Происхождение и геологическая история Земли
Из широко известных взглядов на происхождение Земли ближе всего современным научным фактам отвечает теория О.Ю. Шмидта (1948), согласно которой Земля и другие сателлитные объекты Солнца являются производными космического газо-пылевидного облака. В процессе неравномерных вихревых движений в различных его частях произошло обособление сгустков, послуживших субстратом протопланетарных и других тел Солнечной системы. По мере удаления от Солнца планет, вращающихся вокруг него по эллиптическим орбитам, выделяются внутренние планеты и отделенные от них поясом астероидов - внешние. К первым из них относятся Меркурий, Венера, Земля и Марс. Ко вторым - Сатурн, Уран, Нептун, Плутон. Внутренние планеты относительно внешних характеризуются меньшими размерами, высокой плотностью, незначительной по массе атмосферой и небольшой скоростью осевого вращения.
Глобальную эволюцию Земли, образованной из космически холодного газо-пылевидного облака, на рубеже 20-21 веков стали моделировать во взаимосвязи с теорией тектоники плит.
В геологической истории развития Земли выделяют три крупных эона с возрастом (млрд. лет назад): катархей (от 4,6 до 4,0-3,6), архей (от 4,0-3,6 до 2,6) и протерозой вместе с фанерозоем (2,6-0,0).
В целом эволюция Земли имеет направленный и необратимый характер от холодной и практически изотропной по составу и строению безжизненной планеты в катархее до её современного состояния.
В катархее разогрев Земли осуществлялся за счёт радиогенной и приливной энергии. Последняя максимально проявилась в экваториальном поясе, согласно плоскости орбиты вращения Луны. В начале архея на глубинах более 200 км началось плавление первичного субстрата. Получив глобальное распространение, оно привело к его химико-плотностной дифференциации, зарождению ядра и мантии, и возникновению связанного с нею нового более мощного источника энергии. Энергия гравитационной дифференциации привела к дальнейшему разогреву Земли проявлению зонной плавки, выразившейся в сепарации никеля и оксидов железа от силикатных, менее плотных соединений. В процессе такой сепарации произошло формирование ядра Земли: внешнего, состоящего из расплава железа, и внутреннего - железоникелевого сплава.
С образованием ядра и мантии связаны периодическое упругое сжатие Земли и возникновение восходящих и нисходящих конвективных потоков мантийного вещества и энергии, так называемых плюмов.
Мантийная конвекция, проявившаяся на протяжении всей дальнейшей истории Земли, генерировала глобальные геологические процессы.
В архее над восходящими конвективными патоками возникали маломощные базальтоидные пластины океанической коры. Над нисходящими потоками происходило торошение и скучивание этих пластин с частичным их переправлением. Такие процессы, названные обдукцией, обусловили формирование континентальных литосферных плит. С ними также связано возрастание плотности мантийных пород под океанической корой и последующее, начиная с протерозоя, возникновение зон поддвига плит, или субдукции. Дальнейшее геологическое развитие Земли увязывается с основными теоретическими положениями тектоники литосферных плит.
С момента формирования плотного земного ядра (2,8-2,6 млрд. лет назад) эволюция континентальной коры протекала циклично в процессе разогрева или охлаждения мантии и периодического изменения скорости и направления конвективного массообмена. В процессе химико-плотностной конвекции в мантии последовательно и попеременно возникали одноячеистые (четные) и сменявшие их двухъячеистые (нечетные) конвективные структуры.
Синхронно с одноячеистыми структурами происходило столкновение континентальных плит с образованиями суперконтинентов и коллизионных складчатых поясов. С двухъячеистыми структурами связаны деструктивные эпохи (2.3, 1.5 и 0,7 млрд. лет), сопровождавшиеся расколами континентов и активными проявлениями базальтоидного магматизма в рифтовых зонах.
Обособление в конце архея в начале протерозоя над нисходящими в мантии конвективными потоками относительно легкого силикатного расплава привело к его всплытию и формированию в экваториальной части Земли первого в её истории суперконтинента Моногеи. Спустя 200 млн. лет произошло его дробление, в результате которого многие ранее спаявшиеся в кеноранскую эпоху глобальной орогении континентальные плиты (щиты) вновь обособились. В следующие чётные после архея конвективные циклы (nc - 2,4 и 6) и совпадающие с ними по времени глобальные орогении (свекофенская 1,9-1,8; гренвильская 1,1-1,0; герцинская 0,3-0,2 млрд. лет) произошло образование единых суперконтинентов (соответственно: Мегагеи, Мезогеи и Пангеи) с глобальными складчатыми поясами.
