“Литосфералық плиталар тектоникасы” туралы теория

“Литосфералық плиталар тектоникасы” туралы теория 1967—68 ж. ж. төрт түрлі мобилистік ұғымдарі негізінде қалыптасады.

Атап айтқанда: материктері дрейфі; литосфералық плиталардың аралдық доғаларі астына сүңгіп, мантия қабатына батып кетуі (субдукция); мұхит түбінін, (рифт жарықтарын бойлап) ұлғайып кеңеюі (спрединг); литосфералық плиталардьщі трансформалы жарылыстар бойымен көлденең бағытта жылжып, орын ауыстыруы жөніндегі пікірлер.

Плиталар тектоникасының негізгі мазмұнын схема түрінде бұлай түсіндіруге болады: литосфералық плиталар су бетінде қалқып жүрген “айсбергтер” тәрізді планетамыздың ішкі “астеносфера” қабатының бетімен өзінше бір ансамбль құрып, көлденең бағытта көшіп-қонып жүреді. Әрбір плита өзіндік шекаралық ерекшеліктерімен ажыратылады. Олар дивергенттік, конвергенттік және трансформалы болып үшке бөлінеді. Ман-тиялық заттар плиталардың дивергенттік (ажыраған) шекарасында пайда болған өте терең жарықтарды (рифттік) бойлап, жоғары қарай көтеріледі. Олар біртіндеп суынып, қатая келе Жер қыртысының мұхиттық тегін құрады. Литосфералық плиталардың арасындағы шекара алшақтаған сайын (жүздеген км) жаңа мұхиттық ойпаттар пайда болу мүмкіндігі арта түседі. Плита-лардың конвергенттік (қосылған) шекарасында (мұхиттық литосфераның басқа бір плитамен соқтығысуы кезінде) ірілі-ұсақты жарықтар мен жарықшақтар пайда болады. Соған байланысты аралдық доғалар астында сейсмикалық қозғалыстар күшейіп, вулкандық әрекеттер жиі байқалады.

Литосфера қабатының қалыңдығы мүхит түбінде бірнеше км ғана болса, ал ескі платформалар мен қалқандар (щиттер) астында жүздеген км-ге дейін жетеді.

Литосфералық ірі плиталар саны бар-жоғы 8—1О ғана. Олардың алтауы мүхиттық және континенттік литосферадан (Евразия, Солтүстік Америка, Оңтүстік Америка, Африка, Үнді-Австралия және Антарктида) құралған. Мұхиттық плиталардық ішіндегі ең ірісі — Тынық мүхит плитасы, ал одан кішілері Наска атты плита. Одан да гөрі кішірек плитаны Кокос, ал соған шамалас материктік плитаны Аравия плитасы деп атайды. Осы плиталардың барлығын қосып есептегенде олар жер бетінің барлық ауданының 85%-ін алып жатады (XIII. 1-сурет).

Ірі плиталардан басқа (геоморфологиялық және сейсмологиялық зерттеулер негізінде) шамамен оншақ-

Литосферанын, негізгі плиталары:

1 — мұхиторталық жоталардық рифттік зоналары, 2 — плиталар-дың жылжү бағыты.

ты кішігірім (шағын) плиталарды ажыратуға болады. Ұсақ плита-лардың көпшілігі планетарлық белдеулер бойында (Альпі—Гималай және Циркум—Тынық мұхит белдеулері) орналасқан. Олардың шекарасында (сығым күштеріне байланысты) сырғанау немесе сырғу процестері байқалады.

Мұхиттық плита төмен шөгіп, мантиялық заттармен араласу барысында оның құрамындағы тез балқығыш компоненттер одай бөлініп шығып, жоғары қарай көтеріледі. Соның нәтижесінде, құрамы андезиттік және қышқыл жынысты магмалық ошақтар құралады. Мұхиттық плиталардың ауыр компоненттері төмен шөгіп, ал олардың шеткі бөліктері (мантиялық) қызу әсерінен біртіндеп балқи бастайды.

Конвергенттік шекараның басқа бір түрі плиталардың континент-тік шеткі бөліктерінін, қысылып, сығылуы кезінде байқалады. Жер қыртысының континенттік бөліктері (мантиямен салыстырғанда меншікті салмағының жеңілдігіне байланысты) литосфера құрамында калқып жүрген “қалтқының” ролін атқарады. Сондық-тан да олар мантия қабатына терең батып кетпей, оның , беіінде қалқып жүреді. Континентальдық литосферада қысылу немесе сығылу әсерінен әр түрлі жарықтар пайда болып немесе бірінің үстіне бірі шығып кететін жағдайлар байқалады.

