Орленок В.В. История океанизации Земли

Подождите немного. Документ загружается.

низации (60 млн. лет назад) амплитуда опусканий в среднем составила

6000 - 7000 м.

Но в течение предшествовавших океанизации 70 млн. лет скорость

опусканий, как видно из графика (см. рис. 13 на с 62), не превышала

25 - 30 мм в 1000 лет. Следовательно, начиная с поздней юры и до

позднего мела, т.е. за 70 млн. лет, морские бассейны погрузились на

1750 - 2100 м.

Отсюда находим, что суммарная средняя глубина погружения за

последние 140 млн лет составила величину 8000 - 9000 м

Морские осадки лежат на твердых породах фундамента, сложенно-

го кристаллическими породами более древнего возраста. Поверхность

фундамента являлась дном юрских морей Сегодня она в наиболее по-

груженных областях континентальных окраин Атлантики, Индийского

океана и в центральных районах Пацифика лежит на глубине 8-10 км.

Следовательно, максимальная глубина позднеюрских морей в преде-

лах современных океанических областей действительно не превышала

1000-2000 м.

Следует особо подчеркнуть, что речь идет не о глубине Мирового

океана позднего мезозоя Как видно из построенной нами карты, тако-

вого еще не существовало. В границах будущего океана располагалось

несколько разобщенных морских бассейнов, площадь которых в 2 - 3

раза была меньше площади современного океана

С другой стороны, существование обширной суши в пределах со-

временных океанических областей, многочисленных и обширных мо-

рей на территории современных материков должно было найти отра-

жение в особенностях климата планеты в юрском периоде. В первом

случае должен был преобладать засушливый и холодный климат, во

втором - влажный и относительно теплый (морской). И действитель-

но, как показали исследования профессора Института арктических и

альпийских исследований США Джона Эндрюса, в юрском периоде по

характеру фауны и типам осадков должен был существовать леднико-

вый период. Самое удивительное заключается в том, что остатки лед-

никовой деятельности юры на современных континентах до сих пор не

были найдены Мы же теперь понимаем, почему Юрские ледниковые

области следует искать на дне океанов! Они погрузились под уровень

моря в последующее время.

