Суперконтинентальный цикл: коллизии, рифтинг, дрейф континентов

Главная > Естественные науки > Науки о Земле > Науки о геосфере > Тектоника > Геотектоника


Основой учения о дрейфе континентов являются геодинамические циклы Уилсона, описывающие эволюцию литосферы от 1) разлома континентальной коры (рифтинг), 2) появления океана и его расширения (спрединг) до 3) столкновения плит (коллизия) и 4) закрытия океана. Коллизия континентов приводит к их укрупнению, в то время как рифтинг порождает новые (и меньшие) континенты.

[Ниже представлено оглавление по суперконтинентальным циклам от нашего времени в прошлое до первых сотен милионов лет после образования Земли. Гипотетические суперматерики и объединения по два цикла в одну эпоху - мои личные идеи.]

Дрейф континентов в перми, юре, триасе, меле и в наше время

Разделы страницы о геомобилизме (дрейфе континентов) и палеоконтинентах (праматериках):

Смотрите также "киноленту" об облике панеты в развитии.


Эволюция земной коры и дрейф материков (геомобилизм)

Суперконтинентальные циклы Земли (геодинамические циклы Вильсона)

Земля в своей истории пережила существование нескольких "суперматериков" (перечисление от древнейших к более поздним):

  1. Суперконтинент Ваальбара (около 2800-3600 млн лет назад), в состав которого входили протоконтиненты (кратоны) Каапваль и Пилбара;
  2. Гипотетический суперконтинент Ура (3000 млн лет назад) [После Ваальбары или в одно время с ним? Интервал между началами 600 млн лет.];
  3. Суперконтинент Кенорленд (2100-2700, наибольшая площадь 2800 млн лет назад) [через 200 млн лет]; по предшествуюзей версии, 2,3-2,5 Ga существовал сверхматерик Моногея;
  4. Суперконтинент Нуна (около 1500-1800 млн лет назад) - его также называют Колумбия или Хадсонленд (раньше этот сверхматерик называли Мегагеей) [от конца Кенорленда до начала Нуны - 300 (500) млн лет, между началами - 900 (700), между концами - 600 (800) млн лет];
  5. Суперконтинент Родиния (700-1000 или 750-1050 млн лет назад) (раньше этот сверхматерик называли Мезогеей) [интервал между началами или между концами с Нуной - 800 млн лет];
  6. Суперконтинент Паннотия (600 млн лет назад); его раздробление породило фрагменты, которые вновь соединились с образованием Пангеи [интервал 150 млн лет];
  7. Суперконтинент Пангея (200-300 млн лет назад) [интервал 300 млн лет]. Некоторые отодвигают образование Пангеи к началу карбона (360 млн. лет назад) [возможно, она тогда начала только образовываться - примерно через 700 млн. лет после начала существования Родинии].

Однако, В.Е. Хаин и Н.А. Божко различают только 3 суперконтинента [возможно, они считали, что Пангея-3 никогда не складывалась из Гондваны и Лавразии в единый праметерик]:

  1. Пангею 0 на рубеже архея и протерозоя (2500 Ma) [Моногея];
  2. Пангею 1 – на рубеже раннего и позднего протерозоя (1650 Ma) [Мегагея];
  3. позднепалеозойскую Пангею 2 (~1000 Ma ?) [Мезогея].

По О.Г. Сорохтину и С.А. Ушакову выделяются 4 суперматерика

  1. Моногея (конец архея, 2,6-2,4 млрд. лет назад) [2600±100];
  2. Мегагея (конец раннего протерозоя, 1,8-1,7 млрд. лет назад) [1800±100];
  3. Мезогея (конец среднего рифея, около 1 млрд. лет назад) [1000±70];
  4. Пангея (поздний палеозой, около 0,2 млрд. лет назад) [230±10] - "последняя", самая известная мезозойская Пангея.

