Природа тектонической активности земли возможные причины тектонической активности Земли



Pdf просмотр
страница8/23
Дата28.01.2019
Размер0.78 Mb.
ТипГлава
1   ...   4   5   6   7   8   9   10   11   ...   23

160
при N
0
≈ 6,58, целочисленным значениям N
C
= 0; 1; 2; 3; 4; 5; 6 в послеархейское время соответствуют возрасты 2,6; 2,22; 1,84; 1,45; 1,05; 0,65 и 0,23 млрд лет назад, близко отвечающие возрастам главных тектонических событий протерозоя и фанерозоя (рис. 6.6).
В этом уточненном варианте периодичность формирования суперконтинентов слабо возрастала от 0,76; 0,79 до 0,82 млрд лет. Откуда видно, что в протерозое и фанерозое на периодичность тектонических движений в бóльшей мере все-таки сказывались факторы истощения энергетических запасов Земли и остывания мантии. В будущем, эти факторы снижения тектонической активности Земли начнут играть еще более важную роль, что еще более существенно замедлит конвективный массообмен в мантии и как следствие этого – заметно увеличит периоды тектонических мегациклов.
Рис. 6.6 Зависимость числа конвективных (тектонических) мегациклов в фанерозое N
C
(t) от времени: сплошные кружочки – одноячеистые структуры и моменты формирования суперконтинентов; прозрачные кружочки – двухъячеистые конвективные структуры и время максимального раскола суперконтинентов
Значению N
C
= 0 отвечает время формирования первого суперконтинента Моногея
(см. рис. 8.2). Однако суперконтиненты – неустойчивые образования, и после своего формирования они быстро раскалываются и дробятся на отдельные части
(соответствующие возможные реконструкции суперконтинентов и материков – фрагментов их распада рассмотрены в гл. 8). Это связано с изменением структуры конвективных течений в мантии и возникновением вместо нисходящего мантийного потока под бывшим суперконтинентом нового восходящего потока – непосредственной причины его разрушения и распада (см. рис. 6.10). Поэтому можно полагать, что при N
C
=
1 к моменту времени 2,22 млрд лет назад в мантии установилась более сложная, возможно, двухячеистая конвективная структура. При этом в соответствии с законами механики, требующими для устойчивого вращения Земли совпадения ее главной оси момента инерции с осью ее собственного вращения (см. раздел 4.2), Земля должна была повернуться таким образом, чтобы большинство материков того времени – осколков
Моногеи – оказалось в низких и умеренных широтах.
Следующий суперконтинент, Мегагея Штилле (см. рис. 8.4), начал формироваться около 2,0−1,9 млрд лет назад, но окончательно образовался только 1,84 млрд лет назад в результате глобальной свекофеннской (карельской) орогении. Следовательно, в это же время, с которым можно сопоставить значение параметра N
C
= 2, в мантии должна была вновь функционировать одноячеистая конвективная структура. При этом, учитывая приведенный в разделе 4.2 вывод о зависимости ориентации момента инерции Земли от расположения континентальных масс на земной поверхности (Монин, 1988), можно заключить, что и второй суперконтинент, Мегагея, сформировался на низких широтах. Об этом же свидетельствуют и геологические данные (см. раздел 8.3).


161
Существование Мегагеи также было непродолжительным: уже начало рифея ознаменовалось общим дроблением континентальной коры. Значение же параметра N
C
= 3 по времени (1,45 млрд лет назад) соответствует раннему рифею. Начало же раскола
Мегагеи происходило несколько раньше, около 1,6 млрд лет назад, и близко совпадает со следующей выдающейся тектонической эпохой великого обновления структурного плана
Земли, с которого иногда отсчитывают начало эпохи неогея.
Значение N
C
= 4 отвечает времени 1,05 млрд лет назад, что близко соответствует столь же радикальной гренвильской эпохе тектономагматической активизации, в результате которой из осколков Мегагеи начал формироваться новый, третий по счету суперконтинент, Мезогея, или, как его иногда называют, Родиния (см. рис. 8.6). Новый суперконтинент, как и Мегагея, располагался вблизи экватора и просуществовал сравнительно недолго – около 100−150 млн лет. Вскоре после этого одноячеистая конвекция в мантии Земли сменилась на двухячеистую конвективную структуру с двумя нисходящими потоками вблизи полюсов Земли и одним кольцевым восходящим потоком под ее экваториальным поясом. Такой ситуации соответствовало значение параметра N
C
=
5 и время 650 млн лет назад (см. рис. 8.7). Однако уже около 600 млн лет назад под северным фрагментом Мезогеи – Лавразией возник вторичный восходящий мантийный поток, буквально разорвавший на части и этот суперматерик с образованием
Праатлантического океана Япетус и Палеоуральского океана. Гондвана же при этом испытала лишь частичную деструкцию, но уже в катангскую (панафриканскую) орогению она вновь спаялась в единый суперматерик (см. раздел 8.5).
Четвертый раз в Земле возникла одноячеистая конвективная структура и вновь сформировался единый суперконтинент – вегенеровская Пангея (см. рис. 8.10) в конце палеозоя, около 250−230 млн лет назад. Этому событию отвечает значение параметра N
C
=
6 и расчетное время 230 млн лет назад, а также максимум тектонической активности герцинской орогении в фанерозое. Пангея, как и все другие суперконтиненты, тоже долго не просуществовала и уже в начале мезозоя (около 200 млн лет назад) испытала первые импульсы деструкции, а приблизительно 190 млн лет назад возникли и первые трансматериковые расколы, переросшие затем в молодые океаны: Атлантический,
Индийский и Северный Ледовитый.
Приведенные оценки N
C
(t), безусловно, являются приближенными, особенно если учесть существенную нестационарность мантийной конвекции, но все-таки они, по- видимому, правильно отражают главную особенность развития тектонической активности
Земли – ее цикличность. Судя по приведенным оценкам, в послеархейской геологической истории выделяется шесть полностью завершенных конвективных циклов: 2,6–2,22–1,84–
1,45–1,05–0,65–0,23 млрд лет назад с продолжительностью соответственно около 380−420
±10 млн лет. Если эту закономерность продлить и далее, но с учетом прогрессивного затухания конвективной активности Земли, то оказывается, что следующий полный конвективный цикл завершится приблизительно еще через 300 млн лет при N
C
= 7.
Наконец, последний, четвертый мегацикл с N
C
= 8 может завершиться приблизительно через 1,2 млрд лет в будущем. Однако в связи с постепенным затуханием процесса бародиффузионного механизма дифференциации земного вещества и соответствующим снижением конвективной активности мантии пока не ясно, хватит ли сил у слабеющей мантийной конвекции на формирование последнего суперконтинента – гипотетической
Гипергеи.
6.4. Конвекция в мантии Земли
В мантии, безусловно, существует интенсивная и крупномасштабная конвекция, возбуждаемая эндогенными энергетическими источниками, прежде всего энергией гравитационной дифференциации мантийного вещества с небольшим вкладом радиогенного тепла и незначительными (сегодня) добавками приливной энергии. При



Поделитесь с Вашими друзьями:
1   ...   4   5   6   7   8   9   10   11   ...   23


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

    Главная страница