Розділ «Глава 5. ЛІТОСФЕРА»

Геосинклінальний шлях розвитку пройшли всі древні (докембрійські) і молоді (палеозойські) платформи, гірські системи. Основні відмінності в розвитку тих чи інших геологічних структур визначаються часом їх утворення та інтенсивністю тектонічних процесів. На сучасному етапі розвитку літосфери існує два величезних геосинклінальних пояси — Тихоокеанський і Середземноморсько-гімалайський. Тихоокеанський пояс, який простягається вздовж західних і східних берегів Тихого океану, знаходиться на стадії власне інтенсивного геосинклінального розвитку. Він охоплює системи острівних дуг і глибоководних жолобів, а також окраїнні моря. Середземноморсько-гімалайський пояс має широтне простягання і переживає прикінцеву стадію розвитку. Він охоплює Піренеї, Альпи, гірські системи Апеннін, Балкан і Криму, Карпати, Кавказ, Тянь-Шань, Памір, Гімалаї та ін.

Платформами називають малорухомі ділянки земної кори, які закінчили геосинклінальний шлях розвитку. На платформах зараз відсутні складко утворюючі процеси і вулканічна діяльність. Денудація поступово перетворила високі гірські хребти в горбисту місцевість, яку з поверхні прикривають досить значні осадові відкладення. Пласти осадових відкладень мають різну товщину, яка залежить від тривалості й інтенсивності осадонакопичення. Вони залягають горизонтально або мають пологе падіння. Нижній структурний ярус платформи називають складчастою основою, або фундаментом, він характеризується великою зім'ятістю пластів сильними тектонічними рухами, які мали місце в минулому. Залежно від вертикальної спрямованості переміщень літосфери платформи поділяють на материкові та океанічні.

Материкові платформи — це відносно стабільні області з переважанням піднять літосфери. Це найдревніші ділянки земної кори, які утворилися в результаті підняття з надр Землі більш легких елементів (подібно шлаку в доменній печі). Платформи утворюють ядра всіх континентів: в Євразії — це Східноєвропейська (Руська); в Азії — Сибірська, Китайська, Індостанська; в Америці — Північноамериканська, Південноамериканська, Східнобразильська; в Африці — Північно- і Південноафриканські; в Австралії — Австралійська; в Антарктиді — Антарктична. На деяких ділянках платформ осадові відклади відсутні і докембрійські магматичні (гранітоїди) і метаморфічні (гнейси, сланці) гірські породи виходять безпосередньо на земну поверхню. Такі райони іменуються щитами. На території Східноєвропейської платформи такими є Балтійський та Український кристалічні масиви, в межах Сибірської платформи — Алданський щит. На щитах дуже поширені породи архейського і протерозойського віку, з якими пов'язані великі родовища залізних руд, хрому, нікелю, міді, марганцю, золота та інших металів. Рельєф древніх і молодих платформ вирівняний.

Океанічні платформи, як і материкові, є відносно стабільними областями, але в них переважають тривалі опускання літосфери, їх межі окреслені материковими схилами і океанічними жолобами з одного боку і серединно-океанічними хребтами — з другого. В основі океанічних плит залягає базальтовий шар. З поверхні їх горизонтально прикривають осадові породи. Товщина кори збільшується в напрямі від серединно-океанічних хребтів до материкового шельфу, в цьому ж напрямі збільшується і вік кори, але вона молодша за материкову.

5.7. Утворення материків і океанів

Тривалий час панувала думка про незмінність положення континентів і океанів. Було прийнято вважати, що вони виникли сотні мільйонів років тому і ніколи не змінювали свого положення. Лише зрідка, коли рівень Світового океану підвищувався, море наступало на низовини і затоплювало їх.

У середині XIX ст. відомою стала контракційна гіпотеза, яку висунув французький геолог Елі де Бомон. Вона ґрунтувалася на уявленнях Канта і Лапласа про первинний гарячий стан Землі. Згідно з цією гіпотезою після утворення кори ядро Землі в міру подальшого охолодження зменшувалося в об'ємі. Земна кора стала для нього великою і змушена була завалюватися та збиратися в складки. Виступи стали материками, завалені ділянки — океанами. Згодом австрійський геолог Зюсс виразив дану гіпотезу формулою: "Земна куля стискується, море слідує за нею".

Теорія здавалася правдоподібною, але її потрібно було довести кількісно. В одній зі спроб таких доказів геологи спочатку визначили ступінь стиснення в гірських хребтах. За цими даними було підраховано, що вся Земля повинна охолонути на тисячу градусів, щоб скорочення об'єму було достатнім для утворення однієї тільки гірської системи висотою в декілька тисяч метрів. Таке сильне охолодження уявлялося нереальним. Ще складніше було пояснити, що хребти утворилися в різні періоди, а деякі з них — зовсім недавно. Гіпотезу довелося відхилити у зв'язку з недостатністю доказів "гарячого" походження Землі.

