Анализ геофизических материалов

Рассмотрим геофизические аргументы за и против тектоники плит. Прежде всего, остановимся на методах, какие использовались ее сторонниками для подтверждения защищаемых ими глубинных процессов. Их два: а) палеомагнитный метод, позволяющий, как они считают, определить время, величину и направление былого горизонтального перемещения материков и их частей; б) метод определения возраста передвигающейся океанической коры по номеру магнитной аномалии.

Палеомагнитный метод был предложен в 50-е годы XX в. Напомним о двух исходных постулатах, положенных в его основу.

1. геомагнитное поле, осредненное за сравнительно малый в геологическом масштабе промежуток времени, является полем центрального осевого магнитного диполя, ось которого совпадает с осью вращения Земли;

2. горные породы могут намагничиваться по направлению внешнего магнитного поля, соответствующего времени и месту образования намагниченности, и эта намагниченность может сохраняться достаточно долго.

Очевидно, что предложенный метод может быть использован для палеонтологических реконструкций лишь в том случае, если эти два «фундаментальные предположения» будут подтверждены какими либо независимыми аргументами (фактами).

Начнем с предположения, что геомагнитное поле прошлых геологических эпох всегда являлось полем центрального осевого магнитного диполя, всегда совпадавшего с осью вращения Земли. Отметим, что у планеты Уран ось дипольного магнитного поля образует с осью вращения планеты угол около 55⁰! До 25⁰составляет угол между осью вращения и магнитной осью у других планет: у Марса 15-20⁰, у Юпитера 15-24⁰, а на Меркурии диполь смещен относительно центра планеты. А. В. Долицкий (1998) показал, что в прошлом и у Земли траектории перемещения географического и магнитного полюсов подчинялись разным закономерностям. Таким образом, несовпадение оси вращения и магнитной оси у планет очевидно. Это исключает возможность использования палеомагнитных данных для определения горизонтальных смещений материков и их частей.

Столь же неопределенно и второе «фундаментальное предположение». С каждым годом растет число случаев, когда доказывается перемагничивание горных пород вследствие термального или иного на них воздействия. Поэтому нет уверенности, что замеренное направление вектора намагниченности отвечает направлению на полюс в момент образования породы. К тому же нередки и ошибки в определении возраста пород (особенно по изотопным данным).

Все это делает палеомагнитный метод крайне ненадежным (если не сказать порочным) при попытках определения им смещения и поворотов материков и их частей. Если геолог все же считает возможным учитывать палеомагнитные построения, то он обязан контролировать их геологическими данными. Однако в последнее время все чаще публикуются статьи, где палеомагнитным построениям отводится ведущая роль, а об историко-геологических материалах забывают. Например, Е. В. Скляров и др. (2000) перемещают и вращают отдельные части (Алданский и Ангарский блоки), которые в позднем рифее разъехались и развернулись один относительно другого, а к венду оба повернулись на 90⁰. Между тем структурное единство Сибирской платформы в течение всей ее истории подтверждает Акитканский приразломный прогиб (пояс), протягивающийся вдоль ее юго-восточного ограничения более чем на 500 км, выполненный специфическими вулканогенно-осадочными отложениями. Этот гигантской протяженности прогиб, отделяющий Сибирскую платформу от байкальской складчатой области, возник 1700-1600 млн. лет назад и свидетельствует, что расположенная к северо-западу от него платформа за это время не раскалывалась и не перемещалась.

Другой метод, порожденный плейттектоникой – определение возраста океанической коры по номеру линейной аномалии (Вайн, Меттьюз, 1963). Этот метод вместе с постулатами тектоники плит – основа всей плейттектонической концепции. Исходя из представления о линейном спрединге дна океанов, авторы этой гипотезы предположили, что термоостаточная намагниченность, приобретаемая базальтами новообразованной литосферы, подобно записи на магнитной ленте, хранит информацию о прошлой эволюции намагничивающего поля. Это помогает определять скорость спрединга и возраст океанического дна.

Уже к середине 70-х годов стало очевидным, что полосовидная модель в своей канонической форме не в состоянии объяснить многие особенности структуры магнитоактивного слоя. Глубоководное бурение обнаружило переслаивание прямо и обратно намагниченных толщ и вертикальную изменчивость намагниченности. Оказалось, что роль базальтов в формировании магнитного поля невелика, вследствие этого в магнитный слой стали «включать» подстилающие породы третьего слоя океанической коры. Чтобы избежать противоречий между постулируемой и наблюдаемой допускается, что внедрение базальтов не локализовано в рифтовой зоне, а осуществляется по системе подводящих каналов – «даек», нормально распределенных относительно центра спрединга. Таким образом объяснялись зоны с переходной намагниченностью, разделяющие прямо и обратно намагниченные блоки канонической модели. Д. М. Печерский и др. (1993) показали, что длительность образования носителей источников магнитных аномалий исключает возможность привязки этого процесса к конкретным эпохам прямой или обратной полярности.

В. М. Гордин отметил, что даже в осевых частях срединно-океанических хребтов магнитоактивному слою свойственна не строго линейная, а квазилинейная структура. По мере удаления от осей хребтов возрастает неоднозначность трассирования полосовых аномалий. В. М. Гордин опровергает заключение плейттектонистов о совпадении «независимых» определений возраста литосферы по магнитным аномалиям и данным бурения – все возникающие расхождения устраняются путем коррекции датировок и деформации используемых шкал инверсий (сжатием и растяжением шкалы с амплитудами, существенно превосходящими длительность идентичных геомагнитных эпох). Магнитостратиграфическая шкала оказалась «резиновым» эталоном, растягивающимся так, чтобы концы сходились с концами.

