Чтение онлайн

таких явлений. Но и в нем самом также есть события, которые не находят однозначной интерпретации.

Во-первых, очень часто с областями проявления внутриплитового вулканизма связаны крупные аномалии в рельефе. Известно, например, что Африканский континент поднят на километр по сравнению с другими континентами. А именно в Африке очень много проявлений вулканизма внутри плит. Гавайские вулканы расположены на крупном Гавайском своде. Его ширина доходит до тысячи километров, а над окружающей местностью он поднят на километр. Сводовые поднятия, как правило, рассасываются, когда возраст лав достигает примерно тридцати миллионов лет. Гавайский свод этому правилу не подчиняется.

Еще одна загадка. На первый взгляд внутриплитовый вулканизм хаотично разбросан по всей планете. Но более пристальное изучение показывает, что вулканы группируются в две крупные области, каждая из которых имеет в поперечнике шесть-девять тысяч километров, почти четверть земной сферы. Африкано-атлантическая область включает в себя вулканы Исландии на северо-западе, Азорские острова, Центрально-Французский массив, вулкан Тибести в Африке, вулканы островов Вознесения, Святой Елены, вулканы Индийского океана, Маврикий, Реюньон, Сент-Поль и Амстердам. Другую область можно назвать тихоокеанской. Она включает в себя вулканы острова Пасхи, Сала-и-Гомес, Гавайские острова, Туамоту…

Есть и более мелкие области — центрально-азиатская, куда входят вулканы Восточных Саян, Забайкалья и Монголии, и австралийская, куда включаются вулканы Эребус в Антарктиде, остров Балени и австралийские вулканы.

Между этими областями расположены пространства, на которых практически нет внутриплитового вулканизма. Особенно хорошо это видно в полосе,

проходящей от Индии через Гималаи Западную Сибирь, Восточно-Европей^ скую возвышенность. Здесь не видно никаких проявлений внутриплитового вулканизма по крайней мере за послед. ние пятьдесят миллионов лет. Друга, такая область проходит через Южную и Северную Америки.

По аналогии с "горячими точками" можно было бы ввести понятие "горячих полей" для тех областей, где наблюдается внутриплитовый вулканизм. "Горячие поля" в мантии Земли.

Но дальше следует еще одно открытие. Оказывается, что с "горячими полями" связаны самые крупные нарушения в форме геоида Земли. В последние годы Земля с помощью спутников обследована очень детально, и с точностью до нескольких метров установлена форма геоида — реальная форма Земли. Выяснено, что есть два крупных поднятия, где геоид на 50–70 метров поднимается над эллипсоидом вращения. А есть места, где на такое же расстояние геоид опущен.

Оказалось, что одно из поднятий совпадает с африкано-атлантическим "горячим полем", второе — с тихоокеанским.

А в районе Индии — очень глубокий минимум в форме геоида. Поскольку форма геоида отражает события, происходящие на больших глубинах Земли, естественно сделать предположение, что и "горячие поля" — отзвук глубинных процессов.

Наконец, последняя особенность внутриплитового вулканизма-его геохимическое выражение. Химия вулканических пород изучалась очень детально. Главные их компоненты — кремнезем, глинозем, окислы железа, магния, кальция, калия, натрия — известны давно. Гораздо меньше были изучены малые добавки рассеянных элементов, таких, как рубидий, стронций, литий, галлий, европий и другие. Не был известен и изотопный состав^ химических элементов, слагающих вул^ канические породы, jj

оказалось, что именно рассеянные депонты и изотопные

_ главные опознавательные знаки, оторые говорят нам о том, что происодит в глубине Земли. Геохимики выделяют группу элементов с крупными ионными радиусами, такие, как руб^дий, барий, стронций, самарий, европий. Их особенность в том, что они не совместимы с другими элементами и ведут себя очень «независимо» в геохимических процессах при плавлении и разделении магмы на фракции. Их количество остается более или менее постоянным как в начальном продукте, так и в лаве, поступившей на поверхность. Соотношение этих элементов между собой — своеобразный индикатор геохимических особенностей того вещества, из которого произошел магматический расплав.

В последнее время геохимики очень пристально изучают эти элементы. Изучение изотопов стронция, неодима, гафния дало возможность судить о том, что происходит в глубине Земли. Например, отношение радиоактивного изотопа стронция-87 к нерадиоактивному изотопу стронция-86 со временем меняется, стронций-87 будет накапливаться. То же самое происходит с изотопом неодима-143, который образуется при распаде из изотопа самария-147.

Изотопное соотношение в породах одного и того же происхождения сохраняется в течение геологической истории. Если мы знаем время, когда были запущены изотопные «часы», то можем рассчитать и время образования самой породы. Можем судить и о тех условиях, в которых эти породы образовались.

Когда геохимики начали изучать базальты (продукты непосредственного выплавления из мантии Земли), выяснилось, что есть две группы базальтов. Первая слагает ложе океана, а вторая появляется в результате внутриплитового вулканизма. Базальты срединноокеанических хребтов обладают постоянным составом. В них очень мало

редких элементов с крупными ионными радиусами и очень низкое соотношение изотопов стронция.

Базальты, появившиеся в результате извержения вулканов внутри плит (на Гавайских и Азорских островах, в Исландии, в Западной Европе), содержат, оказывается, в два, а иногда и в три раза больше редких элементов. Несмотря на одинаковый химический состав этих двух видов базальтов (в них равное содержание кремнезема, глинозема, магния, кальция, железа), содержание элементов с крупными ионными радиусами в них совершенно различное. И это накладывает на породы такой отпечаток, что отличить эти базальты друг от друга не составляет труда. Изотопные отношения (различных изотопов стронция, например) у них тоже совершенно другие, чем у базальтов океанического дна.

Именно поэтому геохимики начали говорить о существовании двух источников магмы. Один питает базальты срединно-океанических хребтов. Другой — богатый редкими элементами — дает внутриплитовые базальты океанических островов и континентов.

Какие тут возможны объяснения? Одно из них: под срединно-океаническими хребтами и под внутренними частями — разные термодинамические условия. При больших температурах и давлениях, которые существуют под вулканическими островами, создаются условия для обогащения лав щелочами и литофильными (редкими) элементами. Другое предположение: неоднородность существует в самой мантии. В ней самой есть участки, богатые литофильными элементами, а есть участки, лишенные их.

Но когда геохимики провели некоторые расчеты, то оказалось, что существует баланс: кора океаническая и кора континентальная дополняют друг друга по составу. В сумме содержание литофильных элементов в коре обоих типов такое же, как в первичном веществе Земли. Геохимики попытались

50

51

проследить, как ведут себя изотопные соотношения с продвижением в глубь Земли. Когда начинается разделение радиоактивных элементов на различные ионы? Оказалось, что изотопные часы были запущены полтора-два миллиарда лет назад. Очевидно, именно в это время произошло важнейшее событие в жизни Земли — разделение верхней мантии на две геохимически различные фазы: континентальную и океаническую. Причины этого события пока неясны, остается лишь догадываться, почему это произошло.

Дальнейшие исследования показали, что лава вулканов, приуроченных к "горячим точкам", имеет состав, отличный и от состава континентальной коры. Здесь изливается на поверхность лава, которая по своему составу больше всего напоминает первичное вещество Земли. Так с помощью геохимии были найдены три источника, питающие современный вулканизм. Один из них поставляет лаву, выходящую из рифтов океанического дна, другой — ту лаву, которая рождается из континентальной коры, и третий дает то вещество, которое вырывается на поверхность в извержениях внутриплитовых вулканов и в траппах на континентах,