ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы СТРОЕНИЕ И МОЩНОСТЬ ОКЕАНИЧЕСКОЙ ЛИТОСФЕРЫ, ПРИРОДА СРЕДИННООКЕАНИЧЕСКИХ ХРЕБТОВ из "Океанический рифтогенез" Как уже отмечалось, океаническая литосфера - это оболочка Земли, представляющая собой охлажденное и полностью раскристаллизованное вещество земной коры и верхней мантии, подстилаемое снизу горячим и частично расплавленным веществом астеносферы. Естественно предположить, что океанические литосферные плиты образуются за счет остывания и полной кристаллизации частично расплавленного вещества астеносферы, подобно тому, как это происходит, например, на реке при замерзании воды и образовании льда. Аналогия здесь очень глубокая - ведь кристаллические породы литосферы по сути своей это тот же силикатный лед для частично расплавленного силикатного вещества астеносферы. Разница состоит лишь в том, что обычный лед всегда легче воды, тогда как кристаллические силикаты всегда тяжелее своего расплава. В таком случае дальнейшее решение задачи об образовании литосферных плит не представляет большого труда, поскольку процесс кристаллизации воды хорошо изучен. [c.36] Несколько упрощенно процесс образования океанических литосферных плит по такому механизму можно представить себе следующим образом. В зазор между расходящимися плитами (в рифтовую трещину) поднимается горячее, частично расплавленное вещество астеносферы. Попадая на поверхность океанического дна это вещество охлаждается и кристаллизуется, превращаясь в породы литосферы. По мере раздвижения плит образовавшиеся ранее участки литосферы ((промерзают еще более и таюке отодвигаются в стороны, а иа их место в новые рифтовые расколы поступает новое ас-теносферное вещество и процесс повторяется. [c.36] Если толщину литосферы Я/ выразить в километрах, а возраст - в миллионах лет и в решение (1.1) подставить наиболее вероятные значения параметров Т, Т , и а, то найдем, что 6,5 8,5. [c.37] Эмпирическая зависимость Т.Иоши имеет тот же вид, что и теоретическая, и отличается от нее лишь величиной коэффициента. [c.37] Однако и сейсмологические определения мощности океанической литосферы по дисперсии поверхностных волн приводят к завышенным результатам, но других более надежных методов измерения мощности литосферы пока не существует (магнитотеллурическое зондирование, к сожалению, тоже позволяет проводить лишь качественные оценки). [c.37] Из приведенного сравнения видно, что высказанный в 1973 г. на основе теории тектоники литосферных плит теоретический прогноз зависимости толщины литосферных плит от их возраста через два года был полностью подтвержден экспериментально. [c.37] Если описанная модель образования океанических литосферных плит верна, то и выведенный на ее основе теоретический закон (1.5) должен правильно описывать осредненный реальный рельеф океанического дна. [c.37] Здесь Аок и Я-, по-прежнему выражены в километрах, а / - в миллионах лет. [c.38] В отношении океанических плит такой вопрос не совсем уместен, поскольку все они рано или поздно погружаются в мантию и тонут в ней под зонами поддвига плит. И именно потому,, что древние фрагменты океанической литосферы уже утонули в горячей мантии, современный возраст океа-. нического дна повсеместно моложе 170 млн лет. [c.39] В пределах же 170 млн. лет океаническая литосфера сохраняется на плаву, подобно металлическим судам, удерживающимся на поверхности воды, несмотря на значительную разность плотностей железа и врды. Действительно, стабильные, не опускающиеся в мантию океанические плиты напоминают по своему строению гигантские блюдца, ограниченные со всех сторон приподнятыми бортами - гребнями СОХ и континентальными окраинами (примером может служить литосфера под Атлантическим океаном)., У таких плит возникает нейтральная плавучесть, поскольку в полном соответствии с Законом Архимеда вес вытесняемой из-под них астеносферы оказывается строго равным весу самих плит и заполняющей абиссальные впадины воды. Возникающие же в плитах благодаря тектоническим напряжения разломы, обычно быстро самозалечиваются путем кристаллизации проникающих в них базальтовых магм. [c.39] Однако, как и в корпусе любого судна, в теле литосферных плит при их погружении в астеносферу возникают избыточные напряжения величина которых тем больше,, чем глубже такие плиты проседают в мантию, т.е. чем. древнее сами плиты. . . [c.39] Используя приведенную выше зависимость глубины океана от возраста его дна, легко, рассчитать, что в литосферных плитах,-образовавшихся ранее 170 млн лет назад, должны возникать напряжения, превышающие 1 т/см , т. е. предел прочности самой литосферы. Именно с этим явлением, по-видимому, и связано то обстоятельство, что предельный возраст океанических плит примерно равен 170 млн. лет. [c.39] Эта закономерность позволяет под всеми участками океанического дна с известными возрастами по выражению (1.2) определить мощность литосферы. В тех же местах, где возраст дна океана по тем или иным причинам нам неизвестен, такие определения Я/ могут быть выполнены по выражению (1.4) с поправкой на мощность осадков (1.7) и взятым с батиметрической карты значением А/г. [c.39] В таких расчетах ранее была сделана попытка учесть, конечную толщину литосферы (а точнее, океанической коры) в рифтовых зонах при I = О [29, 135]. Однако сейсмические наблюдения показывают, что начальная толщина литосферы (над центральным очагом базальтовых расплавов) невелика и обычно не превосходит 2-2,5 км. Кроме того, сбросовые деформации в рифтовых зонах частично компенсируют эффект введения в расчет такой поправки. Поэтому здесь мы будем пользоваться ничем не осложненной зависимостью (1.3), считая, что она наилучшим образом позволяет рассчитывать суммарную мощность океанической литосферы Я/ с включением в нее и океанической коры. [c.39] Используя описанный здесь подход, а также эмпирические данные по средним глубинам Мирового океана и возрасту дна, была построена карта мощности океанической лцтосферы, изображенная на рис. 1.14 [121]. Карта наглядно показывает, что мощность океанической литосферы закономерно увеличивается в направлении от осевых частей СОХ, где она близка к 2-3 км, к глубоководным котловинам, под которыми ее мощность возрастает до 70-80 км. Наибольшая мощность океанической литосферы 85-90 км отмечается в наиболее древних районах океанического дна (мезозойского возраста) в Северо-Западной котловине Тихого океана, а также под абиссальными котловинами Атлантического океана, протянувшимися вдоль его побережий по обе стороны срединного хребта. [c.40] О точности построения карты Я/ говорить пока трудно, поскольку еще очень мало надежных реперов для сравнения теоретических расчетов с независимыми определениями Я/. Тем не менее приведенная на рис. 1.14 карта мощности океанической литосферы может быть полезной при интерпретации региональных аномалий геофизических полей под акваториями Мирового океана [11], а также при изучении химизма базальтового вулканизма на океаническом дне и океанских островах. [c.40] Вернуться к основной статье