Саянская страна. Расположена на юге Сибирской части России к западу от озера Байкал. Этот обширный регион включает систему протяженных горных хребтов с обширными котловинами между ними. С востока на запад простирается более чем на 1200 км, а с севера на юг – около 700 км.
Горные сооружения страны начинают формироваться еще с криптозоя. В эпоху Байкальской складчатости здесь возникли: Главный Восточно-Саянский антиклинорий, Окинское поднятие, заложилось складчатое основание Восточно-Тувинского нагорья. Значительно проявилась здесь и Каледонская складчатость, создавшая напластования юго-западной полосы Восточного Саяна, Западного Саяна, Тувинского нагорья и хребтов Танну-Ола. По окончанию тектонического цикла были образованы межгорные прогибы и впадины: Минусинская, Тувинская и др. В девоне отмечалась трансгрессия, сменившаяся сухопутным режимом уже в конце этого периода. С конца девона и до начала Альпийского цикла Саянская страна представляла собой сушу. В связи с этим она подвергалась сильной денудации и к началу кайнозоя представляла мелкосопочник. В неогене произошло активное поднятие территории страны и вторичное рождение Саянских гор. Высокая скорость протекания орогенных процессов привела к расчленению коры на разновысотные блоки, образованию многочисленных разломов и активации эффузивного магматизма. В четвертичном периоде этот регион подвергался деятельности ледника, следы которой сохранились до наших дней.
Т.о. для Саянской страны также характерно преобладание орогенных процессов, что имеет наглядное отражение в ее современной композиции рельефа.
Алтайская страна. Включает в себя самые высокие горы Сибири – Алтай; имеет деление на собственно Алтай, Гобийский Алтай и Монгольский Алтай. Расположена страна к югу от Саянской, на южных рубежах Сибирской части России.
Начало формирования структур Алтайской страны приходится на начало палеозоя. В кембрии, ордовике и силуре проходит начальная стадия развития геосинклинали, сопровождавшаяся трансгрессией и обильным осадконакоплением. Первые участки суши заложились на северо-востоке страны в период проявления Каледонской складчатости. К концу этого цикла были также сформированы Салаирский кряж, Кузнецкий Алатау и складчатые напластования Северного Алтая. В девоне вновь происходила трансгрессия, однако менее интенсивно, занимавшая лишь юго-западную часть страны. В начале карбо – на проявлялась Герцинская складчатость, приведшая к смятию пластов пород в складки и деформации каледонских структур. В конце периода территория представляла собой сушу, которая сохранялась до неогена. В связи с этим сформированные структуры были подвержены значительной денудации, ведущей за собой образование разновысотных блоков и активацию вулканизма. В эпоху Альпийской складчатости происходило интенсивное поднятие территории и возрождение горных структур Алтая. Пласты пород при этом подверглись расчленению системами горстов и грабенов, имеющих субширотное распространение. Поскольку тектоническая активность шла с юга, высота горных сооружений закономерно уменьшается в северном направлении. В четвертичный период происходило оледенение, оставившее типичные гляциальные формы рельефа.
В целом, как и для остальных стран азиатской части России, исключая Западную Сибирь, для Алтайской страны характерна определенная закономерность: раннее формирование складчатых структур, затем длительный сухопутный режим, сопровождающийся денудацией и вторичный орогенез в неогене, местами сохраняющий активность по сегодняшний день.
Таким образом, мы рассмотрели основные черты тектонической мобильности, происходившие на территории нашей страны в разные геологические эпохи. В целом же тектонических процессов, имевших место в прошлом и актуальных в настоящее время, великое множество, равно как и движущих сил. Об этом можно судить даже исходя из визуального обзора многообразия форм рельефа. Общий вывод здесь следующий: во-первых, еще раз подтвердилось, что тектоника как эндогенный процесс играет решающую роль в формировании структур рельефа; во-вторых, образование тех или иных структур и их дальнейшая деформация зависят от суммарного воздействия всех окружающих факторов (и от влияющих геологических сил, и от состава и свойств базовой структуры, и от окружающих структур и т.д.), что обусловливает дискретность композиции земной коры, как на территории России, так и на всем земном шаре.
Геотектонические гипотезы в истории геологии
В предыдущих главах мы рассмотрели тектонические структуры Земли, а также виды их движений. Однако помимо самих процессов тектонической мобильности ученых во все времена волновал вопрос о причинах этой мобильности. Взгляды и гипотезы менялись вместе с прогрессивным развитием технологий и всей научной мысли в целом. Рассмотрим же некоторые из них.
Взгляды на причины изменений земной коры и прочих процессов тектоники складывались еще с античных времен. Тогда существовали две основные школы: нептунистов и плутонистов. Первые считали, что причиной всех деформаций является вода и ее растворяющее воздействие на горные породы. Таким образом, основная роль отводилась экзогенным процессам. Вторые же высказывались за влияние на деформации подземного огня, а значит, перманентным считали действие эндогенных сил. После продолжительной эпохи Средневекового застоя, как в культуре, так и в науке с XV–XVI вв. начинается возрождение научной мысли; взгляды и научные гипотезы, в том числе и гипотезы мобильности коры, становятся более обоснованными и научными.
