В чем заключается гипотеза дрейфа материков 7 класс кратко
Теория дрейфа материков
Теория дрейфа материков была предложена немецким географом Альфредом Вегенером на основе накопившихся научных данных.
Содержание
Теория Вегенера
Первую научную теорию медленного дрейфа материков сформулировал немецкий метеоролог и геолог Альфред Вегенер. В 1912 г. он указал на многочисленные сходства в геологическом строении континентов, а также на общность ископаемой флоры и фауны в геологическом прошлом. Веским доказательством было также совпадение климата в отдаленных эпохах.
Вегенер утверждал, что сначала на поверхности Земли возник тонкий слой гранитных пород. Со временем гранитные глыбы сконцентрировались в один большой праконтинент – Пангею (570-280 млн лет назад). Тогда же образовался праокеан, который окружал эту сушу. Затем Пангея раскололась и продолжала распадаться на более мелкие части. Эта революционная для тех лет теория достаточно просто объясняла многие непонятные геологические факты.
Механизм движения континентов Вегенер обосновал действием центробежных сил в результате вращения Земли и взаимным притяжением Земли, Солнца и Луны. Таким образом он объяснял отдаление Северной Америки от Европы и Африки, возникновение Атлантического океана, а также интенсивное образование грандиозных складчатых горных цепей Кордильер и Анд во фронтальной части обоих американских материков, надвигающихся на тихоокеанскую платформу. Дрейфование континентов от полюсов в направлении экватора, вызванное вращательным движением Земли, привело к столкновению Европы и Африки, в результате чего в Африке образовались Атласские горы, а в Европе – Альпы, Карпаты, Динарское нагорье и другие горные цепи. Появление Гималаев в свою очередь было результатом столкновения Деканского нагорья с Азией. Эти молодые горные цепи возникли в результате медленного движения континентов почти перпендикулярно к общепризнанным по Вегенеру направлениям дрейфа. Более старые горные цепи ориентированы в иных направлениях, которые Вегенер объяснял другим в то время местоположением как полюсов, так и оси вращения Земли, от которых зависело направление дрейфа.
Критика теории дрейфа и отказ от теории
Теория дрейфа материков была отвергнута на Западе. Крайне негативно воспринималась она и господствующей в советской геологии школой. Основным сторонником концепции фиксизма, резко отрицавшего мобилистские концепции, был М. А. Усов, отстаивавший «пульсационную гипотезу» геологического развития Земли. Такое положение сохранялось вплоть до начала 1970-х гг, когда мобилизм был возрождён на почве убедительных доказательств в виде концепции тектоники плит (новой глобальной тектоники).
Теория дрейфа материков: в чём её суть, кто выдвинул гипотезу, критика
Рассматривая карту обоих полушарий нашей планеты, сложно не заметить, что очертания материков повторяют друг друга, будто рассыпанные пазлы некогда единой картинки. Мысль о том, что некогда материки составляли одно целое, но по каким-то причинам разошлись на тысячи километров, впервые была высказана ещё в начале XVII века английским учёным Бэконом.
С тех пор эта теория неоднократно формулировалась разными представителями научного мира, но подвести под неё серьёзное фактологическое обоснование удалось лишь Альфреду Вегенеру в 1912 году.
Теория Вегенера о дрейфе материков
Немецкий астроном и метеоролог А. Вегенер не был первооткрывателем этой теории, зато именно он сумел обобщить множество теоретических выкладок, наблюдений и расчётов в достаточно стройную теорию. Она была сформулирована в виде цикла лекций и статей, с которыми учёный регулярно выступал, начиная с 1912 года. Спустя три года он издал монографию «Происхождение материков и океанов», в которой изложил свои взгляды на дрейф материков, их разбегание друг от друга.
Согласно этой теории, изначально на нашей планете существовали два праматерика, условно названные Лавразией и Гондваной. Лавразия включала территории современной Евразии и Северной Америки, Гондвана – Южную Америку, Африку, Австралию и Антарктиду. Между ними пролегал океан Тетис. Однако примерно 300 миллионов лет назад Лавразия и Гондвана соединились в одно целое, образовав огромный материк, который учёный назвал Пангеей.
Около 180 миллионов лет назад Пангея была расколота на несколько частей, ставших впоследствии известными нам материками. При этом образовались два океана – Атлантический и Индийский.
Эти процессы Вегенер объяснил тем, что земная кора испытывает влияние центробежных и гравитационных сил, которые заставляют отдельные участки смещаться. В некоторых областях земная кора растягивается, результатом чего становится вулканическая активность, в других – сжимается, и на этом месте образуются протяжённые горные массивы. Ярким примером служат Анды и Кордильеры – грандиозные горные цепи, протянувшиеся вдоль тихоокеанского побережья Американского континента.
Теория Вегенера превосходно объяснила множество фактов, остававшихся до того непонятными науке – в частности, сходство геологических пород, животного и растительного мира на материках, разъединённых тысячами километров океанской воды.
Критика теории Вегенера
Концепция дрейфа материков на момент опубликования не могла внятно объяснить, какие силы приводят материки в движение. Вегенер предполагал, что они передвигаются по базальтовому дну океана в результате вращения Земли и гравитационного взаимодействия планет, но любые расчёты показывали, что центробежной силы недостаточно, чтобы вызвать такое перемещение.
