тихоокеанская, занимающая большую часть Тихого океана и расположенная между системой глубоководных желобов на западе океана и спрединговыми хребтами в восточной и юго-восточной его частях;

2) Североамериканская, заключенная между поясами Северного Ледовитого океана и Атлантики с одной стороны и сейсмическим поясом западной окраины Северной Америки— с другой; в эту плиту попадают Чукотка и, возможно, Камчатка;

3) Евразиатская, расположенная между сейсмическими поясами Северной Атлантики, Альпийско-Гималайского складчатого пояса и запада Тихого океана;

4) Африканская, границами которой служат сейсмические пояса Средиземноморья, Южной Атлантики и Индийского океана;

5) Южноамериканская, оконтуренная поясами землетрясений Южной Атлантики с одной стороны и Перуано-Чилийского желоба — с другой;

6) Индийская или Индо-Австралийская, в состав которой входят: полуостров Индостан, Австралия и сопредельные части Индийского океана. Она располагается между зонами землетрясений Гималаев, Западной Бирмы, Индонезии, Меланезии и сейсмическими поясами центральных частей Индийского океана;

7) Антарктическая, ограниченная сейсмическими поясами срединно-океанических хребтов Индийского океана и южной части Тихого океана;

8) Наска, окруженная сейсмическими зонами Восточно-Тихоокеанского поднятия, Галапагосского и Чилийского хребтов и Перуано-Чилийского желоба;

9) Кокосовая, ограниченная сейсмическими поясами северной части Восточно-Тихоокеанского поднятия, Галапагосского хребта и Центрально-Американского желоба.

В среднем размеры плит составляют 6000–7000 км в поперечнике, только размеры Тихоокеанской плиты достигают в широкой части 10 000–11 000 км, а плит Кокосовой и Наска — 1000 км.

«С поясами сейсмичности, — пишут известные специалисты в области тектоники плит Л. П. Зоненшайн и Л. А. Савостин в книге «Введение в геодинамику» (1979), — то есть с границами литосферных плит… совпадают наиболее выдающиеся формы современного рельефа: либо грандиозные по протяженности и ширине срединно-океанические хребты, либо рифтовые зоны континентов, либо системы глубоководных желобов и островных дуг, либо молодые складчатые цепи, либо области обновленного горообразования. Подавляющая масса молодых вулканических извержений также сконцентрирована строго вдоль границ литосферных плит.

Достаточно напомнить знаменитое «огненное» вулканическое кольцо, окружающее Тихий океан и полностью совпадающее с сейсмическими поясами. Современные вулканические излияния непрерывно происходят в срединно-океанических хребтах, также приурочиваясь к границам плит. Следовательно, границы литосферных плит выступают как зоны сосредоточения тектонической и магматической активности. Вместе с тем границы литосферных плит и по характеру сейсмичности, и по приуроченным к ним формам рельефа и по составу магматических продуктов не одинаковы».

Предполагается, что в настоящее время перемещения литосферных плит по поверхности астеносферы происходят под влиянием конвективных течений в мантии. Подобно ледоходу на реке, происходящему под действием речных течений, литосферные плиты в процессе своего движения могут расходиться, сближаться или скользить относительно друг друга. Границы плит соответственно разделяются на три категории: раздвижения, сближения и скольжения. Когда литосферные плиты расходятся (спрединг), то образовавшееся между ними пространство заполняется базальтовой выплавкой из астеносферы, а сами плиты на своих краях наращиваются (т. е. образуются новые участки океанической коры).

Такие границы обозначаются как границы наращивания плит или конструктивные, созидательные границы. Границам наращивания плит отвечают внутриконтинентальные рифтовые зоны, образующие в большей своей части единую глобальную рифтовую систему и срединно-океанические хребты.

На границах сближения литосферные плиты сходятся и поддвигаются одна под другую. Такой процесс поддвига называется субдукцией, а границы плит — границами поглощения. Вдоль границ этого типа проходят океанические желоба и цепь вулканических островных дуг. Когда в зоне субдукции сближаются два континента, легкая кора которых предохраняет их от погружения в мантию, то происходит столкновение континентов и формируются горноскладчатые пояса, такие, например, как Альпийско-Гималайский пояс. Картина возникновения зон столкновения, согласно Зоненшайну и другим, выглядит следующим образом. «До тех пор, пока в глубоководных желобах идет поглощение океанической литосферы, никакого столкновения не происходит. Но наступает такой момент, когда в зону субдукции вместе с движущейся литосферной плитой придвигается континент, микроконтинент или какая-то другая крупная масса земной коры (например, прежняя островная дуга или обширные подводные горы), которые в силу своей легкости и «плавучести» не могут быть пододвинуты и поглощены на большие расстояния. Аналогичные современные ситуации можно наблюдать в Австралии, придвинутой в Яванский желоб, или Новой Каледонии, подступающей к Ново-Гебридскому желобу. В результате происходит блокировка зон субдукции, то есть дальнейшее поглощение становится невозможным. Однако движение плит продолжается и, поскольку ни одна из них не поглощается, неизбежно должно произойти их непосредственное столкновение, прямым результатом которого будет образование горноскладчатого сооружения. <…>

С процессами блокировки зон субдукции и столкновением плит тесно связано явление надвигания пластин прежней океанической коры на края плит, прилежащих к складчатому поясу, главным образом на бывшую пассивную континентальную окраину. Это явление получило название обдукции (как, казалось бы, противоположное субдукции). Обдуцированные пластины океанической коры в виде офиолитовых покровов широко развиты, например, во фронте Альпийско-Гималайского пояса (Кипр, Оман, Белуджистан и др.). Они характерны для Урала, Аппалач и многих других древних складчатых сооружений. Одной из разновидностей механизма обдукции является вариант, рассмотренный Зоненшайном и др., которые исходят из того, что в зону поглощения в конечном счете придвигается пассивная континентальная окраина. Увлекаемая погружающейся океанической плитой, какая-то часть континента также оказывается затащенной под край нависающей плиты. Величина поглощения континентальной литосферы из-за ее плавучести не может быть слишком большой: согласно расчетам О. Г. Сорохтина, она не превышает 150–200 км (по длине), обычно значительно меньше. <…>