Главная Случайная страница


Полезное:

Как сделать разговор полезным и приятным Как сделать объемную звезду своими руками Как сделать то, что делать не хочется? Как сделать погремушку Как сделать так чтобы женщины сами знакомились с вами Как сделать идею коммерческой Как сделать хорошую растяжку ног? Как сделать наш разум здоровым? Как сделать, чтобы люди обманывали меньше Вопрос 4. Как сделать так, чтобы вас уважали и ценили? Как сделать лучше себе и другим людям Как сделать свидание интересным?


Категории:

АрхитектураАстрономияБиологияГеографияГеологияИнформатикаИскусствоИсторияКулинарияКультураМаркетингМатематикаМедицинаМенеджментОхрана трудаПравоПроизводствоПсихологияРелигияСоциологияСпортТехникаФизикаФилософияХимияЭкологияЭкономикаЭлектроника






Итак, что же характерно для вулканических кольцевых структур?





Во-первых, полосовое распределение. Во-вторых, четкая приуроченность к зонам крупных продольных глубинных разломов — шовных сочленений разнородных блоков земной коры, отличающихся возрастом и строением гранитно-метаморфического слоя В-третьих, особая роль разломов, поперечных к простиранию вулканических поясов узлы пересечения продольных и поперечных разломов, как правило, предопределяют расположение важнейших вулканических узлов, что особенно характерно для Охотско-Чукотско-го, Приморского и Катазиатского вулканических поясов, в меньшей мере — для Восточно-Тавро-Малокавказского, вулканического пояса. В-четвертых, расположение мелких кольцевых структур вдоль ограничений крупных вулканотек-тонических депрессий наподобие спутников-сателлитов, напоминающих шарикоподшипники

Плутонические подкоровые кольцевые структуры, связанные с мантийным магматизмом, изучены преимущественно на Африка-но-Аравийском кратоне — устойчивой малоподвижной части земной коры древнего возраста и на Восточно-Европейской платформе

Наиболее крупные мезо- и ми

Рис 2 Карбонагитовые и кимберлито-вые кольцевые тела Африки, 1 — карбонатиты, 2 — кимберлиты

 

ни-структуры этих регионов связаны с внедрением габбро-анорто-зитовых и щелочно-ультраоснов-ных магм и приуроченных к образованию Бушвельдского комплекса (три кольцевые структуры, расположенные цепочкой), массивов Манама на о-ве Мадагаскар, Хибинского и Ловозерского плуто-нов на Балтийском щите. Возраст их колеблется от раннепротеро-зойского до палеозойского.

С внедрением щелочных под-коровых магм, карбонатитов, а также кимберлитов палеозойского, мезозойского и кайнозойского возрастов связаны, как правило, микроструктуры размером от 1 километра до 15—20 километров в поперечнике. Среди интрузий, обусловивших формирование этих структур, наряду с небольшими штоками и диатремами присутствуют кольцевые и конические интрузий: комплексы Саламо в Судане, Мулл на Британских о-вах, Кондер в Сибири и др

Известный раннепротерозой-ский массив Бушвельд образован рядом крупных кольцевых структур диаметром до 200 километров. Их кольцевое строение подчеркивается концентрическим расположением выходов и вулканогенных комплексов, а также вмещающих осадочных комплексов.

Одна из наиболее известных кольцевых структур Африки — структура Ришат, расположенная в пределах синеклизы Таудени. Она находится в поле развития рифейских и нижне-, среднепалео-зойских отложений на восточном склоне массива Регибат. Установлено, что структура Ришат связана с интрузией долеритов. Подобные кольцевые структуры, но меньшего размера обнаружены на аэрофотоснимках южного обрамления массива Ахаггар, где они также связаны с интрузиями.

Следует особо подчеркнуть, что Африканский континент характеризуется широким развитием щелочных пород и связанных с ними карбонатитов, слагающих интрузий кольцевого строения (рис. 2). По времени проявления щелочной магматизм охватывает возрастной диапазон от раннего докембрия до современных излияний.

Кимберлиты широко распространены в Южной, Центральной и Западной Африке и в меньшей степени на востоке континента. Тела их обычно имеют форму трубок, даек, жил. Далеко не все известные ныне тела кимберлитов содержат алмазы. Так, 25 лет назад в ЮАР было известно 250 кимбер-литовых тел, и лишь из 25 извлекались алмазы. Сейчас только в одной Анголе насчитывается около 700 кимберлитовых тел

Имеющиеся данные позволяют

выделить два временных интервала образования кимберлитов: до-кембрийский и мезозойский. В докембрии, по изотопным данным, большинство тел относится к рифею (1400—1300 миллионов лет назад)

В последние 30—40 лет ким-берлитовые трубки взрыва выявлены и на других континентах Земли, например в Евразии, Северной Америке, Австралии и др. Дешифрирование материалов космических съемок не только подтвердило наличие известных кимберлитовых трубок овальной или кольцевой формы, но и помогло оперативно наметить новые площади возможного их распространения. Небольшое число плутонов (интрузий) центрального типа, генетически связанных с под-коровым щелочным и щелочно-ультраосновным магматизмом, обнаружено и изучено и на территории Евразии. Это Хибинский и Ловозерский плутоны на Кольском полуострове, Кондерская интрузия на Алдане, Ирисуйская в Срединном Тянь-Шане. Сюда же нужно отнести микроструктуры, иногда сопровождающие кимбер-литовые трубки взрыва Восточной Сибири

Наиболее “яркая” из этих структур — широко известная структура Кондер — небольшая, около 10 километров в диаметре, но очень четко выраженная на аэро-и космоснимках всех масштабов. Центральная ее часть сложена ультраосновными интрузивными породами — дунитами, внешнее кольцо образовано резко очерченным концентрическим хребтом и сложено интенсивно деформированными осадочными породами. Кстати, вблизи контакта дунитов с вмещающими породами

находятся тела карбонатитов

Плутонические коровые кольцевые структуры на древних платформах развиты достаточно широко. Характерные их примеры: структуры среднепротерозой- ского Коростеньского плутона на Украинском щите; приуроченные к верхнепротерозойским грани-там Балтийского щита (Стокгольмская и др.), связанные с кольцевыми гранитными массивами в Африке (Ахаггар, Танзания, о-в Мадагаскар).

Наиболее типичны плутонические кольцевые структуры для территорий фанерозойских складчатых поясов, где они составляют более трети всех кольцевых образований. Большие группы подобных структур расположены в Верхоян-ско-Чукотской складчатой системе, вдоль южного обрамления Сибирской платформы (Алтае-Саянская складчатая система, Байкало-Па-томская, Становая область, Буре-инский массив), в Тибете, Куньлу-не, вдоль складчатой системы Кордильер Северной Америки, в Восточной Австралии.

В Евразии эти структуры чаще всего связаны со вскрытыми современной эрозией гранитоидными Плутонами и широко распространены в фанерозойских складчатых поясах, составляя здесь около половины всех кольцевых образований

В областях развития протерозойской континентальной коры количество таких структур, по данным В. А. Буша, В. Н. Брюханова, Е. Д. Сулиди-Кондратьева и других исследователей, значительно меньше, что может объясняться процессами метаморфизма, как бы размывающими четкие очертания плутонических кольцевых структур на древних щитах. Диаметр большинства коровых плутонических кольцевых структур не превышает 50—100 километров. Они образованы обычно субвертикальными зонами скалывания, окружающими по периферии крупные штоки и небольшие батолиты гранитоидов.

