Палеомагнитная шкала инверсий главного магнитного поля Земли и возраст дна океана

Размещено на http://www.allbest.ru/

Палеомагнитная шкала инверсий главного магнитного поля Земли и возраст дна океана

В процессе разрастания морского дна магма, поднимаясь по рифтовой трещине, изливаясь на поверхность дна и застывая, образует новые порции океанической коры. По мере остывания поднявшийся к поверхности базальтовый расплав достигает температур Кюри и после этого новорожденные участки океанической коры намагничиваются в прямом или обратном направлении по отношению к современному полю в зависимости от направления главного магнитного поля в момент застывания базальтовых расплавов. "Запоминая" это поле благодаря остаточной намагниченности базальтов, новообразованная кора намагничивается в соответствии с направлением геомагнитного поля во время рождения данных участков коры. Но одновременно с этим процессом появляются новые раздвижения океанической коры, новые ее разрывы и новые наращивания краев смежных плит. Когда направление геомагнитного поля меняет свой знак, одновременно меняется намагниченность новых наращиваемых участков коры. Таким образом, благодаря следующим друг за другом инверсиям главного магнитного поля и постепенному раздвижению и наращиванию океанических плит в рифтовых зонах вытянутые вдоль них линейные участки океанической коры оказываются намагниченными в разной полярности, но обязательно симметрично по разные стороны от рифтовой зоны. Следовательно, океаническую кору можно рассматривать как магнитоактивный слой, в первом приближении состоящий из последовательности прямо- и братнонамагниченных тел, вытянутых параллельно рифтовой трещине и симметричных относительно нее. В каждом конкретном случае ширина полосы аномального поля океанского дна определяется как произведение линейной полускорости раздвижения плит на интервал времени, в течение которого геомагнитное поле сохраняло одинаковую полярность. Благодаря быстрой смене знака главного магнитного поля Земли (характерное время одной инверсии - несколько тысяч лет) в 1963 г. была построена первая абсолютная шкала времени смены знака геомагнитного поля А. Кокса, разработанная на основе сопоставления магнитных данных по суше с гидромагнитной съемкой и ее привязкой к абсолютному возрасту по данным бурения. В дальнейшем по мере накопления материала морских магнитных съемок геохронологическая шкала палеомагнитных аномалий постоянно совершенствовалась и распространялась на весь кайнозой и меловое - верхнеюрское время мезозоя. Последняя версия временной шкалы палеомагнитных аномалий охватывает интервал от 0 до 169 млн лет и включает 34 аномалии кайнозойского возраста, аномалии М-О-М-38 мезозойского возраста и меловую эпоху спокойного поля (рис. 1).

магитный поле рифтовый геохронологический

Рис. 1. Ламонтская палеомагнитная шкала. Полярности: светлый фон - прямая, темный - отрицательная

Палеомагнитная шкала инверсий мелового и позднеюрского времени менее детальна и менее точна, чем кайнозойская. Трудность проблемы построения мезозойской шкалы заключается в том, что в юрское и меловое время существовали два длительных периода прямой полярности, которые и обусловили зоны спокойного магнитного поля Мирового океана.

В результате сопоставления полученной таким путем геомагнитной временной шкалы с магнитными аномалиями на океанском дне удалось определить возраст океанической коры на большей части акваторий Мирового океана.

Таким образом, можно с полным основанием считать, что линейные магнитные аномалии, сформированные в процессе разрастания океанского дна, позволяют использовать новый метод определения возраста океанической литосферы. Необходимо отметить, что, несмотря на принципиальную простоту этого метода определения возраста дна, на практике приходится сталкиваться со значительными трудностями при идентификации магнитных аномалий. Естественно, что наиболее уверенно можно идентифицировать аномалии, расположенные на небольшом удалении от рифтовой оси.

Второй важный метод определения возраста дна Мирового океана - это глубоководное бурение. Результаты бурения доказали справедливость идеи о разрастании океанского дна и показали, что при удалении от оси срединно-океанического хребта увеличивается возраст наиболее древних осадков. Данные бурения подтвердили правомерность применения палеомагнитной шкалы инверсии для определения возраста океанической коры в мезозое и в кайнозое. Об этом свидетельствует удовлетворительное совпадение возраста дна, предсказанного по магнитным данным, с возрастом древнейших осадков и базальтов океанической коры, полученных в результате биостратиграфических и радиохимических определений керна скважин, пробуренных в Атлантическом, Тихом и Индийском океанах.