Теперь посмотрим, что происходило на Земле в момент заложения

контуров будущих океанов 135 - 160 млн. лет назад

Преобладающим типом морских осадков поздней юры в Атлантике

являются тонкие (пелитоморфные) известняки. Они, как правило, ли-

шены остатков организмов (биокластики), обогащены кремнями и це-

олитами - продуктами разрушения вулканических пород. На материках

отложения имеют преимущественно мелководный характер. Толща

осадков разбавлена прослоями крупнозернистых песчаников

(турбидитов), указывающих на близкое расположение высокой суши

Таким образом, позднеюрские бассейны Атлантики формировались в

условиях относительно спокойного тектонического режима и слабого

вулканизма. Осадконакопление шло в довольно глубоких (до 1000 -

2000 м) узких бассейнах в условиях теплого климата, далеко отстоя-

щей со стороны континента суши, покрытой мелководными морями

Сходные условия существовали и на восточной окраине Австралии в

индоокеанском секторе

В Тихом океане юрские отложения представлены красноцветными

известняками, содержащими обломки кремней и вулканических пород

Они залегают на сильно раздутой поверхности базальтов Все это сви-

детельствует, что в центральной части Пацифика заложение будущего

океана шло в условиях активной тектонической деятельности и сопро-

вождалось значительным по объему вулканизмом. Мелководный ха-

рактер осадков и отсутствие в них турбидитов говорит о том, что во-

круг морских бассейнов здесь располагалась низменная суша Наличие

карбонатных пород является индикатором теплого климата, господ-

ствовавшего над центральной частью Пацифика

Ледники располагались, видимо, в удаленных от моря областях

суши - в срединной области Атлантики по обе стороны от экватори-

альный зоны и в южной половине Индийского и Тихоокеанского сег-

ментов

Позднее, в раннем мелу, размеры всех морских бассейнов, возник-

ших в юре, заметно возросли (см. рис. 11 на с. 59), а их глубина увели-

чилась и в среднем достигла 3000 м Однако образование новых морей

в это время в области будущих океанских впадин, видимо, не происхо-

дило

В целом же основные черты тектонического режима и особенности

седиментации, возникшие в поздней юре, сохранились в этих областях

и в раннем мелу В Атлантическом и Индийском океанах прогибание

континентальных окраин продолжалось в условиях спокойного текто-

нического режима В Тихом океане оно по-прежнему сопровождалось

вулканизмом. Вместе с тем нельзя не отметить больше фациальную

изменчивость нижнемеловых осадков в сравнении с юрскими Появ-

ление прослоев бескарбонатных глин с пиритом, сидеритом, углистым

материалом свидетельствует об образовании застойных локальных

бассейнов с восстановительной обстановкой (подобных современному

Черному морю). Это могло происходить при продолжающемся углуб-

лении отдельных морских впадин, их разобщении и как следствие -

нарушении циркуляции вод, понижении их температуры

В литературе существует довольно распространенное мнение о

«существенной глубоководности» (свыше 4000 - 4500 м) позднемезо-

зойского «океана», устанавливаемой по наличию бескарбонатных гли-

нистых отложений Однако, как мы видели, никакого океана, в совре-

менном понимании этого термина, в позднем мезозое еще не было

Что же касается глубины имевшихся морских бассейнов, то, как мы

убедились, в наиболее глубоководной своей части, т.е. в желобообраз-

ных прогибах вдоль современных континентальных окраин Атлантики

и Индийского океана и в центре Пацифика, эта глубина не превышала

1000 - 2000 м. Карбонаты же вследствие низкой температуры и боль-

шого гидростатического давления глубже 4000 - 4500 м обычно рас-

творяются и не выпадают в осадок

Следовательно, в нашем случае причина отсутствия карбонатных

осадков на отдельных участках морских бассейнов обусловлена не

фактором их «глубоководности», а застойным режимом вод сравни-

тельно небольших замкнутых водоемов, возникших при дальнейшем

неравномерном углублении юрских морей

В конце раннего мела море вновь начинает наступать на сушу. Эта

трансгрессия достигла наибольшего размаха в позднем мелу, на рубе-

же двух крупнейших геологических эр - мезозойской и кайнозойской

В результате этой трансгрессии значительно расширились позднеюр-

ские и раннемеловые морские бассейны и заложились новые (см. рис

11 на с. 59) В частности, разобщенные моря по обе стороны Атланти-

ки и Индийского океана впервые сливаются в единый бассейн, кото-

рый непрерывной полосой окаймлял наметившиеся контуры будущих

материков Возникли узкие прогибы вдоль восточной окраины Север-

ной и Южной Америк и западнее Австралии (см рис 12 на с 60)

Появились моря по периферии Антарктиды В конце мелового перио-

да, видимо, началось образование Северного океана

Общий характер осадконакоиления, сложившийся в юрско-

нижнемеловых бассейнах, в целом сохраняется и в позднемеловое

время.

В углубившихся узких впадинах по периферии Атлантики шло на-

копление бескарбонатных черных глин, насыщенных углистым мате-

риалом. Присутствие в отложениях минералов сидерита и пирита сви-

детельствует о накоплении их в условиях застойного режима. Много-

численные перерывы в осадконакоплении указывают на тектониче-

скую подвижность дна и развитие сильных подводных течений, воз-

никших в связи с ростом глубины и площади морских бассейнов

Бескарбонатные осадки отлагались вдали от берегов позднемело-

вых морей и на достаточно больших глубинах, которые, однако, лежа-

ли к пределах 2000 -3000 м. Это следует из того, что средняя скорость

погружения дна в позднем мезозое составляла, как видно из графика

V(t) (см рис. 13 на с. 62), около 30 мм в 1000 лет. Следовательно, за

весь этот период, равный 70 млн. лет, средняя максимальная глубина

морей не превышала 2100 м. По периферии этих морей в шельфовой

области отлагались мелководные лагунные осадки, карбонатные из-

вестняки и мергели. Они обнаружены бурением в пределах нижних

флангов современного Срединно-Атлантического хребта и фактически

маркирует границу распространения позднемеловых морских бассей-

нов Срединная область океана по-прежнему остается сушей, хотя

размеры ее в конце мела заметно сократились (см. рис. 12 на с. 60).

Позднемеловые отложения Индоокеанского сегмента обнаружены

по всей периферии обрамляющих его континентов. Центральные же

районы дна современного океана лишены этих отложений Таким об-

разом, здесь, как и в Атлантике, продолжала существовать обширная

срединная суша.

