big-archive.ru

Большой информационный архив

                       

Эволюция типов литогенеза и развитие гидросферы

Некоторый свет на изменение условий влагооборота между океаном и сушей за время длительной геологической истории могут пролить капитальные исследования по общей теории образования осадочных отложений.

Страхов (1962, 1963) рассматривает эволюцию типов литогенеза в самой тесной связи с развитием атмосферы и гидросферы. Согласно его обобщениям, следует различать четыре качественно разных этапа развития атмосферы, гидросферы и осадочного породообразования: начальный (азойский), археозойский, протерозойско-рифейский, исторический. Последний этап начался около 500—600 млн. лет тому назад — с начала кембрия, протерозойско-рифейский — около 3 млрд. лет назад. Начало архейского и азойского этапов пока не установлено, но, очевидно, самый ранний — азойский — должен был начаться около 4,5—5 млрд. лет тому назад, т. е. после образования Земли как планеты. По мнению того же исследователя, абсолютную продолжительность азойского этапа развития гидросферы, атмосферы и литогенеза условно можно принять равной 500 млн. лет. В таком случае начало археозойского этапа должно было наступить около 4—4,5 млрд. лет тому назад.

В истории Земли Страхов различает четыре типа литогенеза: вулканогенно-осадочный, гумидный, аридный и ледовый. На азойском этапе господствующим типом литогенеза был вулканогенно-осадочный; на архейском, по-видимому, возникла дифференциация литогенеза на четыре указанных выше типа в связи с зарождением платформенных ядер; на протерозойском — значительное развитие получает гумидный тип литогенеза в связи с возникновением фотосинтеза, при одновременном зарождении начальных стадий аридного типа литогенеза; на четвертом этапе наряду с гумидным наблюдается широкое распространение аридного типа литогенеза, в особенности его галогенной фазы. Соленакопление в больших масштабах (галогенная фаза) началось в основном около 500 млн. лет тому назад.

С выходом из моря на сушу живых организмов с начала палеозоя, на историческом этапе, общая биомасса живого вещества, возможно, удваивается.

Эволюцию типов литогенеза Страхов объясняет тектоническими причинами, в частности изменением соотношения в геологическом времени океана и суши, точнее — диссиметрией тектонического развития северного и южного полушарий, обусловившей смещение экваториальной плоскости полюсов и связанные с этим смены одного типа климатической зональности другим.

Широкое развитие аридного типа литогенеза на четвертом этапе истории Земли, с первого взгляда, находится в противоречии с концепцией непрерывного наращивания гидросферы, разделяемой в настоящее время многими учеными (В. В. Раби, Г. К. Юри, В. В. Белоусов, А. П. Виноградов, Р. Т. Чемберлин, В. Ф. Дерпгольц, К. К. Марков, Г. У. Менард и др.). Развитие аридного типа литогенеза очевидно указывает на рост аридизации климата Земли и соответственно на направленное убывание интенсивности влагооборота от архея к мезо-кайнозою.

Н. М. Страхов (1963) отмечает, что в докембрийских отложениях земной коры нет достоверных следов наличия галогенных пород. Этот этап развития Земли, во время которого протекали основные процессы формирования гидросферы и атмосферы, продолжался, как было упомянуто выше, около 4— 4,5 млрд. лет. В палеозое галогенез достигает огромного размаха. Соленакопление на этом этапе происходит в больших масштабах в кембрие, девоне и перми, осуществляясь как бы тремя грандиозными волнами. В это же время отмечается наибольшее разнообразие фациальных типов галогенных формаций.

В мезозое и кайнозое аналогично докембрийскому периоду имело место резкое сокращение соленакопления по массе и площади отложения. К этому времени остаются лишь континентальные (озерные и лагунные) галогенные формации и исчезают соленакопительные морские водоемы.

В пределах каждого этапа развития галогенеза существовали периоды, в течение которых галогенные породы почти не возникали. В палеозое к таким периодам относятся ордовик и карбон, в мезозое — период нижней юры и нижнего мела. Значительное усиление соленакопления было в нижнем кембрие, среднем и верхнем девоне, в конце нижней — начале верхней перми, в нижнем триасе, в верхней юре, в верхнем мелу и неогене.

Таким образом, на фоне трех основных этапов развития галогенеза, из которых палеозойский был этапом наиболее грандиозных соленакоплений, существовали «волны соленакопления». Все они связаны с изменением физико-географических, в том числе климатических условий Земли в целом и отдельных регионов в частности.

