В работах ряда исследователей высказывается мнение о том, что наиболее важным событием в науках о Земле после появления тектони- ки плит является признание того, что история Земли определяется сборкой и разборкой суперконтинентов. Безотносительно этой оценки, имеются основания считать, что к настоящему времени произошло обо- собление суперконтинентальной тектоники в крупную самостоятель- ную ветвь геотектоники, отражающую события первого порядка в гло- бальной геодинамике и содержащую обширную проблематику.
Одна из первых проблем связана с продолжительностью и структу- рой суперконтинентального цикла (СЦ). Понятие о СЦ было впервые введено Т.Р. Уорсли с соавторами [15, 16]. Продолжительность его оце- нивалась около 500 млн лет, что дало основание для выделения четырех допангейских суперконтинентов. Вместе с тем, общепринятой длитель- ности СЦ не существует до настоящего времени. Так, из датирования образования суперконтинентов, приведенного в работе [13] вытекает цикличность в 700–800 млн лет. Другие авторы оценивают ее в 600 млн лет, 500–700 млн лет, 900 млн лет, в интервале 300–500 млн и т.д.
Предложенный автором в 2001 г. на основании анализа данных по двум последним суперконтинентам СЦ в 395–400 млн лет [1] в целом нахо- дит подтверждение современными геологическими данными, а также коррелируется с галактической цикличностью [4, 5], вариациями интен- сивности палеомагнитного поля [8]. В структуре цикла выделяются собственно суперконтинентальная (150 млн лет) и межсуперконтинен- тальная (250 млн лет) стадии, отражающие смену двух состояний Зем- ли: один континент – один океан и несколько континентов – несколько
1Геологический факультет МГУ им. М.В. Ломоносова, Москва, Россия
океанов. Каждая из этих стадий состоит из двух фаз. Первая включает фазу интеграции (90 млн лет), когда в новообразованном суперконти- ненте продолжают господствовать условия сжатия и фазу деструкции (65 млн лет) с намечающейся тенденцией к распаду в виде континен- тального рифтогенеза. Вторая стадия содержит фазы фрагментации (распада) в 85 млн лет и конвергенции (сборки) в 165 млн лет. В разви- тии суперконтинентального цикла обнаруживается взаимодействие ме- ханизмов тектоники плит и мантийных плюмов. Сборка суперконти- нента происходит за счет процессов субдукции и коллизии в фазу кон- вергенции. В период существования суперконтинента за счет эффекта теплового экрана создаются условия для процессов, связанных с дейст- вием мантийных плюмов: андерплейтинга, континентального рифтоге- неза, основного магматизма, высокотемпературного метаморфизма.
Предложенная цикличность позволила выявить существование в почти трехмиллиардной истории Земли семи суперконтинентальных циклов и соответствующее число суперконтинентов, что меньше коли- чества «общепринятых» (Кенорлендия, Колумбия, Родиния, Паннотия и Пангея), которые при этом вписываются в означенную цикличность с периодом 400 млн. Такое различие обусловлено тем обстоятельством, что не учитывается существование суперконтинентальных циклов, ха- рактеризующихся неравномерным, «неполным» распадом предшество- вавших суперконтинентов, локализующимся лишь в одном сегменте поверхности Земли, тогда как значительная ее площадь остается вне распада. [2]. Суперконтиненты, возникшие в результате подобных цик- лов, находящиеся по возрасту между Кенорлендией и Колумбией и ме- жду последней и Родинией были названы соответственно Ятулией и Готией. О существовании суперконтинентов на данных временных уровнях имеются указания в геологической литературе. Так, М. Берли и соавторы предполагают формирование суперконтинента на рубеже около 2.4 млрд лет [6], а Д.Мирт указывает на существование предро- динийского континента, с возрастом около 1.5 млрд лет [10].
Остается невыясненным вопрос, изменяется ли во времени продол- жительность и содержание суперконтинентального цикла. Исследова- ния изотопов гафния в датированных зернах циркона свидетельствуют об относительно постоянной скорости роста коры [7], что позволяет предполагать отсутствие резких изменений в продолжительности су- перконтинентального цикла, хотя существует мнение [9] о чрезвычай- ной изменчивости длительности суперконтинентальных циклов в диа- пазоне от 500 до 1000 млн лет, что по существу отрицает существова- ние одного среднего значения. Последнее представляется менее вероят- ным и противоречащем имеющимся данным. Вместе с тем, проблема
требует дальнейшей разработки. Это же касается изменения содержа- ния суперконтинентальной цикличности во времени. Такие изменения выявляются в исчезновении циклов с неполным распадом суперконти- нентов после 1000 млн лет, увеличении размеров плит.
