Живой мир

Развитие оболочек и структур Земли

Развитие оболочек и структур Земли

Последние годы принесли геологии новые взгляды на одну из самых главных ее теоретических проблем; каким образом возникли и развиваются континенты и океаны и составляющие их структурные образования, такие как складчатые сооружения, платформы, срединно-океанические хребты и т. д. Эти взгляды исходят, в основном, от американских океанологов и геофизиков; кто-то позаботился о том, чтобы придать новым идеям громкое, можно сказать рекламное, название — «новая глобальная тектоника». Другое, совершенно правильное и точное название новой концепции — «тектоника плит».

Общеизвестно, что рождение гипотез — это закономерное явление в развитии научной теории. В то же время сейчас наметилось стремление абсолютизировать «новую глобальную тектонику». Это, несомненно, неправильное стремление, так как уже видно, что только некоторые ее положения пустят глубокие корни.

В связи с этим очень интересна недавно опубликованная книга известного советского геолога В. М. Сини-цына, также освещающая глобальные геологические проблемы. Сразу же стоит отметить, что эта книга, небольшая по объему, может служить примером того, как просто, ясно и легко для восприятия может быть написан научный труд, рассматривающий сложные вопросы теоретической геологии.

Названа книга «Сиаль». Сиаль — это верхняя оболочка континентов, охватывающая осадочный и подстилающий его, так называемый гранитный слой земной коры, которые характеризуются широким распространением силикатов и алюмосиликатов (Si, А1). Нижележащий «базальтовый» слой принадлежит другой оболочке, называемой сима (Si, Mg). Такое оболочечное строение земной коры известно давно, но до книги В. М. Синицына специальных работ, посвященных отдельным оболочкам, не существовало.

Сима, в отличие от сиаля, имеется и под океанами, т. е. она распространена по всему земному шару. Из этого видно, что сиаль — образование исторически более позднее, чем сима, и, следовательно, является результатом особого развития земной коры в соответствующих ее частях. Как это происходит — и раскрывается в книге.

Основу взглядов автора составляет признание главной роли в развитии верхних оболочек планеты за радиогенным теплом, которое генерируется по всему ее объему. Процесс этот течет очень медленно из-за малой концентрации в Земле радиоактивных веществ и небольших скоростей их распада. Однако в масштабах геологического времени радиогенное тепло накапливается в огромных количествах. При этом внутренние области планеты не могут излучать тепло из-за крайне низкой теплопроводности вещества мантии и земной коры; теплоотдача происходит лишь из наружных оболочек (рис. 1). Соответственно, внутренняя часть планеты постоянно разогревается и расширяется, а наружные оболочки ни разогрева, ни теплового расширения не испытывают. Но под воздействием внутреннего расширения они растрескиваются и растягиваются, что порождает их тектоническую динамичность. «Расширение Земли — тепловое в пределах внутренней термической области и механическое в перисфере — и является,— пишет В. М. Синицын,— основной причиной геологического развития планеты» (стр. 8). В то же время автор категорически отвергает представление о слишком большом расширении объема планеты, например в дЬа раза, как это допускается рядом исследователей (Б. Хизен, А. Рингвуд и др.); он считает, приводя простые расчеты, что приращение окружности может произойти только на несколько сотен (примерно на 600) километров.

Параллельно с растрескиванием происходило и разнонаправленное движение отдельных блоков земной коры, породившее гравитационную неустойчивость. Это обусловило возникновение сил, стремящихся возродить равновесие." блоки, испытывавшие в их верхних частях разрушение, стали подниматься, а блоки, куда сносился материал,— опускаться. Со временем расширение Земли становилось все более энергичным, реализуясь в основном в пределах крупных поясов, где сегментирование коры стало особенно значительным. Именно такую основу имеют геосинклинальные пояса Земли с их своеобразными осадками, структурами, магматизмом и металлогенией.

Сиалическая оболочка возникла также в связи с расширением планеты, создавшим условия для дифференциации и движения к поверхности мантийного материала. Однако для ее образования в равной мере имели значение и экзогенные процессы ландшафтной сферы, под влиянием которых исходный глубинный материал подвергался раздроблению и всевозможным превращениям. Вот почему автор подчеркивает, что сиалическая оболочка могла образоваться «только на планете с атмосферой и гидросферой, преобразующими энергию солнечных лучей посредством климатических процессов в геологическую работу». Поэтому ни на Луне, ни на Марсе, по-видимому, нет образований, аналогичных земному сиалю.

В подобном эволюционном подходе к объяснению образования сиаля находит свое место и развитие металлогенеза. Металлогенический процесс возник именно на геологической стадии форллирования Земли, а не в предшествовавшую астрономическую стадию, когда вещество не было дифференцированным. Лишь когда начали действовать основные геологические процессы (магматические, тектонические и др.), создались условия для дифференциации первичного силикатного материала с делением и обособлением руд. И чем геологическое развитие делалось сложнее, тем металлогенез становился богаче.

Вообще историко-геологический и генетический подходы составляют главную особенность книги. В этих аспектах рассматриваются, например, астеносферный слой и граница Мохоровичича, которые когда-то были очень близки к поверхности, а теперь находятся на значительных глубинах. Идея о существовании первичной коры, тонким (1—3 км) слоем покрывавшей некогда Землю и состоявшей из примитивного по составу базальта, отжатого в процессе гравитационного расслоения планеты, также отражает оба упомянутых подхода.

Остается также не вполне ясной причина сходного по стадийности развития разновозрастных геосинклинальных зон. Чем вызвано их начальное погружение? Или почему происходит поднятие ранее погружавшихся геосинклиналей? Словом, механизм развития геосинклинальных структур, универсальность которого установлена, еще не может считаться выясненным. К нерешенным вопросам относится и объяснение местоположения складчатых поясов на Земле, особенно в связи с их возрастом.

Перечисленные замечания нужно воспринимать как следствие дискуссионности отдельных положений, развитых в книге. Медленность и постепенность развития основных геологических процессов и оболочек. Светимость Солнца со времени начала фотосинтеза (2,5 млрд лет) также существенно не менялась. Поэтому обусловленные солнечной энергией экзогенные процессы эволюционировали в слабом темпе. Все это, вместе взятое, и создало на Земле благоприятные условия для непрерывного развития жизни в ее исключительном разнообразии. Интересное философское обобщение!

Источник - abc-24.info