THEORIES OF THE EARTH AND UNIVERSE
A History of Dogma in the Earth Science
S. WARREN CAREY

У. Кэри
В ПОИСКАХ ЗАКОНОМЕРНОСТЕЙ РАЗВИТИЯ ЗЕМЛИ И ВСЕЛЕННОЙ
История догм в науках о Земле


22
Эволюция литосферы

По представлениям древних греков Гея была богиней Земли, возникшей прямо из Хаоса. Гея — это богиня-покровительница всех геологов, и ее вечная задача — извлекать из Хаоса порядок для Земли. Уран, бог моря, был сыном Геи и ее собственного отца. Гея родила своему сыну Урану много детей, в том числе двенадцать титанов, трех циклопов (которые владели громом и молнией) и трех пятидесятиглавых и сторуких великанов (гекатонхейров). Но у Геи и Урана была также дочь Тетис, вышедшая замуж за своего брата Океана (одного из титанов). Гомер описывал Океан в виде огромной реки, окружавшей древний мир, а Гесиод рассказывал, что Океан и Тетис породили все крупные реки. Когда великий австрийский ученый Эдуард Зюсс (1831—1914) развил неймаровскую концепцию 1885г. о средиземном море, протягивавшемся от Мексики через Альпы до Гималаев и разделявшем огромный северный материк и огромный южный, который Зюсс назвал Гондваной, он вспомнил греческий миф и назвал этот экваториальный морской проход по имени дочери Геи Тетис.

Что такое Тетис?

Зюсс рассматривал современное Средиземное море как остаток своего моря Тетис, которое имело важнейшее значение в географии Земли в период от 240 до 25 млн. лет назад. После Зюсса все палеогеографические реконструкции в той или иной форме включали Тетис. Зюсс считал, что положения материков фиксированны и постоянны и что океаны, сейчас разделяющие их, возникли в результате погружения находившихся между материками масс суши. Вегенер, как мы видели, рассматривал Тетис как экваториальный морской проход, пересекавший его Пангею, части которой, отодвигаясь друг от друга, образовали современные материки; при этом Атлантический и Индийский океаны заполнили возникшие промежутки. Дю Тойт заменил Пангею двумя полярными материками, разделенными широким экваториальным океаном, который начал сужаться, образовав море Тетис, когда Гондвана скользила по направлению к Лавразии. В процессе этого перемещения значительно расширилось океаническое пространство на противоположной стороне Земли, где образовался Тихий океан. В теории тектоники плит зону Тетис рассматривают как зияние между континентальными областями шириной более 6000 км у ее восточного тихоокеанского окончания, суживающееся до нуля в западном Средиземноморье и вновь расширяющееся до 2000 км в Центральной Америке.

Согласно реконструкции, учитывающей расширение Земли, зона Тетис на протяжении всего палеозоя существовала в виде внутриконтинентальных мелководных морей и около 380 млн. лет назад приобрела экваториальное положение; распределение фораминифер семейства Verbeekinidae, особенно фауна Neoschwagerina, доказывает, что к 260 млн. лет назад пояс Тетис представлял собой сквозной мелководный морской проход. На протяжении мезозойской эры это был мелководный геосинклинальный бассейн (с непрерывным морским проходом от Испании до Новой Гвинеи). В эоцене началось воздымание Альп и образовались глубокие рифты в Гималаях, а 15 млн. лет назад началось их быстрое поднятие; поэтому в позднем миоцене и плиоцене фауны на разных участках прежнего сквозного морского прохода развивались независимо одна от другой.

Такое представление о зоне Тетис стало общепринятым, но геологи приписывают ей весьма различное происхождение. Стратиграфы связывают понятие «тетические» с характерными фациями осадконакопления. Палеонтологи определяют тетические фаунистические провинции. По словам проф. Дерека Эйджера, ведущего стратиграфа из г.Суонси, всегда существовала проблема, определять ли понятие Тетис в географическом, тектоническом смысле или с точки зрения литофаций (серий горных пород). Он мог бы добавить: и с точки зрения времени, так как некоторые геологи полагают, что бассейн Тетис существовал на протяжении всего палеозоя. Действительно, термин Тетис стал для стратиграфов чем-то вроде футбольного мяча, и смысл его настолько расширился, что, по мнению некоторых, он приобрел слишком много значений и от него надо отказаться.

