Главная
Новости
Строительство
Ремонт
Дизайн и интерьер
Строительная теплофизика
Прочность сплавов
Основания и фундаменты
Осадочные породы
Прочность дорог
Минералогия глин
Краны башенные
Справочник токаря
Цементный бетон




13.07.2017


13.07.2017


13.07.2017


13.07.2017


13.07.2017


13.07.2017


13.07.2017


13.07.2017


13.07.2017


13.07.2017





Яндекс.Метрика
         » » Геодинамическая гипотеза Е.В. Артюшкова

Геодинамическая гипотеза Е.В. Артюшкова

15.10.2017

Если у В.П. Мясникова и В.Е. Фадеева в основе построений лежит физико-математическая теория, то у Е.В. Артюшкова проблемы динамики (или эволюции) Земли рассматриваются существенно иначе. Первый подход в геологическом смысле несколько абстрактен; в его основе находится планета как таковая (и даже протопланетное облако), а путь построения строг и логичен. Геологические данные здесь не столько используются, сколько «оказываются соответствующими». При втором подходе привлекаются также геологические идеи и физические данные, полученные на поверхности Земли.
Течение, уплотнение и разуплотнение. Выше мы уже обращались к понятиям «гипергенной оболочки» и «первичной Земли», «земной коры» и «мантии», «литосферы» и «астеносферы». Первую пару понятий можно назвать историко-геологической, вторую — сейсмологической (или физической), третью — реологической (или механической). Все эти три пары понятий характеризуют обособление наружной оболочки Земли от ее глубоких недр. Недостает четвертой пары понятий — петролого-геохимической; по этой причине в петролого-геохимических моделях используются готовые структурные каркасы других специализаций, соответствующих трем перечисленным парам понятий, что может привести к смещению признаковых пространств и к заблуждениям.
Если «региональные» формы рельефа хорошо компенсируются изостазией, а «локальные» (имеющие горизонтальные размеры до 100 км) компенсируются плохо, то это говорит о высокой вязкости самого верхнего слоя Земли (литосферы) и низкой вязкости вещества мантии на небольших глубинах (астеносферы). Земная кора (литосфера) приспосабливается к изменяющейся нагрузке рельефа за счет вертикальных смещений, которые «неизбежно сопровождаются притоком или оттоком вещества мантии, которое для этого должно обладать достаточной текучестью». Вот это «неизбежно» уже и настораживает, потому что в древе глубинной тектоники очень много логических возможностей.
Так, в качестве альтернативы текучести можно указать на уплотнение и разуплотнение. Ведь рельеф может быть связан (точнее, взаимозависим) с вероятными физико-химическими превращениями вещества, например, на границе коры и мантии (или литосферы и астеносферы). Представления об этих процессах только лишь гипотетичны, так же как и представления о течениях в мантии (астеносфере), хотя и те и другие в какой-то степени верны и дополняют друг друга. Учитывая резкий перепад скоростей упругих волн на поверхности М, можно думать и о значительных фазовых и химических превращениях на этой границе, об уплотнении вещества нижней части земной коры и «поглощении» ее мантией или, наоборот, о разуплотнении вещества мантии и присоединении его к земной коре.
Так, утонение земной коры, связанное с погружением верхней ее поверхности (рельефа) и встречным поднятием границы М, свойственно многим мезо-кайнозойским впадинам континентов, внутренних и окраинных морей (Западно-Сибирская геосинеклиза, Прикаспийская синеклиза, Днепровско-Донецкая впадина, Черноморская впадина, Курильская, Япономорская котловины и многие другие). Отдавая должное участию в изостазии реологических процессов в астеносфере, следует учитывать, что подъем поверхности M может отражать физико-химические преобразования, поскольку эта поверхность, как правило, лежит в зоне высокой вязкости, т. е. в литосфере. Такой физико-химический процесс может быть истолкован в соответствии с представлениями В. В. Тихомирова и многих других геологов и геохимиков об автономном образовании впадин, связанном с метасоматической базификацией земной коры. Эклогитизация базальтов, судя по экспериментальным данным, возможно, охватывает толщу мощностью около 30—35 км и сопровождается сокращением объема на 15%, что соответствует глубине впадин 5 км. Такой глубины впадины на верхней поверхности Земли могут образовываться за счет данного процесса. Подобного же рода рассуждения можно отнести и к «корням гор», а также повышенной мощности коры под платформенными поднятиями; речь будет идти, соответственно, о процессах разуплотнения. Можно было бы предложить такую дуалистическую гипотезу: формы рельефа изостатически компенсируются на поверхности (вернее, в зоне) M за счет физико-химических изменений вещества, а в астеносфере — за счет вязкого течения. Однако мы отнюдь не настаиваем на этой, а равно на какой-либо другой гипотезе, так как, опускаясь в недра Земли ниже глубин, освещенных бурением, и высказывая соответствующие этим глубинам идеи, исследователи могут получать большое эстетическое удовлетворение, что нельзя считать бесполезным. Именно эти впечатления приводят нас к разработке теорий и постановке экспериментов, позволяющих, исключив фантастические представления, идти в исследовании глубоких недр Земли путями, ведущими к вероятным, обоснованным и непротиворечивым, но не единственным научным решениям.