Важной проблемой является выяснение роли тектонической унасле- дованности и упорядоченности в ходе суперконтинентальной циклич- ности. Этот вопрос рассматривался в ряде работ. Неоднократное прояв- ление нескольких циклов Вильсона в пределах одной и той же подвиж- ной зоны [3, 14], распад и сборка суперконтинентов вдоль высокобари- ческих гранулито-гнейсовых поясов [3], установление значительных аналогий между реконструкциями суперконтинентов разного возраста по палеомагнитным данным [11] указывают на то, что суперконтинен- тальная цикличность развивалась на фоне тектонической унаследован- ности и упорядоченности структурного плана Земли.
За рамками остался широкий круг вопросов, связанных с данной те- мой, таких как: существование древнейших суперконтинентов, супер- континентальная цикличность и мантийная конвекция, суперконтинен- ты и дисимметрия Земли, суперконтиненты и металлогения, суперкон- тиненты и развитие органического мира и многие другие, являющиеся объектами суперконтинентальной тектоники.
Литература
1.Божко Н.А. Суперконтинентальные циклы, эпизоды роста коры и глобальные геодинамические инверсии в эволюции биполярной Земли // Суперконтиненты в геологическом развитии докембрия. Материалы научного совещания. Иркутск, 2001. С. 33–36.
2.Божко Н.А. О двух типах суперконтинентальных циклов // Вестн. Моск. ун- та. 2011. Сер. 4. геол. № 5. С. 15–24.
3.Божко Н.А. О пространственной упорядоченности и унаследованности в ходе глобальных тектонических процессов // Современное состояние наук о Земле: Тез.
докл. М.: Геологический факультет МГУ им. М.В. Ломоносова, 2011. С. 251–255.
4.Панкуль Л.И. Фазы и циклы планетогенеза. Алма-Ата: Наука, 1968. 143 с.
5.Чуйкова Н.А., Семенков К.В. Зависимость частоты инверсий геополя от поло- жения cолнечной системы в Галактике // Тр. ГАИШ. 1996. Т. 45. С. 136–147.
6.Barley M.E., Bekker A., Krapez B. Late Archean to Early Paleoproterozoic global tectonics, environmental change and the rise of atmospheric oxygen // Earth Planet. Sci.
Lett. 2005. V. 238. P. 156–171.
7. Belousova E.A., Kostitsyn Y.A., Griffin W.L., Begg G.C., O’Reilly S.Y., Pearson N.J. The growth of the continental crust: Constraints from zircon Hf-isotope data //
Lithos, 2010. V. 119. P. 457–466.
8.Biggin A.J., Thomas D.N. Analysis of long-term variations in the geomagnetic pol- oidal field intensity and evaluation of their relationship with global geodynamics // Geo- phys. J. Intern. 2003. V. 152. Is. 2. P. 392–415.
9.Condie K., Pisarevsky S.A., Korenaga J., Gardoll S. Is the rate of supercontinent as- sembly changing with time? // Precam. Res. 2015. V. 259. P. 278–289.
10. Meert J.G. Paleomagnetic evidence for a Paleo-Mesoproterozoic supercontinent Columbia // Gond. Res. 2002. V. 5. P. 207–215.
11. Meert J.G. Strange attractors, spiritual interlopers and lonely wanderers: the search for pre-Pangean supercontinents // Geoscience Frontiers. 2014. № 5. P. 155–166.
12.Nance R.D., Murphy J.B., Santosh M. The supercontinent cycle: A retrospective essay // Gond. Res. 2014. V. 25. № 1. P. 4–29.
13.Rogers J.J.W., Santosh M. Supercontinents in Earth history // Gond. Res. 2003. V.
6. P. 357–368.
14.Thomas W.A. Tectonic inheritance at the continental margin // GSA Today. 2006.
V. 16. № 2. P. 4–11.
15.Worsley T.R., Nance R.D., Moody J.B. Plate tectonic episodicity: a deterministic model for periodic “Pangeas” // Eos, Transactions of the American Geophysical Union.
1982. V. 65. № 45. P. 1104.
16.Worsley T.R., Nance R.D., Moody J.B. Global tectonics and eustasy for the past 2 billion years // Marine Geology. 1984. V. 58. P. 373–400.