Характерно, что многие кольцевые структуры, образованные хоровыми плутоническими телами, можно четко дешифрировать благодаря кольцевому ореолу кон-тактово-метаморфизованных вмещающих пород, формирующих внешний контур кольцевой структуры. В тех же случаях, когда ин-трузивное тело, послужившее причиной формирования кольцевых структур, не вскрыто эрозией, о его присутствии узнают по косвенным признакам. Например, Арка-линская кольцевая структура у восточного побережья озера Балхаш установлена по характерным особенностям гравитационного и магнитного полей.

Известны также коровые структуры диаметром до 200—350 километров, например Зерендин-ская кольцевая структура в Казахстане, кольцевые структуры Бу-реинского массива, Забайкалья, Северной Монголии, Сихотэ-Али-ня.

Коровые плутонические кольцевые структуры гранитоидных интрузий широко развиты практически на всех щитах Африки и Аравии.

На Канадском щите Северной Америки среди полей развития гранитогнейсовых куполов встречается ряд магматогенных структур, имеющих преимущественно плутонический генезис. Эти структуры широко развиты также и в Скалистых горах и западнее — в центральной части Северо-Амери-

канских Кордильер. В Скалистых горах они концентрируются в нескольких зонах; одна из них приурочена к месту поворота гор от субмеридионального направления на субширотное. Здесь выделяется большое количество плутонических структур, представленных лакколитами и штоками гранитов, монцонитов, диоритов, кварцевых и ультраосновных сиенитов.

Плутонические кольцевые структуры Америки образованы разновозрастными гранитоидами Андийского пояса, а также древними гра-нитами Бразильского и Гвианского щитов и представляют особый интерес, поскольку с ними связаны проявления золота, серебра, висмута, редких металлов, меди и других полезных ископаемых.

В целом для плутонических ко-роаых кольцевых структур характерно групповое расположение. В ряде случаев они образуют ареалы или узлы, лежащие на пересечении нескольких глубинных разломов.

Тектоногенные кольцевые структуры относятся ко всем классам размерности и часто представляют собой производные процессы платформенного тектогенеза.

Эти структуры формируются под влиянием вертикальных тектонических движений, но известны и кольцевые структуры, связанные с горизонтальными тектоническими движениями (ротационные). По способу проявления тектонических движений тектоногенные кольцевые структуры могут быть связаны с деформациями изгиба (пликативные), с разрывными дислокациями (дизъюнктивные) или же с явлениями диапиризма (инъ-ективные). К этому же генетическому классу относятся структуры ротационного и сейсмогенного

происхождения. По морфологии тектоногенные кольцевые структуры могут быть положительными, сопровождающимися поднятием ядра или всей кольцевой структуры над рамой; отрицательными, сопровождающимися погружениями; сложными (кольцевыми), когда поднятия и депрессии в пределах кольцевой структуры имеют кольцевую форму. Положительные тектоногенные кольцевые структуры совпадают с положительными тектоническими структурами — антеклизами, сводами, выступами фундамента, валами, крупными антиклинальными складками, неотектоническими поднятиями. Отрицательные тектоногенные кольцевые структуры соответствуют отрицательным тектоническим структурам — сине-клизам, впадинам, прогибам, крупным синклинальным складкам.

Тектоногенные кольцевые структуры представлены кольцами различных размеров. Структуры поперечником в первые сотни километров могут отражать диапиры верхней мантии, которым в земной коре часто соответствуют крупные овальные или округлые депрессии с повышенной мощностью осадочных пород. Тектонические поднятия кольцевой формы размером в десятки и сотни километров в чехле платформы связываются с соответствующими поднятиями консолидированного фундамента, когда многоугольные (полигональные) блоки получают отражение в осадочном чехле в виде округлых или овальных поднятий сводовой формы.

Наиболее крупные и сложно построенные кольцевые тектонические депрессии — впадины Тауде-ни и Конго с диаметрами около 1000 и 800 километров, развивавшиеся с начала рифея и в течение всего фанерозоя (рис. 3) Небольшие кольцевые структуры диаметром до 20—30 километров на платформах отвечают локальным поднятием и овальными складками платформенного чехла. Отрицательных структур среди этой разновидности практически нет.

Не все тектоногенные пликативные кольцевые структуры на платформах точно совпадают с очертаниями геологических структур на картах. Возможно, это связано с тем, что на снимках дешифрируются не собственно складки, а системы тектонической трещинова-тости, сопровождающей их формирование.

Инъективные (диапировые) кольцевые структуры коррелиру-ются с проявлениями соляного и глиняного диапиризма. Они представлены преимущественно небольшими (первые десятки километров) в диаметре структурами, соответствующими соляным штокам, как вышедшим на поверхность (Эльтон, Баскунчак и др. в Прикаспии, соляные купола Персидского залива), так и погребенным под платформенным чехлом (диапиры Северной Германии). Скопления соли, не прорвавшие отложения платформенного чехла (так называемые соляные подушки), проявляются в виде кольцевых структур несколько реже, но по дешифровочным признакам неотличимы от прорванных диапи-ров. Компенсационные и межкупольные депрессии обычно четко проявляются в виде колец, выраженных заметно слабее, чем положительные диапировые структуры,

Непривычно выглядят структуры с дугообразной, спиралевидной или даже вихревой морфоло

 

Рис. 3. Крупные тектогенные кольце вые структуры Африки;

Т — Таудени; К — Конго; А — Алжиро-Ливийская; М — Мурзук; Ку — Куфра

 

гией, которые называются ротационными. Французский геолог А. Кэр, например, обратил внимание на то, что Альпы вместе с Апеннинами образуют S-образ-ный, закрученный против часовой стрелки вихрь. А если вы отвлечетесь от чтения книги и посмотрите на географическую карту Кар-пато-Балканского региона, то сможете убедиться, что дуга Карпат по отношению к Балканам выглядит как вихрь, закрученный в противоположную сторону, т. е. по часовой стрелке. Эти две вихревые системы — Альпо-Апеннинская и Карпато-Балканская — по своей конфигурации в плане почти подобны.

В 1958 году на русский язык была переведена книга мало кому известного тогда геолога Ли Сы-

гуана “Вихревые структуры Севе-ро-Западного Китая”. Ли Сыгуана по праву можно считать одним из создателей ротационной гипотезы образования кольцевых структур.

Киевский геолог О. П. Слензак указал на широкое, практически повсеместное распространение вихревых структур по всему земному шару, включая и континентальные пространства и океанические акватории. О. П. Слензак связал их образование с напряжениями, возникающими в теле Земли в результате неравномерного вращения и периодического действия приливных волн.

С. С. Шульц (мл.) считает, что структуры, имеющие вихревой рисунок, могут отражать, вероятно, застывшее движение струй магматических расплавов.

Итак, читателю известно, что кольцевые структуры земной коры, устанавливаемые при дешифрировании разномасштабных космических снимков, корреспондируют конкретным тектоническим структурам.

Закономерен вопрос: нет ли связи между кольцевыми структурами и сейсмичностью Земли? Ведь сейсмичность можно рассматривать как “эхо” современной структурной перестройки земной коры.

