Hämmästyttävän täydellinen luomus - mies! Hän ei voi vain nähdä, kuulla, tuntea, mikä on hänen vieressään tai ympärillään, vaan myös henkisesti kuvitella, mitä hän ei ole koskaan nähnyt. Voi unelmoida, voi kuvitella. Kuvitellaan valtameret ja meret ... ilman vettä, ja tätä varten katsomme valtameren pohjan fyysistä ja maantieteellistä karttaa. Näemme, että pohjassa valtamerten reunoilla on pitkiä ja erittäin syviä rakomaisia ​​painaumia. Nämä ovat syvänmeren kaivoja. Niiden pituus on tuhansia kilometrejä, ja pohja on kolmesta kuuteen kilometriä syvempi kuin viereisten valtamerten pohja.

Syvänmeren juoksuhautoja ei löydy kaikkialta. Ne sijaitsevat lähellä mantereiden vuoristoisia reunoja tai saaren kaaria. Monet teistä varmaan tuntevat Kuril-Kamchatkan, Filippiinien, Perun, Chilen ja muut kaivaukset Tyynellämerellä sekä Puerto Rican ja South Sandwichin kaivannot Atlantilla. Syvänmeren juoksuhaudot rajoittavat Tyyntä valtamerta monilta puolilta. Mutta niitä on vähän Intian valtamerellä. Ne ovat lähes kokonaan poissa Atlantin valtameren reuna-alueilta ja täysin poissa arktisesta altaassa. Mikä tässä on hätänä?

Kaivanto - planeettamme syvin painuma. Ne sijaitsevat useimmiten lähellä maan korkeita vuorijonoja. Joten vuoristot maalla tai valtamerten reunoilla ja syvänmeren juoksuhaudot ovat itse asiassa vierekkäin. Muistutamme lukijaa, että maan korkein kohta ( Mount Everest tai Chomolungma) on 8844 metriä korkea ( joidenkin lähteiden mukaan 8882 metriä), ja syvimmän Mariana-haudon pohja on 11022 metrin syvyydessä. Ero on 19866 metriä! Tällaisella lähes kahdenkymmenen kilometrin jännevälillä on planeettamme pinnan värähtely.

Chomolungma on kuitenkin useiden tuhansien kilometrien päässä Mariana-hautasta. Mutta Lullaillaco-vuorella ( 6723 metriä) Cordillerassa ja viereisessä Chilen kaivannossa ( 8069 metriä) ero on 14792 metriä. Tämä on ehkä eniten terävä kontrasti korkeuksia ja syvyyksiä maan päällä

Geologisen kehityksen myötä vuoret nousevat - kourut syvenevät, vuoret sortuvat - kourut täyttyvät sedimentillä. Siten vuoristot ja syvänmeren kaivannot edustavat yhtä järjestelmää. Tämä on " siamilaiset kaksoset» geologiassa.

Mutta näiden geologisten kaksosten muodostumisen luonne on mysteerien mysteeri. Tähän päivään mennessä tiedemiehet eivät ole löytäneet siihen yhtä vastausta. Oletettiin, että kaivantojen paikoissa maankuori painuu joidenkin tuntemattomien voimien vaikutuksesta. Sitten tutkijat alkoivat uskoa, että kourut muodostuivat syvien halkeamien paikalle. Myöhemmin tiedemiehet oppivat, että kaivannot muodostuvat, kun kaksi litosfäärilevyä liikkuu toisiaan vasten. Kasvottuna toinen heistä "voittaa" - se ryömi toisen päälle. Mutta ne jatkavat liikettä myös törmäyksen jälkeen ja melko nopeasti geologisesta näkökulmasta nopeudella - noin 5 - 10 senttimetriä vuodessa. Tällainen nopea liike ei anna levyjen reunojen rypistyä taitoksi. Siksi yhden levyistä on väistettävä toista. "Voittaja" näiden kahden geologisen jättiläisen välisessä taistelussa on mannerlaatta: se "ryömii" ohuemmalle valtamerenkuorelle murskaamalla sen itsensä alle. "Pyöretty" valtameren levy menee pehmennettyyn ja voimakkaasti lämmitettyyn vaippaan - astenosfääriin. Siellä se kuumennetaan voimakkaasti ja muuttuu jälleen puolisulaksi aineeksi - magmaksi. Neuvostoliiton tiedemiehen O. G. Sorokhotinin laskelmien mukaan mannerlaattojen alla oleviin kaivantoihin upotetaan vuosittain noin 50 miljardia tonnia valtameren kuorimateriaalia. Näin ollen pohjamaa "nielee" ja sulaa lähes saman verran vuodessa. valtameren kuori kuinka paljon se kasvaa rift laaksot valtameren keskiharjanteita.

