ОСНОВНЫЕ ЭТАПЫ ЭВОЛЮЦИИ ЗЕМНОЙ КОРЫ

Кратко рассмотрим основные этапы эволюции земной коры как косного субстрата, на котором развилось многообразие природы.

В архее еще довольно тонкая и пластичная кора под влиянием растяжения испытала многочисленные разрывы цельности, через которые к поверхности устремилась базальтовая магма, заполнившая прогибы длиной сотни километров и шириной многие десятки километров, известные как зеленокаменные пояса (названные так из-за преобладающего зеленосланцевого низкотемпературного метаморфизма базальтовых пород). Наряду с базальтами среди лав нижней, основной по мощности части разреза этих поясов встречаются высокомагнезиальные лавы вследствие частичного плавления мантийного вещества, что говорит о высоком тепловом потоке, намного превышавшем современный. Развитие зеленокаменных поясов заключалось в смене типа вулканизма в направлении увеличения содержания в нем диоксида кремния Si02, в деформациях сжатия и метаморфизме осадочно-вулканогенного выполнения и, наконец, в накоплении обломочных осадков, свидетельствующих об образовании гористого рельефа. После смены нескольких поколений зеленокаменных поясов архейский этап эволюции земной коры завершился 3,0—2,5 млрд лет назад массовым образованием нормальных гранитов с преобладанием К20 над Na20. Гранитизация и региональный метаморфизм привели к формированию зрелой континентальной коры на большей части площади современных материков.

В начале протерозойской эры эта кора испытала дробление, оказавшись недостаточно устойчивой. Тогда возникла планетарная сеть разломов и трещин, заполнявшихся дайками — пластинообразными геологическими телами. Длина одной из них — Великой дайки в Зимбабве — более 500 км, а ширина до 10 км. Кроме того, впервые проявилось рифтообразование, давшее начало зонам прогибания, мощного осадконакопления и вулканизма. Их эволюция привела к созданию в конце раннего протерозоя (2,0—1,7 млрд лет назад) складчатых систем, вновь спаявших обломки архейской континентальной коры, чему способствовала новая эпоха мощного гранитоо- бразования. В итоге к концу раннего протерозоя (к рубежу 1,7 млрд лет назад) зрелая континентальная кора существовала уже на 60—80% площади ее современного распространения. Некоторые ученые полагают, что на этом рубеже вся континентальная кора составляла единый массив — суперконтинент Мегагею (большая земля), которому на другой стороне земного шара противостоял океан — предшественник современного Тихого океана — Мегаталасса (большое море). Этот океан был менее глубоким, чем современные океаны, ибо рост объема гидросферы за счет дегазации мантии в процессе вулканической деятельности продолжается всю последующую историю Земли, но более медленно. Не исключено, что прообраз Мегаталассы появился еще раньше — в конце архея.

Первые следы жизни — бактерии и водоросли — появились в ка- тархее и начале архея, а в позднем архее распространились водорослевые известковые постройки — строматолиты. В позднем архее началось, а в раннем протерозое завершилось коренное изменение состава атмосферы: под влиянием жизнедеятельности растений в ней появился свободный кислород, тогда как катархейская и раннеархейская атмосфера состояла из водяного пара, С02, СО, СН4, N, NH3 и H2S с примесью HCi, HF и инертных газов.

В позднем протерозое (1,7—0,6 млрд лет назад) Мегагея стала постепенно раскалываться, и этот процесс резко усилился в конце протерозоя. Следами его являются протяженные континентальные рифтовые системы, погребенные в основании осадочного чехла древних платформ. Важнейшим результатом этого было образование обширных межконтинентальных подвижных поясов — Северо-Атлантического, Средиземноморского, Урало-Охотского, разделивших континенты Северной Америки, Восточной Европы, Восточной Азии и наиболее крупный обломок Мегагеи — южный суперконтинент Гондвану. Центральные части этих поясов развивались на новообразованной в процессе рифтогенеза океанской коре, т.е. пояса представляли собой океанские бассейны, глубина которых постепенно увеличивалась по мере роста гидросферы. Одновременно подвижные пояса развивались по периферии Тихого океана, глубина которого также возрастала. Климатические условия становились более контрастными, о чем свидетельствует появление, особенно в конце протерозоя, ледниковых отложений.

