Физика/5.Геофизика

Соискатель Ибраев С. С.

ТОО «ETG»

Гипотеза континентального дрейфа

Дрейф континентов происходит посредством поднятия и опускания тектонических плит. То есть, в зоне поднятия тектонической плиты располагается континент, в зоне опускания тектонической плиты образуется океан. Получается, что в результате воздействия конвекционных потоков на астеносферу и литосферу, происходят поднятия и опускания коры, в результате мы имеем дрейф континентов.

Исследовательской группе под руководством специалиста по осадочным породам и процессам образования дюн Дэвиду Лупу (David Loope) из университета Небраски-Линкольна удалось показать, что обнаруженные в районе штатов Вайоминг и Юта (США) древние песчаные дюны, образовавшиеся 200 – 300 млн. лет назад и запечатлевшиеся в песчаниках, ориентированы в юго-западном направлении. Это означает, что в эпоху их формирования преобладающие ветры дули с северо-востока. В то же время аналогичные дюны в южной части Юты перемещались в направлении юго-востока – это означает, что ветра дули с северо-запада на протяжении 100 млн. лет. По мнению ученого, такое несовпадение преобладающих ветров можно объяснить лишь предположением, что в эпоху формирования дюн эта территория находилась на экваторе.

Ученые попытались проверить эту гипотезу с помощью моделирования климата, стремясь выявить признаки характерных для экваториальных регионов муссонных ветров. Усилия оказались напрасными – модели противоречили геологическим данным.

Ученые попытались использовать для разрешения загадки плато Колорадо палеомагнитные данные. Ранее именно измерения ориентации магнитного поля Земли в породах плато Колорадо позволили ученым предположить, что эта часть Северной Америки, ранее находившаяся на экваторе, сместилась к северу примерно 200-300 млн. лет назад.

Однако попытка привлечь данные о палеомагнетизме также ни к чему не привела – данные, полученные с использованием различных методов, «не стыкуются» друг с другом. Это может означать, что существующие методы изучения геологической истории нашей планеты нуждаются в переоценке, а уже сформировавшиеся представления о геологии нашей планеты – либо в пересмотре, либо в переосмыслении.

Подобные «нестыковки», частично можно объяснить моей гипотезой дрейфа континентов посредством их поднятия, а дрейфуют астеносферные субстанции. Если даже предположить, что кора поднимается и опускается под воздействием астеносферы, в процентном отношении к глубине мантии, всего на один процент, то это составит 29 километров или 18,02 мили! Возьмем самую высокую точку Земли, грубо 9 километров плюс самую глубокую 11 километров итого 20 километров. Поэтому вполне приемлемо, что дрейф континентов происходит за счет мантийной конвекции, восходящие потоки поднимают, а нисходящие опускают кору Земли в пределах одного процента от глубины мантии.

Японский геофизик Ш. Маруяма в 1994 г. предложил теоретическое объяснение сейсмическим наблюдениям, назвав свою гипотезу тектоникой плюмов (от английского plume - перо, на которое по форме похож мантийный материал). Он считает, что литосферные плиты, погружаясь в глубь Земли, застревают на границе между верхней и нижней мантией. Холодный материал плит копится здесь сотни миллионов лет, пока не прорвет границу. Погружаясь до границы ядра, он охлаждает железо-никелевый расплав, который опускается во внешнее жидкое ядро Земли. Вытесненный им наверх горячий суперплюм вызывает континентальный раскол и дрейф вновь образовавшихся континентов. После этого тектоника плит становится независимой от тектоники плюмов еще на несколько сот миллионов лет, когда процесс повторится. Маруяма считает, что холодные плюмы образуются в нижней мантии достаточно случайно, на ранней стадии континентального дрейфа после раскола суперконтинента. А холодный суперплюм может развиваться под формирующимся суперконтинентом, вроде Лавразии, существовавшей 200 миллионов лет назад.

Российские ученые В. Трубицын и В. Рыков предприняли попытку создать трехмерные численные модели мантийной конвекции с плавающими континентами. Эта попытка оказалась успешной. В качестве модели Земли была принята коробка с вязкой жидкостью, нагреваемая снизу и изнутри. В такой коробке при достаточном перепаде температуры между дном и поверхностью возникает тепловая конвекция, при которой горячее вещество устремляется вверх, а холодное погружается на дно. Возникают так называемые ячейки Бенара. На поверхность коробки накладывались контуры континенов. Математически задача сводилась к совместному решению уравнений сохранения импульса, энергии и массы, а также уравнений движения твердого тела, описывающих движение континентов. Моделирование показало, что континенты устремляют ся в направлении нисходящего потока, стягиваясь друг к другу. Собранные вместе над нисходящим потоком вещества континенты начинают играть роль крышки, не выпускающей тепло на поверхность. Первоначально холодное, нисходящее вещество начинает нагреваться, становится легче и приблизительно через 100-200 миллионов лет на этом месте образуется восходящий мантийный поток, который и приводит к расколу "суперконтинента". Таким образом, континенты меняют существующую систему конвективных движений и оказывают влияние на потоки вещества вплоть до самого ядра. Образовавшиеся "осколки" расходятся в стороны, чтобы вновь собраться через сотни миллионов лет над другим нисходящим потоком. Хотя модель не учитывала сферичности Земли, что существенно при моделировании континентального дрейфа, она выявила много примеров, наблюдаемых в природе.