Поэтому после смерти Вегенера его теория была забыта на несколько десятилетий, и в научном мире господствовала теория геосинклиналей, согласно которой причиной тектонических процессов считались некие колебательные циклы, сотрясавшие земную кору. Материки признавались неподвижными, а видовое единство флоры и фауны объяснялось наличием в прошлом неких сухопутных мостов, по которым животные переходили с материка на материк. Считалось, что впоследствии эти мосты опустились на дно океана вместе с легендарной Атлантидой, а их остатки мы сегодня можем наблюдать в виде архипелагов, нередко вытянутых в линию.
Однако в 60-х годах ХХ столетия структура океанского дна была изучена гораздо лучше, и на нём обнаружили такие же горные хребты, как и на суше. Тогда учёные вспомнили о теории дрейфа материков и внесли в неё существенные дополнения. Сегодня известно, что материки перемещаются не сами по себе, а вместе с литосферными плитами, плавающими на поверхности магмы, из которой состоит мантия планеты. На стыках литосферных плит магма периодически прорывается на поверхность, что проявляется в виде землетрясений и вулканических извержений.
Дрейф материков происходит благодаря тектоническим процессам – взаимному перемещению плит относительно друг друга. Всего на поверхности планеты насчитывается 8 крупных тектонических плит, между которыми располагаются более мелкие образования. Они перемещаются из-за конвекции – действия тепловых и гравитационных сил, формирующих в толще магмы мощные течения. Разогретые ближе к центру планеты массы поднимаются на поверхность, а их место занимают более вязкие и тяжёлые массивы магмы, потерявшие исходную температуру.
Скорость перемещения материков не превышает нескольких сантиметров в год. Математическое моделирование процесса показывает, что спустя 100 миллионов лет их очертания будут выглядеть совсем по-другому. Северная и Южная Америки сольются в единый континент, Австралия приблизится к Азии, а Атлантический океан существенно увеличится.
Гипотеза дрейфа материков Вегенера
Мысль о том, что континенты были некогда соединены в единое целое, отнюдь не нова: ее высказал Фрэнсис Бэкон (1561-1626) еще в 1620-х годах, а в 1668 году французский теолог Франко Плаке опубликовал книгу, название которой в переводе с французского выглядит следующим образом: «Распад большого и малого мира, где показано, что до всемирного потопа Америка не была отделена от других частей света».
Первая карта, показывающая взаимное соответствие очертаний континентов, опубликована в 1858 г. Антонио Снидером, который обосновывал свою теорию сходством окаменелых растений, обнаруженных в различных частях Северной Америки и Европы.
Гипотеза (теория) учёного Альфреда Вегенера
С теорией дрейфа материков наиболее тесно связано имя немецкого ученого А. Вегенера (1880-1930). Изучая астрономию, Альфред Вегенер увлекся метеорологией и геофизикой. В 1912 году он прочел цикл лекций на эту тему и напечатал свою первую статью. В 1915 г. опубликована классическая монография А. Вегенера «Происхождение материков и океанов» (впервые издана в русском переводе в 1925 г.). Несколькими годами раньше Вегенера ту же теорию выдвинул американец Фрэнк Б. Тейлор.
Внимание Вегенера, как и его предшественников, к идее дрейфа материков было вызвано их очертаниями на карте мира. Ученый искусно реконструировал древние материки и в подтверждение своей точки зрения привлек тщательно собранные геологические, геодезические, геофизические, палеонтологические и палеоклиматические доказательства. Однако эти науки должны были еще существенно развиться, чтобы теория была безоговорочно признана.
Что такое дрейф материков
Дрейф материков — это перемещение континентов. Основоположник теории о дрейфе материков Альфред Вегенер полагал, что континенты двигаются по базальтам океанического дна. После трагической гибели Вегенера в научных кругах о гипотезе забыли.
Весьма веские данные в пользу теории Вегенера о дрейфе материков (перемещении материков) были получены геологами, работавшими в южном полушарии. Оказалось, что пермокарбоновое оледенение по своей интенсивности и площади распространения превосходило недавнюю плейстоценовую ледниковую эпоху. Полевые геологические исследования обнаружили следы этого оледенения в Южной Америке, Африке, Австралии, Индии, Антарктиде и на Мадагаскаре. Геологи, изучавшие тиллиты (моренные образования, принесенные и оставленные древними ледниками) и ископаемые растения, смогли провести их возрастную корреляцию на разных континентах. Если исходить из того, что материки всегда находились в своем современном положении, то установленные факты противоречат всем данным геологии и палеонтологии. Объединение районов древнего оледенения в единое целое не только приводит в соответствие геологические факты, но и свидетельствует о том, что современные материки прежде были смещены к Южному полюсу. А это в свою очередь позволяет объяснить существование в то же геологическое время тропических условий, господствовавших в Северной Европе.
Движение литосферных плит
Пример: исходя из данных, Евразиатская литосферная плита и расположенная на ней Евразия год за годом движется в юго-восточном направлении. Материк дрейфует.