На следующих страницах я введу генетическое значение этого термина. Когда я рассматриваю Тетис в определении Зюсса — как существовавшую с пермского до эоценового времени сквозную экваториальную геосинклиналь, — я устанавливаю, что такой экваториальный ороген, в котором реализовывалось растяжение и кручение между полушариями, возникал на Земле по крайней мере трижды и что подобная же структура имеется на Марсе.

Более ранние аналоги бассейна Тетис

Каледонско-Аппалачско-Тасманийская орогеническая зона являлась раннепалеозойским предшественником зоны Тетис и представляла собой опоясывающий земной шар экваториальный ороген (о чем свидетельствуют как палеошироты, установленные по палеомагнитным данным, так и окаменелости), в котором главный завершающий орогенез произошел в среднем девоне, но заключительная стадия активного развития продолжалась до конца палеозоя. Левостороннее кручение со смещением примерно на 2500 км вдоль этой орогенической зоны уже рассматривалось в гл. 13 (рис. 38 и 39). За отмиранием каледонской фазы геосинклинали и орогенеза последовал и поворот всей земной коры на 45° и заложение зоны Тетис вдоль нового экватора.

Еще более ранним, позднепротерозойским, предшественником зоны Тетис была орогеническая зона Кордильер на западе Северной Америки, развивавшаяся как экваториальное орогеннче- ское кольцо примерно от 900 до 600 млн. лет назад, когда поворот против часовой стрелки на 45° передал эту функцию Каледонско-Аппалачскому поясу, который 300 млн. лет назад в связи со следующим поворотом против часовой стрелки на 45° в свою очередь передал эту функцию поясу Тетис. Еще один такой же поворот произошел около 50 млн. лет назад, когда зона Тетис отклонилась от своего экваториального положения, сместившись на 45° к северу в Средиземноморье.


Рис. 97. Область внутри овала представляет собой предварительную схему строения Земли в целом. Показано соотношение пояса Тетис (заштрихован) и его предшественников — Каледонско-Аппалачско-Тасманийского (черные точки) и Кордильерского (крестики) поясов.

На рис. 97 показаны общие соотношения этих трех генераций зоны Тетис на реконструкции для всей Земли, повсеместно обладавшей континентальной корой. Я продолжил контуры материков за пределы ограничивающего овала, чтобы показать их непрерывность, но в каждом случае они появляются вновь внутри овала в соответствующем положении на противоположной стороне от центральной оси, поскольку овал включает всю Землю. Участки поверхности и линии правого края в действительности непосредственно смыкаются с участками и линиями у левого края овала, как если бы я разрезал глобус сзади и развернул его на плоскость.

Центральная линия, обозначенная крестиками, — это ранняя, Кордильерская, генерация зоны Тетис (первоначально располагавшейся вдоль экватора). Линия, показанная крупными точками,— это Каледонско-Аппалачско-Тасманийская ее генерация. Заметьте, что в какой бы точке она ни достигала края овала, она вновь появляется в зеркально-симметричном положении на другой стороне овала. Заштрихованная полоса — это следующая фаза зоны Тетис (Тетис в собственном смысле). Обратите внимание на то, что там, где эта полоса достигает края овала, она также появляется вновь в зеркально-симметричной точке. Вы можете спросить: что же происходит с обозначенной крестиками Кордильерской линией, когда она достигает границ овала вверху и внизу карты? Ответ таков: из точки вверху овала она продолжается вдоль обеих внешних границ овала и снова входит в него с противоположной стороны, так как ни одна линия не может проходить за пределами овала.