Палеозойский этап эволюции земной коры характеризовался интенсивным развитием подвижных поясов — межконтинентальных и окраинно-континентальных (последние на периферии Тихого океана). Эти пояса расчленялись на окраинные моря и островные дуги, их осадочно-вулканогенные толши испытывали сложные складча- то-надвиговые, а затем сбрососдвиговые деформации, в них внедрялись граниты, и на этой основе формировались складчатые горные системы. В этом неравномерном процессе различают ряд интенсивных тектонических эпох и гранитного магматизма: байкальскую — в самом конце протерозоя, салаирскую (от хребта Салаир в Средней Сибири) — в конце кембрия, таковскую (от Таковских гор на востоке США) — в конце ордовика, каледонскую (от древнеримского названия Шотландии) — в конце силура, акадскую (Акадия — старинное название северо-восточных штатов США) — в середине девона, судетскую — в конце раннего карбона, заальскую (от р. Заале в Германии) — в середине ранней перми. Первые три тектонические эпохи палеозоя нередко объединяют в каледонскую эру тектогенеза, последние три — в герцинскую, или варисскую. В каждую из перечисленных тектонических эпох определенные части подвижных поясов превращались в складчатые горные сооружения, а после разрушения (денудации) входили в состав фундамента молодых платформ. Некоторые из них частично активизировались в последующие эпохи горообразования.

К концу палеозоя межконтинентальные подвижные пояса полностью замкнулись и заполнились складчатыми системами. В результате отмирания Северо-Атлантического пояса Североамериканский континент сомкнулся с Восточно-Европейским, а последний (после завершения развития Урало-Охотекого пояса) — с Сибирским, Сибирский — с Китайско-Корейским. В итоге образовался суперконтинент Лавразия, а отмирание западной части Средиземноморского пояса привело к его объединению с южным суперконтинентом — Гондва- ной — в одну континентальную глыбу — Пангею. Восточная часть Средиземноморского пояса в конце палеозоя — начале мезозоя превратилась в огромный залив Тихого океана, по периферии которого также поднялись складчатые горные сооружения.

Первые животные появились еще в позднем протерозое, а на самой заре фанерозоя существовали почти все типы беспозвоночных, но они еще были лишены раковин или панцирей, которые известны с кембрия. В силуре (или уже в ордовике) начался выход растительности на сушу, а в конце девона существовали леса, получившие наибольшее распространение в каменноугольном периоде. Рыбы появились в силуре, земноводные — в карбоне.

Мезозойская и кайнозойская эры — последний крупный этап развития структуры земной коры, который отмечен становлением современных океанов и обособлением современных континентов. В начале этапа — в триасе — еще существовала Пангея, но уже в раннем юрском периоде она снова раскололась на Лавразию и Гондвану вследствие возникновения широтного океана Тетис, протянувшегося от Центральной Америки до Индокитая и Индонезии, а на западе и востоке он смыкался с Тихим океаном; этот океан включал и Центральную Атлантику. Отсюда в конце юры процесс разлома континентов распространился к северу, создав в течение мелового периода и раннего палеогена Северную Атлантику, а начиная с палеогена — Евразийский бассейн Северного Ледовитого океана (Амеразийский бассейн возник раньше как часть Тихого океана). В итоге Северная Америка отделилась от Евразии. В поздней юре началось формирование Индийского океана, и с начала мела стала раскрываться с юга Южная Атлантика. Это означало начало распада Гондваны, существовавшей как единое целое в течение всего палеозоя. В конце мела Северная Атлантика соединилась с Южной, отделив Африку от Южной Америки. Тогда же Австралия отделилась от Антарктиды, а в конце палеогена произошло отделение последней от Южной Америки. Таким образом, к концу палеогена оформились все современные океаны, обособились все современные континенты и облик Земли приобрел вид, в основном близкий к нынешнему. Однако еще не было современных горных систем. С позднего палеогена (40 млн лет назад) началось интенсивное горообразование, достигшее кульминации в последние 5 млн лет. Этот этап становления молодых складчато-покровных горных сооружений, образования возрожденных сводово-глыбовых гор называют «неотектонический». Фактически этот этап является подэтапом мезозойско- кайнозойского этапа развития Земли, так как именно тогда оформились основные черты современного рельефа Земли.

На этом этапе завершилось формирование основных черт современной фауны и флоры. Мезозойская эра была эрой пресмыкающихся, млекопитающие стали преобладать в кайнозое, а в позднем плиоцене появился человек. В конце раннего мела появились покрытосемянные растения и суша приобрела травяной покров. В конце неогена и антропогене высокие широты обоих полушарий были охвачены мощным материковым оледенением, реликтами которого являются ледниковые шапки Антарктиды и Гренландии. Это было третье крупное оледенение в фанерозое: первое произошло в позднем ордовике, второе — в конце карбона — начале перми; оба они были распространены в пределах Гондваны[1].

  • [1] Бондарев В.П. Концепции современного естествознания. М.: КНОРУС, 2017. Гл. 8.
 
Посмотреть оригинал
< Пред   СОДЕРЖАНИЕ   ОРИГИНАЛ   След >