Пример: исходя из данных, Евразиатская литосферная плита и расположенная на ней Евразия год за годом движется в юго-восточном направлении. Материк дрейфует.
Соответствие геологических структур и окаменелостей
Исследования, проведенные на территории Индии и Австралии, доказали существование былых связей между континентами. Так, впадины пермского возраста в северо-западной Австралии соответствуют аналогичным бассейнам Индии, а Восточная Австралия по геологическим особенностям близка Антарктиде. Тесные связи между геологическим строением Западной Африки и Бразилии дают еще одно доказательство того, что прежде они соединялись. В Западной Африке наблюдается четкая граница между древними породами, возраст которых 2 млрд. лет, и более молодыми формациями, насчитывающими около 400 млн. лет. Эта граница проходит близ Аккры в Гане и далее в юго-западном направлении погружается в Атлантический океан. Ее продолжение было обнаружено геологической экспедицией в Бразилии точно в предсказанном месте – у города Сан-Луиса (штат Мараньян). Свести вместе материки северного полушария, ныне далеко отстоящие друг от друга (Северную Америку, Европу и Азию), было немного труднее, но сейчас неопровержимо доказано, что некогда они составляли единый континент Лавразию. Геологи доказали, что горы Шотландии, Норвегии, Гренландии и Аппалачей в Северной Америке в истории своей были одной горной цепью.
Вегенер уделил большое внимание географическому распределению ископаемых органических остатков. До него палеонтологам приходилось предполагать существование между материками перемычек суши, сухопутных мостов, чтобы объяснить распределение некоторых ископаемых растений и животных. Допускали даже, что такие перемычки занимали площади, равные целым материкам, которые они соединяли. Долгое время считали, что эти сухопутные мосты исчезли путем постепенного оседания и погружения под воду. Детальное изучение дна океанов в последние годы опровергло эти представления. Идея же о Гондване, объединявшей Африку, Южную Америку, Антарктиду, Индию и Австралию, объясняет распределение многих ископаемых животных и растений. Например, окаменелые останки мезозавра, который не мог переплыть океан, были обнаружены только в Юго-Западной Африке (Намибия) и в Бразилии. Недавние исследования не только подтвердили дрейф материков, но и позволили точно установить их положение в геологическом прошлом. Важную роль сыграли здесь теории спрединга морского дна и тектоники плит. Одним из слабых мест теории Вегенера было допущение о существовании гигантских сил, требующихся для раздвижения материков. Новая теория дает убедительное объяснение природы этих движущих сил, хотя многое еще здесь остается неясным, как, например, распад первичного сверхконтинента – Пангеи.
Слово «пангея» — от греческого слова «пангайа», означающего «вся Земля».
Циклы сверконтинентов
Сущность теории дрейфа материков — видео
Автор доступно объясняет об истории становления материков, о том, что и сегодня материки не перестают двигаться и о том, какой прогноз дают ученые относительно расположения континентов, движения материков в будущем — спустя 200 млн лет. О дрейфе континентов можно смотреть, начиная с 3:16.
Современное доказательство того, что континенты подвижны — появление разломов и глубоких трещин, не связанных с работой в шахтах.
Дрейф материков — анимация
Так выглядит движение материков Земли за несколько секунд.
Движение материков
Вы будете перенаправлены на Автор24
Дрейф материков планеты
Сегодня всем известно, что материки планеты не стоят на месте, они передвигаются, как бы плывут по верхней мантии. Это движение фиксируется только приборами и в среднем составляет около 3-х см в год.
Внешний вид материков и их расположение 40 млн. лет назад было другим и только, пожалуй, Африка оставалась похожей на современную.
В Индийском океане плавал Индостан, дрейфующий на северо-восток к Евразии. Южный полюс покрывал вытянутый на восток материк, в составе которого находилась Антарктида и Австралия.
Две Америки существовали ещё раздельно, хотя уже отделились от Африки и Европы, а Атлантический океан был примерно на 1000 км уже современного.
Относительно Африки неподвижной была Евразия, но на её поверхности уже определился раскол, по которому Европа пыталась отделиться от Азии. Остатком этого раскола являются Уральские горы.
Индостан, плавающий в Индийском океане, примкнул к южной части Евразии и стал полуостровом, а от столкновения поднялись Гималаи и плоскогорье Тибет.
Северо-восточная часть Африки коснулась стыка Евразии и результатом явились Кавказские горы. Чуть позже это же столкновение оторвало от Африки небольшой кусок, который стал Аравийским полуостровом.
Отделившаяся от Антарктиды Австралия уплыла в более теплые края, хотя в те времена Антарктида ещё не была такой замороженной.
Две Америки соединились перешейком и создали обширный, относительно непроточный водоем, прогреваемый тропическим солнцем. Позже обе Америки решили отойти подальше от Африки и Европы, пригласив с собой Гренландию и Исландию.
Это передвижение разблокировало водный путь из Атлантики в Северный Ледовитый океан. Правда, надо сказать, что тогда он был очень ледовитым.
Образованию Гольфстрима сопротивлялись полярные льды, но, в конце концов, с последним ледниковым периодом было покончено. Европейский континент стал пригодным для жизни.
