Ю.Н. Разницин Ю.В. Баркин ,

Ю.Н. Разницин1, Ю.В. Баркин2
(1Геологический институт РАН, e-mail: [email protected], 2Государственный
астрономический институт им. П.К. Штернберга при МГУ, e-mail:
barkin@)inbox.ru)
Cубмеридиональное сжатие литосферы Атлантики и
полярный дрейф ядра Земли
Yu.N. Raznitsin1, Yu.V. Barkin2
(1Geological institute, Russian Academy of Sciences, Moscow;
2
Sternberg Astronomical Institute, MSU, Moscow)
Submeridional
compression
of
Atlantic
,
lithosphere and polar drift of Earth s core
ocean
Прогресс в накоплении геолого-геофизической информации о
строении дна Атлантического океана привел к выводу о широком
распространении надвиговых деформаций земной коры и верхней
мантии [1]. При этом было показано, что тектонические стрессы,
ответственные
за
образование
тектонически
расслоенных
комплексов, в основной массе ориентированы в двух направлениях:
по направлению спрединга и параллельно оси САХ. В последнем
случае речь идет о субмеридиональном сжатии в процессе эволюции
Атлантики.
Установленные сейсмическими методами надвиги, плоскости
которых наклонены преимущественно в южном направлении,
присутствуют в Северо-Американской, Канарской, Бразильской,
Ангольской котловинах и в котловине Сьерра-Леоне [1]. Движение
масс при этом происходило с юга на север, а исходя из соотношений
структур коры и осадочного чехла и из данных глубоководного
бурения, становление надвигов происходило в позднеюрскоераннемеловое время (рис. 1).
Рис. 1. Профиль МОВ ОГТ в юго-западной части Ангольской котловины (а) и его
интерпретация (б).
1 –осадочный чехол; 2 – наклонные отражающие горизонты в коре (надвиги);
М – поверхность Мохоровичича. ПД и ПФ –поверхности дна и фундамента,
соответственно.
Субмеридиональное сжатие на рубеже 10 млн. лет отчетливо
проявлено в зонах крупнейших трансформных разломов Атлантики Вима, Сан-Паулу и Романш.Так, в пределах южного поперечного
хребта разлома Вима обнаружено ненарушенное, хотя и
сокращенное по мощности, сечение океанической литосферы (снизу
вверх): ультрамафиты, габбро, дайковый комплекс и базальты [2]. В
дальнейшем было показано, что верхнемантийные и коровые
образования слагают пакет тектонических пластин, полого
наклоненный на юг [3] (рис. 2). Возраст формирования чешуйчатонадвиговой структуры (8-10 млн. лет) устанавливается по
абсолютным возрастам амфиболитов в подошвах тектонических
пластин габброидов и ультрамафитов. Движение масс при этом
происходило в юга на север. Рассматриваемые надвиговые
дислокации ни коим образом не связаны со спредингом, а их
причину, по-видимому, следует искать не только в геодинамике зон
трансформных разломов, но и вне областей современного
Атлантического
океана.
Одной
из
таких
областей,
где
предмессинские движения и связанные с ними деформации сжатия
проявлены
весьма
отчетливо,
является
западная
часть
Средиземноморья [4]. Деформации этой области обусловлены
дрейфом Африканского континента на север и раздавливанием
обширной области, располагавшейся вдоль северной окраины
африканского шельфа.
Рис. 2. Схематический геологический профиль южного поперечного хребта
разлома Вима
1 – базальты; 2 – дайковый комплекс; 3 – амфиболиты; 4 – габбро;
5 – ультрамафиты; 6 – известняки (поздний миоцен); 7 – надвиги. Цифры –
абсолютные возраста пород (млн. лет).
