Природа тектонической активности земли возможные причины тектонической активности Земли



Pdf просмотр
страница18/23
Дата28.01.2019
Размер0.78 Mb.
ТипГлава
1   ...   15   16   17   18   19   20   21   22   23

184
радиоактивных элементов и приливного взаимодействия с Луной, подготавливая тем
самым условия для перехода Земли к тектонически активным этапам развития. Во-вторых, в катархее (особенно в раннем катархее) существенную роль играла экзогенная тектоника приливного происхождения. В общем же этот этап можно было бы назвать криптотектоническим или скрытнотектоническим.
Первые явные и интенсивные проявления эндогенной тектономагматической активности Земли достоверно отмечаются только в начале архея, около 3,8 млрд лет назад
(Мурбат, 1980; Тейлор, Мак-Леннан, 1988). При этом начало тектонической активности
Земли было подготовлено радиогенным и приливным прогревом земного вещества до уровня появления в ее верхней мантии первичной астеносферы. Последовавшая за этим резкая и даже “ударная” активизация тектономагматической деятельности на Земле происходила вначале за счет “накачивания” в образовавшуюся астеносферу приливной энергии лунно-земных взаимодействий, а затем благодаря выделению гравитационной энергии дифференциации земного вещества (см. гл. 5 и раздел 4.3).
Быстрое расширение астеносферы с перегревом и почти полным расплавлением ее вещества привело в архее к столь же резкому уменьшению мощности перекрывавшей ее литосферы. Но плотность богатой железом и его окислами ( Fe
13% и FeO ≈ 23%) первичной литосферы (
ρ
о
≈ 3,9 г/см
3
) тогда существенно превышала плотность вещества уже прошедшего к этому времени дифференциацию молодой астеносферы (
ρ
a
≈ 3,3–3,4 г/см
3
). Поэтому вся первичная литосфера в архее должна была погрузиться в расплавленную верхнюю мантию и там полностью переплавиться, стерев таким путем из геологической летописи Земли практически все прямые следы катархейского этапа ее развития.
Описывая специфику тектонических процессов в архее, важно подчеркнуть, что
“накачка” приливной энергии в астеносферу происходила в основном в экваториальном поясе Земли. Поэтому и первые зародыши континентальных массивов общим числом около 40 в начале раннего архея могли возникать лишь в приэкваториальных областях
(см. раздел 6.3 и рис. 6.4). Однако после начала действия нового и очень мощного энергетического источника – освобождения гравитационной энергии по механизму зонной дифференциации земного вещества пояс тектонической активности Земли постепенно стал расширяться, захватывая собой и более высокие широты, а число континентальных щитов, наоборот, стало сокращаться и одновременно увеличиваться по массе. К концу же архея, около 2,6 млрд лет назад, тектоническими движениями оказалась охваченной уже вся Земля в целом, а все возникшие в архее материки объединились в единый суперконтинент – Моногею.
Определение глубинного теплового потока m
Q& (см. рис. 5.16) позволяет рассчитать и другие важные характеристики тектонической активности Земли. Одной из таких характеристик является средняя продолжительность жизни океанических плит
τ
l
, пропорциональная квадрату отношения площади океанических плит к пронизывающему их тепловому потоку
2
m
2
oc l
/
Q
S
&
τ
(рис. 6.16, кривая 1). Другой характеристикой является средняя мощность H
l океанических плит при достижении ими предельного возраста
τ
l
, пропорциональная отношению суммарной площади океанических плит к тому же самому тепловому потоку m
oc l
/
Q
S
H
& (кривая 4 на рис. 6.16). Если принять, что современная средняя продолжительность жизни океанических плит приблизительно равна
τ
l
≈120 млн лет и



l
H
τ
3
,
7
ocl
80 км, то оказывается, что в раннем архее толщина таких плит в пике активности около 3,6 млрд лет назад снижалась до 6,2 км, а время их жизни – до 700 тыс. лет! В середине архея около 3,3 млрд лет назад предельная толщина океанических плит поднялась до 27 км, а их продолжительность жизни – почти до 14 млн лет. В позднем


185
архее, около 2,9 млрд лет назад, значение H
l вновь снизилось приблизительно до 8 км, а время жизни океанических плит – до 1,2 млн лет.
Рис. 6.16. Эволюция строения океанических литосферных плит и среднее время их нахождения на поверхности Земли: 1 – среднее время жизни плит; 2 – мощность океанической коры; 3 – критическая толщина литосферных плит, определяющая возможность погружения в мантию более мощных плит; 4 – мощность океанических плит в конце их среднего времени жизни; 5 – мощность базальтового слоя
В первом приближении средний объем базальтовых излияний на океаническом дне пропорционален пронизывающему его тепловому потоку, поэтому аналогичным путем можно определить и мощность базальтового слоя океанической коры m
b
Q
H
& . Принимая теперь мощность этого слоя в современной океанической коре приблизительно равной 2 км (без учета слоя габбро), найдем, что в раннем архее толщина базальтового слоя могла бы достигать 9 км, а в позднем архее – превышать 32 км (рис. 6.16, кривая 5). Однако в те далекие времена толщина базальтового слоя лимитировалась не объемами базальтовых излияний, а глубиной начала плавления мантийного вещества, т.е. мощностями литосферных плит, которые в раннем и позднем архее соответственно равнялись 6,2 и 8 км. Отсюда видно, что тогда тонкие базальтовые пластины со средней плотностью около
2,8–2,9 г/см
3
залегали непосредственно на расплавленной мантии плотностью не ниже
3,3–3,2 г/см
3
. В начале архея и в его середине около 3,2 млрд лет назад мощность литосферных плит превышала толщину базальтового слоя. В протерозое мощность базальтового слоя (без учета слоя габбро) океанической коры постепенно снижалась с 6,5 до 2 км (рис. 6.16, кривая 5).
6.8. Общие закономерности формирования континентальной коры
Рассмотрим теперь вкратце тектономагматические процессы формирования континентальной коры в архее. Из теории тектоники литосферных плит следует, что континентальная кора сейчас формируется только над зонами поддвига литосферных плит за счет дегидратации и частичного переплавления в зонах субдукции океанической коры и перекрывающих ее осадков. Однако по зонам субдукции могут погружаться в мантию только те плиты, средняя плотность которых с учетом меньшей плотности коры (2,9 г/см
3
) по сравнению с литосферой (3,3 г/см
3
) выше плотности горячей мантии (3,2 г/см
3
). В настоящее время такому условию удовлетворяют плиты, мощность которых (вместе с океанической корой Н
ок
≈ 6,5 км), превышает приблизительно 26 км. В прошлые



Поделитесь с Вашими друзьями:
1   ...   15   16   17   18   19   20   21   22   23


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

    Главная страница