4.7. Форма и расположение горных хребтов и массивов

На картах горных массивов и на их снимках (рис. 4.1.1. [1]) отчетливо прослеживается закономерность двумерного сжатия с равномерным распределением по всем направлениям. На фотографии рис. 4.7.1 двумерное сжатие с явным преобладанием по одному из направлений. Но горных массивов образованных только одномерным сжатием не существует. Подвижкой литосферных плит можно объяснить образование складчатых гор, которые могут образоваться только при одномерном сжатии. Двумерное сжатие могло проявляться лишь как исключение, проявляющееся на стыке трех и более плит. Но рельеф и материков и океанического дна образован двумерным сжатием.

Рисунок 4.7.1.
Снимок из космоса гор Тянь-Шань и озера Иссык-Куль [1]

Подавляющее преобладание двумерного сжатия может быть объяснено только за счет увеличения радиуса Земной сферы, который, в свою очередь, растет за счет увеличения ее объема. При увеличении радиуса сферы Земли кора и мантия раскалываются на осколки. Сгенерированная ядром магма поднимается по разломам к поверхности, образует в разломах коры новую, более тонкую кору (океаническую), и наращивает мантийные осколки (рис. 4.7.2). Границы осколков коры приблизительно совпадают с границами мантийных осколков и осколки коры – материки расплываются как бы «заякоренные» за мантийные осколки. Разница в радиусах сферической поверхности осколка и Земной сферы увеличивается. До какого-то предела прочности осколок коры сохраняет свой начальный радиус сферы, центральные области поднимаются выше, а периферийные опускаются ниже «нулевого» уровня Земной поверхности. Поднимающаяся по разломам стеклообразная магма стремится под воздействием сил гравитации за счет гидростатического эффекта выровнять поверхность отдельных осколков коры и сравнять их со сферой Земной поверхности. Периферийные области осколка коры начинает выталкивать вверх, создавая силы сжатия, направленные от периферии к центру. Центральные области, при этом, испытывают двумерное сжатие, сопровождаемое горообразованием (рис. 4.7.3).



Рисунок 4.7.2.
Упрощенная схема образования зон поднятия (центральных областей материков
и срединно-океанических хребтов) и опускания Земной коры (материкового шельфа и океанического дна)

Помимо сил сжатия, происходящих от изменения геометрической формы осколка коры, в том же направлении на кору действуют силы трения, создаваемые течениями магмы, заполняющие промежуток между корой и твердой поверхностью мантии (более подробно этот процесс будет рассмотрен в § 4.8). Кора местах горообразования сдвигается (сжимается), но это сдвигание намного меньше, чем рост срединно-океанического разлома, что и наблюдается современной геологией – по любому замкнутому направлению (меридиональному или экваториальному) сумма приращения в срединно-океанических разломах всегда намного больше суммы сдвигания в местах горообразования и океанских впадин. Дальше от центральных областей материкового осколка коры преобладает сжатие по направлению к центру и, по этому, ближе к окраинам осколка может в большей степени проявляться одномерное сжатие, образующее горы с хребтами направленными вдоль границы осколка коры.

Рисунок 4.7.3.
Схема выравнивания кривизны материковой сферы с образованием горных массивов
 1) – образование разломов в первичной Земной коре и мантии.
        2)а, 2)б – первый этап роста Земной сферы
        3)а, 3)б – второй этап роста Земной сферы
а – заполнение разломов и наращивание коры магмой, генерируемой ядром,
        поднятие центральных областей осколков коры и опускание периферийных
        за счет образования разницы в радиусах сферы осколков коры и сферы Земного шара.
б – спрямление кривизны сферы осколка Земной коры за счет подтекания магмы
        между корой и мантией, сопровождаемое поднятием периферийных областей
        и двумерным сжатием центральных областей осколка коры с образованием
        горных массивов на поверхности коры.
1 – линии разлома первичной коры и первичной мантии;
2 – зона поднятия центральных областей осколков коры за счет образования
        разницы в радиусах сферы Земли и сферы мантийного осколка;
3 – зона наращивания новой коры;
4 – зона отпускания периферийных участков осколка коры за счет
        образования разницы в радиусах сферы Земли и сферы мантийного осколка;
5 – зона двумерного сжатия поверхности центральных областей коры с образованием
        и ростом горных массивов за счет спрямления сферы осколка коры;
6 – зона поднятия коры за счет подтекания магмы между корой и мантией;
7 – участки, с преобладанием одномерного сжатия, где более вероятно образование складчатых гор.

