План
- Борьба фиксизма и мобилизма.
- Главнейшие геотектонические гипотезы с позиции фиксизма – контракции, изостазии, расширения, пульсации и др.
В настоящее время формирование земной коры и литосферы в целом рассматривается с различных позиций. Все многочисленные гипотезы и теории можно разделить на две группы. Первые рассматривают геотектонические движения с позиции фикзизма (лат. fixus– неподвижный), вторые - с позиции мобилизма (лат.mobilis– подвижный).
Сторонники фиксизма основную роль в формировании геологических структур отводят вертикальным колебательным движениям при отрицании существования сколько-нибудь значимых горизонтальных смещений крупных блоков земной коры. Обнаруженные горизонтальные смещения (надвиги, сдвиги), по их мнению, невелики и являются производными вертикальных подвижек.
Сторонники мобилизма считают, что в образовании земной коры и геологических структур основное значение имеют горизонтальное перемещения, а вертикальные подвижки являются производными этих перемещений.
Противостояние сторонников фиксизма и мобилизма относится к великим «геологическим спорам», таким же, как борьба катастрофистов и эволюционистов, нептунистов и плутонистов.
Гипотезы, рассматривающие геотектонические движения с позиции фиксизма весьма разнообразны. Среди них выделяют - гипотезы контракционная, изостазии, пульсационная, расширения земли, глубинной гравитационной дифференциации и др. Фиксистские гипотезы «старше» мобилистских, однако в настоящее время фиксизм во всех его разновидностях утерял доминирующую роль в мировой геологической науке.
Контракционная гипотеза была высказана французом Эли де Бомоном и австрийцем Эдуардом Зюссом в ХIХ в. В соответствие с ней радиальные геотектонические движения Земли связаны с ее контракционным сжатием, т.е. уменьшением объема тела вследствие его охлаждения (лат. контракцио – сжимаю). Согласно гипотезы Канта-Лапласа Земля в начале была горячим телом и все последующее время после своего образования охлаждается. Следствием этого является образование земной коры и постоянного сокращения объема планеты. Приспосабливаясь к новой форме ядра, земная кора проявляла эффект высыхающего яблока, т.е. сминалась в складки, а иногда и раскалывалась. Не смотря на то, что главные напряжения вызвали тангенциальные силы, деформации обуславливали вертикальные движения. Из-за неоднородности земной коры ее смятие осуществлялась не по всей поверхности, а только в участках более пластичных.
Контракция как физическое явление является реальным и, если наша планета остывает, то сжатие должна проявляться, однако этот процесс не объясняет существо всех геотектонических процессов. В рамках этой гипотезы трудно объяснить периодичность процессов складкообразования, так как остывание Земли должно быть равномерным, а также причину смены знаков движения с плюса на минус и наоборот. Некоторые советские ученые – Н.С. Шатский, В.Е. Хаин процессы сжатия связывали с гравитационным уплотнением вещества в связи с его фазовыми превращениями.
Гипотезу изостазии предложил в 1855 г. Эти Эри. В основе ее лежит предположение, что земная кора плавает на жидкой или вязкой магме. В соответствии с законом Архимеда твердые блоки земной коры, погруженные в жидкую среду должны находиться в изостатическом равновесии, т. е. более мощные и тяжелые блоки должны быть погружены глубже, чем более легкие и маломощные. При увеличении нагрузок на какой либо участок земной коры должно приводить к его погружению. Это находит подтверждение в резкой разнице в относительном положении и мощностях океанической коры и континентальной коры особенно в горных странах, где она резко возрастает, а также установленным фактом прогибания земной литосферы в местах ее оледенения, например в четвертичное время на Скандинавском полуострове. Имеется критика этой гипотезы. Согласно ей впадины, в которых накапливаются осадки, должны только погружаться, а горные страны подвергнутые денудации – всплывать. Обратный характер движений, либо погружение некомпенсированных впадин эта гипотеза объяснить не может. Тем не менее в настоящее время известно, что не земная кора, а литосферные плиты плавают на астносфере и они должны находится в изостатическом равновесии.
Практическое отсутствие складок, небольшая мощность и молодой возраст земной коры океанического типа и другие геологические факты, позволили предположить, что основным планетарным видом деформаций является не сжатие, а расширение. На этом основана гипотеза расширяющейся Земли, сформулированная в конце ХIХ в. М. Ридом. В соответствии с этой гипотезой в первоначальном состоянии Земля имела плотность 9,13 г/см3, а не 5,52 г/см3, и радиус ее был равен 5430 км (при современном значении 6371 км). При этом вся поверхность нашей планеты была покрыта мощной корой, аналогичной современной континентальной коре. В результате разогрева и расширения Земли возникли глобальные разрывы и отдельные фрагменты коры раздвинулись, образовав современные континенты. Гипотеза предполагает увеличение поверхности нашей планеты за последние 345 млн. лет более чем в 2 раза. Такое значительное возрастание размеров Земли не имеет физического обоснования, более того, гипотезе противоречат геологические данные. Так, значительное увеличение планеты должно было бы сопровождаться резким замедлением скорости ее вращения (увеличением продолжительности суток, сокращением числа дней в году), кроме того, изменилась бы величина силы тяжести, что должно было бы отразиться в эволюции растений и животных. Однако следов таких существенных изменений в геологической истории не обнаружено. Эти недостатки данной гипотезы пытался устранить У. Кэри. Он является сторонником вечной Вселенной, находящейся в нулевом состоянии (см. лекцию). Он считал, что увеличение размеров планеты является не следствием ее разуплотнения, следствием рождения нового вещества в центре ядра, где должен находится нуль «Ньютона-Хаббла». Расширение планеты происходит синхронно с увеличением ее массы, что делает постоянным силы гравитации на ее поверхности. Не смотря на то, что гипотеза довольно наглядно объясняет происхождение океанической коры за счет раскола континентальной, она не дает удовлетворительного истолкования происхождения складчатости и периодичности тектонических процессов.