Готовые работы на аналогичную тему
Плиты южных материков толкают Евразию на север и, предположительно, через какое-то время она перекроет Северный полюс, но, центробежная сила тянет её обратно, к экватору.
Возможно, конвекционные потоки в мантии делают тоже самое. Поскольку площадь Евразии огромная, то эти силы равномерно воздействовать на весь материк не могут. В результате, в основании материка возникают силы, которые стремятся его расколоть и появляется трещина.
Некоторые специалисты считают, что эта трещина сегодня занята озером Байкал. Последние данные говорят о том, что байкальская трещина расширяется со скоростью 2 см в год и озеро растет в длину. Есть предположения, что на месте Байкала со временем может возникнуть новый океан. Как это произойдет, официальная наука пока молчит.
Что касается Австралии, то её внешний вид не говорит о каком-либо движении. На материке нет действующих вулканов, нет прибрежных гор. Сильные вулканы есть на Малайском архипелаге.
Таким образом, Австралийская плита движется либо на север и, тогда сомнет архипелаг, или Индокитайская часть Азии движется на юг, разорвав Евразию по байкальской трещине. И в этом случае Малайский архипелаг тоже будет смят.
Африканский континент практически неподвижный. Ученые предполагают, что восточная часть Африки может отколоться от материка и вплотную подойдет к полуострову Индостан, сомкнувшись с ним и закрыв Персидский залив.
Антарктида уйдет с Южного полюса и тоже подойдет к Индостану. Последствия этого передвижения будут катастрофическими для Евразии.
Обе Америки движутся на запад, о чем свидетельствуют высокие горы на западном побережье и глубокие океанские впадины. Впадины вдоль западного побережья говорят о том, что материки подминают под себя тонкую океаническую кору.
Другие специалисты считают, что оба материка когда-то остановятся и повернут назад и снова сольются с Африкой и Европой.
Наука делает вывод, что так или иначе, но материки снова соединятся в один огромный материк и, их геологическая история вновь повторится.
Гипотеза Вегенера
Идея перемещения материков, принадлежащая немецкому геофизику А. Вегенеру, получила большую популярность в начале XX века.
Всё началось с того, что А. Вегенер увидел сходство береговых линий материков, расположенных по обе стороны Атлантики и предложил свою идею.
Для подтверждения дрейфа материков сам автор и его сторонники приводили 4 группы доказательств:
Развивая свою мысль, А. Вегенер предположил, что 250 млн. лет назад существовал единый материк Пангея, состоявшая из 2-х частей – Лавразии, что располагалась на севере и включала Евразию без полуострова Индостан и Северную Америку; и южной части – Гондваны, которая состояла из Южной Америки, Африки, Индостана, Австралии, Антарктиды.
В основе доказательства его идеи лежали геоморфологические данные, которые подтверждают сходство геологических разрезов материков, а также распространение определенных типов флоры и фауны.
Оказалось, что растительный и животный мир древних материков образует единое сообщество. Наземные и пресноводные позвоночные, живущие на больших друг от друга расстояниях, близки и похожи друг на друга.
В ходе обобщение палеоклиматических данных А. Вегенер получил убедительные доказательства в пользу существования Пангеи.
В то время было уже известно, что на всех южных материках есть следы крупнейшего покровного оледенения – это ледниковые образования в виде древних морен, остатки ледникового рельефа. Кроме этого, следы движения ледника хорошо известны в Антарктиде, Австралии, Южной Африке и Южной Америке.
Безусловно, что возникнуть оледенение одновременно на всех этих материках, удаленных друг от друга, не могло, к тому же, многие из них сегодня находятся в экваториальных широтах.
У противников дрейфа материков были свои аргументы – они считали, что в геологическом прошлом все эти материки занимали более высокое гипсометрическое положение, а это способствовало появлению на них льда и снега. Противники гипотезы А. Вегенера не могли представить, как материки перемещались на такие большие расстояния.
Простота, наглядность и убедительность гипотезы дрейфа материков сделали её популярной.
Позже геофизики обнаружили ряд физических противоречий в цепочке доказательств дрейфа материков, и в 40-е годы она потеряла почти всех своих сторонников. Геологи считали, что эта гипотеза является историческим парадоксом науки.
Тектоника литосферных плит
Гипотеза дрейфа материков возродилась в результате открытий первичной намагниченности, полюсов магнитных аномалий с переменным знаком, изменения магнитных полюсов со временем и др.
Представление о том, что от срединно-океанических хребтов дно океана расширяется к периферии, имеет подтверждение, которое было получено в результате глубоководного бурения.
Исследования сейсмологов показали, что зоны сейсмической активности узкие, но протяженные и приурочены к окраинам материков, островным дугам и к срединно-океаническим хребтам.
Таким образом, гипотеза дрейфа материков возродилась под названием тектоники литосферных плит, которые медленно перемещаются по верхней мантии.
Толщина литосферных плит иногда доходит до 120 км, а чаще 80-90 км. Их немного – крупных плит 8 и около 1,5 десятков мелких.
Каждый материк лежит на своей литосферной плите, которые называются по названию материка, а еще две крупные плиты находятся в пределах Тихого океана.
