Введение
Геодинамика как наука возникла в конце 50-х годов XX в., когда теория литосферных плит была подтверждена научными открытиями (спрединг океанического дна, палеомагнетизм и т.д.). Одна из важнейших проблем геодинамики - изучение перемещения литосферных плит. Зная точное значение параметров перемещения плит (координаты полюса вращения и угловую скорость вращения), можно решать важнейшие геодинамические и геодезические задачи: построение и уточнение земной системы координат, исследование приливно-отливных явлений в океанах и земной коре, изучение гравитационного поля и формы Земли, изучение особенностей ее вращения. Так как землетрясения чаще всего происходят на границах плит, то результаты изучения тектоники плит могут быть использованы для предсказания землетрясений.
Развитие космической геодезии в последние десятилетия, обеспечивающее данными о скоростях движения точек на земной поверхности, позволило поднять геодинамические исследования на качественно новый уровень, а благодаря современным информационным технологиям исчезла проблема обработки больших массивов наблюденных данных.
Как всякая область науки, занимающаяся изучением природных процессов, геодинамические исследования требуют соответствующего картографического сопровождения. До настоящего времени картографирование движения точек на земной поверхности должным образом не развивалось. Сравнительно немногочисленные карты, основывающиеся на результатах наблюдения систем космической геодезии, носят откровенно иллюстративный характер и имеют очевидные недостатки: они бессистемны и не унифицированы, не приведены к единой картографической основе, представляют информацию в чрезмерно обобщенном виде. Отмеченные недостатки приводят к тому, что эти карты выполняют только одну функцию, присущую картографическим изображениям — фиксировать, визуализировать результаты наблюдений, но они не могут быть инструментом исследования. В то же время значительная и постоянно возрастающая информация о движении точек на земной поверхности, обширные геологические и геофизические данные требуют создания системы картографического обеспечения геодинамических исследований, которая позволила бы выявлять пространственно-временные особенности и изменения
регистрируемых геодинамических параметров. В полной мере это может быть обеспечено только с использованием ГИС-технологий, что позволит проводить геодинамический мониторинг, обновляпъ базы данных, систематизировать и визуализировать полученные результаты в виде различных тематических карт, выявлять взаимодействие различных явлений в геодинамике и геодезии, а также в сейсмологии и других областях наук, связанных с тектоникой литосферных плит. Опыт создания такой ГИС отсутствует, необходимость разработки ее картографической части и определила выбор темы диссертации.
Цель данной работы - определение основных установок современного геодинамического картографирования на примере разработки принципов структуры и картографического содержания самостоятельной ГИС посвященной геодинамике и тектонике литосферных плит, создание тематической коллекции карт, отражающих различные геодинамические параметры.
Для решения поставленной задачи исследование должно развиваться в следующих направлениях:
- изучение предметной области геодинамики, что позволит сформулировать основные принципы картографирования геодинамических процессов и определить элементы содержания создаваемых карт;
- определение возможной структуры ГИС, соответствующей необходимому информационному обеспечению картографирования геодинамических процессов;
- экспериментальное картографирование различных геодинамических параметров: землетрясений, скоростей движения точек на земной поверхности, результатов геодинамического моделирования (невязок наблюденных и модельных скоростей);
- выявление потенциальной индикационной значимости картографируемых геодинамических параметров.
При экспериментальном картографировании помимо разработки методических вопросов, что неизбежно при отсутствии предшествующего опыта, необходимо оценить возможность анализа геодинамических процессов с помощью создаваемых карт, выявить потенциальную индикационную значимость картографируемых геодинамических параметров.
Глава 1. Геодинамические процессы как объект картографирования.
Разработка принципов картографирования любого явления (территориальные охваты и оптимальные масштабы, система картографируемых объектов и показателей и способы их выявления, методика и технология работы) требует изучения предметной области соответствующей науки, анализа состава и структуры исходных данных и методов их получения. Эти вопросы рассмотрены в главах I, П настоящей работы.
