Материктердің пайда болуы және литосфералық тақталар тектоникасы

Литосфералық тақталар тектоникасы. 1957 жылдан бастап мұхиттар түбін геология-геофизикалық тұрғыдан зерттеу жұмыстары жеделдете жүргізілді. Соның арқасында бұрын ғылымға белгісіз болып келген бірталай жаңалықтар анықталды. Олар:

1) астеносфераның ақиқаттығы, 2) мұхиттардық ғлемдік орталық жоталары мен олардьщ тебе қырқасындағы рифтерді ашу, 3) құрлықтар мен мұхиттар қабықтарын, құрамынаын да, қалыңдығынын да бір-бірінен өзгешелігі, 4) мұхит жоталарына жақындаған сайын мұхит шөгінділерінің жұқарып, жасының да жасаруы, 5) мұхит жыныстарындағы жолақтанған магнит ауытқулары мен солар арқылы, 6) Жердің магнит өрісінің инверсиясын (полюстарының орнын алмастыруы.) анықтау, 7) ең маңыздысы — палеомагнетизм құбылысын — тау жыныстарынын, пайда болған мезгіліндегі Жердің, сол кездегі магнит өрісінін бағыттарын тау жыныстарының өз бойында сақтап қалатыны.

Бірден-ақ көзге түскені — өріс бағыты, ендеше магниттік полюстардың орны жыныс неғұрлым көне болса, соғұрлым қазіргіден алшақ жататыны. Ғуелгі кезде зерттеушілер мұны магниттік полюстердің орнын өзгертуінен деп болжады. Көне дғуірлердегі анықталған кли-маттық белдеулерді де осылайша полюстердің көшуімен байланыстырды. Ал енді ғрбір жеке материктерден құрастырсақ, геологиялық жастары бірдей жыныстарды олардың ғрқайсысының полюстері ғр тұстан нышандайтынына көзіміз жетті. Оған қосымша Атлант мұхитыныц екі жағынан жеке-жеке салынған полюстердің кешу жолы мен екі жақтағы құрылықтардың иобайымен қиыстырсақ, олар бір-бірімен құраса кетіп, А. Вегенердіц баяғы Пангеясын салады екен. Құрлықты жануарлар мен өсімдіктердің бірдей жайлағанына қарап болжаған А.Вегенер Пангеяның жарықшақтанып бөлшектенгеа юра кезеңі палеомагниттік деректермен дғл келді. Сөйтіп материктік литосфераның жырылып кешуі ғылымның жаңа физикалық жетістіктерімен қайтадан ақиқатқа айналды.

Содан 1961 - 1962 жылдары американ геологы Г. Хесс пен геофизик Р. Дитц мұхиттар мен құрылықтардың қалыптасуын түсіндіретін, алғандында спрединг болжамы деп аталған, жаңа тұжырымдаманы ұсынды. Ол бойынша, құрлықтар бірінен-бірі қашықтайды да, мұхиттардың орталық жотасындағы рифтер біртіндеп кеңиді. Оның орнында астеносферадан балқыма төгійіп, жаңа мухиттық қабық түзіледі, яғнн жаңа мұхит пайда болады (20.2-сурет), Жұртшылық ғуелде бұл болжамға сенімсіз қараған еді. Осыдан соң ағылшын зерттеушілері Ф. Вайн мен Д. Мэтьюз қосымша дәлелдер тапты: мұхит түбінде оның орталық жоталарына параллел және симметриялы жолақтанған магниттік ауытқулар бартын. Бұл екі ғалым оны былай түсіндірді: рифтерді бойлап тегілгеп базальттар қатайған шағында магниттік инверсияға сғіікес, қазіргі магнит өрісіне қарағанда, бірде оң, бірде теріс бағытта магниттеледі де, сол таңбасымен қоса конвейердін таспасы секілді екі жаққа жылжйды. Сөйтіп бұл екі ғалым жолақты аномалияларды түсіндіріп қана қоймай, материкті блоктардың қарама-қарсы жаққа жылжып, ортасында мұхит жаралатынын тағы айғақтады. Бұған қоса 1965 жылы Канада геофизигі. Дж. Вильсон мұхиттың орталық жоталарынан алыстаған сайын түптегі базальт жыныстардың жасы кене тартатынын көрсетті — бұл да мұхиттардың ашылуынын, нақтылы дғлелі. Дж. Вильсон мұхиттың орталық жоталары мен рифт шаткалдарын жғне магниттік ауытқыларды кесіп, екі жаққа жылжытатын трансформ жарықтарын тапты.