Бүйірлік шекараның үшінші бір түрі трансформалы жарықтар мен жарылыстар болып саналады. Көрші орналасқан екі плитаның шеткі бөліктері трансформалы жарықтар бойымен сырғып отырады. Мұндай жарықтар плиталардың дивергенттік және конвергенттік шеткі бөліктерін біріктіреді. Бұл жерде “Плиталар тектоникасы” атты концепцияның (неомобилизм) Вегенер болжамының классикалық вариантымен салыстырғанда өзіндік айырмашылық-тары болатындығын айта кеткен жөн.

Вегенер айтқандай жердің жоғарғы қабаттары, “Мохо” жазықтығының бетімен емес “астеносфера” беті арқылы (200 км-дей тереңдікте) жылжып, орын ауыстырады; базальтты жыныстар есебінен, мүхиттық литосфера қабатының қалыңдыры (рифттік терең жарықтар арқылы шығып жатқан) бір жағынан көбейіп жатса, екінші жағынан олардың артық үлестері (порциялары) аралдық доғалар астында және континенттердің шеткі аудандарында төмен шөгіп, мантия қабатына араласып жатады. Соның нәтижесінде компенсациялық тепе-теңдік байқалады;

жердің терең қабатында мантиялық заттармен араласып жатқан мұхиттық плитаның әрі жеңіл және тез балқығыш компоненттері жоғары қарай көтеріліп, құрамы андезиттік магмалық ошақтар пайда болады. Соған сәйкес, жер қыртысының континенттік тегі құралады.

Вегенер айтқандай, плиталардың қозғалыс механизмі Жердің өз осінен айналу жылдамдығына тәуелсіз, ал мантия қабатын түгел қамтитын конвекциялық ағындарға тәуелді болады деп саналады. Мұндай ағындар мантиялық заттардың дифференциациялық жіктелу (ауыр және жеңіл компоненттерге) процестерімен тікелей байланысты. Ауыр элементтер төмен сарқылып ядро қабатын толықтырса, ал жеңіл компоненттер жоғары көтеріліп жер қыртысына, гидросфера және атмосфера қабаттарына қосылып жатады (Сорохтин, 1974—1979; Ушаков, 1974).

Мантиялық конвекция ағындарының бағыттық өзгерістері материктердің бөлшектенуіне, сонымен қатар кейбір жерлерде мұхиттардың жаңа орындарының пайда болуына, ал кейбір аудан-дарда ескі мұхиттардың жабылуына әкеліп соғады. Осындай әрекеттердің нәтижесінде континенттердің (шеткі бөліктерінің) бір-бірімен соқтығысуы кезінде қатпарлы тау жоталары құрылады (мысалы, Альпі—Гималай).

Осы уақытқа дейін іргелі деп саналып келген геосинклиналды-платформалық теорияның көп жағдайлары соңғы кездерде жаңа мобилистік болжам негізінде қайта қаралуда. Бұл болжам литос-фераның эволюциялық даму ерекшеліктерін және геотектоникалық режимнің цикл сайын ауысып және қайталанып отыратындығын өзінше түсіндіреді. Геотектоникалық циклдері “Уилсон циклі” деген атпен белгілі (\Уі1зоп, 1966) болып, геологтар арасында кең таралып кетті.

Бұл циклдің алғашқы стадиясында материктерде жиі байқалатын дөңес пішінді құрылымдар (мысалы, ¥лы Африкалық рифттік зоналар) қалыптасады; келесі стадиясында материктер бөлшектеніп, мұхиттардың жаңа орындары айқындалады (мысалы, Қызыл теңіз және Аден шығанағы); үшінші стадия кезінде мұхит түбі кеңейіп, оның жалпы көлемі ұлғаяды. Сонымен қатар, мұхит түбінің шеткі (перифериялық) бөліктерінде шөгінді жыныстарынын. қалың (15—18 км) қабаттары жиналады (мысалы, Атлант мұхитының көпшілік бөлігі және Үнді мұхиты-ның солтүстік-батыс бөлігі). Мұхит түбінід кеңеюі оның көлемінің азайып, қысқару стадиясымен алмасып отырады Соған байланысты, мұхиттық литосфераның шеткі бөліктері төмен шөгіп, аралдық доғалардың және материктердің шеткі бөліктері мен шеткі теңіз-дердің қарқынды дамуы байқалады (мысалы, Тынық мұхиты және Үнді мұхитының солтүстік-шығыс бөлігі). Мұхит көлемінің қыс-қаруы аралдық доғалардың және материктердің шеткі бөліктерінің бір-бірімен соқтығысуына әкеліп соғады. Соның нәтижесінде литосфера сығылу әрекеттеріне ұшырап, ғаламдық көлемде тау белдеулері құралады Ең соңында, мұхит орындары түгелдей жабылуға дейін барады.