Я построил эту схему более десяти лет назад, но не публиковал ее, так как еще необходимо было сделать важные уточнения (например, проверить соотношение Индии и Австралии к положение Новой Зеландии), но каждый раз, когда я перемещал какой-либо участок, новые сетки приходилось рассчитывать, с помощью скучных логарифмов для нескольких участков, так как форма любого материка зависит от его местоположения и ориентировки на проекции. Выполнение этой утомительной работы может облегчить применение компьютера. Мы планируем проделать ее в недалеком будущем вместе с д-ром Кеном Перри. Между тем и в настоящем виде эта рабочая диаграмма полезна для выяснения родословной зоны Тетис, но ее не следует применять ни для чего другого или ссылаться на нее как на реконструкцию Пангеи по Кэри.

Как все используемые классификации, это обобщение в виде непрерывного ряда Кордильерская зона—(поворот на 45°)—Каледонская зона—(поворот на 45°)—зона Тетис—(поворот на 45°) весьма упрощено. Имели место промежуточные орогении, и, возможно, необходимо ввести дополнительные схемы для этих орогений. Кроме того, на всех границах полигонов предполагается диапиризм, выраженный в той или иной степени вплоть до значительного орогенеза, который был связан с орогенезом, происходившим в экваториальной зоне. Однако пока этого достаточно, чтобы показать первичную структуру.

Еще не ясно, имело ли место левостороннее кручение, связанное с экваториальным Кордильерским орогеном, подобно тому как оно происходило в зоне Каледонид и зоне Тетис, а также имело ли место правостороннее кручение, сопряженное с каледонским или кордильерским кручением. Но может быть, важно, что все четыре зоны кручения (Тетическая, сопряженная с ней, Каледонская и Кордильерская) пересекались в районе Панамы. Этому можно не удивляться, так как, однажды возникнув, асимметрия имеет тенденцию закрепляться в этом месте процессами обратной связи. Так, в тех случаях, когда соляной диапир или диапир, движущийся под действием повышенных температур, начинает развиваться в каком-то месте, его положение закрепляется обратной связью по плотности.


Рис. 98. Срезание простираний докембрийских структур геосинклиналью Кордильер. Числа указывают время магматической активности в миллионах лет (По Р.Г.Гастилу из Университета Сан-Диего.)


Рис. 99. Продолжение простираний докембрийских структур Северной Америки в восточную часть Азии, предложенное Дж.Сирзом из Университета Монтаны и Р.Прайсом из Геологической службы Канады.

Проф. Гордон Гастил из Университета Сан-Диего показал, что вплоть до 900 млн. лет назад структуры в Северной Америке были в целом ориентированы в западно-юго-западном направлении. Рифтообразование, положившее начало геосинклинали Кордильер (с которой в свою очередь началось зарождение Тихого океана), срезало наискось это простирание (рис.98). Самые молодые породы, обладающие этим более древним простиранием, — серия Белт в США и серия Перселл в Канаде. С другой стороны Кордильерского орогена мы должны обнаружить продолжение этих срезанных древних структур там, где теперь находится Тихий океан. Проф. Джеймс Сирз из Университета Монтаны и д-р Раймонд Прайс из Геологической службы Канады нашли их — в Азии! — там, куда они протягивались до того, как раскрылся Тихий океан (рис. 99).


Рис. 100. Фации и мощности отложений первого осадочного цикла геосинклинали Кордильер (по Ф.Б.Кингу).

Первыми слоями, отложившимися в новой геосинклинали Кордильер, были породы группы Уиндермир, которые залегают несогласно на срезанных породах серий Белт и Перселл. На рис. 100 показано, как реконструировал эти отложения д-р Филип Кинг, изобразивший, какими они были до смятия в складки и образования деформировавших и нарушивших их впоследствии разрывов. Это не что иное, как стандартная модель развивающегося орогена (рис. 62). Там, где слои этой группы становятся маломощными и залегают на фундаменте Канадского щита, мы обнаруживаем известняки и существенно перемытые песчаники и глинистые сланцы, типичные для миогеосинклинали, однако, по мере того как континентальная кора под ними становится тоньше, их мощность быстро увеличивается, и они замещаются мощными граувакками я вулканитами (типичными для эвгеосинклинали). Если растяжение уменьшает мощность континентального фундамента до нуля, эти эвгеосинклинальные осадки залегают прямо на базальтах и других мафических породах, поступивших из мантии. Этот разрез очень напоминает отложения восточного побережья Северной Америки, накопившиеся с тех пор, как Африка откололась от нее и раскрылся Атлантический океан.