Применив те же самые принципы “кольцевого анализа”, с помощью которых выделялись кольцевые структуры по элементам рельефа, геофизических полей и геологических структур, можно и по сейсмическим данным, именно — по размещению очагов землетрясений в пространстве весьма четко выявить и оконтурить раз-номасштабные кольцевые образования, которые мы предложили в 1983 году называть сейсмическими.

На рис. 4 показано, что три ги-

Рис. 4. Кольцевые структуры Земли, выявленные по сейсмическим данным:

Сейсмические кольца: I—III планетарные — Тихоокеанское (I), Атлантическое (II), Индо-Австралийское (III); региональные — Перуанское (I—II), Сейшельское (Афро-Мадагаскарское) (II—III), Индокитайское (III—I), Алеутское (1А), Северо-Африканское (IIА); 1—4 локальные — Бородинское (1), Аляскинское (Юконское) (2), Большого Бассейна (3), Антильское (Восточно-Карибское) (4). Сейсмолинеамеиты: I—II — Аэово-Индокитайско-Южноатлантический, II—III — Срединно-Атлантический. Точками показаны очаги землетрясений

 

 

гантских (планетарных) сейсмических кольца (ПСК) Земли: Тихоокеанское, Атлантическое и Индо-Австралийское образуют мощный сейсмический пояс субширотного (экваториального) простирания. Диаметры ПСК колеблются от 12 тысяч (Атлантическое) до 14 тысяч километров (Тихоокеанское), что наводит на мысль об их глубинном — мантийном (или ядерном) заложении. Планетарные сейсмические кольца расположены не автономно, а пересекают и перекрывают (иногда весьма значительно) одно другое.

К участкам контактов ПСК Земли, а также к их пересечениям и перекрытиям приурочены региональные сейсмические кольца (РСК) значительно меньших размеров — Перуанское (на пересечении Тихоокеанского и Атлантического ПСК), оконтуривающие Перуанскую океаническую котловину или плиту Наска; Сейшельское или Афро-Мадагаскарское (на контакте Атлантического и Ин-до-Австралийского ПСК) и Индокитайское (на перекрытии Иидо-Австралийского ПСК Тихоокеанским). Северо-восточный сегмент Атлантического ПСК осложнен Се-веро-Африканским РСК, в значительной степени оконтуривающим Северо-Африканскую океаническую котловину, а северное замыкание Тихоокеанского ПСК — Алеутским РСК, точнее — полукольцом. Диаметр РСК, как и ширина зон концентрации очагов землетрясений (т. е. расстояние между внутренней и внешней границами колец), в 2,5—3 раза меньше диаметра ПСК и не превышает 5000 километров.

По размещению очагов землетрясений намечаются также локальные сейсмические кольца (ЛСК), часто приуроченные к ПСК (ЛСК Большого Бассейна осложняет Тихоокеанское ПСК) и РСК (Бородинское ЛСК, которое расположено между островами Рю-кю — на западе и Нампо — на востоке на площади перекрытия Тихоокеанского ПСК и Индо-Австра-лийского ПСК,т.е.внутри Индокитайского РСК. Аляскинское ЛСК связано с Алеутским РСК). Наблюдаются локальные сейсмические кольца, пространственно не связанные с сейсмическими кольцами более высокого ранга (Антильское ЛСК в восточной части Карибского моря).

В рамках рассматриваемой схемы кольцевых структур Земли следует, вероятно, по-новому оценить гипотезу о связи кольцевых структур с высокомагнитудными до-кембрийскими землетрясениями, предложенную ранее советским геологом А. И. Петровым (1972).

Далеко не все исследователи восприняли наши построения положительно. Так, профессор геологического факультета МГУ Н. И. Николаев подверг схему сейсмических колец Земли резкой критике. Основной тезис критики — некоторая искусственность построений. Как будут развиваться дальше исследования по поиску взаимосвязей кольцевых структур и сейсмичности, предсказать трудно, но осмелимся высказать предположение, что здесь возможны интересные результаты. Достаточно указать хотя бы на исследования якутских специалистов А. Ф. Петрова и А. М. Боровикова, которые проанализировали закономерные связи между размещением эпицентров сильных (с М>=5,0) землетрясений и, кольцевыми структурами одного из районов Байкало-Станового сейсмического пояса и установили пространственную связь между тектонически выраженными кольцевыми структурами и инструментально установленными эпицентрами.

В данной проблеме многое остается не только неясным, но и не раскрытым, и в первую очередь генетический механизм, связывающий в пространстве кольцевые структуры, приуроченные к позд-неархейским и раннепротерозой-ским комплексам горных пород, и эпицентры современных землетрясений.

Космические (импактиые) кольцевые структуры в ряду кольцевых образований Земли занимают особое место, так как возникли в результате падения крупных небесных тел: болидов или метеоритов, другими словами — в результате метеоритной бомбардировки. Эти кольцевые структуры названы в 1960 году американским геологом Р. Дитцем астро-блемами, что в переводе с греческого обозначает “звездные раны”. Иногда-их называют “им-пакткые”, что в переводе с английского означает “образованные в результате удара”.

В нашей стране изучением аст-роблем занимались многие иссле

дователи, среди них в первую очередь следует назвать А. А. Вальтера, Б. С. Зейлика, А. И. Дабижу, В. Л. Масайтиса, И. А. Нечаеву, В. В. Федынского, В. И. Фельдмана, Л. П. Хрянину и многих других.

Изучение результатов метеоритной бомбардировки имеет существенное значение при изучении планет земной группы. Кольцевые структуры ударного происхождения отчетливо видны и теперь достаточно подробно изучены на многих небесных телах.

Для Луны, Меркурия и Марса метеоритная бомбардировка очевидна. Кратеры здесь — наиболее распространенная форма рельефа. Они составляют непрерывный по размерам ряд от микроструктур до гигантских бассейнов, имеющих тысячи километров в поперечнике. На безатмосферных небесных телах (Меркурий, Луна, Фобос, Деймос и др.) метеоритные кратеры сохранились в прекрасном состоянии. В отличие от разрушенных и погребенных земных астроблем на космических изображениях поверхности планет земной группы и их спутников отчетливо видны все детали строения метеоритных кратеров. Чем древнее поверхность, тем больше количество соударений с метеоритными телами она должна испытать. Используя плотность кратери-рования на некоторых планетах земной группы, удалось выделить структуры разного относительного возраста.

Интересно, что, получив значения плотности кратерирования различных поверхностей Луны и других планет, в частности Марса, и значения абсолютного возраста пород Луны, можно, используя сравнительно-планетологиче-

ский метод, установить абсолютный возраст поверхности Марса.

Не исключено, что в догеоло-гическую стадию становления Земли метеоритная бомбардировка была важнейшим процессом ее развития. К сожалению, следы этой бомбардировки оказались сейчас стертыми последующими геологическими событиями — тектоническими движениями, метаморфизмом, магматизмом, водной и ветровой эрозией и т. п.

Догеологический этап развития Земли можно приближенно восстановить пока только путем сравнительного планетологического анализа. Член-корреспондент АН СССР В. Е. Хаин считает, что на этом этапе ведущим процессом было бомбардирование кратер-ных кольцевых структур и, возможно, излияние базальтовых магм в их пределах из очагов в неглубокой астеносфере.