На пространственном и временном распределении постгляциальных поднятий на Балтийском и Канадском щитах Е.В. Apтюшков основывает представления о вязкости и мощности астеносферы. По формуле Херринга, вязкость вещества на глубинах мантии была оценена в 10в13—10в17 Па*с, что соответствовало бы возможности геологически мгновенного (1 год) восстановления гидростатического равновесия. Приводится другое (по В.А. Магницкому) значение вязкости для этих глубин в 10в21—10в23 Па*с, что ближе к данным, «полученным из анализа послеледниковых поднятий». Учитывая темпы и распределение постгляциальных поднятий по площади и вводя ряд допущений (например, плотность верхней мантии на уровне астеносферы постоянная и равна 3,35), Е.В. Артюшков получает вязкость 2—7*10в19 Па*с. При этих расчетах принимается во внимание только течение, т. е. рассматривается крайний вариант в ряду течение— уплотнение. Отсюда утверждение, что вязкость мантии, расположенной ниже астеносферы, по крайней мере, на 2—3 порядка больше вязкости астеносферы, а следовательно, «вязкое взаимодействие литосферы с основной частью мантии оказывается слабым». Из этого вывода, в свою очередь, закономерно следует другой теоретический вывод, что «вертикальные движения литосферы возникают только, когда поднимающиеся из мантии крупные массы легкого нагретого материала подходят вплотную к этому слою». Отметим, что, взяв под сомнение сущность этого вывода, мы можем в соответствии с правилами импликативного суждения допустить его истинность, однако сказать, что он «верен» или «неверен» мы не можем. Однако изучение дегляциации щитов является у нас чуть не единственным способом установления вязкости астеносферы, поскольку на других континентальных и океанических площадях непосредственная оценка вязкости мантии (астеносферы) невозможна. Ho вот в построение геодинамической модели (гипотезы) вовлекаются новые фактические данные — данные сейсмологии. Графики вертикального распределения скоростей продольных волн показывают невыраженность слоя пониженных скоростей на платформах, за исключением Канадского и Балтийского щитов, где он тонок — имеет мощность 15—20 км и располагается на глубинах 60—80 км; зато он достаточно развит в областях тектонической активности, где скорости являются наименьшими (Карпаты, Кавказ, Памир, Байкал, Дальний Восток).
О сплошном или несплошном распространении астеносферы. Предположение о существовании астеносферы вытекало из гипотезы изостазии и подтверждено сейсмическими данными (волноводы, слои пониженных скоростей). Вязкость астеносферы определяется анализом современных и новейших тектонических, преимущественно постгляциальных, движений. Геоэлектрические и геотермические расчеты относятся к косвенным подходам в определении состояния астеносферы, ее положения и мощности в помощь сейсмическим данным. Так устанавливается приуроченность хорошо выраженного слоя пониженных сопротивлений и высокой электропроводности мантии (астеносферы) и высокого теплового потока к областям современной или новейшей тектонической активности; в пределах России — это перечисленные выше районы, в океанах — срединноокеанические хребты.
Астеносфера — слой сейсмологической специализации, и недаром поверхность ее именуют иногда поверхностью Гутенберга.
Рассмотрим на базе приводимых в монографии Е.В. Артюшкова данных и соображений важнейший для тектоники вопрос о сплошном или несплошном распространении астеносферы. Отметим, что понятие литосферы в принимаемом сейчас смысле связано с понятием астеносферы. Б. Гутенберг связал определение литосферы с астеносферой. В местах отсутствия астеносферы нет критериев для выделения нижней границы литосферы, которая (или, точнее, то, что могло бы подразумеваться под литосферой) сливается с более нижними частями верхней мантии.