Aluetta, jossa yksi levy työnnetään toisen alle, kutsutaan subduktioalueeksi. Siellä oleva valtamerilevy on voimakkaasti taipunut alaspäin. Tällaisen mutkan paikalle muodostuu syviä ja kapeita syvennyksiä - syvänmeren kaivoja.

Monet teistä, hyvät lukijat, ovat maantieteellisiä karttoja tutkiessaan huomanneet, että karttojen saarikaaret ja syvänmeren kaivannot ovat hevosenkengän muotoisia. Kysyt miksi? Kuvittele, että leikkaat omenaa veitsellä. He tekivät pienen viillon ja ... stop! Ota veitsi pois. Katso yläreunassa olevaa koloa. Se on puoliympyrän muotoinen. Maapallo on pyöreä. Levyillä on myös puolipallojen muoto. Kun levy nousee toiselle, niiden törmäys- ja vajoamispaikka tapahtuu tasoa pitkin, joka on suunnattu, kuten veitsen taso omenaa leikattaessa, ei kohtisuorassa pallon pintaa vastaan ​​( Maapallo), mutta jossain kulmassa. Tämä aiheuttaa urien muodostumisen kaaren muodossa. Tämä niiden muoto näkyy hyvin selvästi, jos katsot Kuril-Kamchatkan aluetta ja Aleutin saaria.

Tulossa valtameren laatan yli mannermainen kuori halkeamia vajoamispaikoissa. Puolisula aine - magma - nousee halkeamiin maan suolistosta valtavan puristusvoiman vaikutuksesta. Lukuisia tulivuoria ja vulkaanisia vuoria muodostuu halkeilevan mannerlaatan reunoille, usein riviin pitkäksi ketjuksi. Näin muodostuu yksittäisiä vuoria tai saarikaareja ja vuorijonoja, joissa on lukuisia toimivia ja sammuneita tulivuoria. Tällaisia ​​ovat Aleutit, Kurilit, Pienet Antillit ja muut saaret, vuoristot - Cordillera ja muut. Tällaisia ​​vuorijonoja ja saarikaareja, joissa on valtameriä ympäröiviä tulivuoria, kutsutaan "tulirenkaaksi".

Kuten tiedetään, kaivannot merkitsevät litosfäärilevyjen lähentyvien reunojen vyöhykkeitä merenpohjassa, eli ne ovat morfologinen ilmaus valtameren kuoren subduktiovyöhykkeestä. Suurin osa syvänmeren kaivannoista sijaitsee jättimäisen Tyynenmeren renkaan reunalla. Riittää, kun katsot kuvaa. 1.16 nähdäksesi tämän. Mukaan A.P. Lisitsyn, kaivantojen pinta-ala on vain 1,1% valtameren pinta-alasta. Ho, tästä huolimatta ne muodostavat yhdessä itsenäisen jättimäisen vyöhykkeen sedimentaatiovyöhykkeen. Kaivantojen keskisyvyys ylittää 6000 m, mikä on paljon suurempi kuin Tyynenmeren (4280 m), Atlantin (3940 m) ja Intian (3960 m) valtamerten keskisyvyys. Maailmanmerestä on nyt tunnistettu kaikkiaan 34 syvänmeren kaivantoa, joista 24 vastaa suppenevia laattojen rajoja ja 10 muunnoshautoja (Romansh, Vima, Argo, Celeste jne.). Atlantin valtamerellä tunnetaan Puerto Rico (syvyys 8742 m) ja South Sandwich (8246 m), Intian valtamerellä vain Sunda (7209 m). Katsomme Pacific Trenchiä.
