Пульсирующие океаны.

Весь Фанерозой можно рассматривать как период формирования и разрушения суперконтинента Пангея. В течение этого периода неоднократно открывались и закрывались океаны, которые находились между континентальными блоками, составлявшими указанный суперконтинент. Казалось бы, все в этих процессах просто: когда формируется суперконтинент, закрываются океаны, а когда он распадается, появляются новые океаны.

На самом деле ситуация несколько сложнее. Океаны при формировании суперконтинента могут закрываться не полностью, как это произошло с Прото и Палеотетисом, которые можно считать остатками океана, закрывшегося при формировании Пангеи. Наоборот, при распаде суперконтинента первоначально открывшиеся океаны могут в дальнейшем закрываться, как это произошло с Неотетисом и мезозойским Уральским океаном, а в настоящее время может произойти с Красным морем, с Карибским морем, Морем Баффина и с морями к северу от Австралии.

Более того, рост и сокращение океанов сопровождаются формированием новых массивов суши и новых крупных морей. Речь идет о вулканических островах в зонах спрединга, а также об островных дугах и морях позади них.

Рост океана связан с процессом спрединга, который может идти как в центральных океанических хребтах, так и в разломах (рифтообразование), рассеянных по дну океана (но чаще так происходит на дне моря, скажем позади островной дуги, или при образовании сухопутного рифта). Сокращение площади океана связано с субдукцией океанического дна в глубоководных (краевых) желобах. И гораздо реже – за счет сжатия океанического дна (со складкообразованием) и его надвига на континентальную плиту.

Когда процесс спрединга идет, а субдукции нет, океан растет, как современная Атлантика. Прекращение спрединга при наличии субдукции приводит к быстрому сокращению океана и сближению континентов с формированием большого континента. Когда идет сразу два процесса – возможно и сокращение океана (как Тихий океан сейчас), и его рост (что сейчас происходит в Индийском океане).

Таким образом, для разрушения суперконтинентов нужен сильный рифтогенез внутри континента, который перейдет в спрединг в образовавшемся малом океане. Нужно существование активных континентальных окраин (и зон субдукции) на внешних краях осколков суперконтинента.

Тогда возникшие океаны будут расти до тех пор, пока или не прекратится рифтогенез / спрединг (а он, как правило, со временем слабеет); или в океанах не возникнут желоба (с зонами субдукции); или не произойдет коллизия между осколками суперконтинента или между осколком и отдельным континентом.

Прекращение спрединга с последующим формированием желобов и закрытием океана имело место в центральной и восточной части Тетиса. Этот же процесс идет в Восточном Средиземноморье. По коллизионному сценарию закрылся Уральский океан, а сейчас закрывается западная часть Средиземного моря. Подобная судьба, вполне вероятно, ожидает Красное море.

Коллизии континентов (и микроконтинентов) можно предсказать заранее (за несколько миллионов лет) по тому, как движутся континенты. Например, сейчас мы достаточно уверенно можем предсказать коллизию между Австралией и восточной частью Евразии.

А вот с формированием глубоководных желобов не все так ясно. Здесь наверняка сказывается влияние таких факторов, как силы, сдавливающие океан (Имеется в виду давление внешних океанов (и дальних континентов) на континенты по обе стороны рассматриваемого океана), а также мантийная циркуляция под континентами. В настоящее время, например, значительные силы сдавливают берега южного Атлантического океана, хотя он и продолжает свой рост. Это давление со стороны Тихого океана на Южную Америку и давление со стороны Индийского океана на Африку (а через северную часть Индийского океана еще давит и Евразия). Давление со стороны Тихого океана невелико, поскольку океаническая кора Тихого океана поглощается в зоне субдукции под Андами, в то же время давление со стороны Индийского океана выше, так как на западе этого океана зон субдукции нет. При этом давление со стороны Тихого океана со временем увеличивается, поскольку растущие Анды увеличивают мантийную парусность Южной Америки, а на востоке континента толщина земной коры постепенно уменьшается. Также постепенно растет давление на Африку со стороны Индийского океана, поскольку Индия и Аравия движутся на северо-восток все медленнее, и их замедление передается через океан Африке. Это уже привело к значительному замедлению спрединга в Южной Атлантике в последние 10 млн. лет.

Еще один фактор, влияющий на формирование глубоководных желобов и зон субдукции – прогиб океанической коры в котловинах. С учетом глубины моря и осадочного слоя в экваториальных котловинах Атлантики (т.е. в Ангольской и в Бразильской) можно говорить о том, земная кора в этих местах простирается до глубины более 20 км, что сопоставимо с толщиной континентальной коры в равнинных районах на окраинах континентов. Таким образом, если под континентом существуют мантийные потоки в сторону океана, но они, встречаясь с потоками из зоны спрединга, будут уходить в глубины мантии под котловиной, что вызовет сжатие коры, а затем формирование зоны субдукции.

В настоящее время, возможно, происходит изменение характера мантийных потоков под Северной Америкой, а поскольку северо-тихоокеанская зона спрединга «поднырнула» под континент. В южной части Атлантики и западной части Индийского океана наблюдается замедление спрединга, что в более отдаленном будущем может привести к закрытию океана, особенно если произойдут значительные изменения мантийных потоков под Африкой. Пока же система рифтов в Восточной Африке развивается очень медленно, и говорить о мощной мантийной циркуляции не приходится.

Итак, раскол суперконтинента не означает непрерывный рост океанов между его осколками. Океаны могут не только постоянно расти, но и временно прекращать свой рост. Они могут закрываться при столкновении материков (так часто происходит с небольшими океанами). А в какой-то момент, примерно через 100 – 150 млн. лет после появления океана, его развитие проходит максимальную точку, когда вдоль континентов возникают зоны субдукции. После этого океан еще может продолжать расти, но может и закрыться, или возможно появление новой зоны спрединга, нивелирующего субдукцию, как это много раз происходило в Тетисе и в Индийском океане.

В общем, путей развития океанов много, главное помнить о нелинейности процесса, о наличии цикла «рост – остановка – сокращение» и о том, что на его развитие влияет множество факторов.

Метки:

Еще можно почитать: