Автобиография Земли. 4,6 миллиарда лет захватывающей истории нашей планеты

Земные процессы ограничиваются этими тремя типами границ на протяжении огромных, но относительно узких участков поверхности планеты. В отличие от четко выраженных зон взаимодействия плит диффузные границы плит (см. главу 5) могут достигать от нескольких сотен до более тысячи километров в ширину и существуют как у континентальных, так и океанических плит.

Ученые когда-то считали, что возраст океанических бассейнов такой же, как и континентов, но исследования тектоники плит и изучение океанического дна привели к осознанию того факта, что океанические бассейны гораздо моложе континентов. Благодаря количественному определению возраста с использованием изотопного анализа базальта (магматической породы) геологи выяснили, что самое древнее океаническое дно – это дно Средиземного моря, возрастом почти 340 млн лет. На самом деле возраст большинства горных пород океанических бассейнов составляет менее 200 млн лет, поскольку все породы океанического дна старше мелового периода были поглощены и переработаны на конвергентных окраинах плит.

С точки зрения человеческого измерения времени океанические бассейны – старые, но не настолько древние, как породы, из которых сложены континенты и возраст которых, как уже упоминалось, может достигать 4 млрд лет на участках континентального щита с коренной подстилающей породой в Канаде и Гренландии. Но, поскольку участки океанического дна или поглощаются в глубоководных желобах, или разбиваются о края континентов, они не сохраняются так, как континентальные горные породы. Соответственно, новые океанические породы, создаваемые вдоль рифтов, – это самые молодые породы на Земле, которые обозначены красным цветом на цветной вклейке 6.1. Цвет меняется от красного к зеленому, синему и фиолетовому (самые старые океанические породы) – таким образом показан увеличивающийся возраст по мере удаления океанических слоев от осей хребтов.

С преобладающими границами плит связаны разломы – разрывы земной коры, по которым происходит движение (рис. 6.1). Разломы представляют собой важнейшие структуры в истории и нынешнем состоянии Земли. Существует три главных типа разрывов: сбросы, образующиеся в результате действия сил растяжения, взбросы, образующиеся под действием сил сжатия, и сдвиги в результате действия сил, вызывающих горизонтальное скольжение. Когда образуется разрыв из-за нарастания напряжения (деформаций в горных породах, вызванных воздействием различных сил), высвобождается огромное количество энергии, и происходят землетрясения. Не все из них относятся к крупным, о которых сообщается в новостях; по всему миру ежедневно происходит множество менее крупных землетрясений, вызванных смещениями в области разломов. Крылья разлома (края разорванных слоев) часто имеют шероховатую поверхность, поэтому возникает трение, и плиты «застревают» при движении, в результате чего накапливается напряжение до тех пор, пока давление не преодолеет сопротивление породы, вызвав неожиданный разрыв и землетрясение. Землетрясения могут происходить и при движении магмы под вулканами. Человеческая деятельность также может спровоцировать землетрясения, как в случае, когда отработанную (пластовую) воду закачивают назад в землю в процессе добычи природного газа и создают разрыв. Сейсмографы регистрируют частые землетрясения такого типа в Оклахоме и Колорадо.

Рис. 6.1. Типы разрывов: сброс, взброс и сдвиг. (Видоизмененные рисунки на основе диаграмм из журнала Actualist, 2016)

Конкретные типы разрывов связаны с определенными типами границ литосферных плит (см. цветную вклейку 6.2)[278]. Сбросы встречаются в срединно-океанических хребтах, центрах спрединга и на дивергентных границах, где создаются новые плиты и доминируют силы растяжения. Такое растяжение коры заставляет горные породы с одной стороны разлома двигаться вниз относительно другой стороны. Когда под действием тектонических сил континенты разламываются, распространенной характерной особенностью рельефа становятся рифтовые долины, как Восточно-Африканская рифтовая долина. С другой стороны, взбросы и надвиги (вид взброса с малым углом) сопутствуют конвергентным границам, где действуют силы сжатия. Один из примеров конвергентной границы – участок, где океаническая плита встречается с континентальной, создавая зону субдукции и глубоководные желоба. Где плотность больше, океаническая плита поглощается. Еще один вид конвергентной границы наблюдается там, где столкновение краев континентальных плит приводит к поднятию материала горных пород относительно другой стороны разрыва – созданию гор, таких как Гималаи. Трансформные разломы (сдвиги) встречаются в тех участках, где фрагменты коры горизонтально скользят относительно друг друга, например перпендикулярно срединно-океаническим хребтам или, если это происходит на суше, как в случае разлома Сан-Андреас. В районах трансформных разломов силы консервативны, и кора ни создается, ни разрушается.