Рис. 101. Стилизованная диаграмма эволюции Земли.

На рис. 101 в обобщенном виде изображена эволюция Земли. Временные интервалы между отдельными схемами не одинаковы, а укорачиваются в геометрической прогрессии. Радиус Земли увеличивается тоже в геометрической прогрессии. Четыре миллиарда лет назад на Земле должно было происходить интенсивное кратерообразование под действием ударов метеоритов и астероидов, и она должна была выглядеть так же, как сейчас Луна, но диаметр Земли был примерно вдвое больше диаметра современной Луны. На следующем рисунке показана Земля в архейское время с полигональными геосинклиналями и обширными впадинами типа тех, которые изображены на рис. 72. Такая полигональная система трещин, пересекающих кратеры, есть на Меркурии.

Рождение Тихого океана

На следующей стадии, ближе к концу раннего протерозоя, начинает развиваться точно такая же экваториальная система трещин растяжения, какую мы сейчас видим на Марсе (рис. 102). С началом позднего протерозоя, около 900 млн. лет назад, образуется геосинклиналь Кордильер, располагавшаяся приблизительно вдоль экватора, — первая глобальная геосинклиналь, зародыш Тихого океана. Менее значительные геосинклинали развиваются вдоль ограничивающих полигоны рифтов, так как к расширению приспосабливается вся Земля. Во впадинах внутри полигонов располагаются обширные мелководные моря (такие, как на рис. 72).


Рис. 102. Асимметрия Марса. На левом рисунке крупная экваториальная рифтовая система имеет длину в четверть окружности, что обусловлено асимметрией расширения. На правом рисунке распространение всех вулканов на Марсе ограничивается одним полушарием, что также свидетельствует об асимметрии расширения.

На следующей стадии, приблизительно 500 млн. лет назад, геосинклиналь Кордильер повернулась на 45° против часовой стрелки и примерно вдоль экватора стала развиваться новая активная геосинклиналь, фрагменты которой присутствуют на разошедшихся впоследствии четырех материках в виде Каледонского, Аппалачского и Тасманийского складчатых поясов. Орогенические движения все еще продолжаются вдоль Кордильер и границ некоторых полигонов, особенно вдоль тех, которые ответвляются от первичных орогенов, и внутриконтинентальные впадины все еще существуют.

Но раскрытие Тихого океана тогда было еще незначительным. Около 400 млн. лет назад Кордильерский ороген был еще складчатым горным хребтом, протягивавшимся через середину Пангеи, подобно тому как его продолжение в Азии сейчас протягивается через Колымское нагорье, Становой и Яблоновый хребты, Тянь-Шань и Гиндукуш.

Еще в 1951г. японский геолог К.Итикава пришел к выводу, что галька в базальных конгломератах триаса в горах Китиками была принесена оттуда, где сейчас находится глубокая часть Тихого океана. С тех пор несколько исследователей (в том числе совсем недавно Донг Рионг Чой) подтвердили, что массивы суши, которые японские геологи назвали Куросио и Оясио, существовали у океанской стороны Японии. Проф. Калвин Стивенс из Университета Сан-Хосе обнаружил близкородственные пермские кораллы в Кордильерах Северной Америки и Восточной Азии. Отмечается родство пермских фузулинид на западе Северной Америки и на западном побережье Тихого океана, но не по обе стороны Атлантики, раскрытие которой тогда еще не началось. Точно так же аномально появление на юго-востоке Северной Америки позднепалеозойской катайской флоры, характерной для Восточной Азии. Простое объяснение состоит в том, что до юры Тихий океан почти не раскрывался и что массивы суши Куросио и Оясио фактически принадлежали Северной Америке. Чтобы объяснить такие аномалии в рамках доктрины тектоники плит, нужно предположить путешествующие «микроконтиненты», т.е. перемещение небольших континентальных масс через Тихий океан, который, согласно этой модели, в то время должен был быть гораздо более широким, чем сейчас.