Таким образом, оба метода, на которых выросла концепция тектоники плит, нельзя считать надежными: при их создании были введены постулаты, которые при проверке не оправдались.

Уникальный по своим масштабам и результатам сейсмический эксперимент – Анголо-Бразильский геотраверс разрушил всю концепцию спрединга, ибо оказывается, что под Срединно-Атлантическим хребтом нет астеносферы в том понимании, как постулирует тектоника плит – мантия на всю исследованную глубину (до 90 км) состоит из блоков, резко различающихся по физическим свойствам, по числу инверсионных слоев и их толщины. Если бы многочисленные сторонники тектоники плит попытались сопоставить эти результаты с постулатами плитотектоники, то им пришлось бы пересмотреть свои взгляды.

Установлено, что под всеми континентами до глубины в 300-400 км прослеживаются высокоскоростные аномалии («корни» континентов). Если бы континенты передвигались, то должна была бы двигаться вместе с корнями не литосфера, мощность которой 200 км, а вся верхняя мантия. Модель жесткой литосферы и ослабленной астеносферы не подтвердилась. По данным глубинного сейсмического зондирования литосфера реологически расслоена (Павленкова, 1989), а вместо астеносферы наблюдаются отдельные линзы (астенолиты).

Геофизические данные столь же определенно свидетельствуют против плитотектоники, как и геологические. Оба метода, основанные на магнетизме горных пород, на которые опирается тектоника плит, в лучшем случае малонадежны. Сейсмологические данные (изучение механизма землетрясений) не согласуется с представлением о субдукции литосферы в мантию. Сейсмические данные о структуре верхней мантии свидетельствуют, что она состоит и блоков, различающихся по физическим свойствам (скорости, плотности) и конвекция такой гетерогенной модели невозможна. Геохимическая информация о составе верхней мантии также противоречит гипотезе о ее конвекции – мантия состоит из обогащенных и обедненных резервуаров, положение которых оказывается стабильным в течение миллиардов лет.

Утверждение идеи мобилизма требует пересмотра многих, ставших традиционными среди многих поколений геологов-осадочников, представлений. Одно из важнейших среди них – представление о геологическом разрезе. В привычном фиксистком понимании смена осадочных пород, наблюдающаяся в вертикальном разрезе, отвечает неподвижному фиксированному положению точки разреза в геологическом прошлом. Смена отложений, например, от отложений тропической зоны на отложения умеренной или ледовой, во времени истолковывается как смена климатических зон, но не как смена географического положения самой точки разреза, которая происходила в геологическом прошлом при движении точки разреза вместе с плитой. При этом движении происходит перемещение в соответствии с вектором движения плиты, определенная последовательность смены соответствующих зон. С этих позиций разрушается основа всей исторической геологии – представление о геологическом разрезе как о фактическом материале, информирующем о событиях прошлого. Стратиграфы категорически возражают против попыток исказить основной документ геолога – стратиграфический разрез.

В результате внедрения принципов плитотектоники в практику геологического картирования вместо объективного изучения геологического разреза геологу-съемщику предлагается интерпретировать изучаемые им горные породы с четко определенным заданием – искать в пределах картируемого им планшета зоны субдукции, спрединга, коллизии и т. п.

Концепция тектоники плит практически разрушает методы количественной оценки происходивших на планете процессов. В 40-е годы В. В. Белоусов предложил использовать осадочные отложения как мерило тектонических движений земной коры. Его последователь А. Б. Ронов разработал метод изучения тектонических движений путем оценки объемов накопившихся осадков. В начале 50-х гг. он привлек к этим работам В. Е. Хаина, и ими был количественно оценен размах тектонических движений в течение герцинского этапа эволюции Земли. Позже А. Б. Ронов и В. Е. Хаин руководили составлением литолого-палеогеографических карт в глобальном масштабе. Это позволило разработать методы количественного анализа геохимических процессов и в итоге предложить химическую модель земной коры.

Утверждение плейттектонической парадигмы, согласно которой не только в мезозое-кайнозое, но и в палеозое, и в докембрии существовали зоны субдукции, где материал земной коры затягивался в мантию, практически исключает возможность применения количественных методов при реконструкции прошлого Земли. Тектоника плит ставит крест на все возможные подсчеты для прошлых эпох и по существу закрывает историческую геохимию как науку – ни о каком геохимическом балансе в этом случае не может быть и речи!

Тектоника плит крайне ограничивает металлогенические исследования. С ее позиций мы не можем оценить вклад рудообразующих процессов в докембрии, ибо большая часть докембрийской да и палеозойской коры «ушла» обратно в мантию. С позиций тектоники плит вся кора океанов новообразованная, и дно океанов бесперспективно для поисков тех рудных месторождений, какие в изобилии известны в гранито-гнейсовом слое континентов. В настоящее время приводятся аргументы в пользу того, что третий слой коры океанов – это опустившийся на 4-5 км гранито-гнейсовый слой щитов древних платформ, следовательно, под океанами содержатся гигантские объемы руд, и общие потенциальные их запасы возрастают в 3 раза.

Тектоника плит мешает успешному развитию нефтегазовой геологии, поскольку она не объясняет, каким путем в пределах континентов возникают такие гигантские осадочные бассейны, как в зоне Персидского залива или в Прикаспии. Образование Прикаспийской впадины – ни спрединг, ни субдукция объяснить не могут. Очевидно, что здесь имело место утонение коры снизу и изостатическое опускание, давшее возможность накопиться гигантской толще осадков, ставших коллекторами для нефти и газа.

Все вышесказанное позволяет исключить гипотезу тектоники плит при обсуждении проблем строения и эволюции земной коры. Соответственно теряет смысл и обсуждение работ, в которых идея тектоники плит перенесена на континентальную геологию.

Дата добавления: 2013-12-13