В [2] на основании исследования поясов горообразования континентальной коры приходят к предположению «по-видимому …, что объем континентальной коры со временем увеличивается». К такому выводу приходят на том основании, что некоторые пояса, сформировавшиеся в интервале 2,5 – 1,8 млрд. лет назад содержат большое количества вещества коры, возраст которого более 2,5 млрд. лет. Именно в области вулканических дуг происходит внедрение молодой океанической коры в старую континентальную кору. И через миллиарды лет разрушенные эрозией эти горные образования обнажат соседство пород с различным эпохами происхождения.

При такой схеме горообразования теория пульсации объема Земли приобретает реальный обоснованный смысл. Т.е. за пульсацию принимаем следующий механизм развития коры. Скорость роста радиуса Земной сферы – величина сравнительно стабильная. Отдельные осколки Земной коры какое-то время сохраняют радиус своей сферы. Растущая разница между радиусом Земли и радиусом сферы отдельного осколка коры за счет гидродинамических процессов наращивает механические напряжения в коре осколка, стремясь сравнять эти радиусы. На каком-то этапе, определяемом пределом прочности пород, происходит скачкообразное выравнивание сферы осколка коры под сферу Земли. Центральная часть осколка коры, опускаясь, подвергается двумерному сжатию, сопровождается горообразованием (геосинклинальный процесс). Периферийные области осколка коры по направлению к центру осколка могут испытывать сжатие, а в перпендикулярном направлении (вдоль границ) испытывает растяжение. Этот период вертикальных подвижек является периодом повышенной сейсмической активности на этом участке коры. После снятия механических напряжений наступает период очередного «спокойного» наращивания разницы в радиусах сфер и наращивания механического напряжения.

Это механизм мелких пульсаций, механизм «больших» пульсаций рассмотрим в § 4.8.

В зонах 2 в процессе поднятия (рис. 4.7.3), под корой может образовываться разряжение. Именно такая схема наиболее достоверно объясняет эффект, обнаруженный при бурении скважины 504-В в районе рифта Коста-Рика [3]. Давление воды в двухсотметровой толще пород оказалось меньше, чем давление в устье скважины примерно на 1 атм.

Пока осколок коры какое-то время сохраняет свою начальную куполообразную кривизну сферы, под ним, в центральной области, образуется разряжение. За счет этого разряжения происходит вытяжка из прилегающих областей более легких и подвижных продуктов, большую часть которых могут составлять углекислый газ, серные соединения, вода. Когда напряжение в породах достигает предельного и купол разрушается, то на месте недавнего разряжения образуется область повышенного давления. Скопление легких продуктов разогревается давлением. По образовавшимся разломам эти продукты устремляются вверх, оплавляя на своем пути более твердые породы. В результате на поверхности разрушающегося купола могут образоваться вулканы.


(1998, 2003 г.)
  1. Планета Земля из космоса. Фотоальбом о космическом природоведении – новом направлении в познании Земли. Москва, «Недра», 1987 г.
  2. 4. Б. Кларк Берчфил. Континентальная кора. Жур. «В мире науки», № 11, но-ябрь 1983, с. 60-72. Перевод с английского “Scientific American”, издатель-ство «Мир» Москва.
  3. 6. Ж.Франшто. Океаническая кора. Жур. «В мире науки», № 11, ноябрь 1983, с. 44-59. Перевод с английского “Scientific American”, издательство «Мир» Москва.