1.1. Возникновение и развитие геодинамики и теории тектоники литосферных плит.
Идея о дрейфе континентов была выдвинута на основе анализа картографических изображений в конце XVI века, когда, благодаря Великим географическим открытиям, на картах появилось изображение Американского континента. Первыми на сходство береговых линий Африки, Европы и Америки обратили внимание Абрахам Ортелиус (Abraham Ortelius) в 1596 г. и Фрэнсис Бэкон (Sir Francis Bacon) в 1620 г.[1]. Великий русский ученый М.В.Ломоносов указывал в XVIII веке на возможность горизонтального перемещения «великих частей земного шара». Но это скорее были гениальные догадки, чем начало новой теории.
Первую научную гипотезу, позволившую искать причинно-следственные связи в геологических явлениях, выдвинул французский геолог Эли де Бомон (ЕИе de Beaumont) (1830-е гг.). Он объяснял тектоническую активность нашей планеты постепенным остыванием и сжатием, за счет чего на поверхности Земли появляются горные сооружения и складчатость. Эти представления господствовали почти до 30-х годов XX века.
В то же время, уже в конце XIX века появились первые научно обоснованные идеи передвижения частей земной коры. Английский пастор и талантливый физик Освальд Фишер (Oswald Fisher) в своем труде «Физика земной коры», изданном в 1889 году, за 70 лет до появления основополагающих работ по тектонике плит нарисовал модель развития геологических процессов на Земле, близкую к современным воззрениям. Он считал, что океаническая кора образуется за счет излияния базальтов из трещин в зонах ее растяжения, таких как, например, в
Исландии и на осевых хребтах в океанах, а в существующих по периферии зонах сжатия, океаническое дно опускается под островные дуги и континентальные окраины. По мнению Фишера, континенты пассивно «дрейфуют» вместе с океанической корой от зон растяжения к зонам сжатия, и движущим механизмом для перемещения блоков служат конвективные течения магмы под земной корой [2].
В 1912 г. выдающийся немецкий физик и метеоролог Альфред Вегенер (Alfred Wegener) предложил гипотезу дрейфа континентов. Он, как и Абрахам Ортелиус, обратил внимание на необычайную совместимость очертаний западных и восточных береговых линий Атлантического океана и провел анализ картографического изображения западного побережья Африки и восточного побережья Южной Америки, "соединив" их изображения в единое целое [1] (рис.1, 2). В качестве других аргументов, свидетельствующих о дрейфе материков и о распаде некогда существовавшего суперматерика Пангеи, Вегенер приводил однотипность геологического строения материков, окружающих этот океан, общность древней палеозойской и мезозойской флоры и фауны на разобщенных ныне континентах, а также следы почти одновременного позднепалеозойского покровного оледенения в Южной Америке, Южной Африке, Индии и Австралии.
Идеи Фишера и Вегенера опередили свою эпоху, и современники не смогли по достоинству оценить их. Только в 50-60 гг. XX в. были сделаны геофизические открытия, подтверждающие гипотезу о перемещении отдельных частей земной коры. Главную роль в этом сыграли исследования геологического строения океанического дна и связанных с ним полосчатых магнитных аномалий [2].
Интенсивное исследование океанического дна, начатое во время Второй Мировой войны и продолженное в 1950-х гг. ВМС США, привело к открытию крупнейшей системы подводных хребтов, расположенных по осевым зонам молодых океанов и опоясывающих Землю непрерывной цепью длиной до 70 тыс. км [2,3]. По гребням срединно-океанических хребтов были обнаружены рифтовые зоны (глубокие трещины растяжения), со дна которых всегда извлекаются только молодые базальты. Возраст дна всех океанов, судя по времени образования океанических островов и донных осадков, всегда оказывался сравнительно молодым - не более 150-160 млн лет, тогда как средний возраст самих континентов превышает 2-2,5 млрд лет [4].