Меловые бассейны Тихоокеанского сегмента также заметно рас-

ширили свои границы в направлении от центра к периферии (рис. 11,

12) В осадках преобладают мелководные карбонатные породы и тер-

ригенные бурые глины. Нередко они включают прослои вулканиче-

ских пород и пепла

Ослабление терригенной седиментации и усиление биогенной, и в

частности, карбонатной, наблюдается также и в позднемеловых морях

континентов

Этот любопытный факт следует объяснить обширностью и много-

численностью позднемеловых морей как в океанических секторах, так

- в еще большей мере (что следует из карт К.М. Страхова) - на конти-

нентах Трансгрессия, вероятно, была усилена деградацией юрских

ледников, занимавших обширные площади срединноокеанической

суши

Многочисленность морей исключала возможность существования

крупных водосборов, а с ними и мощной речной системы, типичной

для позднекайнозойского времени. Это в сочетании с преимуществен-

но низменной сушей на большей поверхности Земли резко снизило

размывающую деятельность воды на имевшейся суше и, следователь-

но, сократило приток терригенного материала в позднемеловые моря

Приведенная оценка глубины этих морей полностью подтвержда-

ется данными по гайотам. Эти плосковершинные подводные горы вы-

сотой 1,5 - 3 км в большом количестве имеются в центральной части

Тихого и по периферии Индийского и Атлантического океанов Они

покрыты толщей коралловых известняков с мелководной фауной

позднего мела. Отсюда следует, что гайоты в позднемеловых морях

были вулканическими островами, вершины которых по мере их по-

гружения разрушились волнами и ветром, возникший в результате

этого атолл погрузился под воды кайнозойского океана Высота гайо-

та, на вершине которого могли жить кораллы, отражает глубину моря

Она равна 1,5 - 3,0 км. Аналогичные цифры, как помнит читатель, по-

лучили и мы, но из других, независимых источников

Подводя итог проведенному рассмотрению начального этапа океа-

низации Земли, необходимо отметить, что в позднем мезозое, т.е. 70 -

165 млн лет назад, Мирового океана как такового еще не существова-

ло. Для этого, как мы теперь понимаем, еще было мало накоплено

свободной воды на земной поверхности Однако именно в позднем

мезозое началось заложение первых глубоководных морских бассей-

нов по периферии будущих Атлантического и Индийского океанов и в

центре Пацифика. Общее направление увеличения площади морских

бассейнов, во-первых, происходило от периферии будущих континен-

тов к центру будущих океанов, во-вторых, наоборот - от центра к пе-

риферии (см рис 12 на с. 60). В целом же заметно смещение общего

плана водной оболочки Земли в сторону современных континенталь-

ных блоков. Иными словами, поздний мезозой еще оставался в целом

трансгрессивным на большей части континентальной суши и регрес-

сивным в области будущих океанов Срединные зоны Атлантики и

Индийского океана, а также обширные площади периферии Тихого

океана еще были заняты сушей. В юре обширные ее площади были

покрыты материковыми льдами.