1. Гипотеза поднятий. 2 пол.XVIII в. Основоположниками ее являются М.В. Ломоносов и шотландский ученый Дж. Хаттон. (3) Позже их идеи развивались А. Гумбольдтом, Л. Бухом, Б. Штудером. Суть ее заключалась в том, что движущей силой тектонических процессов является внутреннее тепло Земли. Расплавленная магма поднимается к земной поверхности, либо извергаясь, либо оставаясь под землей и образуя выпуклые формы рельефа. Складчатые дислокации залегающих пород связаны с влиянием поднимающейся магмы. Однако впоследствии были получены новые геологические данные, не вписывающиеся в данную гипотезу. В частности были обнаружены поднятия и складки в зонах, где активный магматизм не проявлялся, также было выявлено несоответствие возраста магматических интрузий и возраста дислоцированных пород во многих горных структурах.
2. Гипотеза контракции. Была предложена французским геологом Эли де Бомоном в 30-е ггXIXв. Она основывалась на представлениях о первично расплавленном состоянии вещества Земли, сформулированных Кантом-Лапласом. После образования планеты вещество, ее составляющее, начало остывать. На поверхности образовалась твердая корка – земная кора, которая вынуждена была деформироваться под воздействием остывающей и сужающейся планеты. Деформации происходили в определенных зонгах – геосинклиналях. Закончена и рассмотрена на практике эта гипотеза была австрийским ученым Э. Зюссом в книге «Лик Земли» (1885–1909 гг.), где с позиций этой гипотезы автор объяснял геологию практически всего земного шара. (4)
Эта гипотеза также не выдержала критики в свете новых научных знаний. Во-первых, ученые отказались от гипотезы Канта-Лапласа и перешли к «холодной» космогонии (Шмидт), (7) говорящей об изначально холодном веществе Земли; во-вторых, было открыто явление естественной радиоактивности, излучаемой энергии при которой хватило бы, чтобы предохранить планету от остывания, будь она изначально горячей; в-третьих, были обнаружены шарьяжи, на образование которых понадобилось бы большее сокращение, нежели то, которое предлагала гипотеза контракции.
3. Пульсационная гипотеза. Появилась в 1 трети XX в. (В. Бухер, М.А. Усов, В.А. Обручев, в наши дни – Е.Е. Милановский). Согласно ей объем Земли на протяжении всей геологической истории изменялся: расширение сменялось сужением и наоборот. Соответственно земная кора испытывала те же движения, неизбежно деформируясь. Эпохи растяжения ознаменовывались активизацией вулканизма, рифтогенеза и спрединга, формирующего молодую океаническую кору. (3) Расширение планеты приводило к уменьшению емкости океанов, что подразумевало трансгрессии и отложение мощных слоев осадков на суше. В эпохи сжатия наоборот все эти процессы замедлялись, либо прекращались вовсе. Образуются складчато-надвиговые деформации, проявляются регрессии и активируются процессы денудации и эрозии. Гипотеза также была отвергнута большей частью научного мира. Изучив процесс формирования молодой коры в рифтовых зонах, ученые пришли к выводу, что количество коры, образовавшееся в зоне спрединга, приблизительно равняется количеству старой океанической коры, одновременно с этим поглощающейся в зоне субдукции. Т.о. глобального расширения планеты происходить не может, а поскольку процессы спрединга и субдукции идут всегда в одном направлении под сомнением оказывается и возможность смены растяжения сжатием.
4. Гипотеза расширяющейся Земли. (Б. Линдеман, О. Хильгенберг, М.М. Тетяев, 30-е гг XX в. Суть ее заключается в том, что планета Земля испытывает постоянное расширение и увеличение своего радиуса. С этих позиций довольно легко объясняется появление впадин и котловин, а также трещин и разломов толщи земной коры. Однако не поддается объяснению факт складчато-надвиговых деформаций и формирования горных систем. Эта гипотеза объясняла и образование материков, бывших когда-то единым целым, но разорвавшихся под действием сил растяжения. (5)
5. Гипотеза глубинной дифференциации. Сложилась в 30–50-е гг. XX в. В.В. Белоусовым, Р.В. Ван Беммеленом. По существу она являлась модернизированной в свете новых научных знаний гипотезой поднятий. (3) Принцип формирования горно-складчатых структур был тот же, однако более подробно был описан сам процесс. Под влиянием радиоактивного тепла плавилось вещество астеносферы, что вызывало дифференциацию верхнего слоя мантии. Этот процесс характерен для геосинклинальных областей с повышенным проявлением магматизма и повышенным количеством тепловых потоков. Расплавленное вещество мантии собирается в крупные тела – астенолиты, которые по глубинным разломам поднимаются к поверхности. Они расплавляют и преобразовывают базальтовый и гранитный слои земной коры. Одновременно с этим слой коры над астенолитом испытывает поднятие.