Гипотеза дрейфа континентов стала быстро возрождаться, но уже на новом уровне, и к концу 60-х гг. переросла в теорию тектоники литосферных плит. В 1968 г.
Американский геофизик Джейсон Морган (Jason Morgan) и французский геофизик Ксавье Ле Пишон (Xavie Le Pishon) [5] выделили наиболее крупные литосферные плиты и рассчитали параметры их движения по поверхности земного шара От даты публикации статьи Моргана «Rises, trenches, great faults and crustal blocks» в журнале «Journal of Geophysical Researches» и отсчитывает свою историю современная тектоника плит [6].
Научная гипотеза тектоники плит практически мгновенно подверглась проверке, причем с положительным результатом, - благодаря начавшимся еще в 1968 г. работам по глубоководному бурению. В осуществление этого проекта включились крупнейшие научные организации и нефтяные компании США. К 1994 г. были пробурены 952 скважины, охватившие почти всю площадь Мирового океана, кроме арктических вод. В настоящее время вместе со специалистами нашей страны разрабатываются проекты глубоководного бурения в Арктике. Безусловно, самый большой вклад в создание и развитие этой теории внесли геологи и геофизики, занимавшиеся изучением строения и развития океанического дна [3]. Среди них зарубежные исследователи: Гарри Хесс, Фредерик Вайн, Драммонд Метьюз, Джордж Вильсон, Эдвард Буллард, Джейсон Морган, Ксавье Ле Пишон и др.; а также советские и российские ученые: Виктор Ефимович Хаин, Алексей Никитич Храмов, Олег Георгиевич Сорохтин, Лев Павлович Зоненшайн, Сергей Александрович Ушаков, Юрий Иванович Галушкин и многие другие.
Именно их усилиями тектоника плит, родившаяся как гипотеза почти сто лет назад, в 1960-1970-х гг. получила всестороннее подтверждение и стала полноправной геологической теорией [7]. Позднее она вошла органичной составной частью в более общую науку - геодинамику.
С середины 1980-х гг. изучение тектоники литосферных плит вышло на новый уровень развития. Бурное развитие космической геодезии и вычислительной техники, позволило получать и обрабатывать данные о скоростях движения точек на земной поверхности. Постепенное накопление этих данных потребовало их визуализации, что и привело к появлению первых картографических работ, отражавших результаты выполненных наблюдений.
Рис.1
Рис.2
1J2. Основные положения теории тектоники литосферных плит.
Три основных положения в концепции теории тектоники литосферных плит сформулированы в серии работ 1967 и 1968 гг. [8]: /. Механическая модель верхней мантии состоит из упругого жесткого
наружного слоя ~ литосферы и подстилающего его размягченного слоя —
астеносферы.
Литосфера - верхняя оболочка Земли. В современном понимании она включает в себя не только земную кору, но и часть верхней мантии, в которой мантийное вещество остыло и превратилось в горную породу. Характерным признаком литосферы является ее жесткость и длительная прочность и, следовательно, ее способность сохранять неизменную форму и строение при отсутствии внешних воздействий [2].
С глубиной температура Земли постепенно возрастает. Поэтому под литосферными плитами обычно располагается астеносфера, вещество в которой уже частично расплавлено или размягчено. В противоположность литосфере астеносфера (пластичная оболочка мантии) не обладает пределом прочности и ее вещество может деформироваться (течь) под действием даже очень малых избыточных давлений.
Все крупные поверхностные структуры Земли (горные сооружения, океанические впадины и т.д.) стремятся к состоянию полного архимедова равновесия, лишь незначительно отклоняясь от него. Это стремление проявляется прежде всего как реакция на внешнюю нагрузку. Крупные участки земной поверхности погружаются, если вес их увеличивается и воздымаются, если их вес уменьшается (например, в результате оледенения или таяния ледников). Характерным примером может являться Скандинавия, где происходит постледниковое поднятие [3,9].
2. Верхняя оболочка Земли — литосфера разделена на отдельные геодинамические структуры —литосферные плиты.