3.6. Моря эпохи океанизации

В кайнозое, т.е. 60 млн. лет назад, объем поступления свободной

воды на земную поверхность начинает быстро возрастать. Это хорошо

видно на рис 13 (с. 62) Одновременно резко расширилась площадь

палеогеновых морских отложений на территории современных океа-

нов (см рис. 11 на с. 59). Граница распространения палеогена по дан-

ным бурения прослеживается до середины склона, а местами и до

гребней рифтовых хребтов Однако сводовая область этих хребтов, как

правило, лишена палеогеновых осадков. Здесь, в том числе и в рифто-

вой долине, распространены лишь осадки более молодого, неогеново-

го возраста Нередко они «запечены» в базальтовых лавах современно-

го происхождения

Осадочный покров палеогена закономерно сокращается по мощно-

сти на сводах рифтовых хребтов Все это позволяет заключить, что до

конца палеогена сводовые области рифтовых хребтов и ряда подвод-

ных возвышенностей еще оставались сушей Лишь в конце палеогена -

начале неогена срединные области Атлантики и Индийского океана,

рифтового Восточно-Тихоокеанского хребта (рис. 9, 10) были вовле-

чены в продолжающееся погружение океанических секторов По-

видимому, в середине неогена здесь возникли глубоководные условия

и океан приобрел границы, близкие к современным

Таким образом, в кайнозое происходит быстрое смещение общего

плана водной оболочки планеты с континентальных блоков в область

будущих океанов Происходит окончательное формирование их кон-

туров Иными словами, ранний кайнозой становится трансгрессивным

на большей части современных океанических площадей и существен-

но регрессивным (что подтверждается и данными H M Страхова) в

пределах континентальных блоков Именно палеоген является эпохой

массовых опусканий дна океанических областей Судя по распростра-

нению морских осадков этого возраста (см карту на рис. 11), почти

две трети площади современного Мирового океана заложилось в это

время Отсюда неслучайно широкое распространение кайнозойского

платобазальтового вулканизма на дне котловин всех океанов Более

молодой поздненеогеновый (современный) вулканизм имеет уже бо-

лее ограниченное распространение и охватывает области гребней риф-

товых хребтов, островных дуг и Кордильер восточной окраины Тихо-

го океана. Из приведенного ясно, что он, по существу, маркирует зоны

позднейших неоген-четвертичных опусканий суши, вовлеченные в

общий процесс океанизации Земли Отсюда становится понятным, что

современная тектоническая активность, выражающаяся в высокой

сейсмичности и вулканизме рифтовых зон в срединной части Атлан-

тики, Индийского и Тихого океанов, на островных дугах и по перифе-

рии Пацифика, отражает фронт последнего этапа океанизации в этой

обширнейшей области Земли Замечательно, что образование гигант-

ских глубоководных впадин океанов сопровождалось ускоренным по-

ступлением глубинных вод Если бы этого не происходило, перед на-

шим взором предстали бы зияющие впадины океанов, едва заполнен-

ные водой, над которыми возвышались бы глыбы материков Но этого

не произошло

Одновременность процессов опусканий, вулканизма и ускоренного

притока эндогенной воды отнюдь не случайна Это звенья одного об-

щепланетарного процесса.

Обращаясь к особенностям осадконакопления в кайнозойских бас-

сейнах, нельзя не отметить резкое возрастание терригенных отложе-

ний При этом преобладают глубоководные фации. Возрастает также

доля карбонатного осадконакопления Вплоть до конца палеогена (35

млн лет назад) в Северной Атлантике и в районе Норвежско-

Гренландского бассейна отлагались мелководные, лагунные и дельто-

вые речные осадки, формировалась красноцветная кора выветривания

- образование, типичное для континентальных условий По мнению

ведущего отечественного специалиста по этим породам А И Анатоль-

евой, до конца палеогена в распространении красноцветных отложе-

ний на современных континентах нет былой четкой зональности Они

формировались на всех широтах, включая околополярные Следова-

тельно, вплоть до неогена (35 млн. лет назад) на Земле господствовал

теплый тропический и субтропический климат, а резкой широтной

дифференциации климатической зональности, подобной современной,

не существовало Этот весьма важный факт может быть обусловлен

тем, что еще 30 - 35 млн лет назад современной глобальной водной и,

следовательно, воздушной циркуляции на земном шаре еще не суще-

ствовало Последнее могло иметь место лишь при ином плане разме-

щения океанических бассейнов И действительно, разобщение океанов

сводовой сушей срединных хребтов (см рис 12 на с 60), значительно

отставших в опускании от глубоководных котловин (что подтвержда-

ется расчетными данными), существование сухопутных мостов между

Австралией, Южной Америкой и Антарктидой, наличие суши вплоть

до конца палеогена в западной части Тихого океана, где лишь в неоге-

не начали формироваться глубоководные котловины и вулканические

гряды будущих внешних островных дуг, - все это, несомненно, пре-

пятствовало развитию единой системы водно-воздушной циркуляции.

Ее установление началось лишь после опускания этих еще обширных

областей суши, которое произошло в неогене.

Поскольку далее нам придется оперировать более конкретными

единицами времени кайнозойской эры, чем известные уже читателю

периоды палеогена и неогена, приведем геохронологическую таблицу

для данного отрезка геологической летописи Земли Пользуясь этой

таблицей как ключом, читатель может теперь следить за временем в

наших дальнейших изложениях.