Сығым күштерінің азаюы (мантиялық конвекция ағындарының бағыттарының өзгерістері нәтижесінде) сығылмалы белдеулердің даму қарқынының бәсеңдеуіне әкеліп соғады. Соның нәтижесінде платформалық режим қалыптасып, олар плиталық ішкі режимге ауысады.

“Плиталар тектоникасы” атты концепция тұрғысынан қарағанда, әрбір ескі геосинклиналдық зона бір кездегі ірілі-ұсақты мұхиттар-дың құрылымдық жапсарлары болып саналады. Осындай жапсарлы зоналарда бір-бірімен көрші орналасқан аудандарда кездесетін тау жыныстарының әр түрлі құрылымдық-фациальдық комплекстері бір-бірінен жүздеген немесе мыңдаран км қашықтықта да құралуы мүмкін.

Неомобилистік позиция, фиксистердің позициясымен салыс-тырғанда, палеотектоникалық реконструкция жұмыстарын орындауда алгоритмдердің дәлірек және айқын болуын талап етеді. Тек ең басты геотектоникалық оқиғалардың болған уақытын рет-ретімен реконструкция жасап қана қоймай (индикаторлық тау жыныстарын пайдалана отырып) олардың қандай жерлерде болған-дығьш да анықтай білу керек. Материктер мен мұхиттардың (көне дәуірлердегі) бұрынғы орындарын дәл анықтау үшін, палеомагнит-тік зерттеулер пайдаланылады. Палеомагниттік геофизикалық зерттеу жұмыстары (тарихи геологияның дамуына көп әсерін тигізіп) планетамыздьщ эволюциялық даму кезеңдерінің өзіндік ерекшеліктерін айқындап реконструкциялық жұмыстарды дәлірек жүргізуге мүмкіндік берді.

Геотектоникалық зерттеу жұмыстарының қазіргі кездегі ең басты бағыты осы уақытқа дейінгі геологиялык факторларды неомобилистік тұрғыдан қайта қарап, жаңа интерпретациялық жұмыстарымен айналысу болып саналады. Мұндай жұмыстар соңғы 20 жылдың ішінде халықаралық келісім-дер бойынша қабылданған әр түрлі жобалар негізінде дүниежүзілік масштабта жан-жақты жүргізілуде.

Фанерозойлық ең басты литосфералық плиталардың ғаламдық көлемде қозғалу механизмін түсіндіретін геометриялық модель жасалынды

Осыдан 500—550 млн. жылдар бұрын материктер мен мұхит-тардың кеңістікте орналасу жағдайы қазіргі кездегімен салыстыр-ғанда 90°-қа ауысып орналасқан деп саналады.

Мұхит түбінің кеңею кезеңінің ең максималь жағдайы трансгрес-сиялық, ал спрединг жылдамдығы минималь болған кезде ғаламдық көлемде регрессиялық процестер байқалады (Ушаков, Галушкин, 1983).

Материктер мен мүхиттардьщ кеңістікте алып жатқан орны климат жағдайына да үлкен әсерін тигізеді. Мысалы, материктердің полюстерге жақын орналасуы (альбеданың ұлғаюына байланысты) полярлық облыстардың суынуына және мұздықтардың көбейіп, қалыңдауына әкеліп соғады. Соған байланысты полюстегі материк-терді ғаламдық көлемдегі тоңазытқыштар деуге болады.

Материктердің полярлық зонадан біртіндеп алыстауына байланыс-ты олар жылына бастайды. Мұндай қорытынды — фанерозой кезең-ін түгел қамтитын палеоклиматтық реконструкциялық зерттеу жұмыстары негізінде жасалды (Ушаков, Ясаманов, 1984).