Рисунок 1. Литосферные плиты. Автор24 — интернет-биржа студенческих работ
При расхождении плит образуется трещина, куда поступает вещество мантии. В результате застывания этого вещества на поверхности дна происходит наращивание океанической коры.
Дальнейшее наращивание расширяет рифтовую зону и заставляет плиты литосферы двигаться. На местах раздвига образуется океан, а это значит, что его размеры увеличиваются.
Погрузившись в мантию, она частично переплавляется, а легкие её компоненты поднимаются на поверхность в ходе извержений вулканов. Такова природа Тихоокеанского вулканического кольца.
При столкновении двух континентальных плит происходит их дробление и надвиг друг на друга. Континентальные плиты в мантию не погружаются. При столкновении происходит их сжатие, а на краях поднимаются горные сооружения.
Геофизики установили скорость перемещения литосферных плит, например, Европа уходит от Северной Америки со скоростью 5 см/год. Австралия уходит от Антарктиды с максимальной скоростью – 14 см/год.
Скорость океанических литосферных плит в 3-7 раз выше, чем скорость континентальных. Тихоокеанская плита самая «быстрая», а Евразийская – самая «медленная».
Рисунок 2. Движение материков. Автор24 — интернет-биржа студенческих работ
Получи деньги за свои студенческие работы
Курсовые, рефераты или другие работы
Валентина Николаевна Норина
Дрейфующие материки
Раздел 1.
Удивительная вещь, в наш мобильный век люди привыкли перемещаться далеко и быстро, однако мало кто задумывается, что путешествия — прерогатива не только человека. С тех пор, как немецкий геолог и метеоролог Альфред Вегенер выдвинул прозорливое предположение о движущихся континентах, ученые исследуют многовековые передвижения литосферных плит, пытаясь найти вразумительные объяснения природы этого загадочного движения. Отправимся и мы в захватывающее путешествие в прошлое, в те времена, когда еще и динозавров не было.
Геохронологическая шкала
Опытные путешественники перед серьезными походами долго и тщательно готовятся. Некоторая предварительная подготовка не помешает и нам. Прежде всего, договоримся о том, как мы будем ориентироваться во времени. Это важно, учитывая тот факт, что мы собираемся перенестись во времени на сотни миллионов лет назад. Воспользуемся общепринятым хронометрическим инструментом геологов — геохронологической шкалой.
Уточненная геохронологическая шкала (использованы фрагменты работ художника З. Буриана)
Вся известная история Земли разделена на эры, эры разделены на периоды, периоды — на эпохи, эпохи — на века. Проще всего запомнить эры, их всего пять, начиная с наиболее древней, архейская, протерозойская, палеозойская, мезозойская и кайнозойская (хотя многие ученые выделяют еще и доархейскую эру). Что касается периодов и эпох, то их названия можно подробно изучить, заглянув на таблицу, размещенную ниже на странице. Мы же в ходе повествования будем упоминать только некоторые из них, и, прежде всего, нас будет интересовать каменноугольный период (или карбон), который начался 360 млн. лет назад и длился 74 миллиона лет. Чтобы понять, как это было давно, предлагается напрячь воображение и провести следующее упражнение. Представьте себе, что вы находитесь у фонтана на площади Ленина. Договоримся, что мы будем двигаться в прошлое шаг за шагом в юго-западном направлении, и что каждый шаг (приблизительно 75 см) будет отделять на воображаемой оси времени 500 лет. Первый шаг — мы вернулись во времена открытия Колумбом Америки, второй — можно увидеть, как Ярослав Мудрый закладывает Софийский собор. Еще два шага, и мы — свидетели зарождения христианства и угасающей Римской империи. Еще шесть шагов — и можно увидеть, как закладываются первые блоки в пирамиду Хеопса. Дальше шагать некуда — впереди газон. Но если мысленно все же продолжить движение и достичь улицы Артема, мы попадем в начало неолитической революции (10 тыс. лет назад), когда человек начал переходить от собирательства и охоты к оседлому земледелию. Чтобы достичь на нашей воображаемой оси истории отметки в 1 миллион лет, придется продолжить путь и добраться до фонтана у стадиона «Шахтер». А чтобы попасть в начало карбона, придется пешочком дойти до Херсона, то есть пройти две трети всей южной границы такой большой страны, как Украина.
Мобилизм и дрейф континентов
Все гипотезы тектонического развития Земли могут быть разделены на две большие группы — фиксистские и мобилистские. Общей чертой фиксистских гипотез является представление о том, что блоки земной коры не совершают существенных перемещений по поверхности планеты. В гипотезах второй группы, напротив, подразумевается, что блоки земной коры мобильны и перемещаются в горизонтальном направлении на тысячи километров.