Таблица 3

Основные подразделения кайнозоя

Эпоха

Продолжительность,

млн. лет

Время начала эпохи,

млн. лет назад

Голоцен

0,01

Плейстоцен

2,0

2.0

Неоген

Плиоцен 5,0 7.0

Миоцен

19,0

26.0

Палеоген

Олигоцен 12,0

38.0

Эоцен 16.0

54,0

Палеоцен

13.0

67.0

Итак, окончательное установление термических контрастов на по-

верхности Земли, близких к современным, а с ними и особенностей

климата произошло лишь во второй половине миоцена после погру-

жения последних сухопутных мостов в океане В итоге установились

глобальная система океанских течений и в значительной мере контро-

лируемые ими особенности атмосферной циркуляции. Современный

климат - это в конечном счете тоже продукт океанизации

Широкое развитие в палеогеновых осадках карбонатных пород да-

ет основание для двух важных заключений. Во-первых, глубина океана

в это время еще не превзошла критическую, т.е. 4000 - 4500 м, ниже

которой происходит растворение карбоната кальция Во-вторых, оно

указывает на общее потепление в это время климата на земном шаре

Последнее подтверждается находками остатков лиственных деревьев

далеко за полярным кругом - на Шпицбергене, Земле Франца-Иосифа

и других островах, т.е. 25 - 40 млн. лет назад климат в районе Север-

ного Ледовитого океана был такой же, как сегодня в Крыму. Об этом

же свидетельствуют и распространенные здесь красноцветы, о кото-

рых мы упоминали выше

После юрского периода Земля впервые не имела материковых лед-

ников, за исключением, возможно, высокогорных

Миоценовые, плиоценовые и четвертичные морские осадки покры-

вают практически все дно океана. Это типичные океанические отло-

жения. Повсеместно они содержат глубоководные фации.

Во второй половине миоцена континенты приобрели современные

очертания и- образовалось единое зеркало Мирового океана Исчезли

последние сухопутные мосты вдоль сводов рифтовых хребтов. Как

видно из приведенной ниже таблицы, наиболее быстрое углубление

дна в кайнозое происходило в районе океанических котловин и в при-

легающих морях. Заложенные еще в позднем мелу возвышенности

опускаются в 2,5 - 3 раза медленнее Поэтому к четвертичному перио-

ду они сохраняются в виде остаточных возвышенностей. К таковым в

океане относятся все рифтовые хребты и глыбовые поднятия типа

Роккол (западнее Англии), Риу-Гранде (к востоку от Бразилии), Сьер-

ра-Леоне (в экваториальной Атлантике) и многие другие

Таблица 4

Средняя скорость опускания дна океанов, мм/1000 лет

Океан

Внутренние

моря

Котловины

Континенталь-

ная окраина

Подводные воз-

вышенности

Атлантический

275 173 84

Индийский

390

Тихий

170

112

100 54

Мировой

280

126

Моря западной части Тихого океана начинают формироваться

только в миоцене в результате стремительного опускания краевых час-

тей некогда (еще в палеогене) единого континента, объединявшего

Азию, Индостан, Индонезийский архипелаг и Австралию. В миоцене

этот огромный континентальный блок в результате проседания от-

дельных его частей распадается на разобщенные острова и глыбы кон-

тинентов. Около 6 млн. лет назад на месте Средиземного моря была

низменная суша, местами заболоченная или покрытая мелководными

лагунами. В течение последующих нескольких миллионов лет она бы-

стро опустилась, возникли современные глубоководные (до 4000 мет-

ров и более) котловины к западу и востоку от о Сицилия

Черного моря, как и Каспийского, миллион лет назад еще не суще-

ствовало. Последующее обрушение коры создало здесь глубоководные

бассейны (1000 - 2000 м).

Такими же недавними, геологически очень молодыми образова-

ниями являются практически все глубоководные желоба Мирового

океана Они возникли в течение последних 1 - 2 млн лет В последние

2 млн лет в океан добавилось (при средней скорости поступления во-

ды около 0,6 мм в год) около 1200 м свободной воды. Эта вода не за-

топила континенты не потому, что последние поднимались, как это

нередко приходится слышать и читать На Земле нет таких сил, кото-

рые смогли бы выполнить эту гигантскую работу. К тому же поднятие

1/3 поверхности Земли противоречит основному принципу ее гравита-

ционной организации

Избытки воды были поглощены вновь образовавшимися Среди-

земным, Черным, Каспийским морями, углубившимися морями Запад-

ной окраины Тихого океана и в значительной мере возникшими впа-

динами глубоководных желобов, общая протяженность которых со-

ставила более 30 тыс. км. Увеличившаяся в итоге емкость впадин Ми-

рового океана поглотила эти избытки воды, и поэтому она не выплес-

нулась глобальной трансгрессией на материковую сушу.

Тем не менее вопреки геологическим данным биологи нередко от-

стаивают точку зрения о большей древности желобов В качестве до-

казательства приводятся эндемичные (встречающиеся только в данном

желобе) виды донной (бентосной) фауны, некоторые из которых жили

еще в палеозойских морях На этом же основании говорят и о палео-

зойском и даже более древнем возрасте Мирового океана современ-

ных размеров и глубины

На самом деле руководствоваться только этой фауной в отрыве от

других, в частности, рассмотренных здесь, данных для установления

такого фундаментального вопроса, как возраст океана, нельзя

100