В  схеме В.Е. Хаина и Н.А. Ясаманова фигурируют 6 сверхматериков (в скобках указаны интервалы их существования в миллионах лет назад):

  1. Археогея (3660-3445) [Ваальбара?];
  2. Прогея (3015-2800 = Пангея 0) [Моногея, Ура ?] - через 645 млн. лет после Археогеи;
  3. Протогея (2370-2155) [Моногея, Кенорленд ?] - через 645 млн. лет после Прогеи;
  4. Мегагея (1725-1510 = Пангея 1) [Мегагея, Нуна=Колумбия ?] - через 645 млн. лет после Протогеи;
  5. Палеогея (1080-865 = Пангея 2) [Мезогея, Родиния] - через 645 млн. лет после Мегагеи;
  6. Пангея (435-220) [Пангея 3] - через 645 млн. лет после Палеогеи.

Считается, что таинственные геологические силы (их природа пока не разгадана), движущие материками, действуют с периодом порядка 600 млн. лет, образуя всё новые суперконтиненты, распадающиеся за 100-200 млн. лет.

Однако, как видим, из последней интегрированной схемы, интервал между началом образования праматериков составляет ровно 645 миллионов лет [это, конечно, схематизация]. Соглсано авторскому исследованию, суперконтинентальный цикл Уиллиса составляет, в среднем, 800 млн. лет, причем за каждый такой цикл, кроме основного большого и достаточно долго живущего суперконтинента, формируются и временные сверхсуши (такой была, например, Паннотия). Поэтому можно сказать и так, что цикл имее длительность около 400 млн. лет. А из-за того, что не все временные сверхматерики известны, то и получился названный выше период в 600 млн. лет (как (400 + 800) / 2).

Скорость движения континентальных масс

Сегодняшние показатели скорости дрейфа - несколько (2-15) сантиметров в год. Иногда встречается указание на 4-6 см/год. Что касается прошлого, то, например, считается, что около 100 млн лет Индостан был островом, двигавшимся в океане со скоростью 15–25 см в год, пока не столкнулся с Азией.

Эту скорость можно также приблизительно вычислить на основе времени суперконтинентального (геодинамического) цикла, который также называют периодом обновления земной коры. Представим себе, что точка земной коры из Южного полюса перемещается в сторону Северного, и продолжая далее движение опять на Южный, проходя полный путь в 40 000 км за время "полного" геодинамического периода, т.е. 800 млн. лет. Таким образом, средняя скорость оборота вещества литосферы и мантии вокруз Земного шара составит 40 000 / 800 000 000 = 50 км / 1 млн. лет = 1 м / 20 лет = 5 см/год.

Географические закономерности сборки и распада сверхматериков

И. К. Гаршин

Глобальная геоморфологическая карта спутника Сатурна Титана, где большинство гор, дюн и других возвышенностей располагаются вдоль экватора, натолкнуло меня на мысль, что первый сверхматерик Земли тоже тоже консолидировался по экватору - и идея подтвердилась, смотрите:

Древний моноконтинент Моногея (Кенорленда, 2500-2400 млн лет назад) Распад протоматерика Моногеи (Кенорленда, 2200 млн лет назад)

Первый сверхматерик Кенорленд

Второй (временный) сверхматерик "Пангея-1" - пока точных фактов и их обобщения нет.

Сверхматерик Мегагея в максимальной сборке (Нуна, 1800 млн лет назад) Распад сверхконтинента Мегагеи (Колумбии, 1400 млн лет назад)

Третий сверхматерик Колумбия (Нуна)

Четвёртый (временный) сверхматерик "Эогея" - пока на уровне предположений.

Максимальная сборка суперматерика Мезогеи (Родиния, 1000 млн лет назад) Распад суперматерика Мезогеи (Родинии, 800 млн лет назад)

Пятый сверхматерик Родиния

Консолидация сверхматерика Паннотии

Шестой (временный) сверхматерик Паннотия. Считается, что в период максимального сближения Паннотия напоминала по форме букву V, открытую на северо-восток, и просуществовала всего 60 миллионов лет после своего образования. При этом вблизи полюсов находились значительные материковые массы.