Анализ магнитных аномалий и данных бурения дает возможность сделать вывод, что океаническая литосфера сравнительно молода. Во всей исследованной области Мирового океана, значительная площадь которого покрыта магнитной съемкой и бу-ровыми скважинами, не было обнаружено участков океанической коры древнее ранней юры. Самые древние участки океанической коры обнаружены в Северной Атлантике близ ее Американского и Северо-Африканского бортов, а также в Тихом океа-не недалеко от Японского желоба. И несмотря на то что многие Районы дна Мирового океана пока исследованы слабо, теперь Известны возраст коры, основные закономерности и направление эволюции океанической литосферы в позднем мезозое и в кайнозое.

На основании полученных данных можно представить совре-менную карту возраста дна Мирового океана (рис. 2). С учетом масштаба карты и точности исходной информации были выде-лены области дна, образованные в плейстоцене и плиоцене (0 - 6 млн лет), миоцене (возраст коры 6 - 23 млн лет), олигоцецена (23-37 млн лет), эоцене (38 - 59 млн лет), палеоцене (59-65 млн. лет), в позднемеловое (66 - 84 млн лет), раннемеловое (84-144 млн лет) и позднеюрское (144- 160 млн лет) время. Таким образом, результаты геоисторического анализа аномального магнитного поля дна океана, проверенные и дополненные биостратиграфическими результатами глубоководного бурения, позволили получить представление об этапах раскрытия молодых океанов (Атлантического, Индийского и Северного Ледовитого) и об основных закономерностях формирования дна наиболее древнего и крупного по площади Тихого океана.

Существенная отличительная особенность разрастания дна Атлантического и большей части Индийского океана по сравнению с Тихим заключается в том, что расширение этих молодых океанских впадин пространственно достаточно жестко связано с перемещением обрамляющих их материков. Поэтому, восстанавливая по полосовым магнитным аномалиям картину конечной относительной кинематики разрастания отдельных бассейнов в пределах каждой из этих впадин, можно тем самым описать и геометрию относительного конечного перемещения тех пар материков, которые входят в состав литосферных плит по разные стороны от общей рифтовой оси. Благодаря возможности совмещения одновозрастных линейных магнитных аномалий можно представить геометрические очертания каждой из этих молодых океанских впадин в любой момент геологического времени от начала их развития в прошлом, но при одном условии, что магнитные аномалии достаточно уверенно выделены. Для литосферы Тихого океана, которая погружается под обрамляющие его материки и островные дуги, можно реконструировать лишь геометрию разрастания океанических плит в рифтовых зонах.

В настоящее время благодаря геофизическому анализу аномального магнитного поля океана известно, что древнейшие участки океанической коры современного Атлантического океана образовались в раннеюрское время (около 160-170 млн лет назад) в результате откола Северо-Американского материка от Африканского и разделения Пангеи на Гондвану и Лавразию. Раскол Гондваны произошел в раннемеловое время, когда Индостан отделился от Африки и от современной Восточной Антарктиды. Последняя в свою очередь откололась от Африки и Южной Америка и эти материки разделились между собой, поэтому возраст самой древней океанической коры в Южной Атлантике и Индийском океане не старше раннего мела.

Рис. 2. Карта возраста дна океана, млн лет

Самая молодая, недавно рожденная океанская впадина - это Калифорнийский залив. Калифорнийский полуостров отделился от Мексики всего несколько миллионов лет назад. Впадина Красного моря древнее Калифорнийского залива, скорость ее разрастания невелика, а скорость накопления осадков значительна, поэтому в Красном море типичные океанические полосовые магнитные аномалии установлены лишь в приосевой зоне. В этом отношении Красное море может служить хорошим примером того как в условиях быстрого осадконакопления на начальной стадии раскрытия океанской впадины в пределах континентального подножия могут формироваться зоны спокойного аномального магнитного поля даже тогда, когда главное геомагнитное поле инверсирует достаточно часто. Вся океаническая литосфера в полярной и субполярной областях Атлантики образовалась в кайнозое, ибо только в самом позднем мелу Гренландия начала откалываться от Северной Америки и от Европы. В кайнозое нынешний подводный хребет Ломоносова оторвался от современного арктического склона Европы и, удаляясь, привел к образованию Евразийской котловины (Нансена-Амундсена) в Северном Ледовитом океане, которая разрастается до сего времени. Только для Канадской котловины Арктического бассейна пока не получено достоверных результатов для геоисторической интерпретации аномального магнитного поля.

Размещено на Allbest.ru