Похожая ситуация обнаружена вдоль Тихоокеанского побережья Южной Америки. Проф. Питер Айзаксон из Университета Айдахо показал, что в течение девонского периода на территории Боливии, Перу и северной Аргентины отложился миллион кубометров слюдистого песка, источником которого был материк, располагавшийся там, где сейчас находится глубокая часть Тихого океана. В ордовикских трилобитах и девонских брахиоподах и конодонтах Южной Америки заметно близкое сходство с соответствующей фауной по другую сторону Тихого океана — в Австралии и Юго-Восточной Азии. По сообщению проф. Уотерхауса виды пермских брахиопод из рода Attenuatella, обнаруженные в Новой Каледонии, близкородственны мексиканским видам, найденным по другую сторону Тихого океана. Совсем как японские геологи, о которых говорилось выше, французский геолог д-р Ж.Авья, ведущий специалист по геологии Новой Каледонии, пришел к выводу, что к востоку от Новой Каледонии, там, где теперь находится только глубокий Тихий океан, должен был существовать крупный массив суши, который он назвал Археофиджия. Позднее, на Международном симпозиуме по геодинамике юго-западной части Тихого океана, проходившем в г.Нумеа на о.Новая Каледония в 1976 г., д-р Авья заявил, что Археофиджия — не что иное, как Южная Америка.

Ряд исследователей (особенно д-р Б.Далмейрак) согласны с тем, что среднепалеозойский Андский ороген располагался посередине материка, причем метаморфические породы континентальной коры простирались на далекое расстояние в область, занятую сейчас Тихим океаном. Где же этот пропавший материк? Конечно, он не затонул. Это — Антарктида и Австралия, тогда представлявшие собой единый материк, ныне отделенный от Южной Америки в результате раскрытия Тихого океана.

Около 280 млн. лет назад (в раннепермское время) произошел следующий поворот на 45° против часовой стрелки, в результате которого Кордильерский пояс расположился по меридиану, а Каледонский — под углом к экватору, где их сменил в качестве экваториальной геосииклинальной зоны пояс Тетис. В это же время увеличение скорости расширения Земли привело к зарождению и развитию на ней крупных океанов. Узкие меридиональные углубления положили начало Северной Атлантике и Индийскому океану, а Кордильерский пояс раздвоился, и внутри него образовалась Эопацифика, которая к раннему мелу, 140 млн. лет назад, расширилась примерно до 3000 км (рис. 95), отделив Восточно-Азиатский ороген и Тасманиды от орогена Американских Кордильер. Новые океаны росли асимметрично, и новая кора наращивалась главным образом на западной стороне разрастающегося океанического хребта, поэтому более древняя часть Эопацифики располагалась на западе, а ось разрастания постепенно смещалась в восточном направлении.

В.А.Красилов из Дальневосточного геологического института (г.Владивосток) сделал вывод, что даже в юрское время Тихий океан, вероятно, был гораздо уже, чем сейчас:

«Флора цикадовых (саговых) представлена и на Азиатской, и на Американской окраинах Тихого океана. Имеется значительный перерыв в палеонтологической летописи цикадовых между Европой и центральной частью Восточной Азии, и цикадовые Монголии и Японии, вероятно, произошли из Америки. Миграция через сухопутный мост на месте Берингова пролива исключена, так как северные части Азии и Америки были заняты арктической мезозойской флорой (Phoenicopsis). Существует поразительная параллель между распределением цикадовой флоры и рогатых динозавров, причем последние были представлены только в Монголии и на западе Северной Америки. Согласно Кольберу, рогатые динозавры пересекли Тихий океан, но не смогли преодолеть море Ланс — узкую полосу воды. Миграция их по сухопутному мосту в районе Берингова пролива также сомнительна из-за климатического барьера. Эти факты дают нам возможность предположить, что путь миграции проходил через мезозойский Тихий океан в средних широтах. Это означает, что Тихий океан был значительно более узким, а не широким».