3. Литосферные плиты являются жесткими телами, поэтому кинематика их перемещения на сфере подчинена строгим геометрическим правилам.
10
13. Литосферные плиты, их кинематика. Основные геодинамические
структуры.
1.3.1. Существующие модели движения литосферных плит.
Построение мгновенной, современной кинематической модели движения литосферных плит является центральной задачей тектоники плит.
Первые модели относительной мгновенной кинематики плит были построены по геологическим и геофизическим данным (линейные скорости раздвижения плит в рифтовых зонах, азимуты трансформных разломов, и т.д.).
В 1968 году Ле Питоном была создана подобная модель для шести наиболее крупных плит: Тихоокеанской, Евразийской, Северо-Американской, Южно-Американской, Индийской, Африканской [10]. Для нее было использовано около 30 значений линейных скоростей раздвижения плит в рифтовых зонах и почти столько же азимутов трансформных разломов в Атлантическом, Тихом и Индийском океанах.
В 1974 г. появилась модель Минстера и Джордана (Minster, Jordan). Для вычисления глобальной замкнутой модели относительной мгновенной кинематики литосферных плит ими было использовано значительное количество определений фокальных механизмов в очагах землетрясений на трансформных разломах и в зонах поддвига плит, а также использован метод максимального правдоподобия, позволивший получить решение математически более корректное, чем в ранних исследованиях и оценить значимость геологических и геофизических исходных данных [11]. В более поздней модели Минстера и Джордана - АМО-2, были вычислены угловые скорости вращения для 11 плит: Африканской, Антарктической, Аравийской, Карибской, Кокос, Индийской, Паска, Северо-Американской, Тихоокеанской, Южно-Американской, Евразийской.
В 1978 году советские ученые Ю.И.Галушкин и С. А. Ушаков усовершенствовали модель Минстера и Джордана 1974 года и сделали расчеты относительной кинематики для 12 (была добавлена Филиппинская плита) наиболее крупных литосферных плит. Всего для расчета было использовано 83 значения линейных скоростей на дивергентных границах и 196 азимутов направлений относительных движений, определенных по простираниям трансформных разломов и по фокальным механизмам в очагах землетрясений на границах плит [12,13].
Еще более совершенная геолого-геофизическая модель - NUVEL-1 (с фиксированной Тихоокеанской плитой) была рассчитана Де Метсом, Гордоном,
11
Аргусом (C.De Mets., R.G.Gordon, D.F.Argus) и др. в 1990 г. В этой модели, в отличие от АМО-2, Индийская плита разделена на Австралийскую и Индийскую, а также добавлены плиты Филиппинская плита и Хуан-де-Фука [14,15].
Модель NUVEL-1 совершенствовалась и в 1991 г. Аргус и Гордон создали NNR-NUVEL-1 (No-net-rotation), основанную на принципе отсутствия глобального вращения. Расчеты относительной кинематики были сделаны для тех же 14 плит, что и в модели NUVEL-1 [16].
В 90-хх гг., благодаря развитию космической геодезии и новой информации в области тектоники плит, появилась возможность уточнения существующих моделей. Были замечены расхождения скорости изменения длин баз, определяемых по лазерной локации спутников и по модели NUVEL-1. Примерно такие же расхождения наблюдались и по данным РСДБ наблюдений. Например, скорость изменения базиса WESTFORD (США) - ХУЕТгЕЬЦГермания) согласно модели составляет 18,8±0,5 мм в год, а по измерениями РСДБ за период (1985-1990 гг.) равна 14,9±0,4 мм в год [17]. При этом имелись в виду базисы, расположенные во внутренних, стабильных участках плит. Вероятно, что определенный эффект вносят локальные деформации и движения конечных пунктов локальных базисов относительно ближайших геологических структур. В итоге была введена некоторая коррекция астро-геохронологической временной шкалы модели NUVEL-1 (все оценки скоростей уменьшены на 6%) и в 1994 г. появилась более совершенная модель NUVEL-1A. Расчеты для этой модели были сделаны для 12 плит: Евразийской, Северо-Американской, Южно-Американской, Тихоокеанской, Африканской, Индийской, Австралийской, Антарктической, Аравийской, Карибской, Наска, Кокос.
