Глубинные раздвиги
В начале нашего века американский исследователь Ф. Тейлор (Taylor, 1910) и немецкий геофизик А. Вегенер (Wegener, 1915) независимо друг от друга выдвинули для того времени научно обоснованную гипотезу о том, что современные континенты и океаны (кроме Тихого) являются тектоническими новообразованиями, возникшими в результате распада палеозойского суперконтинента Пангеи и последующего горизонтального раздвижения (дрейфа) его обломков — современных континентов и микроконтинентов. Распад Пангеи произошёл в юрско-меловое время, раздвижение континентов и расширение Ледовитого, Атлантического и Индийского океанов продолжается доныне. Причина распада и раздвижения современных континентов — постоянно действующие, связанные с вращением планеты, «полюсобежные» силы, смещающие континентальные глыбы из высокоширотных областей к экватору, а также силы, порождаемые притяжением Луны и Солнца, тормозящие вращение верхних оболочек Земли и потому движущие континенты в западном направлении.
В основу гипотезы были положены следующие факты (Wegener, 1915): 1) сходство береговых линий континентов, разобщённых Атлантическим и Индийским океанами; 2) сходство домезозойских геологических структур и позднепалеозойско-триасовой наземной флоры и фауны Африки и Южной Америки; 3) распространение в пределах южных материков (Южная Америка, Африка, Австралия и глыба Индостана) следов позднепалеозойского оледенения; 4) наличие на гипсографической кривой Земли двух чётко выраженных ступеней, одна из которых отвечает континентам, другая — океанам. Последнее давало возможность утверждать, что земная кора на континентах и в океанах имеет разный химический состав: лёгкий «сиаль» на континентах и тяжёлая «сима» в океанах.
Позднее эти факты были перепроверены и нашли новое подтверждение. А. Дю-Тойт, Э. Буллард, А. Хеллам, С. Кейри и другие пересмотрели материалы о сходстве очертаний континентов. Они приняли во внимание не только береговые линии, но также контуры континентального склона. Полученный ими результат оказался ещё более убедительным. Очертания континентов совпадают настолько точно (рис. 77), что гипотеза Вегенера—Тейлора о былом единстве приатлантических континентов и их последующем раздвижении не вызывала сомнений. А. Дю-Тойт (1937 г.), полностью признав идею Вегенера—Тейлора, уточнил её и показал, что в палеозое существовал не один (Пангея), а два суперконтинента (Лавразия и Гондвана), разобщенные мелководными морями геосинклинали Тетис (рис. 78).
В последние годы получены новые геологические материалы по Антарктиде. Они не противоречат гипотезе дрейфа. Здесь обнаружены разрезы верхнего палеозоя и раннего мезозоя, аналогичные Разрезам других континентов гондванской группы. Конец карбона — начало перми в Антарктиде, как и на других южных материках, ознаменовался широким оледенением и накоплением тиллитов. В пермских отложениях найдена глоссоптерисовая флора, очень близкая к индостанской. Триасовая фауна рептилий и амфибий неотличима от той, которая была изучена ранее на других гондванских материках.
Важные сведения принесло детальное геологическое изучение мезозойско-кайнозойских отложений приатлантических опусканий Южной Америки и Африки. Здесь также обнаружена тождественность фауны юрско-меловых пресноводных остракод (ракообразных). В основании морских толщ мезозоя найдены эвапориты, которые, видимо, отвечают самой ранней стадии раскрытия Атлантики.
Интересные новые факты дало изучение внутренней структуры геосинклинальных комплексов приатлантических материков. Оказалось, что зоны складчатости и метаморфизма Бразилии и Гвианы хорошо сопоставляются (состыковываются) с зонами Гвинейского побережья Африки, а структуры северо-запада Скандинавии, Шпицбергена, Шотландии и Гебридских островов находят своё продолжение в сооружениях восточной Гренландии. Каледонские и герцинские структуры Аппалачей, если сомкнуть берега Атлантики, становятся естественным продолжением одновозрастных структур Западной Европы.
Подтверждение идеи о новообразовании Атлантического океана и о молодости его океанической коры принесло бурение океанического дна. Согласно гипотезе Вегенера—Тейлора, Атлантический океан заложился в начале или середине мезозойской эры. Следовательно, в его пределах не может быть осадков древнее мезозоя. Глубоководное бурение показало, что здесь, как и во всех других океанах, действительно нет древних пород. Самыми древними являются осадки юрского возраста.
