От Пангеи и Тетиса к современным материкам и океанам

Около 320-325 млн. лет назад  произошло столкновение Гондваны и  Еврамерики, западный край нынешнего Северно-Американского материка столкнулся с северо-восточной окраиной Южно-Америкрнского, а северо-западный край Африканского - с южным краем нынешней Центральной и  Восточной Европы. В результате этого столкновения, согласно этой модели  и развился обширный складочно-глыбовый герцинский пояс Аппалачско-Уральский , протянувшийся в то время вдоль экватора на 6-7 тыс. км. Далее согласно модели на протяжении пермского времени Пангея протягивалась от Южного полюса почти до Северного. Южный полюс продолжал оставаться  в районе нынешней Антарктиды [10, с.134-136] .

Соответственно в полярной и субполярной  областях продолжали оставаться все южные, примыкавшие тогда к Антарктиде районы современных гондванских материков. Входивший в состав Пангеи Сибирский материк в пермское время имел пространственную ориентировку, почти на 90⁰ отличавшуюся от современной. Своей северной, сибирской  окраиной, проходившей тогда вдоль нынешнего Верхоянья, Пангея приближалась тогда к северному географическому полюсу, но не доходила до него на 10-15⁰ по широте [10, с.134-136].

В пермское время, вероятно, сохранялись те же, что и в карбоне, океанические литосферные плиты, они подвигались под различные участки континентальной окраины Пангеи, что привело к широкому развитию позднепалеозойских вулкано-плутонических комплексов. В позднем карбоне – ранней перми сформировался единый океанический бассейн - главная, существенно разросшаяся в позднем палеозое Прото-Тихоокеанская впадина и единая с ней , но существенно сократившаяся за это время и имевшая к началу мезозоя очертания  гигантского залива, впадина океана Тетис.

Характерной особенностью перемещения  литосферных плит в мезозое и кайнозое был распад Пангеи и переход к нынешнему расположению плит.

Тетис в середине юры достиг максимальных размеров. По его северному обрамлению  оформилась крупная зона поглощения. В её восточной части  произошло столкновение Индокитая с Евразией. Западная зона поглощения была выражена системой островных дуг Малого Кавказа, Ирана, Афганистана.

В позднем мелу Тетис снижает свою активность и начинает последовательно замыкаться за счет сближения Африки и Евразии. По его северной периферии возникла система вулканических островных дуг. В конце мела происходят отдельные случаи столкновения Африки и Евразии с микроконтинентами внутри океана Тетис, что приводит к формированию складчатых сооружений в Альпах, Загросе, надвиганию офиолитовых пластин в Омане. Большинство зон субдукций располагалось по северной окраине Тетиса.

На протяжении кайнозойской эры продолжается раздвижение континентов с практически одновременным полным закрытием Тетиса. Столкновение Африки и Европы, Индии и Азии сопровождалось формированием Альпийско-Гималайского складчатого пояса, протянувшегося более чем на 20 тыс.км. В его пределах ещё остались полуизолированные и изолированные водоемы (Средиземное, Черное, Каспийское), которые продолжают медленно закрываться [5, с.127-134].

Таким образом, можно сделать  следующий вывод: в позднем палеозое все материковые фрагменты оказались сгруппированными в единую Пангею и сформировался единый океанический бассейн – Прото-Тихоокеанская впадина и единая с ней впадина океана Тетис, обусловленные перестройкой мантийной конвекции.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2 ФОРМИРОВАНИЕ ЛАВРАЗИИ И ГОНДВАНЫ

 

Пангея – кратковременный эпизод в истории нашей планеты. Примерно через 40 млн. лет в триасе, то есть почти сразу после образования, Пангея начала распадаться. Проматерик раскололся на две части – Лавразию и Гондвану. Процесс распада Пангеи осуществлялся в результате возникновения гигантских систем рифтов, протянувшихся через весь суперконтинент. Образование рифтов сопровождалось вулканическими извержениями, помогающими датировать некоторые из происходящих событий. Как свидетельствуют палеомагнитные данные, в триасе гондванские материки покинули районы Южного географического полюса, а северный край Лавразии, а именно северо-восток современной Якутии, вплотную приблизился к Северному географическому полюсу. В раннем триасе Пангея ещё остаётся единым  материком (рисунок 3). Палеомагнитные данные позволяют предполагать раздельное относительное смещение Лавразии и Гондваны в виде правостороннего вращения со сжатием вдоль Аппалачского горного пояса. Максимальные линейные скорости перемещения Гондваны были в то время в пределах её юго-восточного австралийского края 4,0-4,5 см/год, а для Лавразии в районе нынешнего Казахстана – 2,2 см/год. В триасе начался раскол Гондваны, о чём свидетельствуют две крупные рифтовые области. Возникшие в пределах складчато-глыбовых планетарных поясов сжатия литосферы: одна в пределах Уральского пояса, другая – Аппалачского [2, с.186-187].

