 | ОСНОВНЫЕ ЭТАПЫ РАЗВИТИЯ ЗЕМНОЙ КОРЫ |
Корреляция главных проявлений тектогенеза в мезозое и кайнозое, по М. Г. Ломизе (1986).1 — эвстатические изменения уровня океана, по П. Вэнлу и др., с небольшими изменениями. II — океанский спрединг: 1 — неравномерность спрединга по вероятностной модели Д. Спрага и Г. Поллака, 2 — суммарный график скоростей перемещения литосферы (относительно Северо-Американской плиты), по Д. Дэвису и С. Соломону, 3 — позднеюрский максимум, по Р. Шеридану. III — субдукция на конвергентных границах (интенсивность магматических проявлений): 1 — суммарный график по интрузивным образованиям восточного обрамления Тихого океана (по М.Г. Ломизе), 2 — по позднекайнозойским вулканитам Центральной Америки и Орегона (по П. Фогту), круглые значки — главные и второстепенные максимумы для Кордильер и Японии (по Т. Мацумото). IV — частота геомагнитных инверсий (по Ф. Виганку и М. Меннингу). V — пульсационный ритм тектоносферы: С — эпохи складчатости, по Н.Я. Кунину и Н.М. Сардонникову (РК — раннекиммерийская, ПК — позднекиммерийская, А — австрийская, Л — ларамийская, ПА — позднеальпийская), Р — эпохи рифтогенеза, по Е.Е. Милановскому и В.Г. Казьмину |
Source - http://avspir.narod.ru/geo/khain1995/hain_17_1.htm
Образование планеты Земля и «догеологический» этап ее развития (4600—4000 Ма).
В настоящее время считается, что планета Земля вместе с Солнцем образовалась из газопылевого облака, включавшего и довольно крупные обломки, под влиянием импульса, связанного со вспышкой Сверхновой звезды: в составе тел Солнечной системы есть тяжелые элементы которые не могли синтезироваться в термодинамических условиях самой Солнечной системы и появились благодаря нуклеосинтезу во время вспышки Сверхновой. Эта вспышка породила гравитационную волну, которая способствовала сжатию газопылевого облака и началу конденсации рассеянного материала.
Формирование Земли путем аккреции планетезималей протекало быстро (в течение 100 Му). Точки зрения о гомогенности аккреций расходятся. Одни считают, что изначально не было разделения исходного материала по составу, другие придерживаются мнения, что сначала образовалось железное ядро из материала типа железных метеоритов. Наиболее вероятна промежуточная точка зрения — первоначально образовалось лишь внутреннее ядро, а внешнее возникло позднее, в ходе глубинной дифференциации мантийного материала на железо, вероятно, с примесью никеля, стекающее в ядро, и силикаты, поднимающиеся в мантию. Слой D" на границе ядра и мантии может представлять современную зону такого разделения. Эта дифференциация, постепенно замедляясь, продолжается и до настоящего времени, сопровождаясь выделением тепла.
3500 Ма внешнее ядро Земли уже существовало и было расплавленным, ибо с этого времени породы земной коры имеют остаточную намагниченность. Вместе с тем имеются серьезные основания полагать, что рост внутреннего ядра за счет внешнего также продолжался в дальнейшем, особенно начиная с границы архей — протерозой.
Земля была разогретой в процессе аккреции из-за соударения слагавших ее планетезималей и из-за выделения ядра,может быть только внешнего. Этому дополнительно способствовал начавшийся распад естественных радиоактивных элементов, первоначальный запас которых был больше современного (отдельные изотопы типа 26Аl, 127J вскоре вымерли), продолжающаяся дифференциация мантийного вещества и твердые приливы, от очень близко расположенной Луны. Луна появилась 4400 Ма. В отношении происхождения Луны наиболее популярна гипотеза, согласно которой она образовалась из материала, выброшенного за предел Роша (воображаемой сферы вокруг Земли, за пределами которой гравитация Земли не способна вернуть тело на ее поверхность) при ударе, вызванном падением на Землю крупного астероида, по размеру близкого Марсу.