Самая поздняя и точная геолого-геофизическая модель NNR-NUVEL-1А была создана в 1994 г. Параметры относительной кинематики вычислялись для 16 плит (были добавлены плиты: Филиппинская, Хуан-де-Фука, Ривера, Скотия).
В 1998 г. появилась кинематическая модель Германа Древеса (HLDrewes) -Apkim 2000.0., построенная по данным методов космической геодезии VLBI, GPS, SLR. Расчеты проведены для 12 плит: Африканской, Антарктической, Арабской, Австралийской, Карибской, Евразийской, Наска, Северо-Американской, Тихоокеанской, Южно-Американской, Восточно-Азиатской, Сомалийской. Пока это единственная модель, где для вычисления параметров кинематики плит были использованы геодезические данные об абсолютных скоростях движения плит [18].
12
Ни одна из существующих кинематических моделей не является совершенной, они отличаются количеством плит и оценками скоростей движения. В геофизических моделях исходными данными служили сведения об относительных скоростях движения плит, в геодезической модели — абсолютные скорости плит. Но современных данных космической геодезии пока еще не хватает для того, чтобы рассчитать движение всех выделяемых плит. Поэтому большой популярностью пользуются геофизические модели NNR-NUVEL-1A и NUVEL-1A, которые уточняются с помощью данных космической геодезии.
1.3.2. Кинематика литосферных плит.
В основе построения кинематической модели взаимно согласованного движения литосферных плит на сферической Земле лежит теорема, доказанная великим русским математиком Леонардом Эйлером в 1776 г [8].
Согласно теореме Эйлера любое перемещение абсолютно жесткой плиты на сфере из некоторого начального положения в некоторое конечное можно осуществить путем ее поворота на некоторый угол вокруг мгновенной оси вращения - прямой, проходящей через центр сферы. Ось вращения пересекает поверхность сферы в двух точках- полюсах вращения, или в эйлеровых полюсах. В сферическом пространстве все перемещения являются вращениями, они происходят по дугам окружностей, а кратчайшее расстояние между двумя точками - не прямая, как на плоскости, а дуга большого круга с центром, расположенном в центре сферы.
Система вращения каждой плиты представляет собой два эйлеровых полюса-антипода и связанную с ними систему эйлеровых меридианов и параллелей. Каждой литосферной плите соответствует своя индивидуальная система вращения. Эйлеровы меридианы являются большими кругами, а эйлеровы параллели (кроме экватора) - малыми кругами. Количественной характеристикой движения плит является угловая скорость вращения со. При постоянной угловой скорости вращения различные точки вращающейся плиты движутся с разными линейными скоростями V.
1.3.3. Механизм движения литосферных плит. Горячие точки Земли (плюмы).
Тектоника плит является поверхностным проявлением конвективных движений в недрах мантии. Эти движения очень сложны и еще недостаточно изучены. Прямым свидетельством существования единой структуры массообмена, пронизывающего верхнюю и нижнюю мантии, являются сейсмические наблюдения.
13
«Шлейфы» опускающихся в мантию литосферных плит прослеживаются под зонами субдукции (субдукция - процесс погружения в мантию литосферных плит) значительно глубже предельного уровня возникновения землетрясений (до 1400 км), то есть уже в нижней мантии. Доказательствами существования глубинных мантийных конвективных течений, не связанных с движением плит, могут служить факты раскола Африканского континента по системе Красное море - Аденский залив - Восточно-Африканские рифты, отодвигание Аравии от Африки; расширение Атлантического и частично Индийского океанов и т.д. Эти явления не могут быть связаны с затягиванием тяжелых океанических плит в мантию, так как они требуют для своего объяснения привлечения идеи существования самостоятельных конвективных течений мантийного вещества, действующих на подошву литосферных плит снизу. Доказательством этого служит раскол Пангеи на отдельные части - современные материки. Это произошло в середине мезозоя, а дрейф континентов (и раскол Африки) продолжается до сих пор.
