Глубинная дифференциация вещества, представления В.В.Белоусова

цикла. А это значит, что  область бывшей геосинклинали испытает после окончания цикла новое  интенсивное поднятие, которое приведет опять к раскалыванию земной коры, магматическому взрыву, потере энергии, охлаждению подкоровых масс и т. д., т. е., другими словами, весь цикл геосинклинального развития возобновится в той же зоне. Мы будем наблюдать возвращение от стадии Е (рис. 1), которая в этом случае аналогична стадии А, к стадии В и дальнейшую последовательность уже рассмотренных стадий с некоторым усложнением, связанным с образованием в конце предыдущего цикла передовых прогибов, согласно изложенной выше схеме.

Такое более или менее  близкое повторение событий в  одной и той же зоне может происходить  неоднократно.

Но сколько бы раз ни возобновлялся в одной и той же зоне геосинклинальный режим, рано или поздно, если только рассматриваемые процессы не нарушаются какими-либо явлениями, оставшимися за пределами нашего внимания, должен настать момент, когда повторение цикла геосинклинального развития в данном месте окажется более невозможным. Это случится, когда в результате очередной фазы гранитных интрузий поверхностная концентрация радиоэлементов окажется настолько значительной, что будет полностью ликвидирован прогиб изорад. Вместе с этим уничтожатся условия для сильного нагревания подкорового вещества и, следовательно, для нового интенсивного поднятия земной коры. Без поднятия же не состоится растрескивания земной коры, не произойдет магматического взрыва, не будет бурной потери и энергии, и поэтому новое геосинклинальное погружение не сможет проявиться.

Вместе с тем, данная зона сходит с пути геосинклинального  развития и вступает на иной путь: она становится платформой.

Можно еще раз обратиться к рис. 2. Первая половина изображенной на нем диаграммы была рассмотрена выше. Восходящие ветви сплошных кривых оканчиваются переломом, наступающим для точки М раньше, чем для точки N. Этот перелом вызывается резким движением радиоэлементов вверх (в земную кору) в связи с гранитными интрузиями. Здесь предполагается случай, когда интенсивная поверхностная концентрация радиоэлементов вызывает длительное последующее охлаждение подкоровой области. Охлаждение порождает сжатие, а последнее — обрушение земной коры, которое наступает с более или менее значительным опозданием по отношению к гранитным интрузиям. В конце цикла точки М и N расположены на нашей диаграмме на более низком уровне, чем в начале. Это смещение их соответствует необратимому понижению температуры в подкоровых слоях в результате происшедшей в течение цикла центробежной миграции радиоэлементов. Если мы соединим положения точек М и N в начале и в конце цикла, то получим общее направление имевших место в течение цикла процессов — общий их результат. Мы видим, что этот результат состоит в охлаждении подкорового вещества, причем следующий цикл начинается на более низком температурном уровне.

Наконец, третье осложнение, препятствующее циклическому замыканию процесса, вызывается теми механическими преобразованиями земной коры, которые обусловливаются складчатостью, метаморфизмом, образованием интрузивных тел (в данном случае интрузии нас интересуют как процесс, меняющий строение земной коры).

Значение этих механических преобразований было рассмотрено выше. Мы не возвращаемся здесь и к механизму  складкообразования, мы видели, что  оно является следствием вертикального восходящего давления, выражающегося в образовании центральною поднятия и сталкивающегося с сопротивлением земной коры изгибу. Такое толкование складчатости освобождает нас от необходимости прибавления к нашей гипотезе каких-либо особых допущений о причинах возникновения в земной коре тангенциальных сил и движений.

Легко видеть, что установление на месте бывшей геосинклинали платформенных  условий ни в коем случае не означает полного прекращения явлений сжатия и расширения в подкоровом веществе и, следовательно, прекращения вертикальных движений земной коры.

Мы установили, что процессы, развивающиеся под геосинклиналью, неминуемо приводят, в частности, к появлению некоторой неравномерности в горизонтальном распределении радиоэлементов за счет обеднения ими периферических зон и обогащения осевой части геосинклинали.

Кроме того, совершенно невероятно, чтобы последняя фаза гранитной интрузивной деятельности вызвала такое смещение в вертикальном распределении радиоэлементов, благодаря которому установилось бы точное термодинамическое равновесие. Вероятно лишь приближение к равновесию с неминуемыми отклонениями от него в ту или другую сторону.

В некоторых случаях процесс  пойдет «с недобором», т. е., хотя последняя  фаза гранитных интрузий и приблизит нашу систему в значительной степени к равновесию, однако все же еще сохранится небольшой прогиб изорад. Последний будет не достаточен, чтобы вызвать интенсивное вздымание земной коры с последующим магматическим взрывом (иначе возобновится геосинклинальный режим), но обусловит ее медленное длительное поднятие. В таких случаях на месте бывшей геосинклинали будут существовать три зоны, различающиеся своими стремлениями: осевой части бывшей геосинклинали будет соответствовать зона медленного поднятия земной коры, тогда как на обеих окраинах бывшей геосинклинали сохранятся зоны медленного погружения, обусловленные, как указывалось выше, уменьшением концентрации здесь радиоэлементов, т. е. тогда закрепится распределение зон, указанное на рис. 1 (стадия Е).

