Чтение онлайн

Круг верхней мантии поворачивает вверх и подходит к земной поверхности в зонах срединных океанических хребтов. Как и огненное кольцо Тихого океана, срединные океанические хребты опоясывают весь земной шар и тоже выносят на поверхность - с восходящей ветви своего, большого круга вулканическое вещество, значительно более «новое», «свежее», чем лава и пепел островных дуг и Кордильер, но все же тоже не вполне новое, в значительной мере уже участвовавшее в прошлом в круговороте земного вещества.

Полоса срединных хребтов, вдоль которых литосферные плиты раздвигаются, принимая поступающее с глубины вещество, тянется на 50 тысяч километров. Дальше мы уже знаем - дно океана движется до зон субдукции, чтобы там снова свернуть в глубины планеты.

Есть на планете еще один пояс, где сегодня субдукции уже нет. Но она была еще недавно, по геологическим меркам. Там сошлись льдины-континенты и дыбят на стыке торосы-горы. Это линия Альпийско-Гималайской складчатости, тянущаяся от Атлантики до Индийского океана, и Монголо-Охотский пояс, подобно ветви, отходящий от первой линии.

Вдоль этих поясов соединились когда-то древние континенты Гондваны, Ангариды и вклинившейся между ними Китайской платформы, закрыв «полынью» - древний океан Тетис. (Его сохранившиеся остатки, как бы океанические проруби в сплошном материковом покрове, - это нынешние Каспийское, Черное, Средиземное моря.) Как торосы на кромках сомкнувшихся льдин, выросли здесь горы. Кое-где (например, под Гиндукушем, под Карпатами) затонувшие, вовлеченные когда-то в нисходящий поток литосферные плиты исчезнувшего океана обнаруживаются в мантии, дают о себе знать глубокофокусными подкоровыми землетрясениями.

Сегодня все складчатые пояса и глубочайшие впадины, многие области землетрясений и вулканических извержений (не все!) - рассматриваются как места, где поворачивают круговые течения земного вещества - снизу на горизонталь и с горизонтали вниз. А многие древние горы - это места, где такие повороты происходили в прежние времена А чередование горообразовательных периодов - это переход Земли от одной системы течений к другой.

Колеса земного механизма. По самому большому кругу

То, что и тектоника плит описывает не все, стало ясно почти сразу, еще в 60-70-х годах, когда эта теория почти мгновенно изменила наше представления о планете Земля. Без объяснений оставались огромные лавовые излияния прошлых геологических эпох посреди континентов, например в Восточной Сибири, - никакие спрединги и субдукции не могли, даже просто энергетически, взять на себя ответственность за эти вторжения явно с большой глубины излившихся жидких масс. Не получался энергетически и первый импульс, разрыв континента до того, как все перешло в спокойный процесс растекания океанического дна и дрейфа разорванных краев. Сила, действующая в этот момент снизу на толстую континентальную литосферу, должна была быть такой, что даже фигура Земли, геоида, должна была меняться. Не вязались с плитотектоникой алмазоносные трубки, кимберлитовые жерла, идущие с огромной глубины, ведь углерод в структуре алмаза как бы вмят сам в себя - такое по плечу отнюдь не скромному литосферному вулканизму континентальных окраин. Такие давления - привилегия глубоких, мантийных слоев Земли.

Почти сразу после своего рождения в начале семидесятых годов плитотектоника стала использоваться во вспомогательных целях, чтобы маркировать и доказывать раздвижение морского дна, феномен «горячих точек». Горячая точка - это такое место, где литосферная плита непрерывно в одном месте проплавляется насквозь снизу, а поскольку плита движется, то положение горячей точки отмечается на морском дне пунктиром подводных гор и островов, тем более старых, чем дальше от нынешней горячей точки, действующего вулкана, эти отметины отошли. От той части Срединного Атлантического хребта, где расположен остров Тристан-да- Кунья, отходят «усы» таких пунктиров как к берегам Африки, так и Южной Америки (см. рис. на стр. 128- 129), строго симметрично, показывая, в какую сторону идет растекание дна и отмечая все этапы этого раздвижения, что позволяет определять скорость растеканий с большой точностью.

Подобный пунктир тянется от другой горячей точки, севернее острова Кергелен в Южной части Индийского океана.