Разогрев Земли на самой ранней стадии ее развития мог вызвать плавление не только внешнего ядра, но и более поверхностных частей планеты, вплоть до возникновения так называемого магматического океана. По другой версии, наиболее поверхностная часть твердой Земли не была расплавлена, но расплавленная зона (прототип астеносферы) возникла на небольшой глубине. Так или иначе, это создавало условия для выплавления из мантии первичной коры основного состава. Породы этой коры нигде не сохранились, за исключением ксенолитов в более молодых образованиях. Самые древние породы Земли имеют возраст 4000—3800 Ма; они обнаружены на Украинском щите (основные породы, возможно, в виде включений в несколько более молодых тоналитах), на Канадском щите (провинция Слейв), в юго-западной Гренландии. Но в Западной Австралии в кварцитах с возрастом около 3500 Ма открыты зерна циркона, датированные в 4300—4200 Ма; это древнейшие минералы на Земле. Так как цирконы характерны скорее для кислых пород, можно предполагать, что уже тогда были породы кислого состава. Тем не менее аналогия с Луной, где древнейшие породы (впрочем как и молодые) представлены базальтами и анортозитами, значительные количества кислых пород Земли не могли быть продуктом прямого плавления мантии и специалисты склоняются к мысли об основном, базальтовом, составе первичной коры Земли.
Важным фактором развития Земли на догеологическом этапе и в интервале 4200—3800 Ма (в основном по аналогии с Луной и ее морями), должна была быть метеоритная бомбардировка. Если расплавленный слой находился на некоторой глубине под твердым слоем, астероиды могли пробить этот слой и образовывать кратеры, заполнявшиеся базальтовой лавой. Некоторые исследователи предполагают, что такие кратеры могли в унаследованном виде сохраниться в современной структуре коры, чем и объясняется интерес нахождению гигантских кольцевых структур Земли.
На этом этапе могла начать формироваться атмосфера Земли, что подтверждается изотопией благородных газов. Предполагают, что начало этому процессу положило выделение газов при соударении планетезималей. Но гидросферы не было, так как поверхность Земли если и не была расплавленной, то во всяком случае обладала достаточно высокой температурой.
Итак, уже на самом раннем этапе развития началось расслоение Земли на оболочки и ядро, мантию, кору и атмосферу.
Ранний архей (4000-3500 Ма). Формирование протоконтинентальной коры.
Этот этап документирован породами, обнаруженными на всех древних кратонах (на Балтийском, Украинском и Алданском щитах). Породы этого возраста отнесены к катархею (нижнему архею) и представлены гранитогнейсами тоналитового состава («серыми гнейсами») и отличающимися преобладанием щелочей натрия над калием, но встречаются и основные, и осадочные породы, образовавшиеся в водной среде (серия Исуа в юго-западной Гренландии с возрастом 3800Ма).
Происхождение тоналитовых гранитогнейсов коры, похожей на континентальную — не ясно. Некоторые исследователи допускают ее выплавление непосредственно из мантии, учитывая, что в эту эпоху она была еше сильно насыщена флюидами, в том числе водой. Другой возможный путь образования «серых гнейсов» — метасоматическая переработка первичной базальтовой коры теми же мантийными флюидами. И третий путь — переплавление этой коры при участии тех же флюидов.
Остается неясным, на какую площадь распространилось образование серогнейсового протосиаля и привело ли оно к возникновению сплошного слоя. Редкая встречаемость цирконов с возрастом более 3500 Ма в более молодых обломочных породах приводит к выводу, что возможно протоконтинентальная кора к началу архея выступала над поверхностью мелководного протоокеана отдельными островами. Эти острова вполне могли послужить ядрами будущих материков.
Таким образом, на этапе катархея Земля обогатилась еще двумя оболочками — протоконтинентальной корой и гидросферой. Более того, обнаружены следы жизни в серии Исуа – начинает фолрмироваться биосфера. Приповерхностный расплавленный слой заместился частично подплавленной астеносферой, которая находилась непосредственно под тонкой пластичной корой.
Возникновение континентальной коры
Формирование современной Земли.
Эволюция Земли
процессы в оболочках Земли
Цикличность эволюции Земли