Чтобы получше разобраться в сути взглядов мобилистов, нам потребуется некоторый минимум знаний из теории тектоники литосферных плит. Большинство читателей из курса географии помнят о необычайном сходстве береговых линий западного побережья Африки и восточного побережья Южной Америки. Так вот, эту особенность подметил сэр Фрэнсис Бэкон еще в 1620 году и высказал предположение о том, что это не случайно. Впоследствии ряд ученых также обращали на это внимание, однако, как это часто бывает, высказанная идея забылась, и только в 1912 году Альфред Вегенер снова обратил внимание на сходство береговой линии по обе стороны Атлантики и представил не просто идею, а стройную гипотезу, объяснявшую множество геологических фактов (прежде всего, продолжение геологических структур с одних континентов на другие) и высказал предположение, что некогда оба материка составляли одно целое, а затем разошлись, направляемые внутренними силами Земли. Гипотеза дрейфа континентов Вегенера вызвала подлинную сенсацию в научном мире. Согласно ей все материки, подобно айсбергам, дрейфовали по поверхности планеты в течение многих миллионов лет и продолжают это движение по сей день, правда, с очень малой скоростью — единицы сантиметров в год.
Альфред Вегенер (источник: https://commons.wikimedia.org/)
Однако гипотеза не объясняла ряд вопросов, задаваемых противниками такого подхода, в частности, какие силы приводят континенты в движение, как преодолеваются колоссальные силы трения подножий материков о поверхность мантии и почему в периферийной части при движении материков нет так называемого «бульдозерного» эффекта.
На какой-то период гипотеза Вегенера потеряла своих сторонников, однако, ряд последующих открытий дал ответы на многие вопросы и подтвердил ее справедливость.
Прежде всего, это палеомагнитные исследования, дающие возможность ученым определять, какое положение относительно географических полюсов занимал тот или иной континент в прошлом, привели к совершенно неожиданным результатам. В соответствии с ними, пути движения полюсов планеты, определенные по данным с различных континентов, не совпадали (Использованы материалы книги Сергеев М.Б., Сергеева Т.В. Планета Земля. Москва, 2000, 144с., ISBN 5-900-395-22-7).
Имелось только одно рациональное объяснение этого феномена — допустить, что по поверхности планеты перемещаются сами континенты. Современная наука объясняет относительное движение континентов тем, что каждый из них размещён на цельном фрагменте литосферы — литосферной плите. Литосферные плиты преодолевают трение и скользят вдоль мантийного вещества по так называемой астеносфере — тонкой частично расплавленной прослойке, играющей роль «смазки» для плит. После открытия срединно-океанических хребтов появилась гипотеза разрастания океанического дна, согласно которой восходящие потоки мантийного вещества раздвигают литосферные плиты, соприкасающиеся в глубинах океанов, и в районах срединно-океанических хребтов идет образование новой земной коры, которая непрерывно расширяется (океанический спрединг).
Срединно-океанические хребты
Срединно-океанические хребты обладают рядом весьма необычных особенностей. Во-первых, вдоль осевых линий некоторых из этих хребтов располагаются вытянутые глубоководные впадины, получившие название рифтовых долин. Такого рода долины совершенно не характерны для горных цепей суши. Во-вторых, в осевых зонах срединно-океанических хребтов часто происходят землетрясения. В-третьих, в этих осевых зонах был зарегистрирован необычно высокий тепловой поток, идущий из земных недр. И, наконец, в-четвертых, срединно-океанические хребты практически не выражены в гравитационном поле. Гипотеза спрединга (разрастающегося океана) позволила объяснить все эти особенности. Раздвигание океанического дна постоянно приводит к образованию новых трещин, вдоль которых в дальнейшем и происходят многократные подвижки, сопровождающиеся землетрясениями и вулканической активностью. Усиленный тепловой поток в осевых зонах срединно-океанических хребтов объясняется наличием вблизи поверхности области частично расплавленных мантийных пород.
Отсутствие гравитационного максимума объясняется тем, что дополнительная масса самих хребтов компенсируется наличием под ними обширной зоны частично расплавленного мантийного вещества, характеризующегося пониженной плотностью.
Для разработки этой иллюстрации использованы материалы сайта http://blue.utb.edu/
Возраст океанического дна (для подготовки использован источник: http://www.ngdc.noaa.gov/)
Для разработки этой иллюстрации использованы материалы сайта http://core2.gsfc.nasa.gov/
Литосферные плиты
Литосферная плита — достаточно крупный фрагмент жесткой литосферы, который в первом приближении можно считать единым монолитом, не претерпевающим внутренних деформаций. Плита скользит по подстилающей ее астеносфере, она непрерывно наращивается в зонах спрединга, и, наоборот, поглощается в зонах субдукции. Движение плит предопределяет перемещение находящихся на них континентов и связанное с этим изменение формы океанов. Вместе с тем, в масштабе геологического времени конфигурация плит очень изменчива и может изменяться вследствие смещения зон спрединга или за счет их раскола. В зависимости от того, какие перемещения друг относительно друга испытывают соседние плиты, выделяют три типа межплитных границ. Если плиты расходятся в разные стороны (зоны спрединга), то границы называют дивергентными. Если, наоборот, сходятся (зоны субдукции) — конвергентными. Если границы соприкасающихся плит не сходятся и не расходятся, а плиты как бы скользят друг относительно друга в противоположных направлениях, то такие границы называют трансформными.