Спор идет между двумя механизмами конвекции в мантии - идет ли она только до глубины 670 километров (слева) или на всю глубину, до ядра, с восходящими оттуда же фонтанами горячего мантийного вещества, плюмами (справа). На самом деле, видимо, работают оба механизма, но в разной степени в разных местах и во времени

Когда-то в этом месте раскололась Гондвана. Отсюда в качестве самостоятельного субконтинента Индия двигалась на север примерно по 90 градусу восточной долготы (и продолжает двигаться). Пунктир (на отечественных картах он назван Восточно-Индоокеанским хребтом) дотягивается по дну океана до сегодняшнего Хаджмахала в северной части Бенгальского залива недалеко от Калькутты. Возраст меловых вулканических пород в этой части Индии 112 миллионов лет. Эта цифра и есть начало, дата рождения Индийского океана. На юг, по мере приближения к срединно-океаническому хребту, возраст пород, собранных драгой с подводных вершин, неумолимо и абсолютно закономерно падает: 82,78,62,56,46,43,38 миллионов лет. На простой карте с помощью линейки устанавливается скорость растекания дна Индийского океана: 8,5 сантиметра в год (это в среднем, по некоторым данным, в выделенные жирным шрифтом даты, то есть вблизи таинственной границы мезозоя и кайнозоя, скорость доходила до 19 см в год). По пунктиру подводных гор, идущих от Гавайев, еще одной горячей точки, на запад, установили скорость раздвижения дна и там: больше 9 сантиметров в год.

Для этих трех точек старое название уже как бы и устарело. Это не просто точки. Это места, где когда-то (для Гавайев даже и не совсем ясно, когда) начался процесс рождения океана. Именно здесь, по нынешним воззрениям, к литосфере снизу, из мантии подходят мощные и очень горячие - таких температур, скажем, под вулканами Курил и Камчатки просто нет - фонтаны вещества, по всем данным, уже и не из верхней, а из нижней мантии! Эти «фонтаны» уже имеют собственное название, которого еще нет в словарях. Мантийные плюмы! Тектоника мантийных плюмов, по общему, весьма редкому в истории наук о Земле согласию, стала господствующей теорией и вместила в себя как тектонику плит, так и «сводовую тектонику» из старой геологии, предпочитавшей рассуждать исключительно о вертикальных движениях в недрах Земли.

Плюм (это слово в родстве со словом «плюмаж», то есть султан - перьев, дыма и т.д.) начинает «работать», когда над каким-нибудь полушарием Земли собирается вся наличная суша в виде гигантского суперконтинента. В истории Земли это случалось не менее трех раз. В пермотриасе, 250 миллионов лет назад, существовал праконтинент Пангея. Возможно, просто перекрывая свободный выход внутриземного тепла к поверхности, суперконтинент провоцирует накопление энергии, тепла в глубокой мантии точно под своей серединой в виде этакого фурункула. Плюм устремляется вверх и упирается в прочную крышку. Но чем она прочнее, тем грандиозней и неотвратимей результат. Крышка приподнимается в виде гигантского свода, меняя фигуру планеты, возможно, на сотни метров (и сегодня поверхность геоида имеет выпуклость в районе Гавайев на 50 метров). Свод вспарывается трещинами, откуда безудержно изливается на огромных пространствах тяжелая мантийная магма. Суперконтинент лопается. На тысячи километров протягиваются трещины, определяющие очертания будущих континентов3.

Дальше с этими трещинами происходит следующее. Само их появление вызывает местное падение давления и расплавление мантии под литосферой. Трещины сами становятся рифтовыми долинами, в которые устремляется магма уже низкотемпературная, из ближней, верхней мантии. Установившийся ток вещества вверх становится автоматическим. Ведь поднимаясь, вещество вскипает газами, разуплотняется, как шампанское в горлышке бутылки. Режим подъема вещества в верхней мантии теперь постоянный. Туда подтекает снизу новое вещество, от рифтов вещество верхней мантии, то, что не попало в саму полынью, начинает двигаться вдоль земной поверхности, устанавливается круг конвекции верхней мантии.

Сами плюмы, горячие точки, ведут себя по-разному. Иногда они остаются в строю, в центральном океаническом хребте и помогают расталкивать континенты. Пара таких плюмов в Атлантике, один на юге, вблизи Тристан-да-Кунья, второй на севере, вблизи Исландии, и сегодня работают в прежнем режиме, указывая, что здесь горячие точки и Срединный хребет не очень сдвинулись друг относительно друга. Интересно: прямо под Исландией на сотни километров уже отслежен столб более горячей и пластичной, чем вокруг, мантии. Группа исследователей из Гавайского университета, интенсивно исследующая свой, Гавайский, и другие плюмы планеты, «докопались» до глубинного корня Исландии на границе мантии и земного ядра. Но такой, стоячий плюм - скорее исключение (довольно долго дававшее последнее оружие ярым противникам тектоники плит и вообще любых горизонтальных движений). Плюм Гавайев прожигает цепочкой дырок-вулканов проходящую океаническую литосферную плиту, которая движется издалека, от Америки, где подводный рифтовый хребет не такой уж и срединный, а скорее окраинный.