Зачем нужна геология: краткая история прошлого и будущего нашей планеты

Рисунок 13. Поперечное сечение границы между литосферными плитами, где сталкиваются океаническая и континентальная плиты, как происходит, например, вдоль западного побережья Южной Америки. Стрелки показывают относительное движение плит. Океаническая плита пододвигается под континентальную, высвобождая воду по мере нагрева. В горячей мантии над опускающейся плитой начинается плавление, и на поверхности над зоной субдукции (погружения плиты) появляются вулканы. Материал из верхней части океанической коры может попасть в магму.

Как уже отмечалось, литосферные плиты являются фрагментами твердой внешней оболочки Земли — литосферы. Поначалу этот термин может несколько сбивать с толку, поскольку эта оболочка включает и кору, и верхнюю часть мантии, как показано на рисунках 13 и 14. Литосферу выделяют не по химическому составу или типу пород, а по изменению физических свойств: материал, который лежит ниже, близок к температуре плавления и больше похож на мягкий пластик, чем на твердую породу, в то время как сама литосфера относительно тверда (греческое слово λιθος литос означает «камень»). Напротив, граница между корой и мантией определяется резкой сменой типа горных пород, что является следствием процессов плавления, формирующих кору. Толщина литосферы в среднем составляет 80–110 километров — под континентами она может быть значительно толще, у океанических хребтов — намного тоньше. Фрагменты этой оболочки, образующие литосферные плиты, могут иметь разные формы и размеры; они могут включать континентальную или океаническую кору, а зачастую и оба типа (рисунок 14). На границах между плитами могут располагаться океанические хребты, где создается новая литосфера; зоны субдукции, где плиты сталкиваются, и одна ныряет в мантию под другой; иногда просто разломы, когда две плиты скользят мимо друг друга. Относительное движение плит между собой во всех случаях — сталкиваются они, расходятся или скользят мимо — происходит медленно, обычно по несколько сантиметров в год.

Все это описание происходящего на поверхности Земли выглядит просто и понятно: примерно полтора десятка крупных литосферных плит сталкиваются друг с другом, непрерывно обновляются в зонах вдоль океанических хребтов и снова исчезают в зонах субдукции. Но почему эта идея произвела революцию в геологии? Как удалось понять процессы, ранее не имевшие удовлетворительного объяснения?

Рисунок 14. Схема, показывающая взаимосвязь между мантией, корой и литосферой. Континентальная и океаническая кора составлены из пород разных типов и обладают весьма различной толщиной, как показано на рисунке (реальный пример — восточная окраина Северной Америки). Сравните границу между океаном и континентом с такой же границей на рисунке 13, где океаническая литосфера подныривает под континент.