Раскол континентов и раскрытие океанов
Считается, что первопричиной раскола континентов являются изменения в характере мантийной конвекции, приводящие к образованию области частично расплавленного мантийного материала непосредственно под литосферой. Так как расплавленное вещество занимает больший объем, чем не расплавленное, то выше расположенная континентальная кора испытывает воздымание. Рано или поздно она не выдерживает напряжения и раскалывается, что знаменует рождение нового океана.
На этой стадии тектонического развития в настоящее время находится, например, зона Великих африканских озер. Процесс раскола континентов аналогичен процессу образования срединно-океанических хребтов, с той разницей, что раскалыванию подвергается не тонкая океаническая, а более мощная континентальная кора. Если разделенные новообразованными разломами континентальные блоки расходятся в разные стороны, это приводит к расширению трещины и заполнению ее поднимающимися из мантии базальтовыми магмами, и между континентальными блоками формируется кора океанического типа. Дальнейший спрединг может длиться сотни миллионов лет и приводит к образованию настоящего крупного океана (сегодня это Атлантический и Индийский океаны).
Как известно, Донбасс возник на месте древнего разлома континентальной коры протоевропейского континента Балтика в позднем девоне и, как знать, если бы внутренние силы Земли были направлены на дальнейшее расширение образовавшегося разлома, может быть на месте нашего региона сегодня сформировался бы океан, а не Донецкий кряж. Пути Господни неисповедимы.
Сокращение океанов и столкновение континентов
Расширение одних океанов непременно должно сопровождаться сокращением других. Таким сокращающимся океаном сегодня является Тихий океан — субдукция на его окраинах происходит быстрее, чем спрединг в его внутренних районах. Такая стадия развития океана имеет название стареющего океана. Сокращение океанов может происходить вплоть до их закрытия, которое является следствием столкновения континентов. Блок континентальной коры, расположенный на плите, подверженной субдукции, рано или поздно подойдет к этому краю. В случае, если зона субдукции располагалась вдоль окраины другого континента, произойдет столкновение двух блоков континентальной коры. Так как контуры сходящихся континентальных глыб не “подогнаны” друг к другу, после столкновения между ними может сохраниться небольшая остаточная впадина. Например, столкновение африканской и евроазиатской континентальных глыб привело к образованию Средиземного моря, являющегося остатком древнего океана Тетис, волны которого в далеком прошлом, наверняка, омывали окраины Донбасса.
Если силы, двигающие субдуцированную плиту, не прекращают своего действия, то остатки океана полностью закрываются. Ярким примером такого события является столкновение Индии с Евразией, в результате чего полностью закрылся восточный участок того же Тетиса. Более того, столкновение континентальных блоков привело к их нагромождению друг на друга и возникновению Гималаев — высочайшей горной системы мира. Считается, что индийская глыба немного “поднырнула” под евроазиатскую и сформировалась континентальная кора удвоенной толщины. Таким образом, на заключительной стадии развития океана вдоль границ сталкивающихся континентальных плит могут сформироваться высочайшие горные сооружения.
“Подныривание” индийской континентальной глыбы под евроазиатскую со временем должно прекратиться и после завершения активных тектонических процессов в гималайском регионе они будут составлять сросшуюся воедино континентальную глыбу.
Движущей силой перемещения литосферных плит являются конвективные потоки в глубоких зонах мантии, восходящие ветви которых выражены на поверхности Земли мировой системой срединно-океанических хребтов — глобальными зонами растяжения, где в результате спрединга формируется новая океаническая кора. Срединно-океанические хребты отражают дивергентные границы плит. Они фиксируются цепочками мелкофокусных землетрясений (с очагами до первых десятков километров). Нисходящие ветви конвективных ячеек — зоны субдукции, где океанические плиты погружаются под континентальные массы на приличные глубины, до 600-700 км, что фиксируется очагами глубокофокусных землетрясений и глубоководными желобами (например, известным Марианским желобом), вулканическими дугами (Курило-Камчатской, Алеутской, Японской и др.). Эти образования показывают конвергентные границы литосферных плит.
Но если где-то происходит расширение поверхности, то должны быть и зоны сокращения поверхности, если не считать, что поверхность Земли непрерывно увеличивается. Ученые установили, что в качестве компенсирующих спрединг можно рассматривать зоны субдукции, то есть окраинные участки океанов, где плиты «подныривают» одна под другую, погружаясь в мантию. Эти участки земной поверхности, кстати, совпадают с зонами повышенной сейсмоактивности и вулканизма, а также местом расположения глубоководных океанических желобов (например, дальневосточное побережье Тихого океана). Таким образом, движутся литосферные плиты, на которых дрейфуют континенты, а не сами континенты.
Для разработки этой иллюстрации использованы материалы сайта https://www2.nau.edu/
То вместе, то порознь
В течение всей геологической истории Земли материки находились в движении, сходясь и расходясь, раскалываясь и объединяясь. На протяжении последних 600 млн. лет расположение материков на планете также претерпело значительные изменения. Придерживаясь теории тектоники плит, ученые провели так называемые реконструкции расположения материков в отдаленные исторические эпохи. Как уже упоминалось, в соответствии с современными представлениями, в земной коре происходят одновременно как процессы субдукции в океанах, приводящие в отдаленной перспективе к их сокращению и полному “схлопыванию” (закрытию океанов), так и процессы раскола континентов, приводящие к образованию новых молодых океанов. Примером старого сокращающегося океана служит Тихий океан, примером зарождающегося океана служит Красное море, образовавшееся вследствие раскола некогда единой Афро-Аравийской плиты на собственно Африканскую и Аравийскую приблизительно 5 млн. лет назад.