Länsireunassa Tyyni valtameri kourut liittyvät läheisesti tulivuorenkaareihin muodostaen yhden geodynaamisen kaari-loukun järjestelmän, kun taas itäreunan kourut ovat suoraan Etelä- ja Pohjois-Amerikan mannerrinteen vieressä. Vulkanismi on tallennettu täällä näiden mantereiden Tyynenmeren reunalla. E. Zeybold ja V. Berger huomauttavat, että 800 aktiivisesta tänään aktiivisesta tulivuoresta 600 putoaa Tyynenmeren renkaalle. Lisäksi kaivantojen syvyys Tyynenmeren itäosassa on pienempi kuin lännessä. Alaskan rannikolta alkavat Tyynenmeren juoksuhaudot muodostavat lähes jatkuvan vahvasti pitkänomaisten painaumien ketjun, joka ulottuu pääasiassa etelään ja kaakkoon Uuden-Seelannin saarille asti (kuva 1.16).

Taulukossa. 1.5 olemme yrittäneet koota yhteen kaikki Tyynen valtameren juoksuhautojen morfografian pääpiirteet (syvyys, laajuus ja pinta-ala sekä syvänmeren porausasemien lukumäärät on myös ilmoitettu). Taulukon tiedot. 1.5 vakuuttaa syvänmeren kaivantojen ainutlaatuisista ominaisuuksista. Itse asiassa kaivannon keskimääräisen syvyyden suhde sen pituuteen on 1:70 (Keski-Amerikan kaivanto), monien kaivantojen pituus ylittää 2000 km, ja Peru-Chile-hauta on jäljitetty länsirannikolla. Etelä-Amerikka lähes 6000 km. Tiedot kourujen syvyydestä ovat myös silmiinpistäviä. Kolmella kaivannolla on syvyys 5000–7000, kolmetoista 7000–10 000 metriä ja neljällä yli 10 000 metriä (Kermadek, Mariana, Tonga ja Filippiinit), ja syvyysennätys kuuluu Mariana-hautaan - 11 022 metriä (taulukko 1.5).
Tässä on kuitenkin huomattava, että syvyyden syvyys - riitaa. Tällaiset merkittävät syvyydet ovat valtameritutkijat vahvistaneet, heille kourun syvyys on pohjamerkki, laskettuna veden pintaan valtameri. Geologit ovat kiinnostuneita erilaisesta syvyydestä - ottamatta huomioon paksuutta merivettä. Tällöin kaukalon syvyys tulee ottaa valtameren pohjan ja itse kourun pohjan korkeuksien erona. Tässä tapauksessa kaivantojen syvyydet eivät ylitä 2000-3500 metriä ja ovat verrattavissa valtameren keskiharjanteiden korkeuksiin. Tämä tosiasia ei kaiketi ole sattumaa ja osoittaa (keskimäärin) leviämis- ja subduktioprosessien energiatasapainon.

Kouruilla on myös joitain yhteisiä geofysikaalisia ominaisuuksia; vähentynyt lämmönvirtaus, isostaasin jyrkkä rikkominen, magneettikentän pienet poikkeavuudet, lisääntynyt seisminen aktiivisuus ja lopuksi tärkein geofysikaalinen ominaisuus - Wadati - Zavaritsky - Benioff seismisen fokusalueen (WZB-vyöhyke) läsnäolo, syöksyminen sisään mantereen alla olevan kaivannon alue. Se voidaan jäljittää 700 kilometrin syvyyteen. Se liittyy siihen, että kaikki saaristokaareille ja kaivantojen vieressä oleville aktiivisille mantereen reunuksille tallennetut maanjäristykset liittyvät.
Ja silti, syvänmeren kaivantojen morfometriset ominaisuudet eivät ole ainutlaatuisia, vaan niiden sijainti Tyynellämerellä: ne näyttävät jäljittävän litosfäärilevyjen lähentymispaikkoja (konvergenssia) mantereiden aktiivisilla reunoilla. Täällä tapahtuu valtameren kuoren tuhoutuminen ja mannerkuoren kasvu. Tätä prosessia kutsutaan subduktioksi, ja sen mekanismia on toistaiseksi tutkittu kaikkein yleisimmillä termeillä, mikä antaa levytektoniikan vastustajille jonkinlaisen oikeuden luokitella subduktio todistamattomiksi, puhtaasti hypoteettisiksi olettamuksiksi, jotka oletetaan oletettavasti puoltavan oletuksia maan pinta-ala.
