Новая модель развития Земли

Итак, тектоника плит, сохраняя свое значение в качестве основного инструмента анализа истории тектонических движений, деформаций и магматизма, становится лишь частным элементом более общей теории Земли, глобальной геодинамической модели, контуры которой начинают все более явственно намечаться. Эта модель должна учитывать многооболочечное строение Земли и, с одной стороны, автономность протекающих в каждой из оболочек процессов, а с другой стороны, их взаимодействие, которое может носить переменный характер. Должно быть признано равноправие, в объеме всей Земли, конвективного и адвективного (плюм-тектоника) тепломассопереноса. Модель должна также учитывать существование многопорядковой периодичности в изменении эндогенной активности Земли наряду с проявлением общей тенденции снижения этой активности в связи с исчерпанием запасов внутреннего тепла. Иначе говоря, модель должна иметь временную, историческую компоненту, а не только отражать сиюминутную динамику. Наконец Земля в ней должна рассматриваться как открытая система, подверженная влиянию процессов, протекающих в околоземном космическом пространстве [4].

Работа над созданием глобальной геодинамической модели, отвечающей перечисленным критериям, уже активно ведется как в нашей стране, так и за рубежом. На данный момент в этом направлении больше всего преуспели наши японские коллеги, судя по опубликованной ими серии статей в юбилейном, сотом номере Журнала Японского Геологического Общества за 1994 год. Основные положения предложенной ими геодинамической модели таковы.

В Земле выделяется по характеру господствующих геодинамических процессов три главных области (рис. 6): тектоносфера, охватывающая кору и верхнюю мантию с переходной зоной, нижняя мантия и ядро. В тектоносфере господствует тектоника плит, в нижней мантии — плюм-тектоника мантийных струй и в ядре — «тектоника роста», выражающаяся в разрастании внутреннего ядра за счет внешнего. В связи с тем, что Земля, находясь в холодном космическом пространстве, охлаждается сверху, первотолчком в геодинамических процессах служит погружение в зонах субдукции пластин охлажденной океанской литосферы. Достигнув границы на глубине 670 км, эти пластины здесь задерживаются, пока материала не накопится столько, что он начнет «проваливаться» в нижнюю мантию, достигая в конечном счете поверхности ядра. Внедрение этого материала в ядро нарушает проявляющийся в нем режим конвекции и вызывает подъем мантийных струй — плюмов от границы ядра. Достигнув уровня 670 км, эти плюмы расщепляются (рис. 7), проникая далее в верхнюю мантию и порождая здесь восходящие течения, над которыми образуются оси спрединга срединноокеанских хребтов (в дальнейшем они могут отклоняться от породивших их плюмов). Так совершается, согласно японской модели, переход от плюм-тектоники к тектонике плит (плейт-тектонике) [4].

В историческом аспекте, в соответствии с той же моделью, развитие Земли, как и других планет, началось с «тектоники роста», т. е. с образования ядра (рис. 8). Оно продолжалось временем господства плюм-тектоники, которая уже в архее начала сменяться в верхних оболочках Земли плейт-тектоникой. Подобная смена, вероятно, наблюдается в настоящее время на Венере. Марс, по мнению японских исследователей, уже миновал стадию плейт-тектоники и вступил в стадию общего сжатия литосферы, а Меркурий и Луна почти полностью утратили глубинную активность и на них господствуют экзогенные, вызванные внешними воздействиями процессы.

Кратко пересказанная выше концепция несомненно является сегодня наиболее прогрессивной. Естественно, однако, что она не лишена недостатков. Главным из них представляется недооценка влияния на земные, не только поверхностные, но и глубинные процессы, космического фактора, обусловленного перемещением Земли и всей Солнечной системы по галактической орбите и ее периодическим пересечением скоплений космической пыли. Попытки учесть этот фактор уже предприняты в отечественной науке [4].