Тектоника плит

ТЕКТОНИКА ПЛИТ, новая глобальная тектоника (а. plate tectonics; н. Plattentektonik; ф. tectonique globale; и. tectonica en placas), — геодинамическая теория, объясняющая движения, деформации и сейсмическую активность верхней оболочки Земли. Тектоника плит — современный вариант концепции мобилизма.

Основные положения тектоники плит сформулированы в 1967-68 группой американских геофизиков — У. Дж. Морганом, К. Ле Пишоном, Дж. Оливером, Дж. Айзексом, Л. Сайксом в развитие более ранних (1961-62) идей американских учёных Г. Хесса и Р. Дитца о расширении (спрединге) ложа океанов, предвосхищенных английским геологом А. Холмсом в 1931 и английским учёным О. Фишером в конце 19 в., а также немецким учёным А. Вегенером в его гипотезе дрейфа материков (1912). Основные положения тектоники плит сводятся к следующему. Литосфера подстилается менее вязкой астеносферой, которая устанавливается по данным сейсмических и магнитотеллурических исследований (снижение скорости распространения сейсмических волн и электрического сопротивления). Литосфера разделена на ограниченное число больших (7) и малых плит, границы которых проводятся по сгущению очагов землетрясений. К числу крупных плит принадлежат: Тихоокеанская, Евразиатская, Северо-Американская, Южно-Американская, Африканская, Индо-Австралийская, Антарктическая (рис. 1, рис. 2).

Литосферные плиты, движущиеся по астеносфере, обладают жёсткостью и монолитностью; испытывают взаимные горизонтальные перемещения трёх типов: а) расхождение (дивергенцию) в осевых зонах срединно-океанических хребтов, б) схождение (конвергенцию) по периферии океанов, в глубоководных желобах, где океанские плиты пододвигаются под континентальные или островодужные, в) скольжение вдоль т.н. трансформных разломов.

Все эти типы смещений устанавливаются по сейсмическим данным (определение механизмов смещений в очагах землетрясений). Расширение — спрединг ложа океанов в связи с расхождением плит вдоль осей срединных хребтов и рождение новой океанской коры компенсируются её поглощением в зонах поддвига — субдукции океанской коры в глубоководных желобах, благодаря чему объём Земли остаётся постоянным. Движение плит по поверхности астеносферы подчиняется теореме Л. Эйлера, описывающей траектории взаимного перемещения сопряжённых точек на сфере как дуги окружностей, проведённых относительно некоторых полюсов вращения; последние расположены на пересечении поверхности Земли осью, проходящей через центр Земли. Причина перемещения литосферных плит — тепловая конвекция в мантии Земли. Эти положения в последующие два десятилетия прошли экспериментальную проверку в ходе начатого в 1968 глубоководного бурения с американского научно-исследовательского судна "Гломар Челленджер", подтвердившего образование океанов в процессе спрединга, в результате исследований рифтовых долин срединных хребтов, дна Красного моря и Аденского залива со спускаемых подводных аппаратов, также установивших реальность спрединга и существование пересекающих срединные хребты трансформных разломов, и, наконец, в изучении современных движений плит различными методами космической геодезии (результаты носят предварительный характер). Вместе с тем выяснилась большая, чем предусматривалась исходной теорией, сложность процессов взаимных перемещений плит (спрединга, субдукции), существование внутриплитных деформаций и магматизма, не объясняемых этой теорией, расслоенности плит по вертикали с дифференциальными смещениями слоев, неясность характера конвекции в мантии и др. Некоторые полагают, что астеносфера не имеет сплошного распространения; по сейсмического данным выяснено существование астеносферных слоев внутри литосферы. Не получило объяснения в тектоники плит периодическое изменение интенсивности тектонических движений и деформаций, существование устойчивой глобальной сети глубоких разломов и некоторые др.

Остаётся открытым вопрос о начале действия тектоники плит в истории Земли, поскольку прямые признаки плитно-тектонических процессов (офиолиты как показатели спрединга, пояса метаморфизма высоких давлений как показатели субдукции) известны лишь с позднего протерозоя — рифея. Тем не менее некоторые исследователи признают проявление тектоники плит начиная с архея или раннего протерозоя. Из других планет Солнечной системы некоторые признаки тектоники плит усматриваются на Венере. С позиций тектоники плит находят объяснение палеогеографическая эволюция земной поверхности, разнообразие магматических серий и проявлений регионального метаморфизма, разнообразие осадочных формаций, размещение различных типов полезных ископаемых.