Автобиография Земли. 4,6 миллиарда лет захватывающей истории нашей планеты

В протерозое Земля стала обретать облик, больше напоминающий современный. Как упоминалось при обсуждении архейского эона, уже существовали континенты и тектонические процессы, а также атмосфера, которая была более благоприятной для живых организмов по мере их развития и расселения. Геологи провели анализ докембрийских пород Гренландии и выяснили, исходя из изотопных сигнатур этих пород, что начальная тектоническая активность уже относится к периоду 3,5–3,2 млрд лет назад – архейскому эону[415].

Согласно палеомагнитным данным, начальные движения кратонов относятся к периоду протерозойского эона 1,88–1,11 млрд лет назад[416]. Тем не менее наши возможности по определению событий в далеком прошлом ограничены из-за нехватки свидетельств в виде горных пород того времени и недостатка знаний о магнитном поле до протерозоя. С учетом достижений в изучении палеомагнетизма и обнаружения других, еще более древних пород в конечном итоге могут появиться данные о ранней современной тектонике плит еще в начале протерозоя и даже в архее.

В палеопротерозойскую эру движения литосферных плит, по мере их агрегации из находившихся в зачаточном состоянии континентальных глыб и океанических плит 2,5 млрд лет назад, спровоцировали катастрофические события. Эти процессы ознаменовали начало второй фазы тектонических процессов и появление современной тектонической активности. Единая непрерывная кора – инертная покрышка – больше не существовала. Планета остыла, и геотермический градиент (повышение температуры земных недр с глубиной) увеличился.

С появлением разницы в температурах изменились процессы в мантии, поэтому в коре стали создаваться новые структуры. Фрагменты массивов суши сталкивались, образовывая горные цепи, впадины и зоны швов (участки, где литосферные плиты объединялись под действием сил сдвига и сжатия). Движение крупных литосферных плит, создававшихся и объединявшихся из континентальных глыб на ранних этапах истории планеты, спровоцировало масштабные события, имевшие серьезные последствия. Массивы суши, цепи островов и протоконтиненты сталкивались, и некоторые формировали горные цепи. Одним из примеров ранней тектонической активности служит гренвиллский орогенез – процесс горообразования, который происходил в мезопротерозое, 1,5–1,0 млрд лет назад, когда протоконтиненты объединились в большой массив суши Родинию. Горы Голубого хребта Аппалачей, так же как и Адирондак[417] и нагорья Нью-Джерси, образовались в гренвиллскую эпоху складчатости[418]. Участки, связанные с гренвиллским орогенезом, также известны в Техасе, Мексике и Канаде. В это время океан к юго-востоку от Лаврентии (материка, который станет Северной Америкой) закрывался. Напряжение, вызванное слиянием массивов суши, простиралось на север до Вермонта и Канады и на юг до Техаса, где с этим процессом связано поднятие Льянос, и до участков Центральной Америки[419]. В результате рифтообразования формировались задуговые бассейны, такие как бассейн Японского моря. Образовывались взбросы наряду с метаморфическими поясами и экзотическими террейнами.

Эти блоки со временем объединялись в еще более массивные континенты, сливаясь в зонах швов, где материал скалывался, изгибался и растягивался в результате огромного напряжения. Примеры таких глубоких сколов, помимо других мест, сегодня можно увидеть в поясе Шайенн, расположенном вдоль северо-восточной оси гор Медисин-Боу и Снежного хребта в Вайоминге.

В поясе Шайенн протерозойские островные дуги 1,78–1,75 млрд лет назад столкнулись с более старым, образовавшимся в архее участком – провинцией Вайоминг. Геологи сходятся во мнении, что пояс Шайенн представляет собой самую впечатляющую зону шва в докембрийских горных породах на западе США. Это объединение суши не произошло мгновенно в какой-то момент геологического времени. Наоборот, в течение миллионов лет происходило безжалостное перемалывание и скалывание океанических осадков и материалов островных дуг о молодой континент, сопровождавшееся нагревом, изменениями температуры и давления, под воздействием которых эти материалы деформировались, но горные породы, оказавшиеся между ними, не расплавились.

Геологи обнаружили внутри и рядом с поясом Шайенн на участке Снежного хребта в Вайоминге необычные породы, которые называются мигматитами, и древние строматолиты. Рядом с этими магматитами находятся деформированные горные породы с плотными стрельчатыми складками, такие как сланцы (филлиты) Френч (рис. 8.4, вверху).