Более подробно догеологиче-ский этап развития Земли изучался и описан советскими исследователями М. С. Марковым и В. С. Федоровским, которые предполагают, что ранняя Земля должна была подвергаться метеоритной бомбардировке, особенно интенсивной до рубежа 3,9 миллиарда лет назад. Если исходить из плотности метеоритного потока, единого для системы Земля — Луна, то в первые 600 миллионов лет существования нашей планеты на ее поверхности должно было образоваться примерно 25 ударных бассейнов с диаметром около 1000 километров и 2500—3000 бассейнов с диаметром 100 километров.

На рис. 5 показано возможное распространение на одном из полушарий Земли крупных ударных бассейнов с диаметром свыше

Рис. 5. Схема гигантских кольцевых структур предполагаемого происхождения (по Дж Норману и др)

500 километров. В таких бассейнах, считают авторы, происходила интенсивная экскавация, т. е. выброс больших масс горных пород. В ударных бассейнах происходило резкое утонение коры, а в тех случаях, когда ее мощность не превышала 15—20 километров, кора могла быть полностью уничтожена, ибо, как известно, глубина крупных кратеров в момент их образования достигает 1/4—1/5 их диаметра.

Исследования М. С. Маркова и В. С. Федоровского показали, что метеоритная бомбардировка внесла существенный вклад в энергетику ранней Земли. Ими приведены данные, согласно которым образование кратера Маникуаган (Канада) диаметром 100 километров сопровождались мгновенным высвобождением энергий, равной примерно 1023 джоулей, что в 100—1000 раз превышает энергию всех землетрясений на Земле. При этом расплавилось 103 кубо-

километров пород.

Метеоритная бомбардировка должна была сопровождаться и массовым магматизмом. С одной стороны, это были продукты плавления, возникавшие в результате падения метеоритов, так как около 1/3 энергии их ударов уходит на плавление вещества коры и мантии. С другой — из-за повышенной трещиноватости коры и подъема мантийных диапиров происходило заполнение впадин, связанных с метеоритной бомбардировкой, продуктами так называемого инициированного вулканизма. М. С. Марков и В. С. Федоровский своими исследованиями показали, что процесс метеоритной бомбардировки вызвал ощутимые последствия для геодинамики ранней Земли: 1) нарушение жесткости земной коры и создание ее повышенной трещиноватости;

2) возникновение тепловых аномалий и нарушение системы конвек-тивных ячеек, если такие существовали на ранней Земле; 3) появление малоглубинных очагов плавления и заполнение впадин, образовавшихся при ударе крупных метеоритов, продуктами инициированного вулканизма; 4) существование перераспределения,перемешивание вещества коры и мантии (в том случае, если последняя на ранних этапах развития Земли залегла неглубоко) и появление своеобразных смешанных пород типа лунного реголита.

В настоящее время на Земле установлено свыше 100 ударных структур. Распределение их неравномерно и в значительной степени зависит от геологической изученности отдельных регионов. На хорошо изученных континентах, таких, как Европа или Северная Америка, количество их

больше, нежели в Африке, геологическое строение которой изучено недостаточно полно. Изученные на. Земле астроблемы морфологически похожи на кратеры Луны, Марса, Меркурия. Они имеют округлую в плане форму, диаметр не более 100 километров определяется по характерному насыпному валу, выступающему вокруг воронки, по наличию центрального поднятия — центральной горки, отчетливо радиально-кольцевому расположению трещин, присутствию раздробленных пород, следов сотрясений и другим признакам. Однако самый надежный критерий их выделения — обнаружение остатков метеоритного вещества и специфических изменений, происшедших в породах в результате воздействия взрывной волны и высокой температуры при взрыве. Было рассчитано, что при столкновении с горными породами метеоритов, движущихся со скоростью более 3—4 километров в секунду, начальное давление должно равняться 109 Паскалей при температуре 10 000° С. Рассчитано теоретическое время воздействия ударной волны на породу — миллионные доли секунды. За эти мгновения давление резко возрастает. При образовании кратера диаметром 50 километров почти мгновенно выделяется энергия, равная 1022 джоулей. Естественно, что такая энергия не может оставить без последствий породу мишени (рис. 6). При давлениях свыше 5*1010 Паскалей происходит плавление и частичное испарение вещества. Эти термодинамические изменения приводят к серьезным перестройкам горных пород в районе удара.

Таким образом, метеоритный удар, разрушая первозданные

 

Рис 6. Зарисовка сколов обломков породы со следами ударной деформации- а — конус; б — веер; в — игольчатые; г — пирамида (по Л. П. Хряниной)

 

земные породы, приводит к новообразованиям — кратерным структурам, состоящим из днища, кольцевого вала и центрального поднятия.

Брекчии, т. е. породы, возникающие в результате метеоритного взрыва, принято разделять на две группы: перемещенные (ал-логенные) и оставшиеся на месте— не перемещенные (аутигенные).

Каковы же возможности установить генезис брекчированных пород в полевых условиях? Прежде всего импактные образования от земных пород отличаются наличием признаков шок-метаморфизма, который может возникнуть только при мгновенном и резком изменении температуры и давления, обусловленных взрывом. Резкая смена условий должна привести к новообразованиям среди горных пород. Такими новообразованными породами считаются эювиты и тагамиты.

Зювиты — импактные брекчии с несортированными по размерам и неокатанными обломками, с содержанием более 10—15% стекол плавления. По структуре они сходны с вулканическими туфами. По размеру обломков зювиты разделяют на глыбовые (крупнее 20 сантиметров), агломератовые (3—20 сантиметров), лапиллиевые (1—3 сантиметра), мелкообломоч-ные (менее 0,25 сантиметра).

Тагамиты — остывшие ударные расплавы; по существу, это им-пактные лавы. Они образуют дай-ки, пластообразные тела, неправильно изгибающиеся, складчато-линзообразные, трубообразные и неправильной формы в алло-генных брекчиях и зювитах. Мощности их в крупных структурах от долей сантиметра до 100 метров и более. В обнажениях тага-миты сходны с лавами или интру-зивиыми породами, но отличаются от них неоднородностью растворенных обломков пород.

Воздействие шок-метаморфизма приводит к глубинным изменениям минерального состава пород до образования таких характерных для импактных пород минералов, как стишовит и коэсит. Этот процесс обусловливает возникновение в минералах (кварце, полевых шпатах, биотите, амфиболитах) планарных трещин — тонких параллельных нарушений с расстояниями между ними около 20 микрометров.

По размерам астроблемы классифицируются следующим образом:

класс Диаметры астроблем

мини от нескольких метров

до 10 километров мезо 10—50 километров макро 50—100 километров мега свыше 100 километров

 

Мини-астроблемы, или малые кратеры, составляют на Земле наиболее представительную группу импактных структур. Самые мелкие похожи на карстовые воронки, но отличаются от них наличием вала, аллогенной брекчии и метеоритного вещества. К этой группе относятся астроблемы: Соболевская (Приморье), Каалиярви (Эстония), Оесса (США, шт. Техас) и многие другие. Для всех малых астроблем характерно простое строение днища кратера.