Еще более вероятно, что  последняя фаза центробежной миграции радиоэлементов (в связи с гранитными интрузиями) произойдет с некоторым «перебором». В таких случаях будет наблюдаться отклонение от равновесия в другую сторону: интрузии вынесут в периферическую оболочку несколько больше радиоэлементов, чем надо для равновесия, изорады под осевой частью бывшей геосинклинали поднимутся и образуют теперь выгиб кверху; это вызовет охлаждение в подкоровой области, сжатие глубинного вещества, причем после установления термического равновесия в земной коре возникнут тенденции к опусканию. В этих случаях образуются внутренние впадины. Под ними сохранится поднятие изорад выше того уровня, который соответствует термодинамическому равновесию, в связи с чем эта область окажется местом прогиба изотерм, охлаждения и сжатия. Последние явления будут выражены слабо, однако достаточно для того, чтобы сделать центральную часть бывшей геосинклинали зоной длительного и медленного погружения земной коры.

В последнем случае распределение  зон медленного поднятия и опускания на месте бывшей геосинклинали окажется более сложным, чем в предыдущих случаях. Двигаясь от периферии бывшей геосинклинали к ее оси, мы будем наблюдать: 1) зону медленного опускания, соответствующую окраинной области обеднения радиоэлементами подкоровых

масс, 2) зону медленного вздымания, представляющую собой периферическую часть того большого поднятия, которое возникло в конце последнего цикла на месте геосинклинали и обусловлено концентрацией радиоэлементов под средней частью последней, и, наконец, 3) центральную зону медленного опускания, где ввиду интенсивного развития гранитных интрузий энергичная центробежная миграция радиоэлементов вынесла их в значительной степени в поверхностную оболочку, вызвав обеднение ими подкорового вещества (рис. 1, стадии Е— F).

Такие зоны медленного поднятия и опускания земной коры, сохранившиеся после того, как на данной территории более не возобновляется геосинклинальный режим и она становится платформой, представляют собой не что иное, как субгеоантиклинали и субгеосинклинали. Наша концепция позволяет, следовательно, объяснить те закономерности, связывающие план расположения субгеосинклинальных и субгео- антиклинальных зон с распределением ранее существовавших на той же территории геосинклиналей, которые указывались выше.

Обратимся теперь к вопросам общего направления в развитии структуры Земли.

Из предыдущего было видно, что геотектонический процесс имеет  направленность в сторону относительной  стабилизации земной коры и установления платформенных условий на месте  бывших геосинклиналей. Так как этот процесс стабилизации, согласно той же концепции, должен быть необратимым, то очевидно, что чем глубже мы опускаемся в историю Земли, тем большая часть поверхности планеты должна быть занята геосинклиналями и тем меньше платформы. Наконец, мы должны притти к той эпохе, когда вся поверхность Земли находилась в мобильном геосинклинальном состоянии, платформы же отсутствовали.

Следуя нашей гипотезе, мы должны были бы считать, что в  то время под всей поверхностью Земли  радиоэлементы были настолько широко рассеяны по направлению радиуса планеты, что термодинамическое равновесие повсеместно отсутствовало, причем внутриземное вещество, находясь в состоянии значительного разогревания, испытывало всюду стремление к расширению.

В этих условиях, если бы глубинные  процессы шли повсюду совершенно равномерно, то по всей поверхности Земли наблюдался бы цикл явлений, характерный для геосинклинали. Расширение внутриземного вещества вследствие значительного нагревания должно было бы явиться причиной всеобщего поднятия земной коры (т. е. расширения планеты) и складчатости. Далее, ввиду раскалывания земной коры, на всей поверхности Земли должен был бы наблюдаться магматический взрыв, за которым должно было бы следовать охлаждение подкорового вещества и сокращение его в объеме, т. е. общее сжатие планеты. После этого с наступлением нового цикла наблюдалось бы новое общее расширение земли, и т. д.

Таким образом, история планеты  сложилась бы в этом случае из последовательности общих пульсаций.

Последние не могли бы продолжаться бесконечно. Каждая эпоха охлаждения и сжатия подкорового вещества несет с собой диференциа- цию последнего, отщепления от него более кислых, богатых радиоэлементами продуктов, которые затем во второй половине цикла в связи с гранитными интрузиями должны постепенно концентрироваться в поверхностной оболочке Земли, т. е. и в этом случае происходила бы центробежная миграция радиоэлементов. Предполагая полную равномерность ее, мы должны были бы наблюдать после какого-то числа пульсаций планеты общую одновременную стабилизацию ее поверхность с повсеместным распространением по ней платформенных условий. Это наступило бы тогда, когда центробежная миграция радиоэлементов привела бы к установлению в подкоровом веществе состояния, близкого к термодинамическому равновесию.

Совершенно очевидно, что  такая картина не соответствует  наблюдениям. Во все доступные анализу эпохи (по крайней мере, в эпохи, следующие за докембрийским временем) мы наблюдаем одновременна существование как геосинклиналей, так и платформ. Поэтому нельзя говорить, конечно, о равномерности глубинных процессов, так как одни участки земной коры заведомо стабилизуются ранее других.