 

 

Рисунок 3 – Положение материков в триасовом периоде (стрелки - направления движения континентов) [10, с.10]

 

В качестве причины этого  процесса предполагается воздействие  восходящих мантийных потоков. Первый мантийный поток способствовал образованию грабенов в фундаменте Западно- Сибирской низменности. Этот мантийный поток не смог разорвать недавно столкнувшиеся Европейский и Азиатский материки, а лишь привёл к развитию Западно-Сибирской низменности. Другой восходящий поток, который начал действовать в районе Аппалачских гор, привёл позже к образованию впадины Северной Атлантики и расколу Пангеи на Гондвану и Лавразию, а также к образованию рифтовых впадин и внедрению интрузий щелочных гранитов на ныне разрозненных окраинах востока Северной Америки и северо-запада Африки, которая тогда были расположены сравнительно близко друг от друга [10, с.138].

В триасе продолжается смещение рифтовой оси океана Тетис к югу в сторону Гондваны, отколы краевых участков от Гондваны, перенесён00ные в составе океанической плиты этих малых материков к северу и присоединения их к Евразиатскому материку. Северная сторона Тетиса подвигалась под южную окраину Евразии.

Во впадине Прото-Тихого океана Океаническая плита Фараллон подвигалась под нынешнюю окраину Севера-Американского материка и, возможно, под северо-западную окраину Южно-Американского материка. Оба эти материки в триасе были разделены заливом Карибского моря. Под Южно-Американский континент с запада подвигалась собственно Тихоокеанская плита. Учёные предполагают, что она подвигалась в раннем мезозое также под западную Антарктиду, нынешнюю Новую Зеландию и Новую Каледонию

Важным событием всей геологической  и биологической истории эволюции Южного океана было разрушение континентальной перемычки  между Южной Америкой и Западной Антарктидой, которое произошло на рубеже эоцена и олигоцена. Только после этого образовалось холодное Циркумантарктическое течение. Климат Антарктиды стал более суровым, и начало развиваться покровное оледенение.

Таким образом, географические и геологические данные позволяют предположить, что к концу триаса Пангея была разделена внутриконтинентальной системой рифтовых трещин на две целиком материковые плиты: северную – Лавразийскую и южную – Гондванскую. Учёные предполагают, что в это время существовали четыре достаточно крупные океанические плиты: три в Прото-Тихоокеанской впадине (Кула, Фараллон и Тихоокеанская) и одна – во впадине Тетис. Эти океанические плиты поддвигались под островные дуги, обрамлявшие литосферные плиты Лавразии и Гондваны[2, 5, 10].

В юрское время Гондвана достаточно далеко, на 15⁰-20⁰ по широте, удалилась от Южного географического полюса, Лавразия всей пассивной материковой окраиной, проходившая в районе Верхоянского хребта, почти вплотную приблизилась к Северному полюсу (рисунок 4).

 

 

Рисунок 4 – Положение материков в юрском периоде (стрелки – направления движения континентов) [10, с.10]

 

В юрское время максимальная линейная скорость смещения Гондваны была в 2-3 раза меньше, чем у Лавразии, направления смещения в близких пунктах различались на 90⁰. Это привело к образованию в начале  юры первой океанической литосферы нынешней Северной Атлантики в зоне между западным краем Северной Америки и юго-западным Африки. Развитие этой Прото-Атлантической рифтовой трещины в юрское время происходило как продолжение развития к западу рифтовой трещины океана Тетис.

Таким образом, на первой стадии своего развития Атлантическая впадина образовалась благодаря разрыву континентальной литосферы по герцинскому шву и развалилась в юрское время как соединение двух крупных океанических бассейнов: на востоке – постепенно отмирающего океана Тетис и на запеде – тогда ещё разраставшегося Тихого океана. Всё последующее разрастание Атлантической впадины происходило главным образом за счёт сокращения размеров Тихоокеанской [10, с. 139-140].

Юра – время начала раскола Гондваны. Этот большой материк, просуществовавший более 350 млн. лет, на протяжении почти всего палеозоя и раннего мезозоя, начал в раннеюрское время раскалываться на четыре крупных материковых фрагмента: Южную Америку, Африку с Аравией, Индостан и Антарктиду с Австралией. На протяжении юрского времени в пределах Гондваны в пограничных зонах, удалённых друг от друга материков была развита внутриматериковая рифтовая система. Причиной раскола послужили новые восходящие мантийные потоки.