Тақталар тектоникасы. Спрединг тұжырымдамасын одан ғрі дамытуға сейсмология саласы да үлес қосты. Кітаптың әр тұсында көрсетілгеніндей — жер сілкіну ошақтары үнемі рифт белдеулерінде, аралдар доғасының бойында, оған қосымша Альпі-Гималай тау сілемдерінде орын тепкен. Олардың арасындағы аумақты құрлықтық өлкелерде жер сілкінуі байқалмайды. Бұдан мынадай тұжырым туады: жер литосферасы бірнеше нығыз тұтас шшталарға жіктеліп, олардыц қапталында сейсмоактивті зоналар орналасқан. Жер сілкінуін байыптап қарасақ, рифті белдеулерде жазық бағыттағы көру үстем, ал мұхит жиегіне таяу Вадати — Заварицкий — Беньоф белдеу-лерінің еңкіштігіне параллел кысым басым.

Осы деректердің басын түгел біріктіріп, тек мұхиттарды ғана емес, бүкіл жер шарын қамтып-құрастыратын мобилизм тұрғысына негізделген тектоника теориясын жасауға мүмкінщілік туды, ол 1968 жылы дүниеге келді. Құрастырушы американ геофизиктері оны жаңа ғаламдық тектоника мемесе қыскаша Тақталар тектоникасы деп атады.

Тақталар тектоникасынын, мағына жайы мынада:

1) Жердің қатты, бірақ осал литосфера қабығы бірнеше тақталарға жіктеліп (18.1-сурет), олар жанасқан жігінен олай-бұлай жылжып отырады. Жер сілкіну ошақтары осы қимыл шиеленіскен жапсарда орын алатындықтан тақталар шегін солардың шоғырына қарап белгілейді.

2) Тақталардың өзара қозғалуы үш түрлі жолмен жүреді, рифт аймақтарында бірінен-бірі алшақтап жыл-жиды, аралдар доғасы мен терең науалар бойында екі тақталар соқтығып, қысылады, трансформды жарықтармен қарама-қарсы екі жаққа ығысады. Тақталардың өзара жылжуының сипатын сейсмология деректеріне сүйеніп білеміз. Мысалы, мұхиттың терең науалары тұсында Вадати — Заварицкий — Беньоф зонасын бойлай, мұхиттық тақталарның құрлық астына сүңгіген (оны субдукция дейді), немесе құрлықтың мұхит тақталарсының бетін бастырғанын білеміз.

3) Рифт белдеулеріндегі ашылу (кеңу) мен мұхит жағалауы тұсындағы керісінше сығылу барлық жер шары бойынша үнемі бір-бірімен еселеніп тұрмақ. Сонда Жердің көлемі қашанда болсын тұрақты.

4) Тақталарды жазық бағытта көшіретін күштің көзі мантияның қызып тасуынан туатын конвективті ағыстар деп есептеледі. Рифтермен саңылауланған мұхиттың орталық жоталары магма тасқынының үстінен орын тебеді (8.1-сурет), ал терең науалар темен аққан жерінде орналасады. Бұған дғлел — жылу тасқыны рифтер бойында аса зор, мұхит науаларында тым шамалы. ¤йткені жаңадан пайда болған мұхит литосферасы біртіндеп суып, орталық жотадан науаларға қарай жылжиды. Жол бойы ол тығыздалады, астеносфера есесінен қалыңдайды, салдарынан төменге бағытталған қозгалыстар басым болады. Оның көптеген дғйекті дғлелдері бар: терең, бұрғылардын, тас бағанасында жағадан алыстаған сайын құрлықтың жғне тайыз тұстың шөгінділері терен науалық шөгінділерге ауысады; рифтерінің төбесі абразияға ұшыраған гайоттар мұхиттың теред жерлерінде кездеседі, т. б. Ақыр соңында мұхит литосферасыныи салмағы өседі де, ол мұхиттың терең науаларын бойлап астеносфераға батады.

8.2-сурет. Жер сілкіну мен жанартау атқылау байқалатын литосфералық тақталардың ажырау және жанасу (соқтығысу)аймақтары

