ПУЛЬСАЦИОННАЯ ГИПОТЕЗА

Пульсационная гипотеза (лат. pulsatio - пульсация, биение) является как бы компромиссной между двумя предыдущими. Идеи чередования в истории Земли фаз сжатия и расширения высказывались А.Ротплетцем, В.Бухером и другими учеными, но были существенно дополнены и развиты в 30-х годах академиками В.А.Обручевым и М.А.Усовым.

Согласно этой гипотезе, земной шар переживает поочередно то фазу сжатия (преобладает), то расширения.
Согласно В.А.Обручеву, в стадию расширения доминируют радиальные, вертикальные движения: в подвижных поясах происходит растяжение коры с образованием геосинклиналей; в стабильных участках кора выпучивается и разбивается трещинами, образуются грабены и горсты. В геосинклинальных областях, уже подвергшихся складчатости ранее, происходит поднятие складчатой страны в результате изостатического выравнивания. На стабильных участках образуются грабены и горсты. С фазами расширения связана и магматическая деятельность: с расширением связано уменьшение давления на магматический слой, поэтому магма переходит в жидкое состояние, образуются интрузивные тела, оживляются вулканические процессы.
При сжатии коры преобладают тангенциальные движения, приводящие к смятию в складки геосинклинальных отложений, глыбовой складчатости фундамента платформ; образуются надвиги, происходят процессы регионального метаморфизма с образованием гнейсов и кристаллических сланцев.
Причинами сжатия, по В.А.Обручеву и М.А.Усову, является выделение тепла в предшествующую стадию расширения благодаря выносу его лавами, газами, парами и т.д., а также гравитационное уплотнение внутренних зон Земли. Причины расширения, возможно, связаны с фазовым переходом магмы из твердого состояния в жидкое.

Пульсационная гипотеза, допуская как сжатие, так и расширение земной коры, гораздо ше, чем контракционная гипотеза, объясняет роль магматических явлений, образование разломов, складчатых и колебательных движений, а также периодичность геотектонических процессов в истории Земли. Процессы сжатия и расширения земной коры, по-видимому, объясняются и воздействием на внутренние сферы нашей планеты космических причин.
Последовательным сторонником пульсационной гипотезы является академик Е.Е.Милановс-
кий. В своих работах он связывает в единое целое геотектоническую цикличность и ряд зависящих от нее процессов.
По мнению Е.Е.Милановского (1999), в ходе изучения геологического развития Земли постепенно выявляется планетарного масштаба периодичность, выраженная в существовании иерархической системы из циклов разных порядков. Наиболее достоверно она установлена для фанеро-зойского интервала. Первоначально эта периодичность усматривалась, главным образом, в наличии накладывающихся друг на друга геотектонических циклов различной длительности, завершавшихся все более частыми и интенсивными деформациями сжатия в земной коре. Однако в последнее время стало ясно, что не меньшую роль во внутренней структуре циклов играли процессы растяжения и общего расширения земной коры, которые, по крайней мере, в первых половинах циклов превосходили по своему масштабу проявления ее сжатия и сокращения. Осознание этой закономерности привело ряд исследователей ко все большему признанию концепции reef, пульсаций.
В настоящее время в фанерозое выделяются два наиболее крупных геотектонических цикла (мегацикла) - палеозойский и мезокайнозойский мегациклы. Палеозойский мегацикл начался на рубеже венда и кембрия, после завершения байкальского мегацикла, и закончился на рубеже пф: ми и триаса последними пароксизмами герцинской складчатости и почти полным "закрытием" главных подвижных (геосинклинальных) поясов (кроме Циркум-Тихоокеанского). Второй - продолжающийся, ХОТЯ, вероятно, уже приближающийся к своему финалу, мезокайнозойский мега-цикл. Каждый из этих мегациклов отчетливо распадается на три геотектонических цикла I порядка продолжительностью от 50 до 150-180 млн. лет. Некоторые из них впервые были намечены 1-КОНЦе XIX В. М.Бертраном и по предложению В.Е.Хаина могут именоваться циклами Бертрана. Оба мегацикла начинались со сравнительно коротких (около 50 млн. лет) циклов: салаирского цикла в палеозойском мегацикле и раннекиммерийского в мезокайнозойском. Затем следуют более продолжительные (до 100-150 млн. лет) циклы - каледонский цикл в палеозойском мегацикле и позднекиммерийский - в мезокайнозойском. На протяжении этих циклов происходило значительное расширение подвижных геосинклинальных поясов и раскрытие внутри них зон с корой океанического типа, которое к концу цикла сменилось их закрытием и несколькими импульсами более или менее сильного горизонтального сжатия. Хотя эти импульсы были повсеместно более или менее синхронными, их относительная роль как естественного рубежа между вторым и третьим циклами (герцинским - в палеозойском и альпийским - в мезокайнозойском мегациклах) в разных подвижных поясах и их сегментах была неодинаковой. В связи с этим переход от каледонского цикла к герцинскому в разных регионах подвижных поясов происходил разновременно: в одних из них между ордовиком и силуром, в других - между силуром и девоном, в третьих - в конце девона, а в четвертых (Урал, Большой Кавказ) каледонский и герцинский циклы слились единый каледоно-герцинский цикл. То же явление, хотя и не столь резко выраженное, имело мее*. то и при переходе от позднекиммерийского цикла к альпийскому: на значительной части протяжения подвижных поясов позднекиммерийский (позднемезозойский) цикл завершился на рубеже мела и палеогена ларамийской эпохой сжатия, но в некоторых областях более резкие деформации сжатия происходили еще в юре, начале или середине мела, а переход от мела к палеогену не сопровождался значительными импульсами сжатия. В завершающих палеозойский и мезокайнозой* ский мегациклы развития подвижных поясов - герцинском и альпийском циклах раскрытие зон 4S

