Зачем нужна геология: краткая история прошлого и будущего нашей планеты

Для полного ответа на эти вопросы потребовалось бы больше места, чем есть в нашей книге, однако, возможно, будет полезным изучить несколько примеров. Рассмотрим, скажем, землетрясения, которые, естественно, были хорошо известны и изучены задолго до появления теории тектоники плит. Землетрясения происходят, когда горные породы сжимаются до точки разрушения, трескаются и перемещаются вдоль какого-то разлома. Большинство землетрясений происходит относительно близко к поверхности, где породы холодные, хрупкие и подвержены растрескиванию; однако сейсмологи давно знали, что существует несколько мест (например, вдоль западной окраины Тихого океана), где зоны землетрясений уходят на сотни километров вглубь планеты. Как такое может происходить, было неясно: ведь на таких глубинах породы мантии должны быть такими горячими, что при толчках они будут течь, а не разрушаться. Тектоника плит дала ответ: глубокие землетрясения происходят в регионах, где холодная хрупкая океаническая литосферная плита опускается в мантию. Давление на эти огромные плиты колоссально, и при медленных перемещениях они так же медленно и нагреваются, оставаясь достаточно холодными, чтобы разрушаться и вызывать землетрясения на глубине до 600 километров и более. По сути, нанося на карту точные места глубоких землетрясений, можно проследить путь литосферной плиты, погружающейся в мантию.

Рисунок 15. Места землетрясений, которые наблюдались между 1963 и 1998 годами (изображены черными точками). Подавляющее большинство происходило вдоль границ между литосферными плитами, что хорошо заметно при сравнении этой карты с рисунком 11. Обратите внимание, что вдоль океанических хребтов идет узкая полоска землетрясений, в то время как при столкновении плит масштабы сейсмичности гораздо больше. (Любезно предоставлено НАСА; авторы карты — Пол Лоумэн-мл. и Брайан Монтгомери).

Карта мира, где отмечено местоположение землетрясений за 35 лет (рисунок 15), показывает, что они четко обрисовывают границы плит; хотя землетрясения происходят не только на границах, но там их концентрация повышается (сравните рисунки 11 и 15). Вдоль океанических хребтов, где плиты расходятся, зона землетрясений узка и четко очерчена: землетрясения происходят на небольших глубинах в ответ на образование разлома в дне океана. Напротив, в местах столкновения плит зоны землетрясений гораздо шире, поскольку огромные напряжения, возникающие в результате столкновений, распространяются по большой территории, и землетрясения идут по всей погружающейся плите, когда она уходит в мантию. Например, в пределах широкой полосы землетрясений вдоль западного побережья Южной Америки глубины землетрясений неуклонно увеличиваются при движении с запада на восток — в соответствии с тем, как Тихоокеанская плита ныряет под континент.

При внимательном взгляде на рисунок 15 можно заметить, что существует несколько областей высокой сейсмической активности за пределами границ литосферных плит. Тем не менее во многих случаях они могут быть напрямую связаны с тектоникой плит: например, в западном и центральном Китае многие разломы, вызывающие землетрясения — это результат изменений континентальной коры после столкновения между Индией и остальной частью Азии, которое произошло много миллионов лет назад (подробнее об этом событии позже). В других областях — например, на востоке Соединенных Штатов — прямая связь с тектоникой плит менее очевидна. Похоже, что эти землетрясения происходят вдоль древних зон ослабления земной коры, которые каким-то образом снова стали активными — возможно, отчасти из-за общих напряжений, передаваемых двигающимися и толкающими плитами. В некоторых других случаях — например, вдоль Восточной Африки — сейсмичность сигнализирует о развивающемся разломе в земной коре, который, возможно, через многие миллионы лет расколет материк на части и создаст новый океанский бассейн.