На иллюстрации слева приведены очертания суши, вероятно, ещё до сборки Паннотии. И не ясно, в каком месте Земного щара располагались эти массивы (по обе стороны от экваторв?).

Консолидация суперконтинента Кенорленд Дефрагментация суперконтинента Кенорленд

Седьмой сверхматерик Пангея

Консолидация суперконтинента Кенорленд Дефрагментация суперконтинента Кенорленд

Будущий восьмой (временный) сверхматерик Амазия

Связь геодинамических процессов с тектономагматическими

Тектономагматические эпохи

В геологической истории Земли происходили различные события, о которых уже говорилось выше. Особо важное внимание необходимо уделить развитию земной коры, с которым связаны и другие важнейшие события в истории Земли. В истории Земли выделяются около 20 тектономагматических эпох, каждая из которых характеризуется своеобразной магматической и тектонической активностью и составом возник­ших горных пород.

В течение белозерской (3,5 - 3,05 м.л.н.) тектономагматической эпохи в начале архейского зона и кольской, или саамской (3,05 - 2,7 м.л.н.) эпохи в середине архея протекали процессы гранитизации и возникновения первых осадочных бассейнов. Образовались и стали расширяться гидросфера и первичная атмосфера. В это время первыми возникли песчаные [частички раковин?], глинистые [нанобактериальные?] и карбонатные [бактериальные] породы, которые подверглись сильному метаморфизму. Песчаные и глинистые породы превратились в кристаллические сланцы, кварциты и гнейсы, а карбонатные — в мраморы. [А граниты земной коры из чего?]

В кенорскую, или b>беломорскую (2,7 - 2,5 м.л.н.) тектономагматическую эпоху в конце архейского зона были сформированы ядра будущих самых устойчивых геоструктурных элементов Земли — ядра континентальных платформ или их щиты. В последующем размеры этих ядер постепенно увеличивались.

На протяжении вышеописанной кеноранской, а также альгонкской (2,5 - 2,23 м.л.н.), раннекарельской (2,23 - 1,98 м.л.н.), балтийской (1,98 - 1,83 м.л.н.) и карельской, или гуронской (1,67 - 1,49 м.л.н.) тектономагматических эпох были сформированы фундаменты всех известных древних платформ: Восточно-Европейской, Северо-Американской, Южно-Американс­кой, Сибирской, Китайской, Таримской, Индостанской, Африкано-Аравийской и Восточно-Австралийской. В это время возник сверхгигантский материк Пангея-0 (Археогея).

На протяжении почти 1 млрд лет [точнее, 800 млн. лет - Мезогейский суперконтинентальный цикл Уилсона, определяющий начало и конец палеопротерозоя], начиная с 2,5 млрд лет назад и до 1,67 млрд лет, продолжал наращиваться гранитно-гнейсовый слой в континентальной оболочке земной коры. Вместе с тем внедрение магматических расплавов в толщи карбонатных пород — известняков и доломитов — способствовало формированию щелочных пород. Огромные интрузивные плутоны, сложенные гранитоидами, обладающие площадью в несколько тысяч квадратных километров, своим образованием зафиксировали возникновение в пределах континентальных платформ весьма устойчивых участков, называемых щитами. Таковыми являются Балтийский, Украинский, Алданский, Канадский, Гвианский, Бразильский, Аравийский щиты, 1,8 млрд лет назад возникла Пангея-1 (Мезогея).

На протяжении последующих тектономагматических эпох платформы или продолжали наращивать свои размеры за счет присоединения к ним находящихся по соседству подвижных поясов в результате сближения с аналогичными участками, расположенными в пределах литосферных плит, или раскалывались на отдельные части посредством разломов, внутри которых возникали рифтовые впа­дины. Последние в дальнейшем становились новыми океанами. Однако в последний миллиард лет истории Земли всеми исследователями отмечается постепенное угасание силы тектономагматической активности.