Геодинамические реакции океанических и континентальных плит на конвективные движения в мантии существенно различаются. Скорее всего этим и объясняются меньшие скорости движения плит смешанного типа (где континентальная кора «спаяна» с океанической) по сравнению со скоростями чисто океанических плит [2].
На поверхности Земли были выявлены менее яркие "следы" конвекции в мантии, которые тем не менее имеют важное значение для понимания тектоники Земли. В 1963 г. Уилсон (Wilson) выделил куполообразные структуры выхода базальтовых магм, не связанных с границами плит и назвал их горячими точками (hot sports). Диаметр этих структур может достигать 200 км и они характеризуются повышенным тепловым потоком. Уилсон предполагал, что горячая точка располагается над фиксированным объектом в мантии, который "прожигает" проходящую над ним литосферу [19]. В 1972 г. Морган выдвинул для их объяснения свою гипотезу о плюмах — горячих струях в мантии, подходящих к основанию литосферы; при этом литосфера локально приподнимается и проплавляется [20].
Выделяют примерно 122 горячие точки, неравномерно распределенные по поверхности Земли. Для тектоники плит горячие точки представляют интерес как индикаторы движения плит [8] (рис.3).
14
1.3.4. Основные геодинамические структуры.
1.3.4.1. Литосферные плиты
Литосфера Земли не является сплошной оболочкой. Она разделена на плиты, движущиеся по поверхности под воздействием конвективных течений в мантийной оболочке и взаимодействующие своими краевыми частями [3].
В зависимости от вида земной коры вьщеляют: континентальные, океанические плиты и литосферные плиты смешанного типа. Почти все плиты имеют смешанный тип и включают в себя как континентальную, так и океаническую части. Только три плиты можно назвать почти чисто океаническими: Тихоокеанскую, Кокос и Наска. Существует и почти континентальная плита -Аравийская.
Литосферные плиты делятся по размеру на крупные (мегаплиты) -поперечный размер которых превышает тысячу километров, средние (мезоплиты) -менее тысячи км в поперечнике и микроплиты, размерами в сотни километров.
В разных моделях вьщеляют разное количество плит. Это вызвано тем, что сейсмичность, магматизм, скорость взаимодействия плит на разных границах имеют разную интенсивность и не всегда можно четко определить границы плит.
В большинстве моделей движения литосферных плит вьщеляют 7 мегаплит -Евразийская, Северо-Американская, Южно-Американская, Тихоокеанская, Африканская, Индийская и Антарктическая. Причем Индийская плита иногда бьшает разделена на две части: Индийскую и Австралийскую, как в модели NUVEL-1 (прил.1).
Также существует 6 мезогогат- Аравийская, Сомалийская, Карибская, Филиппинская, Наска и Кокос. Но, так как раздвиговые движения по границе, разделяющей Африканскую и Сомалийскую плиты малоинтенсивны, поэтому иногда тектоно-магматическую активность на этой границе рассматривают как внутриплитовую и считают Сомалийскую плиту частью Африканской. Приводятся доводы в существование таких плит как Скотия, Берингия. Некоторые ученые признают выделение Иберийской, Анатолийской, Охотоморской, Амурской плит.
В районах с сильными деформациями земной коры существует большое количество микроплит. К числу тех из них, которые утвердились в литературе можно отнести микроплиты, выделенные между Австралийской и Тихоокеанской плитой, а также микроплиты, выделенные в крайней северо-восточной части Тихого океана, у берегов Канады и США (Хуан-де-Фука, Горда, Ривера) [21]. Например, в
15
сложном тектоническом районе Папуа-Новой Гвинеи, находящемся на месте схождения Австралийской и Тихоокеанской плит австралийские ученые выделяют до 4 микроплит [22].