Климаттың қалыптасуына үлкен әсер ететін тағы да бір маңызды фактор ретінде (плиталар тектоникасымен байланысты ғаламдық көлемде байқалатын) трансгрессиялық және регрессиялық процес-терді атауға болады. Трансгрессия кезінде (мұхиттық литосфераның үлкен жылдамдықпен қозғалуына байланысты) Жер бетіндегі климат өте жұмсақ болып, ал регрессия кезінде қатал, суық климат қалыптасып, климаттық зоналар айқындалады. Материктердің полюстерге жақындығы және регрессиялық процестердің қатар байқалуы ірі мұз жамылғыларының пайда болуымен аяқталады.

Осы айтылған факторлардын, барлығы да “Плиталар тектоника-сы” атты концепцияның (соңғы 20 жылдық

ғылыми-зерттеу жұмыстарының нәтижесінде) ғаламдық көлемде байқалатын көптеген табиғат құбылыстарын белгілі бір тұрғыдан қарай отырып, өзінше түсіндіре алатындығын көрсетеді.

“Плиталар тектоникасы” атты концепция негізінде планетамызды түгел қамтитын “бүкіл әлемдік жақа тектоника” концепциясы (көзқарас) қалыптасты. Бұл концепцияны одан әрі дамытуда шетелдік ғалымдармен бірге Ресей ғалымдары да (Монин, 1977; Сорохтин 1974, 1979; Ушаков 1974 және т. б.) еңбек етіп, өз үлестерін қосуда.

“Литосфералық плиталар тектоникасы” туралы концепцияның фиксистер болжамымен салыстырғандағы өзіндік артықшылық-тарын дұрыс бағалай отырып, бұл концепцияның геологиялық теория болып қабылдануы үшін, әлі де толып жатқан мәселелердің шешімін табу қажет.

Қазіргі кезде мұхиттар мен континенттерді түгел қамтитын жаңа теорияның негізі енді ғана қалыптасып келеді деуге болады. Бұл теорияның келешегі мол. Әзірше плиталардың жылжып, орын ауыстыру механизмі әлі толық шешімін тапқан жоқ. Соған қарамастан, бұл теория жыл сайын жаңа ғылыми факторлармен толығып, нығайып жылдан-жылға өсіп келеді.

Әрине ғылымның келешектегі даму жольш болжап айта білу өте қиын. Ал енді біз сіздерді қазіргі кездегі ғылым жаңалықтарына сүйене отырып (американ геологтары Р. Дитц пен Дж. Холденнің болжамы бойынша), планетамыздың 50 млн жылдан кейінгі болашақ көрінісіне ой жүгіртіп, көз жіберіп қарауға шақырамыз…

Егер литосфералық плиталардың келешектегі ығысу бағыттары бұрынғыша (қазіргі кездегі бағытта) сақталатын болса, Австралия солтүстікке қарай жылжи отырып, жол-жөнекей (бульдозер тәрізді) Жаңа Зеландия, Калимантан, Сулавеси, Суматра, Лусон аралдарын және т. б. жерлерді оңтүстік-шығыс Азияға қарай ығыстырады. Ал Үнді плитасы Орталық Азияны тықсырып Гималай, Тибет, Тянь-Шань және Памир тауларының одая әрі биіктей түсуіне әсерін тигізуі мүмкін.

Солтүстік Америка мен Европа бір-бірінен жылына 1—4 см жылдамдықпен ажырайтын болса (50 млн жыл ішінде), онда Атлант мұхитының ені 500—1000 км-ге дейін ұлғаяды. Ал Оңтүстік Америка солтүстік-батыс бағытта жылжи отырып, Солтүстік Америкаға жақындай түседі. Калифорния жарты аралы Сан-Андреас атты терең жарық бойымен солтүстік-батыс бағытта жылжи отырып, континенттен бөлініп қалады. Олардың арасында кең көлемді мұхиттық бұғаз пайда болып, Қалифорния (Мадагаскар тәрізді) аралға айналады.