Литосфералық тақталар тектоникасының А. Вегенер болжамынан айрмашылығы мынадай. Біріншісі бойынша тақталардың жазық бағытта қозғалуы астеносфера — литосфера шегінде жүреді, Вегенер болжамынша жылжу жер қабығынын, «гранит» қыртысынын шегінде болатын. Осыдан келіп бұл жайда тек континенттер ғана қозғалады десе, жаңа теорияньщ дғйегі бойынша, мұзға қатқан тас сияқты материктермен қоса орталық жоталарға дейінгі мұхит түбі бірге қозғалады. Осы тақталардың қазіргі орнын, олардың жылжу бағыты мен жылдамдыгын білсек, механика заиына сай электронды есеп саймандарына санатып тақталардың ғр геологиялық дғуірдегі орнын (20.1-сурет), керек болса, келешектегі де орнын көрсете аламыз. Мысалы, алдағы 50 млн жылдан сон, Австралия солтүстік жаққа қалқып-жүзеді, Атлант жғне Үнді мұхиттары бұрынғысынша кеңи береді, ал Жерорта теңізі қысыла түседі. Калифорния түбегі құрлықтан бөлініп, солтүстік-батысқа шегінеді. Ол ол ма, рифтер зонасынан шалғайланған сайын базальтті табанының жасы ұлғайып, мұхиттардың терендей түсетініне қарап, еткен ғрбір геологиялық дғуірлердегі оның теревдігін де есептеп болжауға болады. Бұл арақатьшасты есептеп шығару оп-оңай — мұхит терендігі оның жасының квадратты түбіріне тура пропорционал керінеді. Вегенер заманында қатты «гранит» қыртысьшьщ базальт үстімен қозғалуы механика тұррысынан тым нанымсыз болатын. Енді ол механизм де табылды — ол мантияны бойлаған конвективті ағыстар екен.

Тақталар тектоникасының негіздері мұхит табанын тескен 700-ге жуық бұргылау нғтижесінде толық дғлелдер тапты. Расында-мұхиттар табанындағы базальттардын жасы орталық жоталардьщ төбесінен бастап шетіне карай қазіргі мерзімнен юра кезеңіне шейін көне тартады; оның үстіне магниттік жолақ ауыткуларға қарап ғр тұстан болжалған жасын растап шықты. Сүңгуір қайықтар мен су асты аппараттар рифт шатқалдарындағы ашылу мен трансформды жарықтардағы ығысу қозғалыстарының бар екенін анықтады.. Тақталар тектоникасының негізгі жемістерінің осы сияқты эксперименттік сынаулармен расталуы,ендеше оның сәуегейлік жайлы, осы тұжырымдаманы ғылыми теория дәрежесіне көтереді.

Алғашқы кезде тақталар тектоникасы геологиялық жасы 160 млн жылдан (жоғарғы юра) аспайтын мұхиттардың пайда болу жолын анықтау үшін ұсынылғанын айттық. Ендеше, оның механизмі 4 млрд жылға созылған көне дәуірлерде «жұмыс атқарды ма», ол Жердің құрылықтық қабығын құрастыруға қатынасы болды ма деген заңды сауал туады. Оның шешімі құрлықта да кездесетін офиолиттер кешенінен табылды. Бұлар мұхит табанын қазір тегіс жапқан офиолиттер қыртысымен құрамы-түзілісі жағынан бірдей екен. Ендеше, құрылықтық қабық геосинклиналдық белдеулердің даму жолында мұхиттық қабықтан жаралды деп тұжырымдау жөн: офиолиттер бойлаған терең жарықтар кезіндегі тақталардың шегі болғаны. Егер бұл жерлерде күшті қысымнан туған метаморфизм мен гранитті жыныстар қоса кездессе, онда ол жарықтар көне дәуірлердегі Вадати — Заварицкий — Беньоф зоналары болғаны. Мұндай ассоциациялар Жер қыртысында рифей заманынан (кейінгі 1,5 млрд жылда) бері қарай белгілі екен. Ендеше, тақталар тектоникасының механизмі осы кезден анық болғаны.

Тақталар тектоникасы теориясындағы ең қиын мәселе — литосфераның қозғалу тетігін толық, сенімді түрде түсіну және мантиядағы конвекция ағысының бар екеніне көзіміз жеткен сияқты. Дегенмен оның түр-жайы, бағыты, мантияны қаншалық жоғары не төмен қамтитыны жөнінде қайшы пікірлер аз емес. Жердің ішкі қызуының көздері туралы айтыс-таластар бар. Бір ғалымдар жылу тек табиғи радиоактивті ыдыраудан қорланады деген ұғымды пайымдаса, қалғандары оны мантия затының ауырлығына қарай екшеленуінен — ауырының өзегіне қарай батып, салмағы жеңіл бөлшектерінің жоғары қарай қалқып шығуынан — тудырады. Мұхит тақталарсының төменге батып, мантияға сіңуінің механизмі де толық дәйектелінбей отыр. Литосфераның рифтер белдеуіндегі созылып ұзаруы мен ВЗБ зонасындағы қысылуы ұдайы өзінен-өзі еселенетіні де (яки жер аумағының үнемі тұрақты болуы) күмән туғызады. Дегенмен ғасырымыздың орта тұсынан бастап тектоникалық қозғалыстарды, деформацияларды және олардың салдарынан туған көптеген геологиялық өзгеріс-құбылуларды түгелге дерлік ойға сенімді түсіндіретін, қазірде ту етіп көтеретін теориямыз осы тақталар тектоникасы болды. Геологиядағы ғылыми-теориялық прогрестің түйіні осында.