корой океанического типа в основном прекратилось, но, наоборот, происходило "закрытие" пси добных зон и постепенно усиливалось сжатие этих поясов. Однако если конец герцинского цикла^ продолжавшегося от 100 до 180 млн. лет, повсеместно завершился орогенным этапом, знаменуя собой окончание палеозойского мегацикла, то альпийский цикл мезокайнозойского мегацикла, начавшийся на рубеже мела и палеогена, т.е. 65 млн. лет назад, пока далек от своего завершения и* возможно, продлится еще не менее 50 млн. лет.
По мнению Е.Е.Милановского (1999), при общей близости "сценария" развития подвижных (геосинклинальных) поясов в палеозойском и мезокайнозойском мегациклах, их сходной трехцик-ловой структуре и, вероятно, близкой полной продолжительности (около 300 млн. лет) развитие Земли в целом в течение этих циклов существенно различалось. Если важнейшей глобальной тенденцией палеозойского мегацикла являлось постепенное объединение кратонов в мегаконтинент Лавразия, а затем слияние последнего с мегаконтинентом Гондвана в суперконтинент Пангея, омываемый суперокеаном Панталасса, то лейтмотивом мезокайнозойского мегацикла был, напротив, распад Пангеи на ряд фрагментов, между которыми возникли и разрастались впадины молодых океанов, вместе занимающие (так же, как все обломки Пангеи и как реликт Панталассы - Тит хоокеанская впадина) одну треть поверхности Земли.

Процесс распада Пангеи и новообразования между ее обломками впадин молодых океанов сопровождался грандиозными вспышками базальтового (траппового) вулканизма, проявления которого практически отсутствовали в палеозое. Этот
процесс продолжается до современности, и пока не обнаруживается обраТНОЙ ТеНДеНЦИИ К СМвНе
"разбегания" континентальных блоков их конвергенцией и собиранием в новую Пангею, а разрастания впадин молодых океанов - к сокращению их площади за счет поглощения океанской коры на и?! окраинах. Главная геотектоническая тенденция мезокайнозоя либо знаменует собой начало принципиально нового, существенно экспансионного этапа в необратимом развитии Земли, либо, что кажется даже более вероятным, начало нового, не менее продолжительного, чем палеозойский и мезокайнозойский мегациклы вместе взятые, суперцикла ее пульсационного развития, в ходе ко-; торого доминировавшая в течение мезокайнозоя глобальная тенденция к увеличению объема и площади поверхности нашей планеты, возможно, сменится обратной тенденцией к их сокращению. В этом случае к наиболее крупным циклам геотектонического развития Земли, полностью или частично "вписывающимся" во временные рамки фанерозоя, можно будет предположительло отнести суперциклы (длительностью не менее 0,6 млрд. лет) и, с большей уверенностью, — мегациклы (около 0,3 млн. лет) и циклы I порядка, или циклы Бертрана (от 50 до 150-180 млн. лет). В качестве геотектонических циклов II порядка, распознаваемых в истории подвижных (геосинклинальных) поясов, а начиная с поздней юры или мела - также в истории океанов, могут рассматриваться интервалы времени продолжительностью от первых миллионов лет до первых десятков миллионов лет, завершавшиеся относительно короткими (сотни тысяч лет - 1 млн. лет), глобально выраженными фазами усиления деформаций сжатия коры в подвижных поясах, выделенными Г.Штилле в качестве фаз складчатости, или орогенических фаз. Г.Штилле и его современники полагали, что "фазы складчатости" разделялись периодами относительного тектонического покоя, однако исследования последнего времени показали, что эти периоды характеризуются активизацией рифтинга на континентах и интенсификацией спрединга в ложе океанов, тогда как фазам складчатости отвечают паузы в проявлениях рифтинга, а также замедления и приостановки спрединга и перестройки его кинематики в ложе океанов. Продолжительность циклов II порядка, которые В.Е.Хаин недавно предложил называть циклами Штилле, как правило, к концу циклов Бертрана сокращается, а частота фаз складчатости и интенсивность деформаций сжатия во время этих фаз соответственно возрастает.
Проявления цикличности в других геологических процессах. Е.Е.Милановский указывает, что мегациклы и циклы I и II порядков проявляются не только в чередовании периодов и фаз преобладающего сжатия и расширения земной коры, но и в широком спектре коррелятивно и ге-

