Глобальная эволюция Земли (Лукашёв О.В.)

Несмотря на все успехи тектоники плит в объяснении многих черт строения и развития твердой Земли и ее превращение в руководящую парадигму в науках о Земле, нельзя считать, что данная теория решила все вопросы, стоящие перед этими науками. В настоящее время основное внимание исследователей приковывает обсуждение двух проблем. Одна из них — глубинная геодинамика, а именно процессы, протекающие в переходной зоне от верхней к нижней мантии, на их границе, а также на границе мантии и ядра и даже внешнего и внутреннего ядра. Соответствующие исследования направлены на решение вопроса, является ли конвекция в мантии общемантийной или протекает раздельно в верхней и нижней мантии, или, наконец, один тип конвекции периодически сменяет другой во времени.

Второй, сопряженный с первым вопрос заключается в подлинной роли мантийных струй — плюмов — и положении их корней. Надо напомнить, что концепция мантийных струй и горячих точек была предложена Дж. Т. Вилсоном в 1963—1965 гг. и Дж. В. Морганом в 1971 г. Эта концепция была выдвинута для объяснения явлений внутриплитного магматизма и получила широкое распространение. В основе ее лежит идея о том, что мантийные струи — плюмы (plumes),— зарождающиеся глубоко в мантии, как бы «прожигают» движущиеся на более высоком уровне литосферные плиты, создавая линейные цепи вулканов (в океане — вулканических островов, при погружении превращающихся в гайоты) с закономерным удревнением их возраста в направлении движения плиты. Эта гипотеза была обоснована на примере Гавайского архипелага и продолжающего его к северо-западу подводного Императорского хребта в Тихом океане, и нашла подтверждение на ряде других примеров, однако далеко не всех. Если признать ее справедливость, горячие точки становятся репером, по которому можно определить уже не относительные, а абсолютные движения плит по сфере земной поверхности. По мнению многих исследователей, мантийные плюмы, дающие начало горячим точкам, возникают на границе мантии и ядра, в тонком поверхностном слое D между ними. Существует и другое мнение — об их зарождении на границе нижней и верхней мантии или даже в верхней мантии. Представляется возможным также, что имеются и более глубокие и менее глубокие плюмы. Остается далеко не ясным, как соотносится мантийная конвекция с адвекцией мантийных струй, чем определяется локализация последних, хотя очевидно, что без допущения определенной роли таких струй — плюмов — внутриплитный магматизм объяснить трудно, если не невозможно.

Вторая из главных проблем современной геологии касается ранней истории Земли. Исходным моментом здесь служит само становление Земли как планеты 4,6 млрд лет назад. В последние годы взгляды специалистов в области планетной космогонии претерпели коренные изменения. Новые факты заставили их вернуться к давно оставленным представлениям об изначально горячей, по мнению некоторых даже полностью расплавленной Земле. Во всяком случае, весьма популярной стала идея о существовании на самой ранней стадии развития Земли у ее поверхности или на небольшой глубине «магматического океана». Все больше данных свидетельствуют и об очень ранней дифференциации Земли на оболочки с выделением ядра, разделением мантии на обедненную и обогащенную так называемыми некогерентными элементами. Приходится допустить и раннее появление на Земле коры, включая кору, близкую к континентальной, — «серогнейсовую». Но вопрос о способе образования этой коры и существовании более древней и более мафической коры нельзя считать вполне решенным. Также нельзя считать до конца решенным и вопрос о начале действия в истории Земли настоящей, т. е. подобной современной, тектоники плит.