Тектонічні гіпотези
 
а б в г д е ж з и й к л м н о п р с т у ф х ц ч ш щ ъ ы ь э ю я
 

Тектонічні гіпотези

Тектонічні гіпотези, науково обгрунтовані припущення про причини рухів і деформацій земної кори, що створюють її структуру. Питання про причини тектонічних деформацій не можна вважати остаточно вирішеними, оскільки основне джерело їх виникнення слід шукати в мантії Землі, а точні дані про стан і рух речовини нижче підошви земної кори відсутні. Недостатньо використані також можливості кількісної обробки даних регіональної і історичної геології, що дозволяють відновити хід ендогенних процесів в планетарному масштабі (розвиток трансгрессий і регресій, поднятій і опускань, складчастості, магматізма і т. п.). Тому існує безліч Т. р., що убачають причини тектонічного розвитку у вельми різних чинниках. Все наявні гіпотези можна об'єднати в дві групи: гіпотез фіксизма, в основі яких лежить припущення про незмінність взаємного розташування окремих глиб земної кори впродовж геологічної історії і провідної ролі вертикальних тектонічних рухів, і гіпотез мобілізма, що допускають крупні переміщення материкових глиб кори в горизонтальному напрямі і що відводять цим горизонтальним рухам основну роль.

  Перша спроба науково пояснити деформацію пластів гірських порід була зроблена в 18 ст А. Р. Вернером в гіпотезі нептунізму, яка розглядала порушення горизонтального залягання шарів як результат підводних зсувів або обвалів. Тоді ж була висунута гіпотеза плутонізму Дж. Геттона . в основі якої лежала ідея про переважання в розвитку Землі вертикальних поднятій. Ця ідея була розвинена в першій чверті 19 ст німецьким вченими Л. Бухом. А. Гумбольдтом і Б. Штудером, які пояснювали утворення складчастих гірських споруд підйомом магми при вулканічних і інтрузивно-магматичних процесах (гіпотеза «кратерів піднімання»). Проте таке пояснення виявилося недостатнім, і в 2-ій половині 19 — початку 20 вв.(століття) майже загальне визнання отримала контракційна гіпотеза, в розробці якої брали участь Л. Елі де Бомон . А. Гейм, Е. Зюсс . Х. Джефріс, а з російських геологів — А. П. Карпінський, Ф. Н. Чернишев, І. Ст Мушкетів, А. П. Павлов, До. І. Богданович. Контракційна гіпотеза виходила з уявлення про спочатку розплавленою і такою, що поступово охолоджується Землі (гіпотеза космогонії Канта — Далласа). Тектонічні деформації вона пояснювала охолоджуванням Землі і скороченням її радіусу; те, що зім'яло шарів в складки розглядалося як результат стискування під дією горизонтальних сил, що виникають в земній корі при скороченні розмірів планети. Проте відкриття радіоактивності гірських порід поставило під сумнів вихідне положення контракційної гіпотези — про спочатку розплавленою і Землі, що охолоджується. Було показано, що теплова енергія, що виділяється при радіоактивному розпаді, компенсує (можливо навіть з лишком) втрату тепла Землею. У 1-ій половині 20 ст на зміну контракційній гіпотезі висуваються гіпотези глибинної диференціації, подкорових течій, пульсаційна, переміщення (дрейфу) материків, розширення Землі.

  Гіпотеза глибинної диференціації (голландський учений Р. Ст ван Беммелен і радянський геолог Ст Ст Белоусов) заснована на концепції первинно холодної Землі. Висока температура її надр пояснюється розігріванням за рахунок виділення тепла при розпаді радіоактивних елементів. Розігрівання викликає часткове плавлення речовини мантії і його диференціацію, яка виявляється нерівномірно; у зонах максимального накопичення виплавленої легені силікатного матеріалу формується кора материків. Відповідно до закону ізостазії відбувається піднімання верхніх шарів кори і утворення возвишенностей. Т. о., первинними вважаються вертикальні рухи. Складчастість розглядається частково як прояв гравітаційного тектогенезу (результат того, що зім'яло шарів при обповзанні мас на схилах возвишенностей), частково як наслідок підйому глибинних мас кори уздовж осі складчастих споруд при регіональному метаморфізмі і гранітообразованії (глибинний діапірізм, Белоусов); при цьому на периферії цих споруд виникає складчастість, пов'язана з розсовуванням і зім'яло осадових товщ. Формування океанічних западин розглядається як результат опускання їх дна без значного розтягування з перетворенням материкової кори в тоншу базальтову (так звана океанізация, або базіфікация, кора — Ст Ст Белоусов, С. І. Субботін).

