Участник:Мурад Зиналиев/Кризис теории тектоники литосферных плит

Кризис теории тектоники литосферных плит

Кризис теории тектоники литосферных плит заключается в противоречии системы её взглядов, суждений и положений, геологическим данным, которые свидетельствуют об ошибочности идеи повторяющегося процесса сборки и распада суперконтинентов в различных областях земного шара.

Краткий список проблем теории тектоники литосферных плит

Рис. 16. Модели строения Земли: а – традиционная модель, распространённая в настоящее время; б – новая модель, основанная на анализе сейсмотомографических карт и данных о сейсмических границах. Мощности могут варьировать в пределах до 10%.

При этом существует ряд неразрешенных до настоящего времени проблем этой теории, как, например:

1. нет объяснения ускоренному характеру расширения океанического дна за предыдущие 250 млн лет [1, 21];
2. на поверхности земной коры в современную эпоху хорошо изучены процессы спрединга, а также измерены его скорости; например, в зонах срединно-океанических хребтов она составляет 10-170 мм/год [1, 12, 22, 52, 60];
3. для объяснения всеобщего совпадения структуры и состава горных пород, а также схожести флоры и фауны прошедших геологических эпох по краям противоположно расположенных континентов приходится предполагать существование повторяющегося процесса их распада и сборки в разнообразные суперконтиненты в различных областях земного шара, раскрывая и закрывая целые океаны (см. рис. 6) [19, 32, 50, 58]; однако процесс субдукции, необходимый для реализации этого сюжета не находит своего эмпирического подтверждения:

• мантия имеет слоистую структуру (см. рис. 7) [17], а значит, градиент температуры в недрах планеты меньше или равен адиабатическому градиенту температуры; в этих условиях процесс циркуляции мантийного вещества невозможен, поскольку механизма, который мог бы обеспечить дрейф литосферных плит, не существует;
• плотность мантии выше плотности пород океанической коры, а потому идея субдукции противоречит физическому феномену под названием «закон Архимеда» [11, 23];
• отсутствуют инструментально полученные данные в отношении скоростей субдукции, например, скоростей сокращения расстояний между береговой линией и близлежащими островами в океане [1, 12, 23];
• разбуривание континентальных склонов глубоководных желобов показало, что они сложены сериями отложений островных дуг или континентов, в то время как зоны субдукции (погружения океанической плиты под материковую или другую океаническую плиту) должны содержать аккреционные призмы, образованные в результате среза мягких осадочных пород и неровностей твёрдых горных пород, неизбежно возникающие при проскальзывании одной плиты под другую [12] (см. рис. 18) — парадокс субдуцирующих слэбов.

Имеется множество других эмпирических данных, опровергающих гипотезу существования зон субдукции [1, 12, 21, 22, 23, 53, 59].

Рис. 17. Распространённые представления о зоне субдукции. Исследования показали, что аккреционная призма континентального склона в действительности сложена сериями отложений островных дуг или континентов, а не из осадочных и твёрдых горных пород океанического дна, как это должно происходить на границе сопряжения двух плит. Кроме того, более высокая плотность материала астеносферы должна выталкивать на поверхность менее плотную твёрдую океаническую кору, не позволяя ей погружаться в земную мантию.

Парадокс субдуцирующих слэбов

Сторонники теории тектоники литосферных плит приводят существование субдуцирующих слэбов в качестве неоспоримого доказательства реальности существования субдукции.

На рисунке 18 представлен гладкий и в достаточной мере пологий изгиб Тихоокеанской плиты, погружающейся под Марианскую микроплиту. Тем не менее этот процесс должен сопровождаться экскавацией (срезанием) неровностей океанического дна при сопряжении плит непосредственно на границе предполагаемой зоны субдукции. За прошедшие десятки миллионов лет аккреционная призма должна была бы принять форму горной цепи соответствующих отложений вместо Марианской впадины. Тем не менее этот процесс должен сопровождаться экскавацией (срезанием) неровностей океанического дна (включая такие объекты, как горного пик на рисунке 18, высота которого соизмерима с толщиной океанической плиты) при сопряжении плит непосредственно на границе предполагаемой зоны субдукции. За прошедшие десятки миллионов лет аккреционная призма должна была бы принять форму горной цепи соответствующих отложений вместо Марианской впадины.

Однако геологические данные указывают на то, что аккреционная призма сложена из отложений островных дуг (см. рис. 18), а не из материала, образованного в результате экскавации в процессе погружения окраины Тихоокеанской плиты под Марианскую микроплиту.

В действительности, Марианская впадина представляет из себя рифт (разлом) — один из фрагментов Западно-Тихоокеанского рифтового пояса (см. рис. 10), который никак не вписывается в концепцию продолжающегося процесса субдукции. Пунктирная линия на рисунке 19 обозначает направление, в котором Тихоокеанская плита (справа от разлома) будто бы субдуцирует (погружается) под Марианскую микроплиту (слева от разлома).

Рис. 18. Доминирующие представления о геологических процессах в зоне Марианской островной дуги.

Рис. 19. Схема рельефа океанического дна в окрестностях Марианской впадины. Пунктирная линия обозначает направление, в котором Тихоокеанская плита (справа от разлома) будто бы субдуцирует (погружается) под Марианскую микроплиту (слева от разлома).

Рис. 20. Геодинамическая обстановка в Марианском бассейне. Между двумя изогнутыми цепями гор вулканической природы находится зона спрединга.

Парадокс субдуцирующих слэбов разрешается, если учесть, что в задуговой части бассейна Марианской впадины расположена зона спрединга (Axis of Back-Arc Spreading) с вулканической и тектонической активностью (см. рис. 20, 21), которая формирует рельеф этого региона земного шара:

• происходит вертикальный подъём части островной дуги, находящейся к западу от Марианской впадины,
• одновременное с вертикальным подъёмом, расширение основной части Марианской островной дуги в течение 50 млн лет оказывает давление в горизонтальном направлении, которое влияет на формирование рельефа всего горного образования,
• в настоящее время эта зона спрединга продолжает расширяться, причём скорости расширения в противоположных направлениях от линии разлома не одинаковые,
• в результате магматической активности в зоне вулканической дуги Марианской микроплиты, аккреционная призма наращивает размеры и массу;
• свою очередь, западная окраина Тихоокеанской плиты под весом непрерывно увеличивающей массы горных пород аккреционной призмы постепенно погружается вглубь земной коры и верхней мантии в ходе перевода всего массива в состояние изостазии (см. рис. 21),
• судя по реальной форме рельефа, включающего в себя более поздний разлом (меньший угол разлома в нижней части рифта), а также величину угла первичного разлома порядка 120°, Марианская впадина разрастается.

Рис. 21. Схема реальных геологических процессов в зоне Марианской островной дуги. Марианская впадина представляет из себя разлом старой океанической коры, который произошёл в результете её изгиба под воздействием веса аккреционной призмы.