Готская, или сибирская (1,36 - 1,21 м.л.н.) тектономагматическая эпоха характеризовалась развитием на территории большинства платформ гранитизации дорифейских магматических и осадочных образований и развития сильного регионального метаморфизма. В среднем и особенно в позднем рифее в подвижных поясах продолжалась гранитизация и за счет этого происходило наращивание площади платформ.

Магматизм катангинской (кадомской), или раннебайкальской (0,65 - 0,52 м.л.н.) и салаирской, или позднебайкальской (0,52 - 0,41 м.л.н.) тектономагматических эпох на платформах проявился по-разному. Вместе с тем их общей чертой является, с одной стороны, развитие интенсивных складкообразовательных движений, а с другой — раскол и перемещение крупных и мелких платформенных глыб — литосферных плит и террейнов (плит небольшого размера).

Результатом проявления ранне- и позднебайкальской тектоно­магматических эпох стало сближение и соединение в единый сверх­гигантский материк Гондвану пяти крупнейших континентальных платформ южного полушария — Африкано-Аравийской, Австралийской, Южно-Американской, Антарктической и Индостанской. В свою очередь, в северном полушарии стали сближаться северные континенты — Восточно-Европейский, Северо-Американский, Сибирский и Китайский.

Каледонская (0,41 - 0,26 м.л.н.) тектономагматическая эпоха характеризовалась не только усилением магматизма, но и привела к подъему над уровнем моря и объединению северных материков в новый подобный южной Гондване суперматерик — Лавразии. Последний отделился от Гондваны крупным океаном Тетис.

Основные события геологической истории Земли в фанерозойском зоне удобно рассматривать по эрам. Ниже остановимся на истории тектонических событий, исходя из существования историко-геологических этапов, основанных на разделении истории и развития Земли по тектоническим этапам. В фанерозойское время таких этапов выделяется несколько. С ними связаны различные по масштабам геологические события — наступления и отступления морей и океанов, сближение и расхождение литосферных плит, исчезновение океанов, возникновение горных массивов, накопление осадочных горных пород, внедрения магматических расплавов, метамофизм и т.д.

Тектономагматические эпохи фанерозойского зона отличаются от более древних этапов тем, что вследствие своей относительной молодости в напластованиях горных пород хорошо сохранились следы процессов. Вследствие этого фанерозойские тектономагматические эпохи подразделяются на несколько тектонических фаз. В одни отрезки геологического времени преобладало высокое стояние континентов (регрессии моря), происходил значительный магматизм и осуществлялись как горизонтальные, так и вертикальные движения континентальных блоков. Такие фазы носят название геократических. Они сменялись более продолжительными по времени талассократтескими фазами, когда области платформ активно прогибались и затапливались морем, т. е. развивались крупнейшие трансгрессии.

В результате тектонической и магматической активности, сближения и столкновения континентов в каледонскую эпоху были образованы высочайшие и протяженные горно-складчатые сооруже­ния. В западном полушарии это Аппалачи, а в Центральной Азии — горные массивы Центрального Казахстана, Алтай, Западный и Восточный Саяны, горы Монголии, а также ныне сглаженные и разру­шенные горные сооружения Восточной Австралии, острова Тасмании и в Антарктиде.