Tähän mennessä kehitetyt subduktiomallit eivät todellakaan voi tyydyttää asiantuntijoita, koska esiin tulevien kysymysten määrä ylittää merkittävästi olemassa olevien mallien mahdollisuudet tähän mennessä. Ja tärkeimmät näistä kysymyksistä koskevat sedimenttien käyttäytymistä syvänmeren kaivannoissa, jotka jäljittävät morfologisesti levyjen lähentymispaikkoja. Tosiasia on, että subduktion vastustajat käyttävät kaivantojen sedimenttitäytön luonnetta yhtenä olennaisista argumenteista mantereen alla olevan valtameren laatan uppoamista vastaan. He uskovat, että sedimenttien rauhallinen, vaakasuora esiintyminen kaikkien kaivantojen aksiaalisissa osissa ei ole yhdenmukainen useiden kilometrien valtamerilevyn alta työntämisen kanssa. Tosin Aleutien, Japanin, Marianin, Keski-Amerikan, Perun ja Chilen kaivannoissa tehdyt poraukset (katso taulukko 1.5) poistivat joukon kysymyksiä, mutta ilmeni uusia faktoja, jotka eivät sovi olemassa oleviin malleihin ja vaativat näyttöön perustuvaa selitystä. .
Siksi yritimme rakentaa sedimentologisesti johdonmukaisen subduktiomallin, joka antoi vastaukset kaivantojen sedimentoitumiseen liittyviin kysymyksiin. Subduktion sedimentologinen argumentaatio ei tietenkään voi olla tärkein, mutta mikään tämän prosessin tektonogeofysikaalisista malleista ei tule toimeen ilman sitä. Muuten, huomioikaa, että kaikkien tähän mennessä kehitettyjen subduktiomallien päätarkoitus, sekä kaivantojen sedimenttitäyttö huomioon ottaen että sen huomiotta jättäminen, on selittää tätä prosessia siten, että malli sisältää tärkeimmät tunnetut ominaisuudet. laattojen liike ja litosfääriaineen reologiset ominaisuudet ja samalla sen tuloksena saadut (tuotto)indikaattorit eivät olleet ristiriidassa kaivantojen ja niiden rakenteen päätektonisten elementtien morfografian kanssa.
On selvää, että riippuen siitä, minkä tavoitteen tutkija asettaa itselleen, hän kiinnittää malliin tietyt ominaisuudet ja käyttää sopivaa matemaattista laitteistoa. Siksi jokainen malleista (niitä on nyt yli 10) heijastaa vain yhtä tai kahta keskeiset näkökohdat kohoamisprosessi ja lähteet ovat tyytymättömiä tutkijoille, jotka tulkitsevat tämän ilmiön laadullista puolta eri tavalla. Tästä eteenpäin meistä näyttää siltä, ​​että on tärkeintä ymmärtää tarkasti subduktion laadulliset ominaisuudet, jotta kaikki tämän prosessin havaitut seuraukset tulevat fyysisesti selitettäviksi. Silloin formalisoidun mallin rakentamisesta kvantitatiivisesti tulee tekninen asia, eli sen ei pitäisi aiheuttaa perustavanlaatuisia vaikeuksia.
Kaikki tällä hetkellä tunnetut subduktiomallit voidaan luokitella kuvan 1 mukaisesti. 1.17. Suurimman panoksen näiden mallien kehittämiseen antoi L.I. Lobkovsky, O. . Sorokhtin, S.A. Ushakov, A.I. Shsmenda ja muut venäläiset tutkijat sekä ulkomaiset asiantuntijat - J. Bodine (J.N. Bodine), D. Cowan (D.S. Cowan), J. Dubois (J. Dubois), G. Hall (G. A. Hall), J. Helwig (J. Helwig), G. M. Jones, D. E. Karig, L. D. Kulm, W. D. Pennington, D. W. Scholl), W. J. Schwelier, G. F. Sharman, R. M. Siling, T. Tharp, A. Watts, F. By (F. T. Wu) ja muut. Tietenkin me ovat ensisijaisesti kiinnostuneita TS-malleista, joissa kaivantojen sedimentaatio otetaan tavalla tai toisella huomioon. Näitä ovat niin sanottu "akkretiomalli" ja malli, jossa sade toimii eräänlaisena "voiteluna" kahden vuorovaikutuksessa olevan levyn välillä.