Утверждение автора, что «если ограничиться только сейсмическими и геоэлектрическими данными, то можно было бы предположить, что астеносфера существует лишь в областях, где выражены слои пониженной скорости и повышенной электропроводности. Однако, как показано в разделе 12 В, Е, астеносфера хорошо развита и там, где эти слои отсутствуют». Ho в разделах 12 В, E речь идет о Фенноскандии и Канаде, в которых, как следует из рис. 1 (9) той же работы, астеносферный слой (пониженных скоростей) присутствует, хотя и тонок. Налицо противоречие, которое трудно понять. Вряд ли можно согласиться с утверждением, что «волновод необязательно совпадает по глубине с астеносферой»; «ведь волновод — важнейший признак астеносферы, причем единственный, по которому как-то можно определить ее границы. Неясно далее, как для платформенных областей, где на кривых слой пониженных скоростей практически не выражен», «мощность астеносферы, определяемая по скоростям упругих волн, оказывается приблизительно равной 100—120 км».
Остается неясным, как можно было определить мощность астеносферы по скоростям упругих волн, если слой пониженных скоростей там практически не выдержан. Очень любопытно дано определение мощности литосферы на западе Тихого океана; она определяется в предположении существования субдукции распространением очагов землетрясений в сейсмофокальной зоне, наклоненной под континент. Ширина этой сейсмофокальной зоны (70 км) и считается мощностью литосферы. Может быть, здесь мы имеем дело не с литосферой, а с зоной критического напряженного состояния коры и мантии, не имеющей прямого отношения к слоистой структуре Земли. Исходя из предположений Е.В. Артюшкова, литосферу для данного района можно было бы определять только как сейсмофокальную зону. Ho разве это литосфера? Зато определена возможная мощность литосферы по неотектоническим данным в районе знаменитого Бонневильского озера в Скалистых горах. Здесь в тектонически активном районе мощность литосферы определяется в 20 км.
Приведем более детальные данные И.А. Соловьевой о волноводах, которые, на наш взгляд, являются единственным надежным диагностическим признаком астеносферы. «Волноводы в разных районах имеют различную мощность, располагаются на разных глубинах и характеризуются довольно широким диапазоном скоростей». Мощность волноводов от 2 до 30 км, причем волноводы до 5 км устанавливаются только тщательными исследованиями. Выводы о площадном распространении волноводов — преждевременны. «He исключено также, что наиболее мощные волноводы, выделяемые сейчас как единый слой мощностью 10 км и более, в действительности обладают тонкой внутренней структурой, например, представляют собою чередование слоев с нормальными и пониженными скоростями...». Волноводы выделяются в земной коре и часто тяготеют к основным сейсмическим разделам (Конрада, Мохоровичича) или располагаются внутри слоев; кровля волноводов может находиться на глубинах от 6 до 31 км. Основной мощный волновод располагается в верхней мантии на глубине 70—200 км; он выделен Б. Гутенбергом как зона затухания волн. Волноводы, выделяемые по поперечным и продольным волнам, не совпадают. Волноводы, выделяемые по поперечным волнам, находятся под океанами на глубине 70—200 км, а под континентами— на глубине 100—350 км. Хотя существует мнение о почти повсеместном распространении мантийных волноводов, но, по-видимому, дело обстоит значительно сложнее. Они не устанавливаются под срединноокеаническими хребтами и молодыми складчатыми зонами (что, впрочем, иногда оспаривается); местами они «расщеплены» на 2—4 более тонких волновода (полиастеносферная модель Р.З. Тараканова, работы А.А. Лука и Л.Л. Нерсесова в Центральной Азии), внутри них наблюдаются скоростные неоднородности, местами очень малые мощности. Все это при слабой сейсмической изученности глубин, превышающих 100 км, склоняет к мысли, что мантийные волноводы столь же неравномерно распределены, столь же неоднородны, как и коро-вые; кроме того, местами они, несомненно, обладают различной тонкой структурой. Надо согласиться с И.А. Соловьевой, отмечающей, что «представления о существовании в верхней мантии мощного однородного и единого в объеме всего земного шара волновода предельно упрощены. В действительности в мантии, несомненно, существуют слои пониженных скоростей как для продольных, так и для поперечных волн, однако количество таких слоев, их мощность, глубина залегания и скоростные характеристики различны в разных районах земного шара».
