Зачем нужна геология: краткая история прошлого и будущего нашей планеты

В 2009 году группа геофизиков из Массачусетского технологического института (МТИ) и Геологической службы Канады обнаружила дополнительные доказательства, что тектоника плит действовала уже на ранних стадиях истории Земли. С помощью методов дистанционного зондирования они сделали снимок того, что, по-видимому, является частью погрузившегося при субдукции дна океана, лежащего на 110 километров ниже нынешней поверхности — у основания кратона Слейв, фрагмента архейской континентальной коры на севере Канады («кратон» — геологический термин для древних платформ, уцелевших фрагментов старой стабильной континентальной коры). Кратон Слейв включает одни из старейших пород Северной Америки, и исследователи оценивают, что субдукция здесь происходила примерно 3,5 миллиарда лет назад.

Таким образом, кажется вероятным, что какая-то форма тектоники плит действовала на Земле на протяжении большей части ее истории. Сегодня тектоника плит дает представление о работе большинства частей нашей динамичной планеты. Кроме того, что мы лучше понимаем вулканы, землетрясения и топографию Земли, она помогает объяснить самые разные вещи: почему залежи нефти и минералов находятся именно в этих местах, почему в Австралии изобилуют сумчатые млекопитающие и даже, возможно, то, почему некоторые ледниковые периоды в истории Земли произошли именно в это время. Почти все мыслимые геологические явления (и, конечно же, почти все, которые обсуждаются в этой книге) так или иначе связаны с тектоникой плит.

Глава 6Шаткие основания

Калифорния славится многими вещами, и землетрясения — одна из них. В туристических буклетах или в рекламных акциях по продаже недвижимости не упоминается, что на штат приходится примерно три четверти всех оцениваемых рисков землетрясений в Соединенных Штатах. С появлением теории тектоники плит причина стала ясна: через Калифорнию проходит часть границы Тихоокеанской и Североамериканской литосферных плит. Этот конкретный участок границы — не зона субдукции и не центр спрединга. Это разлом — разлом Сан-Андреас, вдоль которого плиты скользят относительно друг друга (рисунок 16). Если не произойдет резких изменений в движении плит, полоса западной части североамериканского материка от южного конца Нижней Калифорнии до Сан-Франциско и далее будет очень медленно двигаться на север к Аляске вдоль разлома Сан-Андреас. Никто из нас не увидит, как пустыни Нижней Калифорнии превратятся в леса умеренного пояса, поскольку это займет десятки миллионов лет. И тем не менее это произойдет — точно так же, как когда-то более 100 миллионов лет Индия отделилась от Антарктиды и поплыла на север, чтобы в итоге врезаться в Азию и выжать вверх Гималаи.

За последние несколько миллионов лет (а вероятно, намного дольше) движение вдоль Сан-Андреаса происходило со скоростью примерно 2–3 сантиметра в год. «Несколько сантиметров в год» — это наглядная мера движения плит, но следует помнить, что это только среднее значение. Во время самого известного из всех калифорнийских землетрясений — великого землетрясения в Сан-Франциско 1906 года — потоки, заборы, трубы и дороги за считанные секунды сместились на три метра и больше. В одном из мест измеренное перемещение составило почти восемь метров. Мгновенно реализовались сотни лет «среднего» передвижения. Однако это перемещение было локальным; вся Тихоокеанская плита одновременно не сдвигалась: видимые признаки смещения грунта проявились вдоль примерно пятисот километров разлома, а дальше с обеих сторон кора осталась прочно соединенной.

Рисунок 16. Слева: гигантский шрам разлома Сан-Андреас, разрезающего Калифорнию — как его видно с воздуха из точки, находящейся примерно посередине между Сан-Франциско и Лос-Анджелесом. Вид на юго-восток: Североамериканская плита слева, а Тихоокеанская справа. (Фото любезно предоставлено Геологической службой США; автор — Р. Уоллес). Справа: след от разлома, идущий по Калифорнии, Стрелки показывают относительное движение плит с обеих сторон.