Данная теория плюмов и эксперименты российских ученных, не вольно подтверждают мою гипотезу, что дрейф континентов все-таки вертикальный, а не горизонтальный. Предположим, что тектонические плиты, на которых располагаются континенты, как мозаика достаточно плотно прилегают друг к другу. Плиты устремляются в направлении нисходящего потока! Но в виду мозаичной структуры они не могут этого сделать, и просто-напросто проседают над нисходящим потоком, образуя океанское ложе. А восходящий поток поднимает плиты, образовывая континенты. Если ещё учитывать многослойную структуру мантии, то нисходящие и восходящие потоки мантии будут менять свое направление и двигаться не вертикально, что обеспечивает не резкий подъем и опускание тектонических плит, а плавный и разнонаправленный.

Если в эксперименте российских ученных замерить уровень погружения континентов над нисходящими потоками, и численно это составит ~0.25% от общей глубины коробки с жидкостью, то в масштабах Земли в километрах это составит около пяти километров! При всём этом восходящие и нисходящие потоки, воздействуют на литосферу через астеносферу и этим нельзя пренебрегать. Предлагаю российским ученым В. Трубицыну и В. Рыкову повторить данный эксперимент, немного изменив его, вместо материков застелить поверхность имитацией тектонических плит, налить немного подкрашенной воды или иной жидкости поверх имитации тектонических плит. И пронаблюдать куда будет стремиться вода (в данном случае вода будет имитировать океаны) к нисходящим потокам или к восходящим потокам!? Я предполагаю, что вода будет собираться над нисходящими потоками. Должна по идее получиться замечательная картина континентов и океанов!

Из представлений об океанском дне как о конвейерной ленте, выходящей на поверхность в рифтовых зонах срединно-океанических хребтов и затем скрывающейся в глубоководных желобах, следовало, что возраст океанической коры должен увеличиваться по мере удаления от рифта и достигать максимума на окраинах океанов. Эти предположения были блестяще подтверждены открытием на дне океанов так называемых полосовых магнитных аномалий.

Да тектонические плиты как конвейерная лента, но сами конвейеры остаются на месте. Объяснить появление Серединно-океанических хребтов можно так же за счет конвекции, но поменяем знаки плюса и минуса. Под океаном нисходящие потоки, в частности под Атлантическим, сравнительно молодой нарастающий нисходящий поток, данный поток увлекает за собой плиту, а вернее под Атлантическим океаном сочленение плит. Образуется прогиб, в результате появился Атлантический океан, прогиб нарастает, сочленение плит расходится, магма выходит в образовавшуюся брешь и застывает, таким образом, наращивая плиты. Под материковой частью плит находятся восходящие потоки. Как известно, конвекция это достаточно цельный процесс восходящие потоки не просто взаимодействуют с нисходящими, а это так же подобно конвейеру, восходящий поток доходит до своей верхней границы и расходится в разные стороны начинает превращаться в нисходящий поток. То есть, нисходящий поток уходит под океанские плиты. В виду того, что под тихим океаном уже более старый нисходящий поток, практически сформированный, мы наблюдаем по его краям отрыв, глубоководные океанические желоба, в которые и затягивает плиты нисходящий поток. Последние исследования подтвердили наличие хребтов на дне Тихого океана, это означает, что когда-то на этих хребтах также шло наращивание тектонических плит! Значит, через какое-то время, подобные глубоководные океанические желоба появятся по краям Атлантического океана, в настоящий момент их всего два и они небольшие, в процессе взросления и разрастания Атлантического нисходящего потока они будут увеличиваться, и образовываться новые. Часть восходящего потока под Евразийской плитой сместится на восток к Тихому океану, подняв там часть Тихоокеанской плиты, а Европейская часть опустится и станет частью Атлантического океана. Вот Вам и дрейф континентов! В последствии два восходящих потока Евразийский и Северо-американский объединятся, и дно Тихого океана станет материком, в процессе такого движения флора и фауна будут мигрировать вслед за поднимающимся материком! Этим и объясняется, почему на континентах находят ископаемые, принадлежащие морской фауне: трилобиты и наутилусы.

Данная мною гипотеза наглядно показывает один из вариантов механизма дрейфа континентов. Естественно гипотеза не объясняет на сто процентов всех процессов дрейфа континентов, так как в данном процессе участвует не только мантийная конвекция, а также свой отпечаток накладывают и другие процессы, и физические явления. При дальнейшей разработке и совершенствовании данной гипотезы, можно разработать теорию, с помощью которой мы сможем описать процессы и явления в дрейфе континентов, которые еще не открыты, но, основываясь на прочной и гибкой теории, мы будем знать, где искать, в каком направлении вести исследования, а также какие исследования. Тем самым у нас появляется возможность, сконцентрировать усилия в нужном направлении, распределить финансовые и технические средства для достижения максимально эффективного результата в своих исследованиях.

Литература:

1. Ковалев А., доктор геол.-мин. наук. Переменчивая Земля. "Наука и жизнь" № 10, 1973

2. Пущаровский Ю. М. Фундаментальные проблемы общей тектоники. – Москва. Научный мир, 2001. – 520с.

3. Хаин В. Е., Ломизе М. Г. Геотектоника с основами геодинамики. Учебник – 2-е изд., испр. И доп. – Москва: КДУ, 2005. – 560с., [16]с. Цв. Ил.

4. Хаин В. Е. Тектоника Континентов и океанов. – Москва: Научный мир, 2001. – 606с.:8 цв. ил.

5. Дарвин Д. Г. Приливы и родственные им явления в солнечной системе. М.: Мир, 1965. – 207с.

6. Кейлис-Борок В. И. Динамика литосферы и прогноз землетрясений. Природа, 1989, N2, с.10-18

7. Развитие идей Г.А. Гамбурцева в геофизике. М.: Наука. 1982, с.320