Е.В. Артюшковым дается определение литосферы («слой, в котором концентрируется основная доля напряжений, действующих в верхних слоях Земли»), очень близкое к определению Б. Гутенберга 1957 г. Это определение представляется расплывчатым (действительно, что такое «основная доля» и «верхние слои»; каждый это может понимать по-своему) и неконструктивным, так как измерить напряжения в глубинах Земли нельзя; их можно только рассчитать, причем неоднозначно. Если мы имеем геологическое тело (в данном случае слой), нам надо определить его границы. Возможность определения границ нам дает пока только сейсмология, и целесообразнее поэтому литосферу определять как слой, расположенный выше астеносферы. Астеносферу же следует определять как реологический объект, пространственно совпадающий со слоем пониженных скоростей, к которому могут на основании реологических расчетов гипотетически добавляться в отдельных районах прилегающие участки земного пространства. Если встать на такую позицию, то распространение астеносферы локально. Вопрос с распространении астеносферы в океанических пространствах еще требует дальнейшего изучения, хотя уже сейчас намечаются интересные закономерности ее распределения в связи со срединноокеаническими хребтами.
Можно было бы, конечно, астеносферу выделять совершенно иначе, а именно по глубинам распределения диффузионной вязкости. В таком случае выделяется слой низкой вязкости на небольших глубинах (100—200 км), а ниже вязкость растет. Ho «вязкостная астеносфера» может выделяться только как «расчетный» глобальный слой (оболочка), подобный слоям постоянных температур (взятых в некотором определенном интервале), давлений, плотностей и т. д., выделенный по экстраполяции или на основе применяемых к планете самых общих законов. «Вязкостная астеносфера» не может поэтому пока служить для построения геотектонических гипотез, как-то упорядочивающих структурную неоднородность внешних оболочек Земли. В этом смысле значительно более приемлемо представление о несплошной «скоростной» астеносфере.
Процессы в зоне перехода от ядра к мантии и их связь с тектогенезом. Особенности границы (или зоны перехода) от ядра к мантии, особенности прохождения поперечных волн, которые здесь «останавливаются», свидетельствуют о жидком состоянии, по крайней мере, внешних сфер ядра; западный дрейф магнитного поля, связанный с проскальзыванием мантии относительно ядра, что находит объяснение в ротационном механизме и на чем основывается теория «динамо», — все это привлекает особое внимание тектонистов и геофизиков к разделу D—Е. Больше в недрах Земли подобных разделов существующими методами не фиксируется. Вторую же динамичную внутриземную зону часто усматривают в астеносфере, с которой связывают возможность перемещения литосферы относительно подастеносферных слоев мантии. Итак, представляется, что внутри Земли существуют два слоя смазки или как бы две обоймы шарикоподшипников (здесь напрашивается это образное сравнение с термогравитационными конвекционными ячейками, которые рисуются во многих построениях, в частности, в тектонике плит), являющиеся наиболее тектонически активными сферами, между которыми мыслится существование энергетических и вещественных связей.
Выше была дана общая оценка степени достоверности гипотез о существовании и состоянии астеносферы; в отношении же раздела D—E отметим, что вязкость внешнего ядра по различным оценкам лежит в пределах 10в-3—10в8 Па*с, т. е. ни много ни мало, в пределах одиннадцати порядков. Естественно, что при столь расплывчатых характеристиках двух динамичных оболочек Земли решение вопроса об их связи может быть только сугубо гипотетичным.
Вопрос о составе ядра также весьма неопределен (здесь нельзя сказать, что это вопрос спорный, так как для спора требуется сопоставление аргументов и спор в таком случае может «рождать истину») — или это железо (гипотеза о железо-никелевом ядре), или это металлизованный силикат. Во втором случае ядро состоит из сильно сжатого вещества Земли, при котором происходит нарушение молекулярных решеток и даже, возможно, переход в плазменное состояние. То есть здесь мы имеем дело с совершенно иным состоянием вещества, характерным только для термодинамических условий ядра. Вопрос об образовании ядра также неоднозначен; можно предполагать наличие гравитационной дифференциации в центростремительном (мясниковским) или центробежном варианте, образование вещества ядра в особенных условиях центральной части планеты (2900 км и более) и как первичное образование, возникшее в процессе аккреции из протопланетного пылевого облака.
Решение этих вопросов (конечно, с позиций актуализма, со свойственной ему гипотетичностью и вероятностью выходов) лежит за пределами или на грани современных экспериментальных возможностей.