Мезоастроблемы выявить в природных условиях трудно. По своему внешнему виду они похожи на вулканические кальдеры, но отличаются от них присутствием пород со следами шок-метаморфизма. Среди астроблем этого класса наиболее изучены Болтышский кратер на Украине, Нордлингер-Рис в ФРГ, Стин-Ри-вер в Канаде. Болтышская астроб-лема установлена геофизическими методами: она погребена почти под 200-метровой толщей более молодых осадков; расположена между Черкассами и Кировоградом. Нордлингер-Рис — наиболее изученная мезоастроблема. Она расположена в окрестностях Мюнхена, имеет диаметр 24 километра и глубину воронки свыше 700 километров. Днище простое, не осложнено центральной горкой, плоское. О метеоритной природе кратера свидетельствуют находки коэсита и стишовита. Под астроб-лемой в гравитационном поле определена круглая по форме отрицательная аномалия, а в магнитном поле фиксируются аномалии, связанные с присутствием мощных горизонтов зювитов.

Макроастроблемы встречаются в земных условиях крайне редко, и обнаружить их трудно. Ти

пичный представитель этого класса астроблем — Карский кратер, расположенный севернее Полярного Урала в предгорьях хребта Пай-Хой. Метеоритная природа Карской структуры доказана советским геологом М. А. Масловым, изучившим ее геофизическими методами и по данным буровых работ. Диаметр Карской астроблемы 60 километров.

Мегаастроблемы могут быть обнаружены не только с помощью космических снимков, на которых выявляется большое число кольцевых структур, имеющих, возможно, имлактный генезис. Так, например, геологом Б. С. Зейли-ком по результатам дешифрирования космических снимков и анализу геофизических полей в Казахстане описаны следующие гигантские астроблемы — гиаблемы, требующие дальнейшего изучения: Ишимская (Тенизская) диаметром около 700 километров, Прибалхашско-Илийская поперечником также около 700 километров, Токрауская — 250 километров, Каибско-Чуйская, Джезказганская и др.

О том, как трудно распознать на поверхности Земли ударный кратер, наглядно свидетельствует история изучения Попигайской структуры, расположенной на севере Среднесибирского плоскогорья в бассейне реки Попигай, притока Хатанги.

Попигайская структура, открытая геологами в 1946 году, в разное время рассматривалась как грабен, как эрозионная впадина, как вулканический кратер. Лишь в 1970 году ленинградскому геологу В. Л. Масайтису и его коллегам удалось доказать, что Попигайская котловина — один из крупнейших на Земле метеоритных кратеров.

Исходя из геологической модели кратера, В. Л. Масайтис подсчитал примерный объем его расплавленного материала — примерно 1750 кубокилометроа. По данным радиологических измерений, попи-гайское событие произошло 38,9 миллиона лет тому назад.

Все известные на Земле астроблемы изучены на суше. Возникает вопрос: а сохранились ли подобные структуры на океанском дне под толщей воды? Известно, что водой покрыто более 70% поверхности нашей планеты. Вероятно, метеориты должны чаще падать в океан, чем на сушу. До сих пор было неясно, оставляют ли метеоритные тела следы в виде кратеров или каких-либо других образований на дне морских акваторий.

Впервые “морская” астроблема была обнаружена совсем недавно. Как сообщил в конце 1987 года английский научный журнал “Нейчур”, кратер был найден при геологическом исследовании морского дна неподалеку от побережья Новой Шотландии (Канада). Эти исследования проводились с целью разведки нефтяных месторождений. Диаметр подводного кратера достигает 11,5 километра. Таким образом появились первые данные о следах метеоритной бомбардировки морского дна.

С образованием астроблем наука связывает очень интересную гипотезу, объясняющую массовую гибель огромных рептилий — динозавров. Более сотни видов динозавров — крупнейших животных Земли — исчезли с лица нашей планеты 65 миллионов лет назад на рубеже мелового и палеогенового периодов. Массовая гибель их, господствовавших безраздельно около 150 миллионов лет, может быть объяснена только катастрофой глобального масштаба. Для объяснения гибели динозавров привлекали различные теории:

дарвинскую теорию внутривидовой борьбы за существование, интенсивную вулканическую деятельность, выпадение кислых дождей, изменение наклона земной оси, падение крупных метеоритов — астероидов и т. д. Астероидная теория, изложенная лауреатом Нобелевской премии Луисом Анваресом, в последние годы получила достаточно широкое признание и поддерживается многими исследователями. Начало разработки астероидной гипотезы следует отнести к обнаружению в Испании голландскими геохимиками Я. Смитом и И. Херто-геном в пограничных слоях мелового и палеогенового возраста повышенного содержания иридия и осмия. Аномальное количество этих элементов платиновой группы, во много десятков раз превышающее их обычное содержание в земной коре, было обнаружено в Италии, на дне Балтийского моря и Атлантического океана — всего в 80 пунктах. Примечательным оказался тот факт, что все эти иридиевые аномалии оказались приуроченными к одним и тем же геологическим слоям, образовавшимся 65 миллионов лет назад на рубеже мелового и палеогенового периодов.

Чем же объясняется повышенное содержание элементов платиновой группы — иридия и осмия в одновозрастных слоях Земли? Астрономы и геологи считают, что причинами этого явления могли быть каменные метеориты — углистые хондриты, в которых количество интересующих нас химических элементов близко по своему содержанию к аномальным точкам Земли. Установив эту зависимость, можно предположить, что происхождение иридиевых аномалий на Земле связано с космическими причинами — падением каменных метеоритов — углистых хондритов. Советский астроном В. А. Бронштэн считает, что глобальная катастрофа на Земле может быть обусловлена падением сравнительно небольшого астероида. По мнению этого ученого, для глобальной катастрофы на Земле, массовой гибели животных и обогащения земной поверхности иридием и осмием достаточно падения небесного тела 10—15 километров в поперечнике. Что же должно произойти после встречи нашей планеты с астероидом такого размера? Расчеты показали, что, падая на Землю со скоростью 20 километров в секунду, 10-километровый астероид способен образовать астроблему диаметром в 150 километров. Материал, выброшенный из такого кратера, взрывом выносится в атмосферу, и пыль надолго окутывает Землю сплошным облаком, преграждая доступ солнечным лучам.

В. А. Бронштэн и ряд других ученых считают, что это пылевое облако вызвало резкое похолодание на нашей планете. Рассчитано теоретически, что если количество солнечной энергии, поступающей на Землю, сократить на треть, то температура понизится на 30°. Падение такого небесного тела должно было вызвать и нарушение слоя озона — экрана, предохраняющего все живое на Земле от губительного воздействия коротковолновой радиации, а также привести к образованию окислов азота, повышенная концентрация которых смертоносна.

Таким образом, причиной вымирания рептилий 65 миллионов лет назад могло быть падение на Землю небесного тела, что привело, по мнению В. А. Бронштэна, к резкому понижению температуры из-за экранирования солнечного света слоями пыли, к разрушению озонного слоя и к заражению окружающей среды окислами азота.

Сейчас учеными подсчитано, что около 20 тысяч тонн метеоритного вещества ежегодно проникает в земную атмосферу. Это значит, что ежедневно на Землю падает 50 тонн космического материала — обычно мелких пылинок и песчинок. Доля более крупных обломков весом от нескольких килограммов до тонны составляет примерно 100 тонн в год.

Эти данные свидетельствуют о почти непрерывной бомбардировке поверхности Земли метеоритным веществом. И несмотря на интенсивность такой бомбардировки, известен лишь единственный случай, когда она привела к человеческой травме. По данным Ю. Шумейкера, в 1954 году женщина в штате Алабама (США) получила серьезный ушиб ноги при падении метеорита весом 2,5 килограмма, пробившего крышу ее дома. По удивительному совпадению метеориты 1971 и 1982 годов упали на крыши двух домов в одном и том же городе — Уэстерфильде (штат Коннектикут).