Похищение Европы
Итак, в путь. Вы удивитесь, но в начале палеозойской эры, приблизительно 540 млн. лет назад, Европа (или точнее её древнее ядро, называемое геологами континентом Балтика) располагалась на глобусе не в привычном для современного человека северном полушарии, а, наоборот, у самого южного полюса. Там же, в южном полушарии, находились и другие континенты той эпохи: Лаврентия, Сибирь и гигантский суперконтинент Гондвана.
При этом Лаврентия объединяла Северную Америку, северо-западную Ирландию, Шотландию, Гренландию и Чукотский полуостров. Континент Балтика составлял основу будущей Европы и включал часть Скандинавии, Восточно-Европейскую плиту (Россию до Урала, бóльшую часть Украины за исключением крайней южной части) и прибалтийские страны. Самым большим материковым конгломератом была Гондвана — объединенные Южная Америка, Африка, Мадагаскар, Индия, Антарктида и Австралия. Лаврентию от Гондваны отделял древний океан Япетус, а Балтику — древний Уральский океан. Донбасс в те времена уже был частью Балтики и, судя по карте реконструкции древних материков, от него до Шотландии или Гренландии было «рукой подать».
Для разработки этой иллюстрации использованы материалы сайта https://deeptimemaps.com/
Объединение Европы
К юго-востоку от Балтики располагались другие примечательные земли — группа микроконтинентов, на которых размещались территории нынешних Франции, Италии, Испании, Германии, Голландии, Болгарии, Греции и других стран западной и центральной Европы. Впоследствии все эти земли отделятся от Гондваны. Часть стран попадут в так называемую Авалонию, которая пустится в самостоятельное «плавание», часть же будет дрейфовать к северу в арьергарде Гондваны, чтобы много миллионов лет спустя присоединиться к Балтике.
В Авалонию входили часть нынешней Бельгии, северная Франция, северная Германия, северо-западные части Польши, Англии (не путать с Великобританией!), Уэльса, юго-восточная Ирландия, а также нынешние территории Североамериканского континента (например, части Ньюфаундленда, Новой Англии, Новой Шотландии). Так было положено начало «разрастанию» Европы. Южные территории Западной Европы в описываемый период располагались у африканской части Гондваны. Территория нынешней Испании, Балканы, юг Франции, Греция и Италия, Чехия, часть Польши и Турция ждали своей очереди в «объединенную» Европу.
Как известно, Донецкие степи располагаются на юго-восточной окраине Восточно-Европейской плиты. Геологи утверждают, что наш регион всегда был частью древней Европы. Подтверждением тому являются обнаруженные горные породы ранне-протерозойского и даже архейского возраста (более 3 млрд. лет назад). Выходы на поверхность этих древних пород (гранитов, гнейсов и др.) можно увидеть в районе Волновахи. Как мы уже упоминали, в те далекие времена плита, на которой располагалась пра-Европа, называлась Балтикой, и она еще не включала государства западной Европы. За долгий период, от начала палеозойской эры и до наших дней, Европа, а вместе с ней и наш край, совершили длинное путешествие, пересекли экватор и продвинулись выше 40 0 с.ш. Периодически отдельные участки плиты погружались ниже уровня океана и заполнялись морями, затем вновь вздымались, и так продолжалось в течение многих миллионов лет. Естественно, что окраина плиты, где и располагался наш край, была частью, наиболее подверженной таким многократным погружениям и поднятиям.
Приблизившись в начале каменноугольного периода к Еврамерике (Лаврентия+Балтика+ Авалония), они закрыли древний океан Япетус. Со временем, около 300 млн. лет назад, Гондвана, Еврамерика, и еще два континента Сибирь и Казахстан начали объединяться в суперконтинент Пангею (ту самую, о которой говорил Вегенер), после раскола которого на отдельные части и сформировалась современная Европа. Начало геологического объединения Европы нужно привязывать скорее к каменноугольному периоду, а политическое состоялось, как мы знаем, уже на нашей памяти.
Иллюстрация, приведенная на предыдущей странице, показывает одну из реконструкций части Северной Атлантики, на которой ориентировочно показано положение Донецкого бассейна.
Для разработки этой иллюстрации использованы материалы сайта http://scotese.com/
Выше этого абзаца показано предполагаемое расположение материков в отдаленном будущем — через 150 млн. лет, рассчитанное с учетом теории дрейфа тектонических плит. По мнению ученых, Африка к тому времени объединится с Евразией, а на месте Средиземного, Черного, Азовского и Каспийского морей вытянется гряда Средиземноморских гор, возникших, как вы понимаете, вследствие столкновения материков. Так что, обитатели Донецка в те отдаленные будущие времена будут жить в предгорьях, напоминающих Альпы и чувствовать себя немножко африканцами.