Книга Автобиография Земли. 4,6 миллиарда лет захватывающей истории нашей планеты - Элизабет Эрвин-Бланкенхайм

континентальной, создавая зону субдукции и глубоководные желоба. Где плотность больше, океаническая плита поглощается. Еще один вид конвергентной границы наблюдается там, где столкновение краев континентальных плит приводит к поднятию материала горных пород относительно другой стороны разрыва – созданию гор, таких как Гималаи. Трансформные разломы (сдвиги) встречаются в тех участках, где фрагменты коры горизонтально скользят относительно друг друга, например перпендикулярно срединно-океаническим хребтам или, если это происходит на суше, как в случае разлома Сан-Андреас. В районах трансформных разломов силы консервативны, и кора ни создается, ни разрушается.

Дивергентные границы плит

Некоторые из горных цепей на дне океана достигают в высоту 2500 м от основания. Эти подводные горы (см. главу 5), называемые срединно-океаническими хребтами, или центрами спрединга, встречаются везде, где создается новое океаническое дно, и представляют собой самую обширную горную систему на Земле.

Срединно-океанические хребты и центры спрединга, где создаются и раздвигаются новые океанические плиты, известны как дивергентные границы. В этих местах в результате растяжения материала возникают сбросы (подобно тому, как при попытке разделить печенье оно часто ломается, и середина отпадает). Сбросы создают рифтовые долины и погруженные бассейны, такие как в Восточной Африке, где разломы и связанные с ними рифты постепенно разрывают континент на части.

Центры спрединга различаются по скорости раскрытия. Срединно-океанические хребты в Атлантике расширяются медленнее – в среднем приблизительно на 4 см в год, – чем срединно-океанические хребты в Тихом океане, которые в среднем двигаются со скоростью 9 см в год. Иными словами, Тихий океан уменьшается со скоростью, более чем в два раза превышающей скорость расширения Атлантического океана.

Отличаются не только скорости раскрытия центров спрединга, но и формы хребтов. У быстро разрастающихся хребтов склоны гладкие, тогда как для медленно разрастающихся хребтов характерны неровные склоны. Различия возникают из-за особенностей циркуляции горячих вод внутри хребтов, а также зависят от того, существуют ли под хребтами магматические камеры.

Один из наиболее удивительных и легко поддающихся наблюдению мест срединно-океанических хребтов находится в Исландии: остров представляет собой выход Срединно-Атлантического хребта над поверхностью океана. С одной стороны Северо-Атлантическая плита движется на запад, с другой стороны Евразийская плита движется на восток. Проявлением Срединно-Атлантического хребта на поверхности является рифтовая долина, которая простирается от его центра и расщепляется на две части. На территории Исландии множество вулканов, которые формируются вдоль Срединно-Атлантического хребта, в том числе знаменитый Эйяфьядлайёкюдль, который в 2010 г. нарушил авиасообщение в Северном полушарии, выбрасывая в воздух облака пепла. Вулканы непосредственно связаны с формированием материала новой плиты, а также обеспечивают геотермальными ресурсами и горячими источниками. Они красивы, но опасны. Остров Исландия необычен не только потому, что расположен на вершине Срединно-Атлантического хребта, но и потому, что находится над мантийным плюмом – горячей точкой. Вулканическая активность в Исландии, несомненно, выше из-за сопряжения горячей точки со срединно-океаническим хребтом.

На существование исландского мантийного плюма указывают изменения параметров, которые наблюдаются при использовании методов дистанционного зондирования с помощью сейсмических волн. Величина сейсмических волн под Исландией низкая, что свидетельствует об отличии материалов на глубине по сравнению с большинством участков срединно-океанических хребтов. Геофизики полагают, что плюм зарождается на глубине 2880 км, на границе внешнего ядра и мантии. Недавно полученные данные показывают, что мантийный плюм под Исландией поднимается и по мере взаимодействия материала с более холодной верхней астеносферой разделяется на пальцеобразные ответвления, или «лепестки», расходящиеся от сердцевины. Эти «пальцы» горячей горной породы протягиваются до Норвегии и Шотландии и, возможно, являются причиной поднятия в этих регионах. Ученые продолжают исследовать мантийные плюмы, чтобы ответить на вопрос, являются ли они относительно неподвижными или перемещаются со временем.

Другие риски, связанные с геологическим строением Исландии, возникают из-за Срединно-Атлантического хребта. Каждую неделю сейсмометры регистрируют два десятка землетрясений. Магнитуда большинства землетрясений не превышает трех единиц, но для Южно-Исландской сейсмической зоны характерны более интенсивные землетрясения. Некоторые из них связаны с движением магмы под вулканами, а другие являются результатом расхождения двух тектонических плит. На самом деле Исландия постепенно раскалывается со скоростью 2,5 см в год.

Еще одна область, в которой преобладает рифтогенез и растяжение, – это Восточно-Африканская рифтовая долина. В этом регионе срединно-океанический хребет не выходит на сушу, но силы тянут, или отщепляют, Нубийскую (Африканскую) плиту от того участка, который станет новой Сомалийской плитой, когда произойдет разрыв. Долины и хребты, создаваемые в результате сброса, – характерная черта окружающей местности. Погружающиеся части разломов формируют бассейны, где может накапливаться вода, создавая озера, которые появляются и исчезают. Погода и окружающая земля характеризуются быстрыми сменами сухих и влажных периодов, которые влияют на образование озер.

Вдоль некоторых береговых линий, как у восточного побережья Северной Америки, континентальный шельф, состоящий из отложений, в среднем простирается под водой на ширину 65 км и на глубину 60 м. Под отложениями шельфа находятся сбросы, образовавшиеся в результате действия сил растяжения и раскола, которые создали прилегающие океанические бассейны. Эти континентальные окраины считаются пассивными и находятся на тыловом крае континента, отталкиваемого новой корой, которая сформировалась в районе срединно-океанических хребтов. Для выявления таких разломов геофизики и используют методы дистанционного зондирования.

Регион бассейнов и хребтов, протянувшийся через большую часть западных штатов США до северо-запада Мексики, – это еще одна область образования сбросов, связанных с тектоническими движениями. Здесь, в том числе и в зоне активной вулканической горячей точки, в настоящее время расположенной под Йеллоустонским национальным парком, земная кора тонкая и подвергается растяжению. Погружающиеся блоки формируют долины, называемые грабенами, и приподнятые хребты, которые называются горстами. Они направлены с севера на юг, перпендикулярно силам растяжения.

Конвергентные границы плит

Второй тип границ плит – конвергентные границы. С ними связаны взбросы, потому что на этих границах действуют силы сжатия, где две плиты давят друг на друга, пододвигаются одна под другую или сталкиваются друг с другом. В зависимости от типа плит могут происходить разные события. Когда перемалываются два блока океанической коры, формируются островные дуги и желоба, причем острова выстраиваются дугой из-за того, что Земля имеет форму шара[279]. Погружающаяся плита создает «надрез»; чем меньше угол погружения плиты, тем больше изгиб структуры по краю плиты. Примером такого типа границы служит цепь островов Индонезии. Там, где океаническая плита встречается с континентальной, океаническая кора, поскольку она имеет большую плотность, погружается под континентальную кору и создает глубоководный желоб, такой как тот, что находится между Тихоокеанской и Северо-Американской плитами – зона субдукции Каскадия на Тихоокеанском Северо-Западе. Два блока континентальной коры тоже могут сливаться, создавая горные цепи.

Конвергентные силы преобладают в районе Тихого океана, создавая «огненное кольцо» – структуру в форме подковы протяженностью 40 000 км, состоящую из почти непрерывных океанских желобов,