Возникает вопрос: обязательно ли крупное метеоритное тело, падая на Землю, должно взорваться? Оказывается, если железный метеорит будет сближаться с поверхностью Земли под очень острым углом, он может сохранить свою форму и целостность. Наилучший пример этому — предположительно самый большой в мире железный метеорит Гоба, упавший на территорию северной Намибии. Эта темная, высотой около 1 метра, покрытая ржавчиной глыба была обнаружена в 1920 году. Время падения неизвестно. Длина метеорита Гоба 27 метров, и по подсчетам он должен весить около 70 тонн. Ученые считают, что каменная глыба такого же веса и размеров несомненно бы взорвалась, образовав астроблему.

Имеется и другой цельный железный метеорит — Кейн-Йорк в Гренландии. В конце XIX века исследователь Арктики Р. Пири погрузил эту 34-тонную глыбу на корабль и доставил в США.

Дальнейшее изучение астро-блем — одна из задач современной геологической науки: данные об их строении и закономерностях размещения на поверхности Земли играют важную теоретическую и практическую роль. Теоретическое значение изучения астроблем, вызванных метеоритной бомбардировкой, заключается в том, что оно благодаря методам сравнительного планетологического анализа способствует разработке представлений о ранних этапах развития Земли. Практические результаты изучения астроблем окажут содействие поиску полезных ископаемых, связанных с ними генетически, о чем речь пойдет в специальной главе.

Экзогенные кольцевые структуры в литосфере образуются в результате воздействия внешних факторов — выветривания, выще-лачивания и т. п. К их числу относятся карстовые воронки и прочие подобные мини-объекты.

Кольцевые структуры неустановленного происхождения обнаруживаются в тех случаях, когда для их геологической интерпретации недостает данных, и поэтому их число находится в прямой пропорции со степенью и качеством геологической изученности той или иной территории. В последнее время иногда выделяются тех-ногенные кольцевые структуры, обязанные своим происхождением ядерным взрывам, просадкам под городами и т. д.

Нуклеары — древние ядра континентов

Появление космических снимков глобального уровня генерализации позволило исследователям установить в литосфере Земли ранее неизвестные кольцевые образования гигантских размеров (поперечником в несколько тысяч километров). Их обнаружение, вероятнее всего, связано с естественной генерализацией деталей геологического строения, четко представленных на мелкомасштабных материалах космических съемок.

Эти структуры, получившие название нуклеаров, выделяются только в пределах древних платформ — наиболее стабильных участков литосферы Земли. Первоначально эти кольцевые структуры были изучены и достаточно подробно описаны советскими геологами Е. В. Павловским, М. 3. Глуховским, В. М. Морале-вым на примере Балтийского щита и Сибирской платформы. На мелкомасштабных снимках они представляют собой сложное сочетание концентрических образований большого радиуса, осложненных радиальными линеаментами. Кольцевые структуры-гиганты часто сопровождаются более мелкими кольцевыми образованиями (100—300 километров), расположенными в виде своеобразных сателлитов на внешнем контуре главной структуры. С их обнаружением возникла необходимость в анализе всех геолого-геофизических данных для выяснения и интерпретации возможной их природы и геологической позиции в литосфере. Оказалось, что существование этих структур довольно надежно подтверждается геолого-морфоструктурными и геофизическими материалами. Они в целом, но чаще отдельными своими элементами достаточно уверенно выражены в аномалиях магнитных и гравиметрических полей, а некоторые из них ранее были установлены советскими специалистами О. Б. Гинто-вым и В. В. Соловьевым методами морфометрического анализа в границах, близких тем, которые были выявлены, а затем уточнены дешифрированием космических снимков. Дальнейшая работа с мелкомасштабными снимками по обнаружению нуклеаров, осуществленная в Лаборатории космической геологии с участием советского геолога М. 3. Глухов-ского, позволила установить в земной коре в пределах развития древних платформ различных континентов 33 нуклеара (рис. 7, табл. 2).

Индивидуальными чертами строения обладает каждый из общего числа выделенных нуклеаров, однако для них характерны и многие общие черты становления и развития. Нуклеары зароди-

 

Рис. 7. Расположение нуклеаров на Земле (по материалам авторов, М. 3 Глуховского, Н. В. Макаровой и др) 1- нуклеары, номера на рисунке и в табл. 2, 2 — интернуклеарные пространства

 

 

лись в стадию первичной базито-вой оболочки Земли и, вероятно, стимулированы, как считает М. 3. Глуховский, либо автономным разогревом первично неоднородной мантии, либо спровоцированы ударами крупных метеоритов, либо обоими этими факторами.

Нуклеары, заложенные на начальных стадиях становления земной коры и развивавшиеся на протяжении всей континентальной стадии ее развития (1600—1900 миллионов лет), представляют собой разнородные сиалические ядра, разделенные симатическими областями с незрелой континентальной корой — интернуклеарными пространствами. Нуклеары по сравнению с интернуклеарными пространствами характеризуются большой мощностью консолидированной коры и литосферы и, по представлениям М. 3. Глуховского, образуют чечевицеподобные геоблоки. Нуклеары и интернуклеарные области — наиболее консервативные элементы литосфер-ных плит, определившие ячеисто-петельчатый стиль фундамента древних платформ и продолжающие развиваться в докембрии под платформенным чехлом, а часто и вместе с ним. В чехле нуклеары соответствуют крупным антекли-зам, поднятиям и выступам фундамента; интернуклеарные пространства — синеклизам, крупным прогибам или трапповым полям.

Нуклеары могли служить “жесткими упорами” при надвигании континентальных масс со смежных подвижных областей. Их можно подразделить на синформные и

 

Таблица 2 Нуклеары континентов Земли

Номер на рисунке Наименование нуклеаров Размеры по максимальной оси, км Метод выявления'
1. Северо-Американскии   Г, М, КС
2. Колорадский   м,г
3. Свеконорвежский   кс.г
4. Свекофеннокарельский   кс.г
5. Кольско-Лапландский   КС
6. Прибалтийский   кс.г
7. Скифский (Днепровский)   м,г
8. Сарматский (Верхневолж      
    ский)   М
9. Прикаспийский   КС. М, Г
10. Обский   КС, М, Г
11. Хета-Оленекский   КС, Г, М
12. Оленекский   КС, Г, М
13. Тюнгский   кс.г
14. Вилюйский   кс.г
15. Ангарский   М.КС
16. Витимо-Олекминский   Г.КС
17. Алдано-Становой   Г, М, КС
18. Амурский   кс.г
19. Синокорейский   г.м
20. Северо-Китайский   г.м
21. Южно-Китайский   г,м
22. Индокитайский   Г
23. Амазонский   М
24. Западно-Африканский   Г
25. Аравийско-Нубийский   Г.КС
26. Центрально-Афри канский   Г.КС
27. Сомалийско-Аравийский   кс,г
28. Танзанийский   кс.г
29. Южно-Африканский   кс.г
30. Дарваро-Мозамбикско-      
    Пилбарский(Пилбара)   Г.КС
31. Индо-Австралийский      
    (Северо-Австралийский)   Г
32. Ийлгарнский   Г
33. Юклинский(Гоулер)   Г

 

 

* КС — космические снимки, Г — геолого-геофизические и М — геолого-морфологические данные.