Самый северный из мантийных  потоков, расколовших Гондвану, привёл к раздвижению Африки и Южной Америки по двум дивергентным границам и образованию нынешнего Гвинейского залива. Другой мощный восходящий поток продолжал раскол Гондваны на Африку и Южную Америку, а также послужил причиной развития ещё двух дивергентных границ. По ним Антарктида откололась от Африки и Южной Америки, Индия – от Африки и Антарктиды с Австралией.

Учёные предполагают, что  между Ньюфаундлендом и Британскими  островами начал «работать» ещё  один мантийный поток, который в  меловое время привёл к расколу  Лавразии и началу отделения Северной Америки от Европы.

Таким образом, юрское время  характеризуется дальнейшим расколом  Пангеи и Гондваны на пять достаточно крупных, почти целиком материковых плит, под которые поддвигаются края пяти практически полностью океанических плит.

В меловое время происходило  разрастание молодых впадин Атлантического и Индийского океанов за счёт сокращения площади Тихого океана и Тетиса. Шло дальнейшее отделение Северной Америки от Европы, сопровождавшееся дроблением континентальной литосферы между ними и образованием отдельных малых плит.

Начинаются крупные орогенические  движения в западной части северной окраины впадины Тетис, а также значительная складчатость и поддвигание больших пластин офиолитов. Существенные  позднемеловые деформации известны в Альпах и Аппенинах, на всем протяжении Эллинит в Греции до Загроса в Иране. Самые интенсивные сколы и надвиги имели место в пределах северного выступа нынешней Аравийской плиты. Это свидетельствует о начале столкновения пассивных материковых окраин южного обрамления с островными дугами северного, то есть о начале «захлопывания» впадины Тетис [5, с.128].

 

 

Рисунок 5 – Положение материков в конце мезозоя (стрелки – направления движения континентов) [10, с.11]

В позднем мелу северо-восточная  окраина Африканского континента начала погружаться под островные дуги Загроса и Кипра, то есть начала закрываться западная часть океана Тетис (рисунок 5).

В меловое время происходит столкновение пассивной северо-восточной  окраина Азии с системой микроконтинентов и островных дуг, и, как следствие, началось развитие склодчато-глыбовых сооружений Верхояно-Колымской области.

В меловое время началось формирование Альпийско-Кавказской части  современного Альпийско-Гемалайского горного пояса, а также столкновения Азии с Америкой и отделения нынешней Канадской котловины Арктического бассейна от Тихоокеанской впадины.

Таким образом, в меловое  время происходило с одной  стороны – атлантической – разделение материка Лавразии на Северную Америку и Евразию, а с другой стороны – тихоокеанской – объединения этих материков. Это привело в позднем мелу к образованию Чукотско-Аляскинской складчато-горной области сжатия малых плит.

На рубеже мела и кайнозоя Гренландия полностью оторвалась от Канады и Скандинавии, а также от плато Роколл. В конце мелового периода происходит откол Аравийской плиты от Африканской и раздвижение Аденского залива. От Африканской плиты откалывается континентальный блок Данакиль [2, 5, 10].

С этого и до настоящего времени между ним и Африканской  плитой развивается тройное соединение дивергентных границ трёх литосферных плит: Аравийской, Африканской (Нубийской) и Сомалийской.

В конце эоцена – начале олигоцена произошло столкновение Индостана и Тибета с Азиатским континентом. С этого времени началось надвигание континентальных и субконтинентальных краёв плит: их коробление, обламывание, подобно крошению льда, и как следствие образование Гималаев, Гандисытаня (Трансгималаев), Памира, Тянь-Шаня (рисунок 6).

 

 

Рисунок 6 – Современное расположение материков (стрелки – направления движения материков) [10, с.11]

В кайнозое образуются два тектонических узла – Кавказский и Гиндукушский. На южный край Евроазиатской давил северо-восточный угол Аравийской и северный край более крупной и перемещающейся к северу с вдвое большей скоростью Индийской литосферной плиты. Образуются две планетарные пояса сдавливания литосферы Циркумтихоокеанский и Альпийско-Гималайский. Начинает развиваться система сдвиговых трещин, образуя три внутриконтинентальные, несоединённые между собой и со всей фифтовой системой, рифтовые зоны: Байкальскую, Шаньси и Мангольскую. Происходит отделение Австралии от Антарктиды и её быстрое удаление в сторону экватора [2, с.186].