Nämä mallit, jotka selittävät sedimenttien reaktion korkeaenergiseen valtameren laatan alipuristusprosessiin, vaikka ne antavat täysin uskottavan tulkinnan tästä prosessista, jättävät silti huomiotta joukon tärkeitä kysymyksiä, joihin on vastattava ehdotetun tektonon saavuttamiseksi. - geofysikaalisten mallien katsotaan olevan sedimentologisesti yhdenmukaisia. Tärkeimmät niistä ovat seuraavat.
1. Miten voidaan selittää se, että sedimentit itsessään ovat aina vaakasuorassa häiriöttömässä esiintymisessä huolimatta siitä, että laatta uppoaa aktiivisesti meren puolelta ja kourun mannerrinteestä muodostuu voimakkaasti epämuodostunut accretionary prisma ?
2. Mikä on akkretionaarisen prisman muodostumismekanismi? Onko se seurausta kaoottisesta kaatopaikasta revittyjen sedimenttien upottamisesta, vai vaikuttavatko sen kasvuun itse mantereen rinteessä tapahtuvat prosessit?
Näihin kysymyksiin vastaamiseksi, eli sedimentologisesti johdonmukaisen subduktiomallin rakentamiseksi, on välttämätöntä yhdistää tämän prosessin ehdotetut tektoniset mekanismit tiiviimmin tietoihin syvänmeren porauksesta profiileja pitkin useiden näistä paikoista eniten tutkittujen kaivantojen kautta. . Tämä on myös tehtävä niin, että ehdotetun mallin ohjauksesta "elävän" litologian tiedoilla tulee olennainen osa mallia.
Aloitetaan sedimentologisesti johdonmukaisen subduktiomallin esittely sen taustalla olevien tektonisten tilojen kuvauksella. On huomattava, että mikä tahansa malli sisältää tiettyjä oletuksia, se luottaa niihin ja yrittää niiden avulla yhdistää ne yhdeksi kokonaisuudeksi. tunnetut tosiasiat. Mallissamme käytetään tektonisia edellytyksiä, jotka on vedetty subduktiokaavioista, jotka on jo testattu fyysisesti perustelluilla laskelmilla.
Ensimmäinen oletus koskee alityöntöprosessin impulsiivista (diskreettiä) luonnetta. Se tarkoittaa, että seuraavaa alityöntövaihetta edeltää jännitysten kerääntyminen valtameren kuoreen, mikä johtuu litosfäärin tektonisesta kerrostumisesta ja epähomogeenisuudesta. maankuorta ne siirtyvät leviämiskeskuksista vaihtelevalla intensiteetillä ja ovat joka tapauksessa erittäin epätasaisesti jakautuneita meressä. Arvaa, että se riittää syvä merkitys, koska sillä voidaan selittää valtameren laatan jo vedenalaisen osan petrologisten ominaisuuksien muutos, joka osittain määrää ennalta seuraavan subduktiopulssin mahdollisuuden.
Toinen oletus olettaa jännitysten monisuuntaisen jakautumisen suoraan Wadati-Zavaritsky-Benioff (WZB) -vyöhykkeellä. Se näyttää tältä. Syvässä horisontissa puristusvoimia kokeva vyöhyke käännekohdassa, joka merkitsee syvänmeren kaivantoa, altistuu vetojännityksille, mikä johtaa murtumien muodostumiseen sekä ojan sisä- että ulkosivuille. Nämä virheet erottavat levyn osien upottaminen erillisiksi segmenteiksi meren puolelta (vaiheet); seuraavassa työntöpulssissa kourun akselia lähinnä oleva segmentti on mukana tässä prosessissa. Tätä ideaa testasi rakentavasti L.I. Lobkovsky kinemaattisessa subduktiokaaviossaan.
Kolmas oletus viittaa aallonpohjan keskiviivan diskreettiin valtameren vaeltamaan. Se on seurausta kahdesta ensimmäisestä oletuksesta. Erikoistutkimukset ovat myös osoittaneet, että ojan akselin siirtymänopeus riippuu imeytyneen kuoren iästä ja WZB-vyöhykkeen kaltevuudesta.