Целый ряд признаков указывает на то, что субмеридиональное
сжатие литосферы Центральной Атлантики имеет место и на
современном этапе. Об этом свидетельствуют: пликативные
дислокации осадочного чехла некоторых глубоководных котловин,
проявленные только на субмеридиональных сейсмопрофилях,
конвергенция пассивных частей трансформных разломов к востоку
от САХ, между 15° и 7° с.ш., субмеридиональная ориентация сжатия
в зонах субдукции в желобе Пуэрто-Рико и в северном обрамлении
моря Скоша [5]. В пределах глубоководных котловин на восточной
периферии Атлантического океана отчетливо проявлено сочетание
параметров (кластер), свойственное преддуговым зонам на западной
периферии Тихого океана (максимальное значение аномалии Буге и
минимальное – изостатической аномалии), которые, как хорошо
известно, характеризуются условиями интенсивного сжатия на
фронте поглощающейся океанической плиты в зонах субдукции. Этот
кластер проявлен в виде нескольких субширотных зон шириной 1001200 км, и занимает не менее 40% от всей акватории Восточной
Атлантики [6].
Уверенность в существовании субмеридиональной компоненты
движения на современном этапе также вселяют данные наблюдений
GPS и VLBI на прилегающих континентах [5].
Таким образом, субмеридиональное горизонтальное сжатие
литосферы Атлантики проявляло себя на протяжении всей истории
ее раскрытия, начиная с мезозоя и заканчивая современным этапом.
Этот процесс не носил стационарного характера, и, скорее всего,
проявлял себя во времени дискретно, накладываясь на процессы
аккреции океанической коры в зонах спрединга.
Вышеперечисленный набор фактов позволяет достаточно
уверенно говорить о наличии явления, необъяснимого в рамках
плейттектонической модели.
На наш взгляд наличие субмеридиональной компоненты
движения литосферных масс Атлантики, вектор которой направлен
на север, находит свое объяснение с позиций механизма
вынужденной эндогенной активности Земли, предложенного одним
из авторов доклада [7-9]. Суть его заключается в том, что на ядро и
мантию Земли Луна и Солнце оказывают различные гравитационные
воздействия, так как они обладают различными динамическими
сжатиями, а их центры масс занимают определенные эксцентричные
положения. Подобное дифференциальное воздействие на оболочки
приводит к их вынужденным взаимодействиям, трансляционным
смещениям, малым взаимным поворотам, деформационным,
термодинамическим и иным изменениям. Эти взаимодействия
характеризуются гигантскими силами и моментами сил и являются
исключительно энергетичными, определяющими и направляющими
эндогенную активность небесных тел. Внешние гравитационные
воздействия
являются
циклическими,
поэтому
и
стиль
взаимодействия оболочек Земли имеет также циклическую природу.
Относительные смещения ядра и мантии носят направленный
характер и одними из преимущественных являются полярные
смещения.
Субмеридиональное сжатие литосферы Атлантики мы связываем
с горизонтальными деформациями и смещениями материала
верхней части литосферы Земли в северном направлении.
Указанное
явление
является
планетарным
и
вызвано
долгопериодическими полярными смещениями ядра Земли в
геологической шкале времени.
Геодинамическая модель Земли как системы взаимодействующих
оболочек, совершающих малые колебания и повороты под
действием гравитационного притяжения внешних небесных тел и
взаимных возмущений, в последние годы получила многие
подтверждения в исследованиях в различных науках о Земле.
Высокая точность спутниковых наблюдений на сегодня позволяет
уверенно говорить говорить о том, что в современную эпоху
подтверждается дрейф центра масс Земли вдоль полярной оси к
северу со скоростью ~ 5.20±0.38 мм/год. Объяснение указанным
явлениям можно дать только в предположении, что центр масс ядра
Земли по отношению к мантийной системе координат совершает
вековой полярный дрейф к северу со скоростью 26.2±2.5 мм/год. На
рис. 3 иллюстрируется форма геоида Земли, а также тенденции
изменений поверхности Земли в современную эпоху при дрейфе
ядра к северу со скоростью 2.6 см/год. Вариации высот геоида даны
в метрах. График справа указывает значения скорости удлинения
широтных кругов поверхности Земли в мм/год (ось абсцисс) в
зависимости от широты (ось ординат). Эти планетарные изменения
связаны в первую очередь с радиальными деформациями коры и
мантии.
Рис. 3. Явление удлинения и укорачивания широтных кругов Земли в широтных поясах
геоида в южном и северном полушариях.