Принципиально новые факты, свидетельствующие в пользу дрейфа континентов, появились после 1950 г. Это результаты палеомагнитных исследований, показывающие возможность перемещения континентов относительно северного и южного геомагнитных полюсов. Амплитуды таких перемещений, по данным К. Крика и А. Холмса за 1965 г., только за фанерозойское время превышали 20 тыс. км (рис. 79). Эти же палеомагнитные данные показывают, что в палеозойское время современные континенты составляли единое целое, а разъединились они только в конце палеозоя — начале мезозоя (рис. 80).
Однако далеко не все исследователи разделяют точку зрения о достоверности и универсальности палеомагнитных данных. В. В. Белоусов, А. и Г. Мейярхоффы, И. А. Резанов, П. Уиссон и многие другие ещё в 1968–1972 гг. продемонстрировали необоснованность применения палеомагнитных измерений для доказательства или опровержения дрейфа континентов Такой же точки зрения придерживается и один из авторов настоящей монографии (Дедеев и др., 1984).
В целом новые геолого-геофизические исследования в океанах не только не опровергли выводы Ф. Тейлора и А. Вегенера о горизонтальном дрейфе континентов и молодости коры современных океанов, но и обнаружили оригинальные факты, не нашедшие отражения в построениях Тейлора—Вегенера. Из них важнейшими являются: наличие сейсмоактивных раздвиговых тектонических зон — срединноокеанических хребтов во внутренних областях океанов; омоложение коры океанов в направлении от окраин океанов к срединноокеаническим хребтам. По Ф. Тейлору и А. Вегенеру наиболее молодая кора должна быть сосредоточена в тыловой части континента, «сползающего» с симатического субстрата; наиболее древняя — перед его фронтальной частью.
Поиски объяснений новым фактам привели исследователей к отказу от гипотезы Тейлора—Вегенера в части, касающейся причин дрейфа континентов и механизма образования океанической земной коры. Их идеи были заменены новой гипотезой «спрединга» или, иначе говоря, гипотезой разрастания коры океанов.
В основу гипотезы были положены следующие факты (Wegener, 1915): 1) сходство береговых линий континентов, разобщённых Атлантическим и Индийским океанами; 2) сходство домезозойских геологических структур и позднепалеозойско-триасовой наземной флоры и фауны Африки и Южной Америки; 3) распространение в пределах южных материков (Южная Америка, Африка, Австралия и глыба Индостана) следов позднепалеозойского оледенения; 4) наличие на гипсографической кривой Земли двух чётко выраженных ступеней, одна из которых отвечает континентам, другая — океанам. Последнее давало возможность утверждать, что земная кора на континентах и в океанах имеет разный химический состав: лёгкий «сиаль» на континентах и тяжёлая «сима» в океанах.
Позднее эти факты были перепроверены и нашли новое подтверждение. А. Дю-Тойт, Э. Буллард, А. Хеллам, С. Кейри и другие пересмотрели материалы о сходстве очертаний континентов. Они приняли во внимание не только береговые линии, но также контуры континентального склона. Полученный ими результат оказался ещё более убедительным. Очертания континентов совпадают настолько точно (рис. 77), что гипотеза Вегенера—Тейлора о былом единстве приатлантических континентов и их последующем раздвижении не вызывала сомнений. А. Дю-Тойт (1937 г.), полностью признав идею Вегенера—Тейлора, уточнил её и показал, что в палеозое существовал не один (Пангея), а два суперконтинента (Лавразия и Гондвана), разобщенные мелководными морями геосинклинали Тетис (рис. 78).
Рисунок 77. Совмещение границ приатлантических континентов
(по Э. Булларду, Дж. Эверетту, А. Смиту, 1965 г.). Чёрное — области перекрытия или зияния; точки — шельфы континентов.
Рисунок 78. Компановка материков в суперконтиненты Лавразию и Гондвану
(А. Дю-тойт, 1937 г.). Девон — ранний карбон. Точечный крап — геосинклинальные морские бассейны.
В последние годы получены новые геологические материалы по Антарктиде. Они не противоречат гипотезе дрейфа. Здесь обнаружены разрезы верхнего палеозоя и раннего мезозоя, аналогичные Разрезам других континентов гондванской группы. Конец карбона — начало перми в Антарктиде, как и на других южных материках, ознаменовался широким оледенением и накоплением тиллитов. В пермских отложениях найдена глоссоптерисовая флора, очень близкая к индостанской. Триасовая фауна рептилий и амфибий неотличима от той, которая была изучена ранее на других гондванских материках.