 

 

антиформные. В первом случае ядра нуклеаров слагаются относительно более молодыми образованиями, во втором — наоборот, относительно более древними. Как правило, все известные нуклеары с внешних, наиболее проницаемых

сторон, обрамлены докембрийски-ми зеленокаменными поясами. Они установлены на всех континентах Земли. Самый крупный — Се-веро-Американский нуклеар, диаметр которого превышает 3800 километров. Он охватывает Ка

надский щит, Великие равнины, часть Скалистых гор. Это гигантское кольцо впервые выделено канадцем Д. Соулом, который рассматривал его как древний циркульный “шрам”, образованный в результате удара метеорита. Границы Северо-Американского нук-леара достаточно четко обозначены. Так, например, его южное окончание фиксируется вдоль геофлексуры докембрийского фундамента, где примерно на широте южных побережий озер Мичиган и Эри фундамент погружается на значительную глубину. Западная граница проходит по глубинному разлому, рву Скалистых гор и совпадает с прогибом Мелвилл, отделяющим Канадский щит от складчатой зоны.

Северо-Американский нуклеар делится на две приблизительно равные части: восточную — собственно Канадский щит и западную, известную как Великие равнины со структурами сжатия — надвигами и покровами в Скалистых горах. Обе части отличаются возрастом фундамента и геологическим развитием.

В Южной Америке ' выделен и описан Амазонский нуклеар диаметром свыше 3200 километров. Эта гигантская кольцевая структура охватывает почти всю территорию Гвианского и большую часть Бразильского щитов и достаточно надежно дешифрируется на мелкомасштабных материалах дистанционных съемок. Нуклеар прослеживается по морфологии, по геофизическим данным и по геологическим параметрам. Северо-западные и западные границы этой структуры четко фиксируются в рельефе в зоне перехода древних щитов в перикратоиные опускания, углубляющиеся в сторону

Андийского пояса и превращающиеся здесь в передовые прогибы. Следует отметить, что древние породы, слагающие Амазонский нуклеар, пока геологически слабо изучены.

Нуклеары Евразии сконцентрированы на трех древних платформах: Восточно-Европейской, Индо-станской и Сибирской. Они играли важную роль во внутреннем строении их фундаментов и в какой-то степени определили развитие фанерозойской истории этих сооружений. Так, например, три тесно сближенных нуклеара — Свеконорвежский, Свекофеннокарельский и Кольско-Лапландский определили формирование Балтийского щита.

Все континенты Земли, как показано на рисунке, насыщены нуклеа-рами примерно с одинаковой плотностью. Однако если сравнить Евразийский и Американский суперконтиненты, то видны различия, выражающиеся в том, что для Евразии характерно относительно большое число колец-гигантов — 23 — диаметром до 1300 километров, а для Америки — всего три полных нуклеара значительно больших размеров — до 3800 километров.

В Африке и Аравии выделено и описано семь нуклеарных структур. Большинство из них имеет поперечник от 2000 до 2600 километров. В каждой из этих структур установлены выходы древнейших катархейских пород. Ограничены они мобильными поясами, и ими контролируется расположение древних структурно-формацион-ных комплексов и некоторых более поздних тектонических структур, например рифей-фанерозой-ских синеклиз Таудени, Конго, Око-ванго, Карру и Калахари.

Рис. 8. Схема расположения нуклеа-ров южных континентов Земли — Гондваны:

1 — нуклеары; 2 — интернуклеарные пространства

 

Палинспастическая реконструкция Гондваны (это такая реконструкция, при которой были сближены между собой все южные материки Земли) позволила установить, что площадь нуклеаров здесь составляла примерно 70—75% от общей площади суперконтинента, что отдельные части ранее единых нуклеаров в настоящее время устанавливаются на соседних материках (рис. 8). Это может свидетельствовать о том, что древние структуры — нуклеары — в фане-розое раскололись по радиальным и дуговым швам, в результате чего их отдельные части оказались на разных континентах.

Тихоокеанская кольцевая структура и глобальная асимметрия Земли и планет земной группы

Глобальная асимметрия Земли четко выражена на глобусе земного шара и на тектонических картах мира отчетливым обособлением материкового и океанического полушарий. Тихоокеанская кольцевая планетарная депрессия со средней глубиной около 4 километров занимает примерно 1/3 общей площади Земли. Она обрамлена гирляндами островных дуг и горными складчатыми системами окраин континентов. Далее в глубь континентов располагаются платформенные области с древнейшим (докембрийским) гранитно-метаморфическим фундаментом. Площадь акватории Тихого океана составляет около 180 миллионов квадратных километров, или половину площади всего Мирового океана. Дно Тихого океана лишено так называемого гранитного слоя. Под дном Индийского океана и Атлантики также нет гранитного слоя (за исключением сравнительно небольших участков — микроконтинентов), но площадь безгранитной коры здесь, даже суммарно, значительно меньше.

Обрамление Тихоокеанской впадины давно понимается геологами как Тихоокеанский круговой тектонический пояс. Характерную особенность пояса составляет естественная структурная связь его крупных элементов друг с другом. Получается тектоническое кольцо, смыкающее Азию и Северную Америку, с одной стороны, и Авст

ралию, Антарктиду и Южную Америку — с другой.

Интересно, что многие континентальные окраины Тихоокеанской области были приокеаниче-скими зонами уже по крайней мере миллиард лет тому назад. Любопытен и другой факт. Оказывается, что в геосинклинально-складчатых областях Тихоокеанского пояса происходит омоложение возраста земной коры от внутренних его частей к побережью океана.

Все это вместе создает впечатление об устойчивости во времени и в пространстве Тихоокеанского подвижного пояса. Но вопрос этот оказывается более сложным.

Действительно, на периферии огромной океанической впадины естественно ожидать постоянного проявления высокоактивных тектонических, магматических и осадочных процессов, подобных современным. Они, конечно, и происходили. Но расшифровать их удается не всегда. Основная причина — дрейф континентов. Ныне существует много данных о дрейфе Австралии и Южной Америки на большое расстояние. Вероятно, происходило и движение Северной Америки в сторону Тихого океана. Время этих перемещений несколько различно, однако в основном оно укладывается в рамки мезозойской эры, захватывая, возможно, даже ранний кайнозой. Соответственно современный структурный план Тихоокеанского кругового пояса сформировался в это время. Все же для полукольца, расположенного в Северном полушарии, палеонтологические реконструкции возможны, пожалуй, вплоть до позднего докембрия. Тем самым выявляется древняя история полукольца и дополнительно подчеркивается главная тектоническая

асимметрия нашей планеты.

По заключению академика Ю. М. Пущаровского, Земле свойственна глобальная структурная неоднородность. В ее пределах обособляется два сегмента: один из них, включающий Тихий океан и обрамляющий его Тихоокеанский тектонический пояс, характеризуется высокой степенью подвижности и проницаемости текто-носферы. В другом сегменте сосредоточены все древние платформы, разделяющие их геосинклинально-складчатые пояса и вторичные океаны. Из такого противопоставления следует, что обе части должны были развиваться различными путями чрезвычайно длительное время.

Первые же снимки обратной стороны Луны показали, что спутник Земли также асимметричен и разделен на два различных по структуре сегмента. Полушарие, обращенное к Земле, характеризуется распространением лунных морей: на обратной стороне распространены лунные материки, поверхность которых усеяна кратерами с поперечником в десятки и сотни километров, на которые, в свою очередь, наложены более мелкие кратеры.

