Тектонические движения

02.07.2018
Тектоника (от греч. тектонике — строение) — один из разделов геологии, изучающий строение и развитие литосферы. Все процессы, ведущие к перестройке литосферы, и их результаты носят названия тектонических.

В течение всей геологической истории своего развития земная кора испытывала и испытывает сложные перемещения в пространстве и во времени, основными причинами которых служат процессы эндогенной динамики Земли. Все эти перемещения объединяются под общим названием тектонических движений.

Относительно ориентировки к поверхности Земли и по преобладающему направлению тектонические движения разделяются на радиальные, или вертикальные, направленные вертикально, по радиусам Земли, и тангенциальные, или горизонтальные, направленные по касательной к поверхности Земли.

По времени проявления движения, в определенной степени условно, делятся на древние, до палеогена, новейшие, охватывающие палеоген и неоген, и современные, происходящие в настоящее время и происходившие несколько веков назад.

Тангенциальные движения земной коры


Представление о тангенциальных перемещениях земной коры появилось еще в конце XIX в., когда механизм их действия пытались объяснить образованием обширных пологих надвигов — шарьяжей. В начале прошлого столетия с появлением гипотезы дрейфа материков, разработанной А. Вегенером, допускалась возможность крупных горизонтальных перемещений континентальных массивов. В 60-х гг. появились новые убедительные геофизические доказательства горизонтального перемещения материков, связанные с открытием полосовидных палеомагнитных аномалий. В последние десятилетия прошлого столетия гипотеза дрейфа континентов на основании многочисленных научных доказательств и проверенных фактов трансформировались в тектонику литосферных плит, которая в настоящее время признана парадигмой геологии. В основу тектоники плит позволено признание их горизонтальных перемещений, обусловленное тепловой конвекцией мантийного вещества. Установлено три типа относительных горизонтальных перемещений: раздвижение плит вдоль осей срединно-океанических хребтов; сближение плит в зонах субдукции; перемещение плит в зонах глубинных разломов.

Современные тангенциальные движения литосферных плит происходят со значительной скоростью, что устанавливается точными геодезическими и космическими измерениями. Для изучения горизонтальных современных движений применяются следующие точные методы: допплеровский, лазерный, использующий отражатели на Земле и на Луне, и метод, измеряющий расстояния от квазаров до определенной точки на земной поверхности.

По данным, приведенным Н.В. Короновским, лазерные измерения со спутников, в частности с американского «Лагеосат»: Индо-Австралийская плита движется навстречу Тихоокеанской со скоростью 28 мм/год; Южно-Американская и Северо-Американская плиты в районе Карибского бассейна сближаются на 8 мм/год; Тихоокеанская плита движется навстречу Южно-Американской со скоростью 5 мм/год. Берега Байкальской впадины в зоне Байкальского рифта раздвигаются со скоростью до 0,2 см/год. Смещения по разлому Сан-Андреас происходит со скоростью 0,7—0,8 см/год, что за 50 лет составило 3,2 м.

Горизонтальные перемещения прошедших геологических эпох изучаются с применением палеомагнитного метода. Совмещение палеомагнитных аномалий литосферных плит позволяет оценить амплитуду их относительного горизонтального перемещения. Правда, следует заметить, что точность этих оценок очень приблизительна.

Радиальные движения земной коры


Современные радиальные движения — поднятия и опускания разной амплитуды происходят на любом участке земной поверхности, но интенсивность их и амплитуда зависят от многих причин: принадлежности к определенной структуре земной коры, ее тектонической активности и многих других. Так, наиболее интенсивные поднятия и опускания, амплитуда которых иногда достигает сантиметра и первых десятков сантиметров в течение короткого времени, присущи областям сейсмической активности. Геодезические измерения в окрестностях г. Ниигата на западном побережье о. Хонсю установили непрерывное поднятие и опускание береговой линии примерно в течение 60 лет.

Результат поднятия суши относительно моря наблюдается на многих участках берегов. Морские террасы, гроты, ниши, береговые уступы, расположенные гораздо выше уровня прибоя и отливов — приливов, свидетельствуют о поднятии суши. Широко известен факт погружения берегов Северного моря в пределах Голландии и Бельгии. Co времени покорения высочайшей вершины Памира — Пика Коммунизма — с 1934 по 1988 г. его горные массивы поднялись на 10 см; Альпы со времен знаменитого перехода А.В. Суворова выросли на 20 см, а с XIII в. — примерно на 1 м (рис. 9.1, а, б). Горные массивы Кавказа и Карпат с времен, когда у их подножий охотились наши предки, вознеслись на 15—30 м, а с тех времен, когда неандертальцы заселяли пещеры Кавказа, этот горный массив поднялся примерно на 500 м.

Во многих районах происходят и современные опускания. Черноморское побережье Кавказа опускается со скоростью 12 мм/год. Наблюдаются опускания и Крымского побережья, доказательством чему служит затопление построек древнего города Херсонеса. Современные вертикальные перемещения изучаются в основном методом повторного сверхточного нивелирования. Результаты таких измерений обобщаются на картах скоростей современных вертикальных движений.

Новейшие движения и методы их изучения


Новейшие движения, охватывающие олигоцен — четвертичное время, — отражаются в основном в формировании рельефа. Восходящие вертикальные движения способствуют росту горных сооружений, а нисходящие — формированию низменностей, впадин морей и океанов. Необходимо, однако, учитывать противоборствующие процессы — тектонические поднятия, ведущие к подъему горных хребтов, их разрушение и снос вниз обломочного материала под действием сил гравитации. Исследование такого взаимодействия и его результатов и определяет в какой-то степени амплитуду поднятий.

Один из наиболее старых способов определения амплитуды подъема суши заключается в определении современной высоты отложений, которые первоначально накапливались в море или на уровне береговой линии. При подъеме участков береговой линии такими маркерами подъема служат комплексы морских террас, представляющие собой пологие, слабо наклоненные к морю площадки, выровненные поверхности которых, теперь высоко поднятых над уровнем моря, служили когда-то береговыми отложениями. Достоверным свидетельством вертикальных поднятий является существование шести террас на восточном Черноморском побережье, наиболее древняя из которых (плиоценовая) расположена на высоте 900 м. Примером новейших поднятий может служить поднятие берегов оз. Байкал (рис. 9.2).

Этот же принцип используется для определения интенсивности поднятия гор по континентальным отложениям и так называемым уровням рельефа. В процессе роста гор образуются поверхности выравнивания — ровные участки в полосе перехода гор к равнине (рис. 9.3). В ходе расширения и дальнейшего подъема горной системы обычно возникает целый ряд таких поверхностей или иначе лестница опорных уровней. Чем выше опорный уровень, тем он древнее.

То же самое можно сказать о речных террасах. При поднятии река в процессе усиления донной эрозии, углубляя свое русло, формирует новые эрозионные террасы на более низком уровне, а при опускании образуются наложенные на древние эрозионные террасы более молодые аккумулятивные.

Признаками опускания служат древние затопленные устья рек и образование эстуариев.

Существует целый ряд инструментальных методов изучения новейших движений, к которым относятся сейсмологический метод измерения наклонов поверхности Земли, геодезический (повторные триангуляции и нивелировки одной и той же местности), астрономический (измерение координат точки на поверхности Земли). Есть и другие методы, основанные на изучении определенных закономерностей и их анализе. К ним относятся геоморфологические (изучение роли движений в формировании рельефа), орографический (анализ распределения высот рельефа), батиметрический (изучение форм подводного рельефа) и др.