Природа тектонической активности земли возможные причины тектонической активности Земли



Pdf просмотр
страница10/23
Дата28.01.2019
Размер0.78 Mb.
ТипГлава
1   ...   6   7   8   9   10   11   12   13   ...   23

164
континентов, особенно крупных, прочно “сидящих” своими корнями в мезосфере Земли.
Меньшей оказывается и скорость движения спаянных с ними океанических плит.
Отмеченные здесь различия геодинамических реакций океанических и континентальных плит на конвективные течения в мантии, по-видимому, неплохо иллюстрируются уже упоминавшейся выше зависимостью Форсайта–Уеды. Фактически эта зависимость определяет собой связь скорости движения литосферных плит с их строением, размерами континентов и расположением плит относительно восходящих и нисходящих течений в мантии, попытка реконструкции которых показана на рис. 6.7.
Действительно, зависимость Форсайта–Уеды очень четко разделила крупные литосферные плиты на две различные группы – на континентальные и чисто океанические плиты Тихоокеанского региона. Индийская же плита в этой классификации занимает промежуточное положение, вероятно, потому что впаянные в нее континентальные массивы (Индия и Австралия) относятся к сравнительно небольшим материкам. К тому же
Индийская плита, как и все Тихоокеанские плиты, оказались “удачно” расположенной между восходящим и нисходящим потоками в мантии, что в конце концов и обусловило относительно бóльшую скорость ее перемещения в сторону Индонезии.
В Северной Атлантике астеносфера существует только под океанским дном, а с востока и запада она оказывается перекрытой мощными континентальными плитами, играющими роль гигантских дамб, препятствующих растеканию в этих направлениях астеносферных течений от расположенных здесь восходящих потоков. Поэтому астеносферные течения в этом регионе могут распространяться только вдоль Срединно-
Атлантического хребта.
Однако такое сокращение эффективного сечения астеносферы приводит к существенному увеличению ее гидродинамического сопротивления. Действительно, в гидродинамике, как известно, действует закон, аналогичный закону Ома в электротехнике. По этому гидродинамическому закону аналогом электрического напряжения является давление, вовлекающее вязкое вещество в конвективный массообмен, а поток вещества, участвующий в этом массообмене, играет роль силы тока.
Отсюда легко находится и гидродинамическое сопротивление среды как частное от деления давления на поток вещества. В нашем случае поток вещества задается механизмом дифференциации мантийного вещества на поверхности ядра. Поэтому увеличение гидродинамического сопротивления астеносферы неизбежно приводит к соответствующему повышению избыточного давления, действующего на вещество в этом слое.
В Северной Атлантике действие такого избыточного давления проявляется исключительно наглядно. Прежде всего, с этим явлением связан повсеместный существенный подъем уровня океанского дна в этом регионе. Амплитуда гидродинамического “вздутия” здесь такова, что Срединно-Атлантический хребет над центром восходящего потока поднимается даже выше уровня океана и выходит на дневную поверхность, образуя таким путем о. Исландия. Учитывая, что средняя глубина расположения гребней срединных хребтов обычно достигает 2,5−2,7 км ниже уровня океана, легко рассчитать, что избыточное давление восходящего конвективного потока, приподнявшего дно Северной Атлантики, не превышает 700−800 бар. Интересно отметить, что это избыточное давление в сумме с давлением океанических литосферных плит, соскальзывающих с астеносферной линзы под Атлантическим океаном, также приблизительно равным 700−800 бар, действует на краевые зоны континентальных плит
Европы, Гренландии и Северной Америки, создавая там избыточные напряжения сжатия до 1−1,5 кбар. Эти напряжения часто приводят к таким нежелательным последствиям, как горные удары и выбросы в горных выработках, и даже к возникновению землетрясений в прибрежных зонах континентов, окружающих Северную Атлантику, о чем уже упоминалось выше.


165
Рис
. 6.7.
Кар та вероя тного расп ол ож ен ия вос ходя щ
их и
нисх од ящи х конвективны х пото ко в в сов рем енно й мантии
Земли
;
Зашт ри хо ван ы
вос ходя щ
ие по то ки
(
Океа ноло гия
, Гео ф
изика океана т
. 2
, 19 79
)


166
Подъем океанского дна в Северной Атлантике приводит к возникновению в этом регионе крупной положительной гравитационной аномалии. Динамическая природа этой региональной аномалии особенно четко проступает в изостатической редукции, после вычитания из нее поправки за эффект влияния “избыточного” рельефа, т.е. разности между реальным рельефом океанического дна в этом регионе и средним рельефом срединно-океанических хребтов в “невозмущенных” регионах. После выполнения такого пересчета на нормальный рельеф остаточное гравитационное поле над Северной
Атлантикой становится отрицательным (рис. 6.8), отмечая тем самым дефицит массы в восходящем конвективном потоке под этим регионом.
Рис. 6.8. А – Осредненная гравитационная аномалия в свободном воздухе (аномалия Фая) над Северной
Атлантикой, мГал; Б – остаточное аномальное гравитационное поле после исключения влияния
“избыточного” рельефа Срединно-Атлантического хребта в Северной Атлантике – изостатическая аномалия, мГал (Сорохтин, Ушаков, 1991)
Полученный результат анализа регионального гравитационного поля над Северной
Атлантикой в сочетании с данными о подъеме под этим же регионом уровня рельефа земного ядра (см. рис. 2.12) и фактом раздвижения океанского дна является веским свидетельством существования здесь мощного восходящего конвективного потока, пронизывающего собой всю мантию от поверхности ядра до поверхности Земли.
Отметим, что судить о структуре конвективных течений в мантии только по гравитационному полю Земли или формам геоида не всегда удается. Действительно, над
Северной Атлантикой, несмотря на существование под ней мощного восходящего потока легкого мантийного вещества, наблюдаются региональная положительная гравитационная аномалия и соответствующий ей подъем уровня геоида на 60 м. С другой стороны, в мантии под западной частью Тихого океана явно функционирует столь же мощный



Поделитесь с Вашими друзьями:
1   ...   6   7   8   9   10   11   12   13   ...   23


База данных защищена авторским правом ©genderis.ru 2017
обратиться к администрации

    Главная страница