Важные сведения принесло детальное геологическое изучение мезозойско-кайнозойских отложений приатлантических опусканий Южной Америки и Африки. Здесь также обнаружена тождественность фауны юрско-меловых пресноводных остракод (ракообразных). В основании морских толщ мезозоя найдены эвапориты, которые, видимо, отвечают самой ранней стадии раскрытия Атлантики.
Интересные новые факты дало изучение внутренней структуры геосинклинальных комплексов приатлантических материков. Оказалось, что зоны складчатости и метаморфизма Бразилии и Гвианы хорошо сопоставляются (состыковываются) с зонами Гвинейского побережья Африки, а структуры северо-запада Скандинавии, Шпицбергена, Шотландии и Гебридских островов находят своё продолжение в сооружениях восточной Гренландии. Каледонские и герцинские структуры Аппалачей, если сомкнуть берега Атлантики, становятся естественным продолжением одновозрастных структур Западной Европы.
Подтверждение идеи о новообразовании Атлантического океана и о молодости его океанической коры принесло бурение океанического дна. Согласно гипотезе Вегенера—Тейлора, Атлантический океан заложился в начале или середине мезозойской эры. Следовательно, в его пределах не может быть осадков древнее мезозоя. Глубоководное бурение показало, что здесь, как и во всех других океанах, действительно нет древних пород. Самыми древними являются осадки юрского возраста.
Принципиально новые факты, свидетельствующие в пользу дрейфа континентов, появились после 1950 г. Это результаты палеомагнитных исследований, показывающие возможность перемещения континентов относительно северного и южного геомагнитных полюсов. Амплитуды таких перемещений, по данным К. Крика и А. Холмса за 1965 г., только за фанерозойское время превышали 20 тыс. км (рис. 79). Эти же палеомагнитные данные показывают, что в палеозойское время современные континенты составляли единое целое, а разъединились они только в конце палеозоя — начале мезозоя (рис. 80).
Рисунок 79. Палеомагнитные данные о дрейфе континентов.
а — перемещение Южной Америки относительно южного полюса (К. Крир, 1965); б — траектория движения южного полюса относительно Южной Америки в предположении неподвижности последней (К. Крир, 1965 г.); в — тоже для северного полюса относительно Северной Америки, Европы, Индии (А. Холмс, 1965 г.).
Рисунок 80. Траектории движения южного магнитного полюса относительно Южной Америки и Африки для палеозойской эры (а) и компоновка континентов при совмещении траекторий (б).
Цифры — время, млн. лет (Монин, 1977).
Однако далеко не все исследователи разделяют точку зрения о достоверности и универсальности палеомагнитных данных. В. В. Белоусов, А. и Г. Мейярхоффы, И. А. Резанов, П. Уиссон и многие другие ещё в 1968–1972 гг. продемонстрировали необоснованность применения палеомагнитных измерений для доказательства или опровержения дрейфа континентов Такой же точки зрения придерживается и один из авторов настоящей монографии (Дедеев и др., 1984).
В целом новые геолого-геофизические исследования в океанах не только не опровергли выводы Ф. Тейлора и А. Вегенера о горизонтальном дрейфе континентов и молодости коры современных океанов, но и обнаружили оригинальные факты, не нашедшие отражения в построениях Тейлора—Вегенера. Из них важнейшими являются: наличие сейсмоактивных раздвиговых тектонических зон — срединноокеанических хребтов во внутренних областях океанов; омоложение коры океанов в направлении от окраин океанов к срединноокеаническим хребтам. По Ф. Тейлору и А. Вегенеру наиболее молодая кора должна быть сосредоточена в тыловой части континента, «сползающего» с симатического субстрата; наиболее древняя — перед его фронтальной частью.
Поиски объяснений новым фактам привели исследователей к отказу от гипотезы Тейлора—Вегенера в части, касающейся причин дрейфа континентов и механизма образования океанической земной коры. Их идеи были заменены новой гипотезой «спрединга» или, иначе говоря, гипотезой разрастания коры океанов.
Информация:
— Следующая статья | В. А. Дедеев, П. К. Куликов: «Происхождение структур земной коры»