По Е.В. Артюшкову, в теле мантии с ее современной вязкостью гравитационная дифференциация практически невозможна (кристалл 1 см3 с плотностью на единицу выше плотности среды тонет в мантии со скоростью 1 см за 100 млрд. лет). Следовательно, гравитационная дифференциация могла проходить в ранних раскаленных и жидких стадиях развития планеты или проходить в отдельных жидких или маловязких горизонтах (астеносфера и внешнее ядро). Вот эту вторую возможность рассматривает Е.В. Артюшков, причем суть процесса представляется следующим образом. «Масса ядра соответствует значительной доле массы Земли — около 30%. Поэтому ядро должно состоять из одного из наиболее распространенных в Земле веществ. Следовательно, и в нижней мантии концентрация вещества ядра должна быть высокой». Низы мантии частично плавятся, и «ядерное» вещество присоединяется к ядру, оставляя выше себя в расплаве легкий материал, который внедряется в вещество мантии и достигает верхних слоев Земли.
Можно согласиться с тем, что в жидкой оболочке E происходит гравитационно-тепловая конвекция, сопровождающаяся расплавлением прилегающих к этой оболочке нижних частей мантии. Однако одновременно или периодически может происходить и припаивание материала ядра к мантии, т. е. процесс в целом может быть как однонаправленным (рост ядра), так и ритмическим или компенсационном. Возможно, что существование нижнего (100 км) слоя мантии, где скорости почти не растут, связано именно с таким ритмически-компенсационным режимом.
В последнем случае «легкий материал» может лишь участвовать в конвекционном движении, возможно, преобразовываться также ритмически или компенсационно и не искать выхода в верхние слои Земли. Иными словами, здесь альтернативные решения, и автор гипотезы может быть прав или неправ. Против существования рисуемых Е.В. Артюшковым каналов, по которым «легкий материал» движется от ядра к астеносфере, говорит отсутствие каких-либо устанавливаемых сейсмологическими методами признаков таких каналов. На первый взгляд представляется, что давление масс мантии при ее огромной мощности и значительной плотности должно перекрыть такие каналы в самом их зарождении. Эта точка зрения нуждается в подтверждении (или опровержении) реологическими расчетами. Также следует учитывать, что «легкий материал», поднимающийся по каналам, должен находиться в химическом взаимодействии с мантийной средой и в результате превращаться в вещество мантии, сливаясь с ее основной массой. Однако проверка расчетами возможностей химического рассасывания «легкого материала» может производиться для некоторого самого общего случая, так как нет никаких конкретных данных о химических свойствах или составе обоих компонентов.
Поскольку представления о «каналах» основываются на очень зыбкой почве, поскольку неизвестны ни химический состав, ни реологические свойства нижней мантии, соображения о «структуре» течения «легкого материала» вдоль канала (интенсивность потока в течение относительно коротких промежутков времени), с чем может быть связана прерывистость тектонических движений, трудно принимать всерьез.
Однако при всей неопределенности гипотетической подземной ситуации, вытекающей из допущения существования «каналов», эта ситуация дает возможность появиться на свет новой геотектонической гипотезе, согласно которой зоны современных активных тектонических поднятий (срединноокеанические хребты, активные окраины континентов), имеющие линейный характер, соответствуют линейным системам каналов, а активные области округлой формы — изолированным каналам. Отметим, что высказывания о возможном соответствии линейных систем границам конвекционных ячеек в нижней мантии трудно принять, так как существование таких ячеек более чем сомнительно, если вспомнить о скорости сантиметрового кристалла, погружающегося в нижней мантии. Представление о связи тектонически активных зон с системами «каналов» назовем гипотезой Артюшкова, условившись не включать в это понятие того, что написано в его книге до и после этого утверждения. Эта гипотеза соблазнительна тем, что она содержит представление о связи тектонических структур и движений в гипергенной оболочке Земли с большими глубинами, охватывающими целиком мантию, и создает стимул к размышлениям о природе унаследованности в тектонике. Надо найти пути для проверки этой гипотезы, и хорошо было бы воспользоваться советом самого Е.В. Артюшкова о проведении «зондирования мантии вертикально или почти вертикально распространяющимися волнами, отражающимися от ядра».
Географическое распределение и характеристика (понижение скорости, высокая электропроводность) астеносферных зон в самых общих чертах коррелируются с областями современной тектонической активности и не обнаруживают сколько-нибудь отчетливой связи с устойчивыми во времени (унаследованными) геологическими направлениями (складчатыми системами, системами глубинных разломов и т. д.). Отсюда можно предположительно заключить, что астеносферные зоны в ходе геологической истории географически смещались и изменяли свои мощности и другие характеристики. Так, по аналогии современного их распределения можно думать, например, что в конце палеозоя — начале мезозоя они существовали на месте Урала. Совершенно необязательно появление астеносферных зон с их вероятной повышенной температурой связывать с подтоком нагретого вещества снизу. Могли быть и иные источники энергии.
