Что можно включить в список великих научных революций двадцатого века: генетику, общую теорию относительности, возможно, квантовую механику.
Но мало кто внесет в этот список одно из открытий, которым является теория тектоники плит - принцип движения и рециркуляции жесткой внешней оболочки нашей Земли (ее литосферы).
Он обеспечивает объединяющий контекст для ранее разрозненных дисциплин наук о Земле и был быстро принят в геологическом сообществе в конце 1960-х годов.
С тех пор тектоника плит, вероятно, стала стандартной моделью в науках о Земле. Эта теория получила дальнейшее развитие в течение последних 50 лет с момента ее появления в 1967–68 годах.
До рождения теории тектоники плит изучение геологии было, по сути, упражнением в сборе (очевидно разрозненных) фактов и запоминании информации. Структурная геология была заинтересована в описании и понимании деформации ради нее самой. Геохимия должна была просто добавить информацию к описаниям множества различных типов камней, в основном магматических.
Места скопления осадочных пород традиционно считались геосинклиналями, образовавшимися в результате загадочных процессов. Не было никакого акцента на стратиграфии, геологическом времени и изменениях окружающей среды, которые повлияли на осаждение осадочных пород и записи жизни, которые они содержали.
Тектоника плит заключается в том, что внешняя оболочка Земли находится в постоянном состоянии движения, правда медленном. Старое мировоззрение упустило из виду горизонтальные движения литосферы. Идея о том, что континенты могли бы сдвинуться, едва ли была принята до 1960-х годов. Но все это изменилось, как только подтвердилось распространение морского дна и было продемонстрировано образование океанической коры на хребтах и разрушение через зоны субдукции. И это не случайно, а геометрически и кинематически организовано.
Действительно великие идеи в науке не только кажутся элегантно простыми и интуитивно понятными, когда они попадают в фокус, но и обладают необычайной способностью отвечать на многие другие вопросы нашего научного понимания мира.
Тектоника плит является прекрасным примером этого. Эта теория обеспечивает отличную основу для объяснения современной тектонической и сейсмической активности вблизи поверхности Земли. Однако его применение к земным процессам в геологическом прошлом (300 миллионов лет назад) не является простым.
Благодаря смелым попыткам и огромным усилиям теория тектоники плит значительно продвинулась за последние 50 лет. В зачаточном состоянии мантийная конвекция была принята в качестве движущей силы движения плиты.
Однако дальнейшие исследования показывают, что гравитационное погружение океанической литосферы на глубине до дуги играет более важную роль в управлении движением плит над конвективной мантией.
В свое раннее время субдуцируемой считалась только океаническая литосфера. Однако находки коэсита и микроалмаза в виде кристаллических включений в метаморфических минералах привели к признанию континентальной субдукции в глубины мантии.
Первоначально предполагалось, что литосферные плиты будут жесткими при описании движения плит и процессов в пограничной зоне плит. Сейсмические пояса представляют собой зоны, в которых происходят дифференциальные движения между жесткими пластинами. Тем не менее, пластины могут вести себя как упругие тела, которые могут накапливать значительные напряжения вдоль своих границ, прежде чем они будут освобождены от землетрясений.
Кроме того, их края становятся значительно пластичными при высоких температурах, что приводит к образованию гор вдоль границ сходящихся плит. Это потребовало модификации механического поведения субдуктирующих пластин на разных глубинах.
В целом, субдукция плит приводит к образованию гор с утолщением литосферы, что приводит к образованию аккреционных и коллизионных орогенов в результате сжатия. Впоследствии эти утолщенные орогены истончались и даже разрушались на пост-субдукционных стадиях, что первоначально рассматривалось как результат тектонизма независимо от тектоники плит.
Горообразование также происходит в середине океанических хребтов, что делает орогены экстенсионального стиля. Такие орогены сначала разбавляли, а затем накладывали на орогены компрессионного типа с их реактивацией для частичного плавления и растяжения литосферы. Эти тектонические процессы также являются результатом тектоники плит и, таким образом, в совокупности называются рифтогенной орогенией.
Хотя многие достижения, связанные с тектоникой плит, кажутся спекулятивными в их начале, они были и продолжают проверяться с применением передовых технологий в науках о Земле. Результаты оказывают влияние на происхождение магматических пород и их соответствующей минерализации в пограничных зонах древних плит.
Если вам было интересно – ставьте лайк и подписывайтесь на мой канал!