Периоды стабилизации этих суперконтинентов (100-150 млн. лет) сменялись более продолжительными периодами их раскола.
Эпоха распада Мегагеи характеризуется возникновением в раннем рифее внутриплатформенных рифтов и авлакогенов и глобальных анорогенных вулкано-плутонических поясов по окраинным рифтогенным структурам (например, Северо-Американской платформы или западной окраины Восточно-Европейской платформы).
Сформировавшаяся в среднем рифее на одноячеистой конвективной структуре Мезогея в позднем рифее и венде распалась с возникновением двухячеистой конвективной структуры на два приполярных суперконтинента: северный - Лавразию и южный - Гондвану, разделенных широким кольцевым океаническим бассейном Прототетис. Лавразия развивалась на восходящем конвективном потоке в мантии с образованием в венде рифтов и сопряженных с ними пассивных континентальных окраин. Напротив, в это время Гондвана под воздействием нисходящего конвективного потока испытывала напряжение сжатия, что привело к возникновению орогенов на месте океанических трогов и бассейнов.
Деструктивные процессы пятого конвективного цикла достигли апогея около 0,7 млрд. лет назад, после чего центробежный дрейф континентов изменил направление к их консолидации в суперконтинент - Пангею
Конфигурация Пангеи по длине была ориентирована вдоль оси вращения Земли. Распад Пангеи в мезозое и кайнозое в результате последующего центробежного дрейфа континентов, соответствующего седьмому конвективному циклу, привел к современному их расположению. Возникновение следующего суперконтинента, названного Гипергеей, возможно произойдет через 1,6 млрд. лет.
Геодинамические обстановки, реконструируемые по геологическим и рудным формациям и комплексам, палеомагнитным и геоморфологическим данным, возникали в различные геологические эпохи (циклы) в результате взаимодействия литосферных плит между собой и внутриплитных тектонических процессов. Такие обстановки выделяют по типам земной коры и подвижности.
Как известно, по составу и строению различают континентальный и океанический типы земной коры, слагающие соответственно континенты и подстилающую акваторию (ложе) океанов, и переходный между ними субконтинентальный и субокеанический типы.
Из широко известных взглядов на происхождение Земли ближе всего современным научным фактам отвечает теория О.Ю. Шмидта (1948), согласно которой Земля и другие сателлитные объекты Солнца являются производными космического газо-пылевидного облака. В процессе неравномерных вихревых движений в различных его частях произошло обособление сгустков, послуживших субстратом протопланетарных и других тел Солнечной системы. По мере удаления от Солнца планет, вращающихся вокруг него по эллиптическим орбитам, выделяются внутренние планеты и отделенные от них поясом астероидов - внешние. К первым из них относятся Меркурий, Венера, Земля и Марс. Ко вторым - Сатурн, Уран, Нептун, Плутон. Внутренние планеты относительно внешних характеризуются меньшими размерами, высокой плотностью, незначительной по массе атмосферой и небольшой скоростью осевого вращения.
Глобальную эволюцию Земли, образованной из космически холодного газо-пылевидного облака, на рубеже 20-21 веков стали моделировать во взаимосвязи с теорией тектоники плит.
В геологической истории развития Земли выделяют три крупных эона с возрастом (млрд. лет назад): катархей (от 4,6 до 4,0-3,6), архей (от 4,0-3,6 до 2,6) и протерозой вместе с фанерозоем (2,6-0,0).
В целом эволюция Земли имеет направленный и необратимый характер от холодной и практически изотропной по составу и строению безжизненной планеты в катархее до её современного состояния.
В катархее разогрев Земли осуществлялся за счёт радиогенной и приливной энергии. Последняя максимально проявилась в экваториальном поясе, согласно плоскости орбиты вращения Луны. В начале архея на глубинах более 200 км началось плавление первичного субстрата. Получив глобальное распространение, оно привело к его химико-плотностной дифференциации, зарождению ядра и мантии, и возникновению связанного с нею нового более мощного источника энергии. Энергия гравитационной дифференциации привела к дальнейшему разогреву Земли проявлению зонной плавки, выразившейся в сепарации никеля и оксидов железа от силикатных, менее плотных соединений. В процессе такой сепарации произошло формирование ядра Земли: внешнего, состоящего из расплава железа, и внутреннего - железоникелевого сплава.