Исходя из связей астеносферных (или астенолитных) зон, изменяющихся по характеристикам и положению в пространстве, с областями новейшей тектонической активности, весьма интересно проследить этот «астеносферный процесс» на протяжении геологической истории. Такое прослеживание будет представлять собой существенно опосредованную ретроспективную реконструкцию. Мы ее осуществлять не будем, но отметим, что эта задача может быть темой капитального, серьезного и необходимого геологического исследования. Привлекательность такой реконструкции заключается в том, что с ее помощью можно подойти к решению проблемы тектонических движений на уровне глубины верхней мантии. Резонно допустить, что прерывистая и изменчивая астеносфера как предполагаемый слой наибольшей подвижности должна оказывать решающее влияние на распределение, направление и скорости тектонических движений на уровне мантии. Придется пересмотреть привычную и примитивную схему конвекционных ячеек в мантии, основывающуюся на ее однородности. Схема движения окажется значительно более сложной, зависящей от всех четырех координат мантийного пространства — времени. Придется учитывать локальные геодинамические условия и состояния вещества. Конечно, здесь будет иметь место и дифференциация по плотности, и «суперпозиция химической и тепловой конвекции», но эти процессы будут протекать различно в каждой точке (или участке) мантии в соответствии с состоянием вещества в данной точке (участке) и в окружающем ее пространстве в определенный момент времени.
Итак, «легкий материал», появляющийся на границе ядра и мантии в результате гравитационной дифференциации, поднимается по «каналам» и попадает в верхи мантии, где дифференцируется, растекается под корой, образует «ловушки» под выпуклостями поверхности М, подобные скоплениям нефти в антиклиналях, образуя участки аномальной (низкоскоростной) мантии. С течением мантии, с аномальной мантией и ловушками связывается объяснение вертикальных движений земной коры в различных структурных условиях. Получаются подобного же рода неувязки, что и в гипотезе В.П. Мясникова и В.Е. Фадеева, с той разницей, что Е.В. Артюшков использует более конкретные данные в геологической структуре, но, к сожалению, в большей части в виде литературных ссылок или гипотетических субъективных представлений других авторов. В силу всего этого в книге «Геодинамика» отчетливо проступают неувязки следствий из основной идеи с региональными геологическими данными и ощущается явное стремление приспособить идею к природной ситуации. Отсюда возникает мысль о необходимости теоретического обоснования связей, в том числе и обратных связей между глубинными физическими и поверхностными геологическими данными.
Расчеты здесь проводятся, исходя из существования не астенозон, а сплошной астеносферы и в общем выравненных условий перемещения и подъема «легкого материала». При гипотетических построениях имеют место категорические утверждения, как, например, что разогрев аномальной мантии мог произойти «только в результате быстрого конвективного переноса крупных объемов мантии с большой глубины».
He совсем обоснованы некоторые геологические явления. Так, с позиции основной идеи данной монографии Балтийский, Канадский щиты могут обладать устойчиво повышенным рельефом только за счет подтока горячего «легкого» материала в ловушки. Ho почему же тогда на щитах тепловой поток мал? По этому поводу Е.В. Артюшков пишет: «Периодическое поступление в ловушки под щитами сильно нагретого материала на первый взгляд плохо согласуется с низкими тепловыми потоками на щитах. Пониженные тепловые потоки в этих областях связаны, однако, в первую очередь с эрозией значительной части гранитноосадочного слоя, с которым связана большая часть активного тепловыделения в коре». Ho не компенсируется ли эта потеря приближением ловушки к поверхности за счет той же эрозии? И как объяснить установленный на Кольском полуострове высокий геотермический градиент на больших глубинах? Здесь много вопросов, неясностей и неточностей. В книге «Геодинамика» допускается значительный перегрев мантии под щитом время от времени, что подтверждается тем, что «в девоне и перми было внедрение крупных: расслоенных интрузий». Эти слова выделены курсивом, поскольку они характеризуют качество геологической аргументации. В них две неточности. Во-первых, «внедрение» и «интрузия» — это одно и то же (первое слово русское, второе иностранное; и то и другое обозначают процесс); правильнее было бы сказать «образование интрузивных тел» или «образование плутонов», хотя в некоторых геологических словарях допущена та же ошибка. Во-вторых, расслоенные тела не внедряются, а расслаиваются после внедрения за счет гравитационной дифференциации при их застывании. Так именно обстояло дело с Ловозерским плутоном.