Литосфералық шшталардың бір-бірімен соқтығысуына бай-ланысты туатын әрекеттердің әсерінен Африка материгі солтүстік бағытта жылжу барысында Жерорта теңізін біртіндеп тарылта түседі. Италия, Греция, Турция жерлерінде байқалатын вулкан ат-қылау және жер сілкіну процестері жиіленуі мүмкін. Африканың Евразия материгінің төмен қарай шөгіп, батып бара жатқандығы дәлелденді десек те болады. Плитаның құлау бұрышы ~-35° (Эгей теңізі), ал Липар аралдарының маңайында 58°-қа дейін жетеді. Біртіндеп сығыла келе Жерорта теңізінің түбінде қатпарлар түзіліп, тау жоталары пайда болады. Қазіргі кездегі Альпі және Атлас тау-лары бұрынғыдан да биіктей түсіп, бірыңғай таулы алқап қалып-тасады. Жерорта теңізі кішігірім көлдерге бөлшектеніп, кейінірек мүлдем таусылады.

Африканың шығыс бөлігінде орналасқан ¥лы Африкалық жарық бойымен материктің бөлшектенуі мүмкін. ‘ Қазіргі кездің өзінде-ақ, арнаулы құралдар арқылы жүргізілген зерттеу жұмыстарының нәтижесінде бұл тәрізді терең жарықтардың жыл сайын кеңейе түсетіндігін байқауға болады. Егер жыл сайын жарықшақтың ені бірнеше см-ге дейін кеңейіп ұлғаятын болса, онда оның мөлшері 50 млн жыл ішінде жүздеген км-ге жетіп, соның нәтижесінде Африка материгі өзінің шығыс бөлігін жоғалтқан болар еді. Ал Мадагаскар болса континенттен одан сайын алыстай түсіп, аралдар архипелагы түзіледі.

Бұл жағдайда, Европа мен Азия тұрақты күйде болып, ал Антарк-тида жоғалып кетер еді. Қазіргі кезде Антарктида деструкциялық өзгеріс жағдайында деп есептеледі. Рифттік грабендер жүйесі қалыптасып (Ұлы Африкалық терең жарықтарға ұқсас), материк қақ бөлінеді. Мұндай рифттік жарықтардың бар екендігі геофизикалық зерттеу жұмыстарының нәтижесінде анықталды. Ал 50 млн. жылдан кейін Жердің ішкі күштері бұл материкті жеке аралдарға айналдырады.

Қызыл теңіз бен Аден шығанағы кеңейіп, солар арқылы Үнді мұхиты Жерорта теңізімен бірігеді. Сонымен, Атлант және Үнді мұхиттарының аумағы кеңейіп, ал Тынық мұхиттың акваториясы қысқарады. Жаңа мұхиттар мен теңіздер пайда болады. Трансгрессиялық және реірессиялық әрекеттердің нәтижесінде Жер бетінің географиясы өзгеріп, күрделене түседі. Атлант мұхитының суы Батыс Европаның көп жерлерін басып жатады. Евразияның тундра-лық бөліктері солтүстік теңіз суларының шабуылына оқтын-оқтын ұшырап отырады. Скандинавия болса, керісінше жоғары көтеріліп, бұрынғыдан да биіктей түседі.

Енді 50 млн жылдан кейінгі ауа райыньщ өзгерістері туралы айтатын болсақ, Чикаго университетінін, ғылыми қызметкерлерінің жақында ғана жасаған болжамдарына сүйенуге болады. Олар (континенттердін. ығысу бағыттарын ескере отырып) солтүстік жарты шарда (50 млн жылдан кейін) ауа райы жұмсарып, полярлық мұздықтар түгелдей дерлік еріп кетеді деп санайды.

Европа мен Шығыс Азияда (қазіргі кезде АҚПІ-тың орталық ендіктерінде ғана болатын) күшті дауылдар (торнадо) жиі байқалатын болады.

Австралияның ауа райы құрғақ климаттан ылғалды .климатқа ауысып, тропикалық климатқа жақындайды деуге болады. Тынық мұхитта тайфундар саны азаяды. Солтүстік Америка мен Азия аралығында (Алеут аралдарынын, маңайында) құрлықтық “көпір” пайда болып, Аляска, Чукотка, Камчатка жерлерінде және Қанада-ның солтүстік-батыс аудандарында ауа райы түгелдей өзгереді. Әрине бұл болжамның шындыққа қаншалықты жақын екендігін айту өте қиын.

Ең соңында қорыта айтсақ, бізді қоршаған жалпы әлемнің және сонымен бірге Жер планетасының тұрақты бір қасиеті — оның өзгергіштігі деуге болады.