Более позднее раскрытие Эопацифики предполагал Оукли Шилдс из отделения Калифорнийского университета в г.Дейвис. В 1981г. на Сиднейском симпозиуме по расширению Земли он сообщил, что

«семейства бабочек сосредоточены в тропиках и субтропиках Мексики, Центральной Америки, на севере Южной Америки, на западе тропической Африки, на Новой Гвинее, на севере и северо-востоке Австралии, в Индонезии, на Филиппинах, в Индокитае, на северо-востоке Индии, в восточном Тибете и на самом юге Китая. Такое размещение их должно было возникнуть до разделения континентов, т.е. до позднеюрского — раннемелового времени».

Шилдс предположил также, что сумчатые, родиной которых, по-видимому, была Северная Америка, проникли в Австралию через Центральную Америку еще до широкого раскрытия Тихого океана, а не через Южную Америку, как обычно считали:

«До предплейстоценового времени в Австралии отсутствовали плацентарные, а в Южной Америке отсутствовали однопроходные. Сумчатые же существовали в Южной Америке так же долго, как и плацентарные. Кроме того, недавние работы по сравнительной морфологии и серологии свидетельствуют о том, что южноамериканские двуутробные и австралийские сумчатые представляют собой различные эволюционные ветви. Позднемеловые североамериканские сумчатые из рода Alphadon имеют зубную систему, похожую на зубную систему самых древних австралийских сумчатых, и, возможно, произошли от общего предка. Многообразие сумчатых и отсутствие плацентарных в Австралии заставляют предположить, что сумчатые пришли в нее до середины мела. Предположение о миграции через Антарктиду упирается в проблему адаптации к режиму полярного дня».

Главные изменения происходили при переходе от мезозоя к третичному периоду около 70 млн. лет назад. В орогеническом поясе Тетис ускорилось воздымание диапиров. Активизировались тетическое и противотетическое кручения. Южнее Тетической зоны кручения, где расширяющийся океанический хребет, проходивший вдоль берегов Южной Америки, уже отделялся от Австралазии полосой меловой коры Эопацифики шириной почти 4000 км, асимметричный спрединг сменился симметричным и продолжался между Антарктидой и Австралией, впервые отделив их друг от друга. Расхождение этих материков в меридиональном направлении наряду с одновременным меридиональным расширением между Австралией и Восточной Азией и изгибанием орогенической зоны Тетис в Ассаме и Индонезии являлось результатом правостороннего противокручения между областью Тихого океана и Азией, которое сместило также разрастающийся хребет южной части Тихого океана на 2700 км по пучку сдвигов Баллени, Тасмана, Кэри и Георга V.

К северу от Тетической сдвиговой зоны разрастание океанического дна продолжало оставаться асимметричным, и ось его располагалась почти у побережья Кордильер. Отсутствие сколько-нибудь значительного разрастания в восточном направлении по сравнению с таковым к югу от Тетической зоны кручения означает, что Северная Америка переместилась на 1800 км к западу относительно Южной Америки (рис. 80).

Как отмечалось выше в связи с вопросом о конусах обломочных отложений в Аппалачах (рис. 66), рост орогена не происходил равномерно по всей его длине, а проявлялся в форме роста ряда диапиров на расстоянии 600—700 км друг от друга. При этом в симметричной обстановке формировались колоколообразные диапиры, поднимавшиеся к поверхности в виде округлых орогенов (крикогены Вецеля). В асимметричной обстановке вдоль восточного берега Азии океаническая кора наращивалась в восточном направлении (как и в восточной части Тихого океана) на западной стороне орогенической зоны опрединга. В результате возникла цепочка впадин с нарушенной рифтами континентальной корой на западном фланге, днищем, сложенным океанической корой, которая росла с запада на восток, и с орогенической островной дугой на бостонном фланге.