На початку XX ст. великої популярності в складній проблемі розвитку рельєфу на поверхні Землі набула гіпотеза континентального дрифту (дрейфу), висунута німецьким ученим А. Вегенером. За цією гіпотезою до верхнього палеозою існував єдиний материк Пангея. У мезозої він почав розколюватися на окремі брили — материки, після чого почався їх дрифт. Так відокремилися Північна і Південна Америки від Європи та Африки, а між ними утворився Атлантичний океан. Африка,

Австралія та Антарктида відкололись від Азії і дрейфували поступово на нинішні свої місця, а між ними виник Індійський океан.

Одночасно з утворенням материків і океанів вчений пояснює формування високих гір і численних острівних дуг. Так, утворення Кордильєр і Анд він пояснював опором руху материкам, який чинили тверді базальтові маси, змушуючи західні окраїни материків зминатись у складки. Гімалаї зобов'язані своєю висотою наповзанню Індо-Африканської брили на Азіатську, яка рухалась у зворотному напрямі. Це призвело до сильного вилучення складок земної кори. Поява гірлянд островів вздовж східного узбережжя зумовлена їх відривом у ході здійснюваного дрифту.

Оригінальними є факти, що підтверджують гіпотезу А. Вегенера: разюче збігання обрисів Європи і Африки з обрисами Північної і Південної Америки, узгодження стратиграфії тектонічних структур, схожість їх палеонтологічних характеристик. Отримують пояснення аномалії в розміщенні палеокліматів (наприклад, наявність слідів зледеніння в сучасних тропіках або коралів в полярних широтах).

Головні заперечення вчених проти гіпотези континентального дрифту виникли у зв'язку із сумнівом в тому, чи може здійснюватись рух материкової кори по твердій океанічній корі. Крім того, не відомі джерела енергії, які б могли викликати рух материків. Ці та деякі інші факти змусили геологів відмовитись від гіпотези А. Вегенера. Та в середині XX ст. ця гіпотеза як ідея горизонтального зміщення материків почала знову відроджуватись на основі вивчення палеомагнетизму — дослідження явищ залишкової намагніченості гірських порід різних геологічних епох. Виявилося, що на основі встановлення особливостей розподілу магнітного схилення і нахилення в гірських породах у минулому можна відтворити історію дрифту материків.

На сучасному етапі з'явилися нові докази можливого горизонтального дрифту материків. Припускають, що сили, які здатні привести їх до руху, криються в підкорових течіях. Мантійна речовина, на якій знаходяться материки, "тече" під впливом обертання планети, теплової конвенції та гравітаційної диференціації.

Згідно з найновішими даними, найбільшими структурними одиницями літосфери є так звані літосферні плити, розміри яких у поперечному розрізі становлять 1—10 тис. км. Виділяють сім основних літосферних плит: Євразійська, Африканська, Індо-Австралійська, Тихоокеанська, Північноамериканська, Південноамериканська і Антарктична, а також вичленовують Філіппінську, Аравійську, Карибську, Наска, Кокос, Хуан-де-Фука (див. рис. 14). Границі літосферних плит є зонами максимальної тектонічної, сейсмічної та вулканічної активності.

Відповідно до сучасної концепції тектоніки плит літосферні плити рухаються у горизонтальному напрямі за астеносферою на відстань до тисячі кілометрів зі швидкістю до кількох сантиметрів на рік. Поряд з горизонтальними важливу роль відіграють вертикальні рухи літосфери. Рухи літосферних плит і блоків, їхні механізми й наслідки тепер вивчаються новою галуззю науки — геодинамікою.

Можливі три типи відносного руху плит: 1) дивергенція, або розходження їх в різні сторони; 2) конвергенція, або сходження внаслідок зустрічного руху; 3) проковзування однієї відносно другої за так званими трансформними розломами. При розходженні плит в серединно-океанічних хребтах утворюється нова океанічна кора. Пізніше кора переміщується в горизонтальному напрямі по океанічному дну і в місцях сходження з материковою просувається під неї (відбувається так звана субдукція океанічної плити під континентальну), в результаті чого утворюються океанічні жолоби і острівні дуги. Коли ж зіштовхуються однотипні плити, на яких розташовані континенти, субдукції не відбувається, а формуються складчасті гори. Внаслідок саме такого виду орогенезу утворилося багато гірських хребтів, зокрема Гімалаї та Альпи.

Рис. 14. Основні літосферні плити

5.8. Сучасні особливості розподілу суші і моря

Співвідношення суші і моря протягом геологічної історії Землі постійно змінювалося. Нині з 510 млн км2 поверхні планети океанами зайнято 361 млн км2 (71 %), а сушею — 149 млн км2 (29 %). Більша частина материкових мас розташована в Північній півкулі.