В качестве недостатка «стыковки» укажем также на неясность в выделении тел «скоростной» природы и на постоянное смешение признаковых пространств. Выделение аномальной мантии как геологического тела — это задача, связанная с истолкованием сейсмологических и только сейсмологических данных. Можно по каким-либо признакам присоединить части того, что мы называем аномальной мантией (или коро-мантийной смесью), как к коре, так и к мантии или же выделить аномальную мантию в качестве самостоятельного тела. В книге «Геодинамика» же имеет место некоторая фетишизация аномальной мантии. Например, указывается, что под Динаридами, Алжирским Атласом, Альпами, Большим Кавказом должна существовать аномальная мантия. Однако она не должна существовать, а только лишь может выделяться по конкретным сейсмологическим данным. То же самое касается Памира, Каракорума и Гималаев, где предлагается часть коры со скоростями продольных волн 7,4*10в3 м/с относить к аномальной мантии, поскольку такие скорости для нее характерны. Ho ведь об этой характеристике можно говорить только в том случае, если дано точное определение понятия «аномальная мантия». Встречаются и другие высказывания, где сейсмологические тела без предварительной их горнопородной интерпретации запросто взаимодействуют с горнопородными телами. Например, «крупные массы эклогита могут долгое время сохраняться в низах коры, только если под ними в литосфере расположена холодная и очень вязкая мантия. В противном случае они отрываются от коры и погружаются в мантию». «Эклогит давно должен был оторваться от коры и потонуть в мантии». Эклогит как горная порода может утонуть в среде малой вязкости или в расплаве; говорить же о том, что он «тонет» в среде, выделенной по совершенно другой специализации, конечно, нельзя. Нельзя писать, что «аномальная мантия... обтекает погружающиеся плиты сбоку»; ведь аномальную мантию можно только выделить в пространстве по определенным признакам, говорить же о ее течении, о разрывах и т. д. нельзя. Нельзя также «рвать» кору или «раскалывать» и «растягивать» ее, так как это не горнопородный объект. А вот гипергенная оболочка, любая осадочная или метаморфическая толща, массив разрываться или раскалываться могут. Забавно звучит фраза: «В период отрыва эклогита и его погружения в мантию на поверхности могут наблюдаться различные по знаку и величине гравитационные аномалии». Кто же, как и когда может эти аномалии наблюдать? Об этом нет ничего; не указана возможность проверки этого любопытного предположения.
Третий недостаток «стыковки» — замена фактов гипотезами при аргументации. Так, для Южно-Каспийской впадины указано, «что для рассматриваемой области характерны признаки быстрого погружения коры за счет фазового перехода базальта в эклогит: начальная платформенная стадия развития, последующее поднятие территории, сменяющееся резкими погружениями, уменьшение мощности консолидированной коры и сильный разогрев мантии». Все эти пять признаков являются всего-навсего гипотезами, т. е. имеют вероятностную природу, а поэтому вероятность совокупности этих признаков ничтожно мала.
При всех сделанных замечаниях некоторые геологические догадки Е.В. Артюшкова перспективны. К этому мы относим соображения о формировании осадочных бассейнов на щитах, погружении коры за счет уплотнения вещества на глубине, унаследованности вертикальных движений как в стационарных континентах, так и в перемещающихся плитах, а также определение процессов базификации и эклогитизации. Оба эти понятия часто путают, что приводит к недоразумениям; автор же дает им четкие определения.