Динамические исследования возбуждения системы ядро-мантия
внешними небесными телами подтверждают преимущественно
полярные смещения ядра в разнообразных шкалах времени. Эти
взаимные колебания ядра и мантии организуют и контролируют
вариации всех планетарных процессов на планете (в мантийных
слоях, в литосфере, в океанической и атмосферной оболочках и т.д.).
т.к. подвижное ядро оказывает непосредственное гравитационное
воздействие на все слои и оболочки Земли, деформируя и возбуждая
их. В современную эпоху смещение ядра к северу вызывает не
только медленное нарастание силы тяжести в северном полушарии и
убывание – в южном, но и нарастание меридиональной
составляющей силы притяжения Земли в северном направлении.
Максимальные значения указанной составляющей отмечаются в
районе экватора [8].
Полученные в настоящее время результаты свидетельствуют, что
вековой дрейф ядра – это главный фактор, ответственный за все
вековые изменения активности глобальных процессов на Земле, в
том числе и за существование субмеридиональной компоненты
движения литосферных масс не только в Атлантическом, но и в
Индийском и Тихом океанах и в пределах прилегающих континентов.
Работа выполнена при финансовой поддержке Российского фонда
фундаментальных исследований (грант РФФИ 07-05-00246).
Northward horizontal compression of Atlantic ocean lithosphere has
been occurring during all history of its opening, beginning from Mesozoic
till modern period. Mentioned above fact system allows to figure out the
phenomena, unexplainable within the plate tectonic limitations. For
explanation of discovered tectonic phenomena we use new geodynamical
model of forced displacements and oscillations of the core and mantle of
the Earth.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Разницин Ю.Н. Тектоническая расслоенность литосферы
молодых океанов и палеобассейнов.. Тр. ГИН РАН, вып. 560. М.:
Наука. 2004. 270 с.
2. Auzende J.-M., Bideau D., Bonatti E. Cannat M., Honnorez J.,
Lagabrielle Y., Malavieille J., Mamaloucas- Frangoulis V., Mevel C. Direct
observation of a section through slow spreading crust // Nature. 1989. Vol.
337. P. 726-729.
3. Разницин Ю.Н. Строение и геодинамика южного поперечного
хребта зоны разлома Вима в Центральной Атлантике // Геотектоника.
2001. № 3. С. 80-87.
4. Книппер А.Л., Разницин Ю.Н. Синхронность сжатия в литосфере
Центральной Атлантики и Западного Тетитса на границе тортонмессиний // Геотектоника. 2008. № 1. С. 27-37.
5. Sokolov S.Yu., Sokolov N.S., Dmitriev L.V. Geodynamic zonation of
the Atlantic ocean lithosphere: Application of cluster analysis procedure
and zoning inferred from geophysical data // Russian Journal of Sciences.
Vol. 10. ES4001, doi 10. 2205/2007 ES000218, 2008. P. 1-30 (http://.
elpub.wdcb.ru/journals/rjes).
6. Соколов Н.С. Корреляция геолого-геофизических параметров
вдоль оси Срединно-Атлантического хребта и преддуговая
обстановка на его восточном фланге //Вестн. Моск. Ун-та. Сер. 4.
Геология. 2007. № 6. С. 42-46.
7. Баркин Ю.В. Объяснение эндогенной активности планет и
спутников и ее цикличности. // Известия секции наук о Земле РАЕН.
2002. Вып. 9. М.: ВИНИТИ. С. 45-97.
8. Баркин Ю.В. Вынужденные колебания и блуждания ядра
относительно вязкоупругой мантии Земли в прошлые геологические
эпохи: к объяснению фундаментальных явлений геоэволюции. //
Общие и региональные проблемы тектоники и геодинамики. Матер.
XLI Тектонического совещания. 2008 Т. 1. М.: ГЕОС. С. 60 -64.
9. Божко Н.А., Баркин Ю.В. Диссимметрия тектонических
процессов в ходе суперконтинентальной цикличности как
динамическое следствие относительных полярных смещений ядра и
мантии Земли. // Геология полярных областей Земли. Материалы
XLII Тектонического совещания. 2009. Том 1. М.: ГЕОС. С. 66 -70.