Гипотеза мобильной литосферы

Гипотеза мобильной литосферы (или тектоника плит; англ. concept of mobil lithosphere, rigid plate concept, concept of plate tectonics) рассматривает литосферу (включающую земную кору и верхнюю часть верхней мантии до глубины около 100 км) как сложное сочетание жёстких в горизонтальном направлении мегаблоков или «плит» (англ. plates), разделённых подвижными зонами и испытывающих горизонтальные движения по слою астеносферы. Гипотеза разрабатывается Айзексом (Isacks), Ле Пишоном (Le Pichon), Морганом (Morgan), Маккензи (McKenzie), Оливером (Oliver), Сайксом (Sykes), Элассером (Elasser) и другими.

• Подвижные зоны, ограничивающие мегаблоки, включают срединно-океанские хребты, островные дуги, трансформные сдвиги, зоны разломов и рифтов, мобильные складчатые системы континентов.
• Различаются зоны растяжения земной коры (срединно-океанские хребты и рифты) и зоны сжатия (складчатые системы и островные дуги).

Для зон растяжения характерно раздвигание жёстких мегаблоков литосферы и постоянное воспроизводство океанской коры за счёт материала, поднимающегося из верхней мантии восходящими конвекционными потоками. Это зоны земной коры минимальной мощности — 3,5–5 км — с распространением только неглубокофокусных землетрясений. По анализу палеомагнитных океанских аномалий скорость движения коры от осей срединно-океанских хребтов составляет 1–6 см/год, а скорость расширения океанского дна в обе стороны от осей хребтов достигает 1–12 см/год. Таким образом, в зонах растяжения происходит перманентное наращивание удаляющихся в обе стороны от рифтов блоков океанской корой.

В зонах сжатия наблюдается горизонтальное сокращение земной коры за счёт складкообразования в мобильных складчатых системах и поддвигания литосферы под островные дуги, где она в конечном итоге погружается в мантию и адсорбируется. Оливер и Айзекс открыли аномалии, соответствующие поддвинутой литосфере в мантии ниже островных дуг. Эти зоны характеризуются нисходящими конвекционными течениями, значительной мощностью земной коры (до 70 км), превышающей среднюю, и широким распространением глубокофокусных землетрясений. Скорости горизонтального сокращения земной коры достигают нескольких сантиметров в год. Таким образом, в зонах сжатия разрушаются (поглощаются) окраины мегаблоков.

Движение мегаблоков происходит по поверхности геоида и должно анализироваться по законам сферической геометрии. Оно является вращением одного блока по отношению к другому относительно некоторого полюса вращения и происходит в горизонтальном направлении от зон растяжения к зонам сжатия. Суммарный эффект расширения или сжатия может быть определён в любых точках мобильных зон путём сложения векторов вращения всех мегаблоков земной коры. Для упрощённой модели Земли с неизменяющимся радиусом, состоящей из шести мегаблоков, подобные вычисления выполнены Ле Пишоном (Le Pichon, 1968 г.). Например, в зонах желобов земная кора сокращается со скоростями: в Курильском желобе — 7,9–8,5 см/год, в Японском — 9,0 см/год, в Марианском — 8,9–9,0 см/год, в Алеутском — 5,3–6,3 см/год и так далее.

В основе гипотезы мобильной литосферы лежит идея, что конвекционные течения в астеносфере являются компенсационными и контролируются конфигурацией и движениями мегаблоков, а не геометрической системой простых по форме конвекционных ячеек, как это предусматривается идеализированной моделью Земли, построенной в соответствии с гипотезой расширения океанского дна вследствие конвекционных течений Хесса (Hess, 1962 г.) и Дитца (Dietz, 1961 г.). По Айзексу, Оливеру и Сайксу, ведущим механизмом гипотезы мобильной литосферы может быть гравитационная нестабильность, обусловливаемая поверхностным охлаждением Земли. Однако вопрос о том, литосфера или астеносфера является активным элементом, ещё не решён.

Ю. Ф. Чемеков