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

Геологи и физики утверждают, что трансформные разломы обеспечивают приспособление коры для уменьшения напряжения, связанного с шарообразной формой Земли. В районе срединно-океанических хребтов осуществляется не только движение вдоль трансформного разлома, но и одновременное разрастание хребта. Поэтому видимое движение по трансформному разлому в промежутке между хребтами имеет противоположную направленность по сравнению с кажущейся. Кажется, будто хребет смещен влево, но активный сегмент разлома между осями хребта на самом деле будет сдвинут вправо.

Горячие точки и зоны диффузных границ

Помимо трех основных типов границ, в теории тектоники плит существует еще несколько элементов: горячие точки, диффузные границы, а также неизвестные и спекулятивные границы. Горячие точки возникают там, где магма из мантии поднимается в виде мантийного плюма, создавая вулканы и другие структуры. Ярким примером служит цепь Императорских подводных гор, которая включает Гавайские острова и Гавайский хребет. Тихоокеанская плита двигается на северо-запад со скоростью примерно 7 см в год, а горячая точка была относительно стабильна в течение прошедших 47 млн лет. Вулканы – это проявление горячей точки на поверхности; более старые расположены к северо-западу, что показывает траекторию движения плиты над мантийным плюмом. Со временем эти вулканы погружаются под воду и оказываются оторваны от горячей точки, их вершины срезают волны, создавая подводные горы и гайоты. Самые молодые острова, такие как остров Гавайи («Большой остров»), расположены к юго-востоку, и в настоящее время к этому главному острову архипелага добавляется новый участок суши вулканического происхождения. В Императорской цепи островов и гайотов имеется поворот на 60°, который связан как с изменением положения горячей точки 47 млн лет назад, так и с траекторией движения Тихоокеанской плиты[283]. Местоположение Гавайских островов, от старых островов с потухшими вулканами на северо-западе архипелага до острова Гавайи с активными вулканами на юго-востоке, соответствует направлению движения Тихоокеанской плиты над горячей точкой, которая перемещалась.

Другая известная горячая точка, расположенная под внутренней частью плиты, – Йеллоустонская горячая точка под Северо-Американской плитой. Эта структура выражена на поверхности в виде ряда кальдер (впадин, образовавшихся в результате провала вершин вулканов), которые начинаются к юго-западу от равнины реки Снейк и сливаются с ней и заканчиваются одним из самых знаменитых супервулканов мира: кальдерой Йеллоустон. След горячей точки зафиксирован на протяжении 800 км: самая старая кальдера Макдермит находится на юго-западе, ее возраст составляет 16,5 млн лет. Кальдера Йеллоустон – это самое недавнее проявление горячей точки: геологи оценивают ее возраст в 2,1 млн лет. Северо-Американская плита двигается на юго-запад над мантийным плюмом, или горячей точкой, со скоростью 1–2 см в год. Геологи сообщают, что осадки и потоки более молодой лавы скрывают более старые кальдеры, но путь горячей точки все равно видим и служит одним из лучших примеров наземного вулканизма на внутренней части литосферных плит, который усиливается со временем. Ученые могут выявить мантийный плюм, и в частности его проявление в виде кальдеры Йеллоустон, по изменениям гравитационного поля Земли. В результате деятельности горячей точки появилась возвышенность размером 500 м на 400 км – плато Йеллоустон, на котором величина теплового потока в 30 раз выше по сравнению с остальными частями континента. Геологи также регистрируют геохимические изменения в геотермальных источниках Йеллоустона и его системе циркуляции водных растворов – самой обширной гидротермальной системе в мире.

Ландшафт в этой области искажен, и с земли трудно увидеть кальдеру Йеллоустон и близлежащие кальдеры, потому что в ходе серии крупных извержений вулканы исторгли все свое содержимое, и в результате провала их вершин образовались кальдеры. Кальдера Йеллоустон охватывает огромную территорию площадью 3884 км². Под кратером находятся две магматические камеры, верхняя из которых заполнена кварцем и занимает меньший объем – 10 200 км³. Ниже расположена и соединена с этой камерой вторая камера, более крупная, объем которой составляет 46 000 км³ (согласно последним оценкам на основе сейсмических данных)[284]. Содержимое второй камеры состоит из более плотных и темных минералов – железа и магния, – и геологи считают, что эта структура находится у основания нижней части земной коры над верхней мантией. Внутри магматических камер горные породы находятся в вязком полутвердом состоянии, лишь часть представлена жидкой магмой. Под этими двумя магматическими камерами находится горячая точка, достигающая в глубину до 660 км до переходной зоны между мантией и ядром.