  Гіпотеза подкорових течій (австрійський тектоніст О. Ампферер, німецькі учені Р. Швнннер і Е. Краус, голландський геофізик Ф. Венінг Мейнес) допускає існування в мантії круговороту конвекційних течій, що захоплюють за собою земну кору і що викликають тим самим її деформації; серед рухів земної кори рівне значення надається і вертикальним, і горизонтальним. Залишається не цілком доведеним само існування і можливість освіти в мантії постійних або тривалих конвекційних течій.

  Пульсаційна гіпотеза (американський геолог В. Х. Бачер, радянські учені М. А. Усов і В. А. Обручев) доповнила ідею контракційної гіпотези про стискування Землі уявленням про чергування глобальних епох стискування і епох її розширення, намагаючись пояснити на цій основі явища магматізма, трансгресії і регресії Світового океану і деякі ін. явища, не пояснені контракційною гіпотезою.

  Гіпотеза розширення Землі (німецький геолог О. Хильгенберг, угорський геофізик Л. Едьед, американський геолог Б. Хейзен і ін.) представляє спробу пояснити походження океанічних западин розсовуванням материкових глиб унаслідок збільшення радіусу Землі в ході геологічного часу. Причини такого розширення залишаються, проте, неясними.

  Принципово новий підхід до тектонічних процесів пов'язаний з появою гіпотези переміщення материків (американський геолог Ф. Тейлор і особливо німецький геофізик А. Вегенер). Гіпотези дрейфу допускають можливість крупних (у тисячі км. ) горизонтальних переміщень материкових глиб по подкоровим шарах або разом з ними (унаслідок подкорових течій в мантії Землі). Причиною таких переміщень спочатку вважалися сили, що виникають при обертанні Землі.

  В 60—70-і рр. 20 ст ідеї мобілізма було відроджено на новій фактичній основі у вигляді «нової глобальної тектоніки», або «тектоніки плит» (американські учені Х. Хесс, Р. Діц і ін.). Ця гіпотеза передбачає існування подкорових конвекційних течій і спирається на дані палеомагнетизму, сейсмології, особливості магнітних аномалій і результати буріння дна океанів. Згідно з «новою глобальною тектонікою», порівняно крихка літосфера, що підстилає пластичною астеносферою, розділена на жорсткі плити, відокремлені один від одного тектонічними розривами (швами) по осьових лініях сейсмічних поясів Землі. Плити включають не лише материки, але і «припаяні» до них частини океанічного дна, що утворилися головним чином протягом мезозою і кайнозою. Плити випробовують один відносно одного раздвіг (з утворенням ріфтов і потім океанів), поддвіг (із зануренням однієї плити під іншу) або горизонтальний зсув типа зрушення. Розширення літосфери в області океанів і новоутворення океанічної кори компенсуються скороченням поверхні земної кори при підсовуванні (субдукциі) одних плит під інших в периферії океанів, в області острівних дуг, а також біля підніжжя молодих складчастих хребтів (Передгімалайський прогин і ін.). Це підтверджується розподілом напруги у вогнищах землетрусів. Зім'яло шарів в таких зонах стискування кора виражається в складчастості гірських порід . Геодезичні дані вказують на розсовування глиб (Північно-східна Африка), їх взаємне ковзання по розломах із швидкістю 0,5—3 см в рік (Каліфорнія) або зближення по надвігам (Таджикистан). Значення швидкості горизонтальних переміщень того ж порядку визначаються за палеомагнітними даними, по ширині смуг магнітних аномалій уподовж средінноокеанічеських хребтів і на підставі палеогеографічних реконструкцій.

  Досить повне і просте пояснення всіляких геологічних, геофизичних і геохімічних фактів з позицій «нової глобальної тектоніки» з'явилося причиною швидкого і широкого успіху цієї концепції. Проте в гіпотезі є і багато неясних положень, наприклад уявлення про рушійну силу, що переміщає плити, характер геологічних процесів в рифтових зонах серединних хребтів, механізм підсовування і засмоктування океанічної кори в зонах острівних дуг, причини тектонічних процесів усередині плит літосфери, і, зокрема, континентальних платформ і ін. Робляться спроби здолати ці недоліки, пояснити з позицій «нової глобальної тектоніки» утворення родовищ корисних копалини. Ймовірно, вибір між конкуруючими моделями і створення загальної теорії розвитку земної кори стане можливим після накопичення геодезичних даних про взаємне переміщення материків і достовірніших відомостей про склад і будову літосфери (особливо під океаном) і глибших оболонок Землі.

  Літ.: Белоусов Ст Ст, Основи геотектоніки, М., 1975; Кропоткин П. Н., Еволюція Землі, М., 1964; Хаїн Ст Е., Загальна геотектоніка, 2 видавництва, М., 1973; Проблеми глобальної тектоніки. Сб. ст., М., 1973; Нова глобальна тектоніка. Сб. ст., пер.(переведення) з англ.(англійський) М., 1974.

  П. Н. Кропоткин.