В герцинскую, или варийскую (0,26 - 0,09 м.л.н.) тектономагматическую эпоху произошло крупнейшее событие в истории Земли. Существовавший между Гондваной и Лавразией океан прекратил свое существование. Тогда эти гигантские материки объединились и на планете возник один материк, который А. Вегенером в начале XX столетия был назван Пангеей (Всеобщая Земля). На планете в это время существовал также один океан. Это был гигантский древний Тихий океан или Панталаса. Сближения и столкновения литосферных плит и блоков земной коры привели к возникновению крупных горных со­оружений, которые по имени эпохи носят название герцинских горных сооружений. Таковыми являются Тибет, Гиндукуш, Каракорум, Тянь-Шань, Горный и Рудный Алтай, Куньлунь, Урал, горные системы Центральной и Северной Европы, Южной и Северной Америки (Аппалачи, Кордильеры), северо-запада Африки и Восточной Австралии. В результате консолидации устойчивых участков, составляющих литосферные плиты, возникли эпигерцинские плиты или молодые платформы. К их числу относятся часть Западно-Европейской платформы,Скифская, Туранская и Западно-Сибирская плиты и др.

В киммерийскую (0,09 - 0,05 м.л.н.) тектономагматическую эпоху произошли внедрения различных по составу интрузий, но все-таки главным событием был распад Пангеи. После ее распада вначале вновь возникли Лавразия и Гондвана, так как между ними образовался новый океанский бассейн — Тетис, который простирался субширотно, а затем стал формироваться новый океан меридионального направления. Сначала это была Южная Атлантика, отделившая Южную Америку от Африки, а затем Северная Атлантика, которая разделила Северную Америку и Евразию. В течение киммерийской эпохи возникли Крымские горы и горные системы Приверхоянья (там так же, как и в свое время между Европой и Америкой, произошло сближение и надвигание Сибирской платформы на Западно-Сибирскую плиту). Значительные движения испытали ранее возникшие горные сооружения Аппалачей, Кавказа и Центральной Азии.

Киммерийская тектономагматическая эпоха началась в конце мелового периода. Ее сменила Альпийская, действия которой продолжаются и в настоящее время. С ними связаны внедрения интрузий кислого, основного и щелочного составов в подвижных поясах, расширение древних и возникновение нового, Индийского, океана, закрытие океана Тетис. Постепенно континенты приобретают современные очертания и создаются величайшие горные системы — Альпы, Динариды, Карпаты, Кавказ, Памир, Гималаи, Анды, Кордильеры. Подъем этих горных сооружений продолжается и в наши дни.

Некоторые океаны и окраинные моря продолжают сокращаться в размерах. Так, в результате сближения Африки с Евразией сужается Средиземноморский бассейн, который представляет собой реликт океана Тетис. Но в то же время начинают раздвигаться новые глыбы и на месте их раздвижения возникают моря — будущие океаны. Так, несколько миллионов лет назад возникло и продолжает расширяться Красное море. В ближайшем геологическом будущем на месте Восточно-Африканского рифта, там, где сегодня располагаются крупнейшие озерные системы Африки, вследствие опускания и расширения континентальной рифтовой долины должен возникнуть новый океан, который объединится с расположенным северо-восточнее Красноморским рифтом.

Статьи о формировании и "дрейфе" континентов

Поскольку Земля вращается в восточном направлении, а Луна в этом отстает, то ее гравитация как бы немного "задерживает" перемещение внешней оболочки Земли. Это заставляет кору медленно скользить на запад (и когда-нибудь Россия с США поменяются местами).

Фото-видео иллюстрации геомобилизма

Новости об эволюции континентов

Поскольку материковая кора - продукт синтеза косной и живой материи, её когда-то не было, и она химически, вероятно, усложняется, то к ее развитию правомерно понятие "эволюция".

Разлом Сан-андреас при надвигании тихоокеанской плиты на/под американскую

Главная
Геотектоника : Геоциклы | Геомобилизм | Структурная геология | Закономерности месторождений золота
Близкие по теме страницы: География | Карты | Музеи и библиотеки
На правах рекламы (см. условия): [an error occurred while processing this directive]    


© «Сайт Игоря Гаршина», 2002, 2005. Автор и владелец - Игорь Константинович Гаршин (см. резюме). Пишите письма (Письмо И.Гаршину).
Страница обновлена 22.03.2024
Яндекс.Метрика