С образованием ядра и мантии связаны периодическое упругое сжатие Земли и возникновение восходящих и нисходящих конвективных потоков мантийного вещества и энергии, так называемых плюмов.
Мантийная конвекция, проявившаяся на протяжении всей дальнейшей истории Земли, генерировала глобальные геологические процессы.
В архее над восходящими конвективными патоками возникали маломощные базальтоидные пластины океанической коры. Над нисходящими потоками происходило торошение и скучивание этих пластин с частичным их переправлением. Такие процессы, названные обдукцией, обусловили формирование континентальных литосферных плит. С ними также связано возрастание плотности мантийных пород под океанической корой и последующее, начиная с протерозоя, возникновение зон поддвига плит, или субдукции. Дальнейшее геологическое развитие Земли увязывается с основными теоретическими положениями тектоники литосферных плит.
С момента формирования плотного земного ядра (2,8-2,6 млрд. лет назад) эволюция континентальной коры протекала циклично в процессе разогрева или охлаждения мантии и периодического изменения скорости и направления конвективного массообмена. В процессе химико-плотностной конвекции в мантии последовательно и попеременно возникали одноячеистые (четные) и сменявшие их двухъячеистые (нечетные) конвективные структуры.
Синхронно с одноячеистыми структурами происходило столкновение континентальных плит с образованиями суперконтинентов и коллизионных складчатых поясов. С двухъячеистыми структурами связаны деструктивные эпохи (2.3, 1.5 и 0,7 млрд. лет), сопровождавшиеся расколами континентов и активными проявлениями базальтоидного магматизма в рифтовых зонах.
Обособление в конце архея в начале протерозоя над нисходящими в мантии конвективными потоками относительно легкого силикатного расплава привело к его всплытию и формированию в экваториальной части Земли первого в её истории суперконтинента Моногеи. Спустя 200 млн. лет произошло его дробление, в результате которого многие ранее спаявшиеся в кеноранскую эпоху глобальной орогении континентальные плиты (щиты) вновь обособились. В следующие чётные после архея конвективные циклы (nc - 2,4 и 6) и совпадающие с ними по времени глобальные орогении (свекофенская 1,9-1,8; гренвильская 1,1-1,0; герцинская 0,3-0,2 млрд. лет) произошло образование единых суперконтинентов (соответственно: Мегагеи, Мезогеи и Пангеи) с глобальными складчатыми поясами.
Периоды стабилизации этих суперконтинентов (100-150 млн. лет) сменялись более продолжительными периодами их раскола.
Эпоха распада Мегагеи характеризуется возникновением в раннем рифее внутриплатформенных рифтов и авлакогенов и глобальных анорогенных вулкано-плутонических поясов по окраинным рифтогенным структурам (например, Северо-Американской платформы или западной окраины Восточно-Европейской платформы).
Сформировавшаяся в среднем рифее на одноячеистой конвективной структуре Мезогея в позднем рифее и венде распалась с возникновением двухячеистой конвективной структуры на два приполярных суперконтинента: северный - Лавразию и южный - Гондвану, разделенных широким кольцевым океаническим бассейном Прототетис. Лавразия развивалась на восходящем конвективном потоке в мантии с образованием в венде рифтов и сопряженных с ними пассивных континентальных окраин. Напротив, в это время Гондвана под воздействием нисходящего конвективного потока испытывала напряжение сжатия, что привело к возникновению орогенов на месте океанических трогов и бассейнов.
Деструктивные процессы пятого конвективного цикла достигли апогея около 0,7 млрд. лет назад, после чего центробежный дрейф континентов изменил направление к их консолидации в суперконтинент - Пангею
Конфигурация Пангеи по длине была ориентирована вдоль оси вращения Земли. Распад Пангеи в мезозое и кайнозое в результате последующего центробежного дрейфа континентов, соответствующего седьмому конвективному циклу, привел к современному их расположению. Возникновение следующего суперконтинента, названного Гипергеей, возможно произойдет через 1,6 млрд. лет.
Геодинамические обстановки, реконструируемые по геологическим и рудным формациям и комплексам, палеомагнитным и геоморфологическим данным, возникали в различные геологические эпохи (циклы) в результате взаимодействия литосферных плит между собой и внутриплитных тектонических процессов. Такие обстановки выделяют по типам земной коры и подвижности.
Как известно, по составу и строению различают континентальный и океанический типы земной коры, слагающие соответственно континенты и подстилающую акваторию (ложе) океанов, и переходный между ними субконтинентальный и субокеанический типы.
Комментариев нет:
Отправить комментарий