Рассмотрим теперь, как  должен был бы выглядеть геотектонический процесс в обстановке неравномерного хода центробежной миграции радиоэлементов. Для этого обратимся к рис. 3. Здесь сверху (рис. 3, 0) изображено некоторое начальное состояние геотектонического процесса.

Под земной корой показан  слой,занимаемый некоторым количеством радиоэлементов, причем в основании его проведена условная изорада.

Пунктиром показан условный «уровень равновесия», имеющий то значение, что если нанесенная изорада, в силу центробежной миграции радиоэлементов, поднимется до этого уровня, то температура подкорового вещества опустится настолько, что термодинамическое равновесие его будет обеспечено. Пока изорада располагается ниже «уровня равновесия», широкое рассеяние радиоэлементов по направлению радиуса Земли обусловливает наличие слишком высокой температуры и стремление внутриземного вещества к расширению.

В состоянии, изображенном на рис. 3, 0, будут происходить, как это мы уже знаем, общие пульсации Земли. Одновременно в связи с гранитной интрузивной деятельностью будет развиваться и процесс центробежной миграции радиоэлементов, в результате чего изорада будет с каждым циклом подниматься, приближаясь к «уровню равновесия».

Поскольку сейчас мы исходим  из предположения, что центробежная миграция радиоэлементов протекает  неравномерно, через какое-то число  циклов под некоторым участком земной коры создается состояние, изображенное на рис. 3. Здесь в середине изображенного участка центробежная миграция радиоактивного вещества была более энергичной, чем по соседству, и поэтому изорада образовала выгиб кверху.

Рис. 3 Схема общего развития дв№ жений земной коры (по радиомигра- ционной гипотезе В. В. Белоусова)

1—земная кора; 2 — условная изорада, 3—положение условной изорады в случае отсутствия боковой миграции радиоэлементов; 4 — уровень равновесия¹; 5—области, испытавшие стабилизацию и подготовленные к ней; 6 — сбросы

Если бы в процесс не вмешивались побочные обстоятельства, то форма выгиба была бы в идеальном случае простой и выгиб следовал бы на своих крыльях короткому пунктиру. Но выше мы выяснили, что область наиболее интенсивного развития процесса центробежной миграции радиоэлементов сопровождается по периферии зонами обеднения радиоактивным веществом, вызванного боковой миграцией последнего.

Ту же боковую миграцию мы имеем право ожидать и в  рассматриваемом сейчас случае. На наших схемах обеднение радиоэлементами тех участков, откуда они мигрируют, выразится, так же как и усиленная центробежная их миграция, поднятием изорад. Следовательно, форма выгиба условной изорады усложнится: рядом с основным выгибом ее, отвечающим месту максимальной интенсивности глубинных процессов, будут располагаться с той и другой стороны дополнительные выгибы — здесь изорады будут несколько подняты кверху в силу боковой миграции радиоэлементов. В случае если мы будем иметь дело с одиночными геосинклиналями, эти участки будут соответствовать передовым прогибам. Это только аналогия, так как геосинклинальный режим продолжает господствовать на всей поверхности Земли, и особый характер указанных зон выявится лишь в меньшей активности процессов, в частности в меньшем размере поднятия земной коры в эпоху общего расширения планеты.

Место наибольшею поднятия условной изорады, поскольку здесь последняя значительно приближена к уровню равновесия, является наиболее подготовленным для последующей стабилизации (черточки над чертежом — рис. 3, 1). По истечении нескольких новых циклов прежде всего именно здесь условная изорада поднимается над уровнем равновесия, в связи с чем в этом месте образуется первый очаг стабилизации — первая платформа. Это состояние изображено на рис. 3, II. Двусторонняя стрелка наверху соответствует области, которая утратила  геосинклинальный режим, стабилизовалась и превратилась в платформу.

Последняя, согласно установленной схеме, расчленена на субгеосинклинали и субгеоантиклинали, причем (в идеальном случае) в центре стабилизовавшейся области располагается субгеосинклиналь, окаймленная по периферии субгеоантиклиналями. Дальше к периферии лежат зоны, в которых мы снова можем видеть аналогию с передовыми прогибами. Это опять только аналогия, так как за пределами стабилизовавшейся области сохраняется по всей поверхности Земли гесинклинальный режим. Однако краевые зоны представляют для нас большой интерес, так как, ввиду рассмотренного выше механизма боковой миграции радиоэлементов, условная изорада на крыльях основного своего выгиба подтянута здесь вверх и в некоторой степени приближена к «уровню равновесия». Это обстоятельство определяет дальнейшее направление процесса. Именно эти краевые зоны, непосредственно примыкающие к первоначальному очагу стабилизации, являются теперь к последней наиболее подготовленными. Поэтому после некоторого числа новых циклов область стабилизации разрастается за счет краевых зон, которые присоединяются к возникшей ранее платформе. Последняя расширится и будет включать в себя более сложный комплекс субгеосинклиналей и субгеоантиклиналей (рис. 3, III).