Два крупных этапа развития галогенеза (в палеозое и мезо-кайнозое) Страхов связывает в основном с тектоническими факторами, которые, в свою очередь, вызывали крупные изменения климатов Земли и смену типов климатической зональности в геологическом аспекте. «Галогенные эпохи возникали на фоне идущих горообразовательных движений или непосредственно после них, в эпохи, отличавшиеся в общем регрессивным: характером» (Страхов, 1963, стр. 504). Во время регрессий морей легче всего возникали реликтовые бассейны как базы соленакоплений в бессточных областях при наличии аридного климата.

Аридные зоны на поверхности Земли претерпевали крупные перемещения и изменяли свою площадь от одного этапа к другому. Достоверно установлено постоянное существование северной и южной аридных зон на Земле в послепротерозойские периоды, т. е. последние 500 млн. лет геологической истории, что в основном совпадает с общей продолжительностью соленакопления на Земле.

Почему именно в палеозое масштабы соленакопления достигали своего максимума? На этот вопрос Страхов отвечает преимущественно с позиций динамики геотектонического процесса-Земли. Согласно его взглядам, такие крупные платформы, как Североамериканская, Русская, Сибирская и Китайская вступили в стадию дифференцированного расчленения на синеклизы и антеклизы только в палеозое. Впоследствии синеклизы как крупные тектонические депрессии стали вместилищами продуктов соленакопления.

До палеозоя эти платформы были монолитны, расчленение их на синеклизы и антеклизы было выражено в зачаточной форме, что не благоприятствовало распространению галогенеза в больших масштабах.

В мезозое и кайнозое не возникало больших синеклиз, типичных для платформ палеозойской эры, резко сократилась площадь аридных зон Земли, резко убыло и соленакопление. Анализ карт климатической зональности показывает, что в неогене по сравнению со средним девоном общая площадь аридных зон сократилась почти вдвое; северная аридная зона заняла современное положение, сместившись к югу на несколько десятков градусов относительно положения в среднем девоне (рис. 2а и 26).

Значительное сокращение площади аридных зон Земли от палеозоя к кайнозою указывает на некоторую общую направленность изменения климатов Земли в сторону увеличения в кайнозое площади регионов с гумидными типами климата и очевидно более интенсивным общим влагооборотом. Усиление интенсивности влагооборота в этом случае было связано с общим увеличением водной поверхности Земли за счет погружения отдельных значительных участков суши от палеозоя к мезокайнозою. Однако для отдельных регионов такая тенденция развития природы Земли не является обязательной, если в них имело место приращение суши.

Североамериканская, Гренландская и Русская платформы, существовавшие в докембрие разрозненно, были слиты воедино в результате каледонского орогенеза, происходившего, как известно, в нижнем палеозое. Эти три платформы в северном полушарии составляли в это время единый огромный по протяженности северный материк, которому в южном полушарии в то время был противопоставлен южный материк — Гондвана. На месте Северной Атлантики и северного сектора Тихого океана в то время была суша. Процесс разрастания материков неминуемо должен был вызвать усиление аридизации природы Земли и соответственно ослабление влагооборота.

В мезозое и кайнозое, вследствие начавшегося с этого времени периода преимущественного развития океанического типа земной коры, пришедшего, начиная с мезозоя, на смену периоду преобладающего развития материкового типа земной коры, началось «обламывание» краевых зон материков и соответственно расширение и углубление океанов (Белоусов, 1962 и др.). Этот процесс обусловил рост областей с гумидным климатом и соответственно более интенсивный влагооборот.

Независимо от этого в том же направлении — в направлении усиления гумидизации природы поверхности Земли — действовало продолжающееся наращивание массы гидросферы от палеозоя к кайнозою. От девона до четвертичного периода, за 350 млн. лет, наращивание гидросферы при среднем темпе, равном 1 мм за 1000 лет, должно было составить около 350 м.

Для отдельных регионов такая схема направленного изменения климата и влагооборота не всегда была обязательной.

Климатическая зональность в средней полосе

Климатическая зональность неогена

Это замечание в первую очередь относится к регионам, на месте которых в послепалеозойское время происходило увеличение площади суши.

В частности, территория СССР за время от девона до третичного периода включительно увеличилась с 30% до 80% (по отношению к современной площади суши). По-видимому, тенденцию разрастания суши для всего этого периода геологической истории можно распространить на всю Евразию. При этом условии усилению гумидизации природы поверхности Земли противостояло усиление криодизации и аридизации ее в связи с увеличением площади суши и связанной с этим континентальностью климата и затрудненностью влагооборота между океаном и глубинными провинциями континентов.

 

Предыдущая глава ::: К содержанию ::: Следующая глава

 

                       

  Рейтинг@Mail.ru    

Внимание! При копировании материалов ссылка на авторов книги обязательна.