нетически связанных с ними других геологических и геофизических процессов, в частности, в развитии различных типов магматизма и формировании связанной с ними эндогенной минераге-нии, тектоноэвстатических (а в некоторые периоды истории Земли - и гляциоэвстатических) колебаниях уровня океана и контролируемой ими цикличности седиментогенеза, геоморфогенеза, формирования кор выветривания и полезных ископаемых осадочного генезиса, изменениях параметров геомагнитного поля Земли, в частности частоты геомагнитных инверсий, и многих других явлениях. Так, например, с фазами глобального усиления растяжения земной коры, в частности рифтинга на континентах, раскрытия зон с корой океанского типа в подвижных поясах и ускорения спрединга в ложе океанов связаны глобальные фазы интенсификации базальтового вулканизма, фазы тектоноэвстатического подъема уровня Мирового океана (достигавшего в первой поло-Вине позднего мела рекордной высоты, на 200-250 м превышавшего современный). С фазами растяжения земной коры также связаны трансгрессивные фазы формирования осадочных секвенций в стабильных областях континентов и на их окраинах, периоды регионального выравнивания (пе-непленизации) рельефа континентов, потепления глобального масштаба, гумидизации климата и существенного ослабления широтной климатической зональности, снижения частоты инверсий полярности геомагнитного поля до одной инверсии за несколько миллионов лет и даже за 20-25 млн. лет (в частности, в первой половине позднего мела, отличающейся отсутствием глобальных фаз складчатости) и многие другие явления (рис. 81).

Рис. 81. Связь эпох складчатости, активизации рифтовых зон, вулканических процессов, трансгрессий и регрессий (Е.Е.Милановский, 1978, с упрощениями). (Заимствовано у Е.В.Владимирской и др., 1985)

Напротив, с фазами усиления горизонтального сжатия и сокращения земной коры коррелиру-ются ослабления и приостановки проявлений базальтового вулканизма на континентах и в ложе океанов и морей. Ими обусловлено "закрытие" зон с океанского типа корой в подвижных поясах и

превращение их в сильно деформированные, нередко обдуцированные или аллохтонные офиолй-товые комплексы, фазы тектоноэвстатического понижения уровня океана (наиболее низко - до минус 50-100 м - упавшего на рубеже перми и триаса). В это время известны регрессивные фазы формирования секвенций и границ раздела между ними, периоды усиления роста горных сооружений и эрозионного расчленения рельефа континентов, усиление широтной зональности и латеральной контрастности климата (соответственно резких похолоданий в периполярных регионах, вплоть до возникновения оледенений или глубокого промерзания и аридизации и развития галоге-неза в периэкваториальных регионах), возрастание частоты инверсий полярности геомагнитного поля вплоть до нескольких инверсий за 1 млн. лет во время фаз складчатости. Поскольку, по со» временным представлениям, существование геомагнитного поля и изменение его параметров вызываются процессами, протекающими во внешнем, жидком ядре Земли и близ его границы с ман; тией, можно предполагать, что весь отмеченный выше комплекс взаимосвязанных геологических процессов также в конечном счете контролировался явлениями, происходившими на этих огромных глубинах, сигналы о которых в геологическом масштабе времени почти мгновенно ощущались в земной коре и на поверхности Земли, вызывая тектонические деформации и определяя ход других геологических процессов.

<< | >>

↑

Источник: В.М.Подобина, С.А.Родыгин. ИСТОРИЧЕСКАЯ ГЕОЛОГИЯ. 2000

Еще по теме ПУЛЬСАЦИОННАЯ ГИПОТЕЗА:

- Историческая геология, палеонтология - Геодезия - Геология -