Тасманово море представляет собой более сложный вариант того же процесса (рис. 96). Восточный берег Австралии соответствует восточному берегу Азии; желоб Кермадек от островов Самоа до Новой Зеландии соответствует желобам Восточной Азии, отделяющим собственно Тихий океан от островных дуг («андезитовая линия», показанная пунктиром на рис. 95). Между ними располагается серия впадин растяжения, образовавшихся по мере того, как Австралия отступала к западу в результате постепенного наращивания новой коры на восточной стороне этой системы. Морфологически подводные хребты Лорд-Хау, Норфолк, Три-Кинге, Лау и Тонга напоминают последовательные моренные гряды, оставленные отступавшим ледником. Самые древние впадины располагаются ближе всего к Австралии, а самые молодые — ближе всего к желобу Кермадек. Относительный возраст впадин подтверждается их глубиной и выделяющимся в них тепловым потоком, потому что в каждом случае мантийный материал, который ныне слагает дно этих впадин, поднялся на несколько десятков километров, и время термической релаксации (т.е. время, необходимое для того, чтобы более высокая температура снизилась до 1/е от избыточной величины) равно десяткам миллионов лет. Понижение температуры означает погружение, обусловленное происходящими на глубине фазовыми изменениями. Система Тасманова моря вдоль ее северного края срезана Тетической зоной кручения, и система Восточной Азии смещена по отношению к ней на 5500 км к западу (рис. 80 и 96).


Рис. 103. Разрастание Тихого океана. Заштрихованная область океанического дна образовалась за счет последовательного внедрения «ломтей» новой океанической коры начиная с середины мела. Прерывистыми двойными линиями показана зона спрединга, активная в настоящее время. Рост новой коры в гораздо большей степени происходит к югу от Тетической зоны кручения Разрастание на 34° в меридиональном направлении между Китаем и Австралией выражается а) ороклинальным смещением между Гималайским и Индонезийским фронтами, б) суммой мелких ромбохазмов между Австралией и Китаем (рис. 84), в) ромбохазмом между Гавайским хребтом и Меланезийским плато и г) правосторонним противокручением.

На рис. 103 схематически изображено разрастание Тихого океана. Чтобы реконструировать Тихий океан ранней стадии его развития, сначала удалим более позднее океаническое дно (заштрихованное на рис. 103), образовавшееся начиная с середины мела; в то же время вернем в прежнее положение структуры, сместившиеся по тетическому и сопряженному с ним сдвигам, что воспроизведет обстановку, изображенную на рис. 95. На рис. 84 видно, что перемещение Австралии к югу относительно Китая равно 34° (суммарное смещение, распределенное по серии небольших рифтовых впадин); это согласуется со смещением на 34° Зондского и Ассамского ороклинов и различием в амплитуде перемещения к северу Австралии и Индии по отношению к Антарктиде (тоже 34°). На рис. 103 расстояние между Гавайским подводным хребтом и краем Меланезийского плато (между Новой Гвинеей и Самоа) также равно 34°; следовательно, перемещение Австралии в северном направлении непосредственно сблизило бы Гавайский хребет с Меланезийским плато и уничтожило бы Центрально-Тихоокеанский ромбохазм, который образовался в процессе разрастания океанического дна с триаса. Таким образом, на рис. 103 совместились бы две точки А, так же как и три точки В. Это движение сочетается с правосторонним глобальным кручением, закрывающим ромбохазм Шатского и совмещающим точки В и точки С. Эти точки С переместились из района залива Аляска в результате скольжения вдоль Алеутского желоба (рис. 41).

Согласно одной из теорем великого математика Леонарда Эйлера (1707—1783), любое перемещение на поверхности шара можно рассматривать как вращение вокруг некоторого полюса на этой поверхности; следовательно, расширение на 34° должно уменьшиться у этого полюса до нуля. Но эта теорема не является справедливой для расширяющейся Земли, на которой описанное выше расширение на 34° могло происходить вокруг тетического экватора. Фактически поперечное расширение в поясе Тетас происходило вокруг всего земного шара, но неравномерно: примерно на 11° в Средиземноморье, на 20° в Центральной Америке и на 34° в районе Австралии.