В целом впадины лунных морей и земные океанические впадины имеют сходное строение. Примечательно, что область впадин на Луне занимает примерно '/л часть ее поверхности, что близко к соотношению Тихоокеанской области и Атлантического сегмента Земли. Сведения о радиологическом возрасте базальтоа, выполняющих впадины Луны, показывают, что эти породы образовались примерно в интервале 3—4 миллиардов лет назад. Они, таким образом, моложе лунного “контиментального” комплекса пород, сформированного около 4,6—4 миллиардов лет назад. Следовательно, на Луне глобальная тектоническая асимметрия возникла еще на ранних стадиях ее эволюции.

Ранее существовала гипотеза В. Пиккеринга, объясняющая происхождение Тихоокеанской впадины отрывом массы Луны. Позднейшие расчеты показали ее несостоятельность. Глобальная асимметрия свойственна и другим планетам земной группы — Марсу и Меркурию, не имеющим спутников типа Луны, что также свидетельствует против представлений о возможной связи асимметрии с развитием систем планеты и ее спутника.

Телевизионные снимки Марса, полученные с помощью автоматических межпланетных станций, показали, что и на Марсе существует глобальная тектоническая асимметрия с обособлением Бореаль-ного и Аустрального сегментов (по названиям на картах Марса Васти-тас Бореалис и Толус Аустралис). “Морские” области в основном на 1—2 километра ниже среднего уровня Марса; они отличаются вы-ровненностью и малым количеством хорошо сохранившихся небольших кратеров, т. е. относятся к наиболее молодой возрастной генерации. Местами в пределах впадин на крупномасштабных телевизионных изображениях прослеживаются извилистые уступы, напоминающие ограничения лавовых покровов на лунных морях. В пределах морских областей Марса преобладают положительные аномалии гравитационного поля, свидетельствующие о сокращенной мощности коры. По-видимому, марсианские впадины образовались 2—2,5 миллиарда лет назад.

В целом экваториальный пояс Марса с проявлениями вулканизма и тектонических деформаций занимает промежуточное положение между “морским” и “материковым” сегментами, что позволяет сопоставлять его с Тихоокеанским поясом Земли.

В настоящее время получены снимки лишь 40% поверхности Меркурия. Однако на них вполне определенно прослеживаются основные особенности его тектоники. Здесь также выделяется депрессия планетарного порядка — впадина Калорис (Море Жары). Ее диаметр около 1300 километров. Ее радиально-концентричес-кое строение подчеркнуто расположением трещин и гребней. Предполагается, что впадина Калорис сложена вулканическими породами. Местами здесь прослеживаются извилистой формы уступы, напоминающие ограничения лавовых покровов в лунных морях. В отличие от Земли и Луны, где высота фронтальных уступов обычно не превышает первых десятков метров, на Меркурии их высота достигает 200—500 метров. Вероятно, впадина Калорис выполнена слабодифференцированными ультраосновными лавами, близкими по составу к мантийному веществу планеты.

Как видим, сравнительная тектоника и сравнительная планетология раскрывают весьма важную закономерность в строении Земли, Луны, Марса и Меркурия — их структурную асимметрию. Она проявляется независимо от размеров, массы, плотности, расстояния от Солнца этих небесных тел.

Итак, на ранних стадиях формирования литосферы упомянутых выше планет возникли депресси-

онные формы в виде огромных кольцевых образований, занимающих примерно 1/3 их поверхности. Такое явление можно связать с некоторым дефицитом вещества, возникшего вследствие образования первозданных материков, который компенсировался базальтовыми излияниями.

Древность лика Луны представляет исследователям большие возможности для изучения процессов становления первичной коры, той самой “лунной стадии”, в которой Земля могла находиться около 4 миллиардов лет назад. Вероятно, первичная неоднородность Луны и планет земной группы связана с участием в процессе аккреции (слипания) крупных масс типа пла-нетезималей.

На пути дальнейшего изучения глобальной структурной асимметрии и неоднородности планет земной группы ученых, несомненно, ждут интересные решения кардинальных проблем структуры и эволюции литосферы Земли. И один из ключевых объектов при решении данной проблемы — планетарные кольцевые структуры.

Планетарные кольцевые мор-фоструктуры диаметром от 2 до 4 тысяч километров выделены с середины 70-х годов вдоль окраины востока Евразии советскими геологами Б. В. Ежовым, М. Г. Золото-вым, В. В. Соловьевым, Б. И. Худяковым и другими исследователями. На космических снимках глобального уровня генерализации удалось впервые непосредственно увидеть эти гигантские кольцевые образования, границы которых достаточно уверенно определяются на снимках по рисунку гидросети и рельефу.

Эти структуры, в целом сохраняя радиально-концентрическое

строение, по очертаниям значительно отличаются от идеального круга. Как считает А. П. Кулаков, причиной, нарушающей симметрию, явились последующие тектонические деформации, сильно осложнившие геолого-тектоническое строение и геоморфологический облик кольцевых морфоструктур. Характерная черта рассматриваемых структур — перекрытие (или наложение) окраин сопредельных структур до 30—40% и больше. При этом рельеф в зоне интерференции, по данным В. В. Соловьева (1978), значительно осложнен и расчленен. Аналогичные морфо-структуры обнаружены и на других континентальных окраинах Земли. По мнению А. Л. Кулакова, гигантские кольцевые морфоструктуры заложились еще в докембрии, но хорошо выделяются в современной геологической структуре и рельефе региона. Выявление этих структур заставляет существенно пересмотреть сложившиеся представления о геолого-тектоническом строении и эволюции Вос-точноазиатской окраины континента Евразии. Тем более что пространственное сопоставление кольцевых морфоструктур и нуклеаров показывает их частичное совпадение; например, Синокорейский нуклеар расположен в зоне интерференции Япономорской и Корейской кольцевых морфоструктур, а Южно-Китайский и Индо-Китай-ский нуклеары практически полностью совпадают соответственно с Восточно-Китайской и Сиамской кольцевыми структурами.

Еще более феноменальные результаты получены при глобальном морфометрическом анализе рельефа Земли, проведенном в Лаборатории космической геологии с целью проверки и подтверждения выделенных нуклеаров. При анализе топографических карт Земли (масштаб 1:50 000 000) на поверхности земного шара были выявлены -кольцевые морфострук-туры: Тихоокеанская — отрицательная и Атлантическая — положительная, определяющие планетарную асимметрию Земли.

Размеры кольцевых морфо-структур, изменяющиеся в поперечнике от 150 000 до 3000 километров, не могут свидетельствовать о глубинной — мантийной, а может быть, и ядерной природе этих образований.

Понимая гипотетичность выделения гигантских кольцевых мор-фоструктур, мы тем не менее считаем, что исключать их из объектов кольцевой тектоники Земли не стоит. Объективные трудности строго научного обоснования доказательства их реального существования в структуре нашей планеты связаны, как нам представляется, с отсутствием соответствующих методов и с неполнотой наших знаний о строении глубинных разделов Земли.

Date: 2015-07-11; view: 638; Нарушение авторских прав; Помощь в написании работы --> СЮДА...



mydocx.ru - 2015-2024 year. (0.007 sec.) Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав - Пожаловаться на публикацию