Взаимосвязь и взаимообусловленность геодинамических процессов

С начала своего образования наша Земля прошла длительный путь эволюции, который складывается из периодически повторяемых циклов разного масштаба на фоне общей необратимой эволюции эндогенных процессов. Процессы, протекающие внутри Земли (эндогенная динамика) и на поверхности (экзогенная динамика), объединяются под общим названием «геодинамические процессы». Из самого определения вытекает общность природы этих процессов (схема процессов представлена в табл. 7.2) и, как следствие, их взаимосвязь и взаимообусловленность.

Теоретическое изучение и обобщение материалов экспериментального моделирования процессов динамики Земли привели к констатации их закономерной многократной повторяемости, т. е. периодичности разных масштабов.

Многочисленные публикации российских, а также зарубежных авторов привели к обоснованию «новой парадигмы» строения, эволюции и геодинамики Земли, сочетающей тектонику плит и тектонику плюмов.

Если нашу Землю, как считает Н.Л. Добрецов, рассматривать как тепловую машину, то в основе геодинамических процессов лежат процессы теплофизики различных масштабов. Главным фактором глобальной периодичности геодинамических процессов могли быть и процессы взаимодействия ядра и мантии, а именно мантийные суперплюмы, которые приводят к перестройке характера движения плит, периодическому ускорению спрединга, активизации сейсмических и магматических процессов. Глобальная периодичность геологических процессов имеет несколько порядков, обусловленных многофакторной периодичностью в работе тепловой машины Земли. Выделяются три крупных этапа мантийной эволюции с максимумами в 2,7; 1,7 и 0,75 млрд лет. Более детальные глобальные периоды 450—500 млн лет соответствуют крупным тектоническим эпохам: каледонской-байкальской (450—900 млн лет), карельской (1550—2000 млн лет) и трем более ранним (2000—2500, 2500—2900 и 2900—3300 млн лет). В эти крупные тектонические эпохи укладывается мантийная эволюция с периодичностью в 110—120 млн лет, которая, в свою очередь, состоит из периодически повторяемых геологических процессов через 30 млн лет. Отражение последней периодичности в 30 млн лет коррелируется с периодическими изменениями частоты магнитных инверсий.

Необратимость эволюции эндогенных процессов наиболее четко проявляется в эволюции процессов рудообразования: максимум образования месторождений железистых кварцитов приходится на докембрий и вряд ли когда-нибудь повторится. Несколько иная картина с рудообразованием марганца. Как известно, выделяются три эпохи марганцеобразования: рифейская, девонская и олигоценовая. Именно последняя, самая молодая, носит наиболее масштабный характер. Претерпели эволюцию и процессы угле- и нефтеобразования, вызванные изменениями климата и эволюции биосферы.

Периодичность процессов эндогенной динамики отражается в закономерном проявлении и повторяемости экзогенных процессов. Наиболее масштабной и длительной в историческом плане является установленная корреляция тектоно-магматической активности и оледенений. Оледенения приурочены к ранним этапам тектонических циклов (рис. 7.5) в периоды усиления островодужного вулканизма. Это связано со снижением прозрачности атмосферы при эксплозивном (взрывном) извержении вулканов, понижением температуры на Земле, что приводит к оледенению в виде «вулканической зимы».

Другим примером взаимосвязи геодинамических процессов является рост горных сооружений, что влечет за собой изменение циркуляции воздушных течений, похолодание с последующим формированием ледников.

Поднятия высокогорных цепей Памира в мезозое, Тибетского плато в позднем кайнозое способствовали климатическим изменениям с образованием крупнейших горных ледников (например, ледник Федченко на Памире). Изменение климата, в свою очередь, являлось одной из причин эволюционного развития органического мира.