Рис. 104. Эволюция Тихого океана, согласно реконструкции Перри, выполненной по компьютерной программе, в которой учитывается радиальное движение континентов в разные стороны от Пангеи, вызвавшее левостороннее кручение Y—Y’ в зоне Тетис и правостороннее противокручение X—X’ отодвинувшие в итоге точку X от точки Y. В этой реконструкции Тетическая зона, кручения отделяет область симметричного спрединга в юго-восточной части Тихого океана от активно расширяющегося хребта в его северо-восточной части. Заштрихованная область кручения в зоне Тетис на этой схеме добавлена мной.

Сравните рис. 103 и 104, который был построен с помощью компьютерной программы доктора Перри, для того чтобы смоделировать рост Земли от 76% ее современного радиуса (стереографическая проекция). Возвращение в первоначальное положение блоков, смещенных тетическим кручением, совместит точки Y и Y’, а относительное перемещение в зоне правостороннего сопряженного кручения — точки X и X’ это перемещение также приблизительно равно 34°. Сдвиговые перемещения по зонам кручения в компьютерной реконструкции возникают автоматически.

При анализе данных, обобщенных на рис. 103, равное 34° расширение за счет противотетического кручения и 5500 км сдвиг в результате тетического кручения рассматриваются отдельно от разрастания океанического дна (в заштрихованной области), как если бы это были независимые последовательные события. Однако на самом деле это не так. Эти типы движения (разрастание и кручение) разделены на данной схеме только для ясности анализа. В действительности движения обоих типов происходили одновременно и взаимно дополняли друг друга. Для выполнения интегральной последовательной реконструкции, стадия за стадией, потребовалось бы гораздо больше информации.

Сторонники тектоники плит придают большое значение уменьшению возраста вулканических пород вдоль Императорских гор* и Гавайского хребта и объясняют его движением Тихоокеанской «плиты» над «горячей точкой», расположенной в мантии неподвижно. Но эти датировки возраста лав отмечают лишь время, когда вулканизм заканчивался. На Гавайских островах лавы достигают мощности 12 км. Я полагаю, что у основания разреза они гораздо древнее тех лав, возраст которых определен на поверхности, и, возможно, такие же древние, как и любые лавы в Императорских горах.

* Иначе — Северо-Западный хребет. — Прим. ред.

Краткие выводы

По палеомагнитным данным установлено, что Северная Америка поворачивалась против часовой стрелки с тех пор, как Тихий океан зародился в виде Кордильерского рифта (рис. 78). Сначала этот рифт простирался вдоль экватора того времени, а Северный полюс находился к юго-юго-западу от Северной Америки в ее современной позиции на карте. В меловом периоде, когда экваториальное положение занимал пояс Тетис, Северный полюс располагался к северо-западу от Северной Америки в ее современной позиции, и с того времени Северная Америка повернулась еще на 45° против часовой стрелки. Увеличивающиеся углы между интервалами времени в 100 млн. лет на рис. 78 показывают, что скорость вращения возрастала. Больше половины всего поворота приходится на последние 150 млн. лет. Это соответствует тому, что за то же время образовалось более половины нового океанического дна. Получается, что каждый тектонический процесс со временем становится интенсивнее и скорость его увеличивается.

Все крупные орогены вначале были экваториальными рифтами: первичный Кордильерский, Каледонско-Аппалачско-Тасманийский и Тетис. Другие орогенические зоны были вторичными. Когда возрастающая скорость расширения Земли 200 млн. лет назад потребовала образования сквозного меридионального рифта, самый важный рифт развился вдоль зоны Кордильер, которая в это время уже была ориентирована меридионально, и образовались новые межконтинентальные рифты, положившие начало Атлантическому и Индийскому океанам (вместе с рифтом Восточно-Сибирской равнины*, который сейчас целиком заполнен осадками). Крупные океаны — недавнее образование на земной поверхности; до середины мезозоя их не существовало. Ускорение всех тектонических процессов означает, что в понятии «сейчас» не содержится указания на средние значения массы Земли, ее объема, физического состояния поверхности или жизни. Настоящее — это ключ к прошлому только в смысле физических законов, уже известных — или еще не открытых.

* По-видимому, автор имеет в виду Западно-Сибирскую равнину.—Прим. ред.



  Оглавление