Neljäs oletus olettaa energiatasapainoa ajallisesti valtameren kuoren kerryttymisprosessien välillä valtameren keskiharjanteilla ja sen prosessoinnissa aktiivisilla reunoilla. Mitä tämä oletus ei turhaan, jota hallitsee epäsuorasti valtameren keskiharjanteen korkeuksien yhtäläisyys (keskimäärin) ja tiettyjä leviämisvektoreita vastaavien kaivantojen syvyydet, jotka olemme jo todenneet. Kuten T. Hatherton totesi, mahdollinen tasapaino leviämis- ja subduktioprosessien välillä tarjosi luotettavan fyysisen perustan levytektoniikalle. Tämän tasapainon rikkominen tiettyinä hetkinä johtaa kaarien nousujen lisääntymiseen, valtameren vesikiertojärjestelmän uudelleenjärjestelyyn ja sen seurauksena globaaleihin sedimentaatiokatkoihin.
Jos etsimme syytä kaivantojen syvyyksien eroille, meidän on otettava huomioon subduktionopeuden ja absorboituneen kuoren iän välinen läheinen korrelaatio (TWB-vyöhykkeen kallistuskulman kiinteässä arvossa ). S. Grillet ja J. Dubois tutkivat tätä kysymystä yksityiskohtaisesti kymmenen konvergentin järjestelmän materiaalista (Tonga-Kermadek, Kuril, Filippiinit, Izu-Bonin, Uudet Hebridit, Peru-Chile, Aleutit, Keski-Amerikan, Indonesian ja Japanin) . Erityisesti nämä kirjoittajat havaitsivat, että mitä korkeampi subduktionopeus, sitä pienempi (keskimäärin) kourun syvyys. Mutta kaivannon syvyys kasvaa alipainelevyn iän myötä. MI. Streltsov täydensi onnistuneesti tätä tutkimusta toteamalla, että kourun syvyys riippuu myös tulivuoren kaaren kaarevuudesta: syvimmät kourut liittyvät maksimikaareviin kaareihin.
Tarkastellaan nyt tarkemmin sedimentogeneesin mekanismia kaukaloissa, eli rakennetaan kaukalosta yleinen sedimentologinen malli. Toisaalta syvänmeren porakaivojen osien ja toisaalta kaivojen tektonisen rakenteen luonteen analyysi antaa meille mahdollisuuden tehdä seuraavat melko luotettavat johtopäätökset.
1. Sedimenttipeite on merkittävästi erilainen kaivannon sisä- (manner-) ja ulompi (valtameri) rinteillä, ja vaikka näiden kaivannon rakenteen elementtien tektoninen rakenne on myös heterogeeninen, sedimenttien koostumus on ensisijaisesti funktio. varsinaisista sedimentologisista prosesseista kaivannoksen eri rinteillä: pelaginen sedimentogeneesi ulkorinteellä ja supssio-virtaus, joka on päällekkäin pelagisen - sisäpuolella.
2. Kaivannon sisemmän rinteen pohjalle kirjataan usein sedimenttien kertymistä, jossa ne ovat aina tiiviimmin tiivistyneet ja edustavat rakenteellisesti suurta linssimäistä kappaletta, jota kutsutaan akkretionaariseksi prismaksi. Ulkorinteellä sedimentit ovat vinossa kaukalon akseliin nähden, kun taas pohjassa ne ovat vaakasuorassa.
3. Geofysiikan mukaan kaivantojen pohjalla olevat sedimentit esiintyvät kahden "kerroksen" muodossa: akustisesti läpinäkyvä alempi kerros, joka tulkitaan valtameren laatan tiivistyneiksi pelagisiksi kerrostumiksi, ja ylempi kerros, jota edustavat kuljetetut turbidiitit. kaivantoon mannerrinteen puolelta kahden vierekkäisen työntöimpulssin välisenä aikana.