1.3.4.2.Типы межплитовых границ
В геодинамической теории рассматриваются различные типы границ между литосферными плитами. Но необходимо отметить, что в литературе нет разделения между понятиями граница и зона Для картографирования было принципиально важно разделить эти понятия, так как граница - это линейный объект, а зона-площадной. Поэтому была разработана классификация различных типов границ и зон между литосферными плитами:
1. Дивергентные границы, или границы раздвижения. Это границы типа рифтов, которые формируются в зонах растяжения земной коры. В основном это спрединговые границы (спрединг - "растекание" океанического дна и процесс образования океанической коры в осевых зонах срединно-океанических хребтов). В тех случаях, когда дивергентная граница пересекает материк, выделяют континентальные рифтовые границы.
2. Конвергентные границы, или границы сближения литосферных плит. Этот вид границ присущ зонам сжатия. Выделяют субдукционные границы и коллизионные границы (границы в зонах столкновения плит континентальными краями).
3. Трансформный тип границ или границы скольжения. Такой тип границ возникает при горизонтальном проскальзывании плит относительно друг друга по трансформным разломам. Эти границы проявляются в виде крупных, протяженностью многие сотни километров, разломов, разрывающих глобальную систему срединно-океанических хребтов, континентальных рифтов и систему океанических желобов.
Но это разделение на три типа границ в действительности не является таким очевидным, как это первоначально представлялось. Например, направления перемещения плит в сторону зон субдукции далеко не всегда строго перпендикулярны по отношению к простиранию последних и нередко вдоль них возникает сдвиговая компонента. С другой стороны вдоль крупных трансформных разломов на некоторых участках наблюдается растяжение с образованием желобов или сжатие [21,23-26].
16
Главный индикатор границ плит - сейсмичность: сейсмические пояса очерчивают границы литосферных плит. Границам раздвижения свойственны мелкофокусные землетрясения, в очагах которых регистрируется растяжение поперек простирания этих зон. Границы сближения плит отмечены поясами глубокофокусной сейсмичности [27]. К началу 60-х гг. была создана мировая сеть стандартных сейсмологических станций для надежного выделения границ плит.
Но при реконструкции геологического прошлого нельзя опираться на сейсмичность, следы которой быстро теряются, уходя вглубь истории. Для восстановления прошлых границ плит главным является анализ магнетизма [28-32].
1.3.4.3.Геодинамические зоны, оконтуривающие литосферные плиты
Независимость систем вращения смежных плит обуславливает появление разных вариантов их кинематики. Отдельные плиты могут расходиться, сближаться, скользить друг относительно друга. В 1965 г. канадский геолог Джордж Вильсон (George Wilson) первым высказал теорию о том, что вся литосфера разбита на ряд плит, оконтуренных рифтовыми зонами, зонами поддвига плит и трансфорными разломами, возникающими при развитии в литосфере сдвиговых напряжений.
В современной тектонике литосферных плит выделяют зоны раздвижения, которые делятся на зоны спрединга и континентальные рифтовые зоны и зоны сжатия - это субдукционные и коллизионные зоны. Еще одним вариантом кинематики плит является горизонтальное проскальзывание плит относительно друг друга по трансформным разломам [33-37].
Современные исследования показали, что литосферные плиты способны также испытывать внутриплитовые деформации (горизонтальные, вертикальные, вращения), которым присуща определенная периодичность [38].
1.4. Основные принципы картографирования геодннамических процессов. 1.4.1. Возникновение и развитие тектонического картографирования.
Геодинамические процессы и проблемы тектоники литосферных плит отображаются в материалах с помощью тектонического картографирования. Первые попытки создания тектонических карт (точнее, карт-схем), относятся к концу XIX -началу XX века. Это были карты тектонических линий, на которых показывалось простирание складок и разломов, характерное для той или иной складчатой системы или платформы. К ним относятся, например, карты В. А.Обручева (Сибирь). Вторым
17 |