Построения Е.В. Артюшкова в отношении горизонтальных движений очень тесно связываются с субдукцией, как с чем-то само собой разумеющимся, тогда как это представление имеет альтернативы, вопрос же о существовании субдукции должен быть тщательно исследован. Поэтому думается, что представление о субдукции, как и представление о глобальной компенсации ею спрединга, а также трактовка «упорядоченных магнитных линейных аномалий» пока еще не могут быть использованы в качестве достаточных аргументов для далеко идущих выводов. Вместе с тем весьма убедительна аргументация автора о невозможности пододвигания континентальной плиты под континентальную, выталкивающуюся действием архимедовой силы. Фактические данные распространения очагов землетрясений также говорят не в пользу крупных взаимных перемещений плит в пределах континентов. Так, на Гималаях «суммарное выделение сейсмической энергии... много меньше, чем на активных окраинах. Под передовым прогибом землетрясений очень мало и их магнитуды невелики. Землетрясения происходят в основном под самими Гималаями, однако здесь их очаги расположены преимущественно на небольших глубинах, до 40 км...». На Тянь-Шане гипоцентры наиболее сильных землетрясений, приуроченных к разломам, расположены на глубинах до 20 км, а на Кавказе под прилегающими прогибами до 10—15 км. «Сейсмоактивной поверхности на глубине около 40 км, вдоль которой можно было бы предполагать скольжение одного слоя коры относительно другого, нигде не выделяется». Это обстоятельство подвергает серьезным сомнениям возможность существования особенно больших надвигов, которые могли бы с больших глубин, с подошвы гипергенной оболочки (или с подошвы земной коры при соответствующей горнопородной трактовке зоны М) выносить пакеты офиолитовых чешуй. Серьезным сомнениям также подвергается возможность сближения Евразии и Гондваны по фронту Гималаев на расстояние сотни и даже тысячи километров.
О невозможности пододвигания друг под друга континентальных плит или их значительного сближения на примере Памира. М.М. Кухтиков поставил вопрос о правомерности представлений о значительном перемещении континентальных плит на большие (сотни, тысячи километров) расстояния. Такие предположения возникли по аналогии со значительными перемещениями океанического дна, вытекающими из некоторых тектонических выводов, основанных на успехах в изучении дна Мирового океана,
«К 1969 г., — пишет М.М. Кухтиков, — была четко сформулирована идея о заложении древних геосинклиналей на коре океанического типа, что повлекло за собой выводы — следствия о наличии в прошлом обширных океанических бассейнов там, где ныне простираются тангенциально сжатые геосинклинальные структурные комплексы горных стран».
М.М. Кухтиков на примере Памира показал, как приверженность заранее данным общим тектоническим концепциям (в данном случае ультрамобилистским) может привести к совершенно искаженному пониманию конкретной геологической ситуации. Так, появилось представление о том, что структурный шов Центрального Памира — след гигантского горизонтального сближения (несколько тысяч километров) Северного и Южного Памира и закрытии океана Тетиса; соотношения некоторых комплексов определялись как зона субдукции, а амплитуды надвигов в северном направлении исчислялись в 150—200 км. Здесь невольно вспоминаются лекции И.М. Губкина 1929—1930 гг., в которых он давал совет молодым геологам, как надо начинать работать в поле — «на время полевых работ забыть об авторитетах» и «Вложить персты в обнажения». Формула достаточно ясная, призывающая геолога в своих суждениях исходить из конкретных фактов, наблюдаемых в районах исследований.
М.М. Кухтиков — крупнейший знаток геологии Памира — рассмотрел ряд примеров, опровергающих надуманные представления. Оказалось, что на склонах Вахшского и Дарвазского хребтов разрез юры с мощной базальной брекчией с угловым несогласием залегает на среднем и верхнем палеозое без каких-либо признаков тектонического контакта и тем более надвигов (кроме незначительных подвижек). В зоне Акбайтальского разлома при значительных смятиях «структурные соотношения членов разреза, которые позволяли бы реконструировать или предполагать тектонические покровы, не наблюдаются». Олистолиты и олистостромы, на которых основывались выводы о крупнейших тектонических смещениях, являются на самом деле чисто осадочными образованиями, залегающими к тому же согласно с вмещающими красноцветами, дислокация которых простая и спокойная. Некоторые осадочные брекчии, включающие обломки широкого возрастного диапазона, трактовались, в угоду принятой концепции, как сложнейшая система тектонических чешуй. «В отношении степени сложности тектонического строения Акбайтальская зона ни в герцинской, ни в альпийской структуре не отличается уникальным характером, структурные основания для квалификации Акбайтальского района в качестве аллохтонного образования отсутствуют...». Танымасскпе брекчии, разделяющие будто бы в виде тектонических пакетов юрские и меловые отложения и считавшиеся главным критерием диагностики шарьяжей, оказываются четвертичными, хорошо сцементированными осадочными брекчиями, и описаны они были еще одним из классиков отечественной геологин В.Н. Вебером. Эти и многие другие геологические и геофизические данные позволили М.М. Кухтикову ясно показать надуманность схем, привносимых «концептуальными геологами» в трактовку геологии конкретных районов.
Итак, на примере Памира видно, что следует проявлять осторожность в трактовке геологической истории, по крайней мере, Альпийско-Гималайской складчатой системы.