4. Turbidiittikerrostumien paksuus kaivantojen pohjalla riippuu monista tekijöistä: mantereen rinteen jyrkkyydestä ja ilmastosta, joka ikään kuin määrittäisi viereisen maan denudoitumisnopeuden, maanjäristysten voimakkuudesta ja tiheydestä. kaivannon alueella ja monista muista tekijöistä. Levyjen vuorovaikutuksen kestolla eli tietyn subduktiovyöhykkeen olemassaolon kestolla pitäisi myös olla merkittävä rooli turbidiittisekvenssin paksuuden lisäämisessä kaivantopohjassa, mutta vain jos kaivanto tektonisena rakenteena oli itsenäinen merkitys subduktioprosessissa; mutta koska se on vain reaktio tähän prosessiin, joka ilmaistaan ​​merenpohjan topografiassa, ja lisäksi sen sijainti ei ole ajallisesti vakio, tällä tekijällä ei ole ratkaisevaa roolia turbidiittien kerääntymisprosessissa merenpohjan pohjalle. Kaivanto. Tiedämme, että juoksuhautojen nykyinen sijainti merkitsee vasta viimeistä vaihetta pitkän aikavälin alityöntöprosessissa.
5. Neljä suurta sedimenttien facies-kompleksia liittyy läheisesti syvänmeren kaivantoihin: mantereen rinnettä, pohjan ja altaiden turbiditeja sisärinteellä, pelagisia kerrostumia, jotka on kirjattu kaivannon morfologisiin elementteihin, ja lopuksi sedimentit akkretionaarisesta prismasta.
Tällä hetkellä Aleutien, Perun-Chilen ja erityisesti Keski-Amerikan kaivantojen sedimentologiset mallit on kehitetty riittävän yksityiskohtaisesti. Nämä mallit eivät kuitenkaan valitettavasti liity yleiseen subduktiomekanismiin näissä kaivamissa.
M. Underwood ja D. Karig sekä F. Shepard ja E. Reimnitz, jotka tutkivat yksityiskohtaisesti Keski-Amerikan kaivon sisärinteen morfologiaa Meksikon mantereen reunan alueella, panevat merkille, että vain tällä alueella neljä suurta kanjonia rajoittuu kaivannon sisärinteeseen, joista eniten tutkittiin Rio Balsas (Balsas-joen vedenalainen jatke), jäljitettynä juuri kouruun. Kaivon pohjan ja suurten kanjonien suupintojen turbidiittien paksuuksien välillä on havaittu selvä korrelaatio. Kaivantojen paksuin sedimenttipeite (jopa 1000 m) rajoittuu kanjonien suuhun, kun taas muissa osissa sen paksuus laskee useisiin metreihin. Kanjonien suulle on aina kiinnitetty sedimenttituuletin; se on sisennetty lukuisten kanavien kautta - eräänlainen tulvakartion leviämisjärjestelmä. Kanjonien kautta sisään tuleva kivetty materiaali kulkeutuu pitkittäisvirran vaikutuksesta ojan aksiaalista linjaa pitkin pohjan vajoamisen suuntaan. Kunkin kanjonin vaikutus sateen jakautumiseen kaivannon keskiosassa tuntuu jopa 200-300 km etäisyydellä suusta. Keski-Amerikan kaivannon syvänmeren porauksesta saadut tiedot vahvistivat, että sedimenttien reaktio pohjatyöntöprosessiin ei ole sama sen eri osissa. Siten Guatemalan porausprofiilin alueella subduktioon ei liity sedimenttien kertymistä, kun taas Meksikon profiilin alueella olevat kaivot päinvastoin paljastivat akkretionaarisen sedimenttiprisman läsnäolon pohjassa. kaivannon mannerseinämä.
Pysähdytään nyt yksityiskohtaisesti subduktion sedimentologiseen paradoksiin. Kuten geofysikaaliset työt ja syvänmeren poraukset ovat nyt tiukasti vahvistaneet, kaikkien kaivantojen pohjalla olevat sedimentit edustavat litologisesti koostumukseltaan erilaisia ​​turbiditeja, jotka esiintyvät vaakasuunnassa. Paradoksina on, että nämä sedimentit on joko repeytettävä irti valtameren laatasta ja kerääntyvät mannerrinteen pohjalle akkretionaarisen prisman muodossa (akkretionaariset subduktiomallit) tai ne imeytyvät yhdessä valtameren levyn fragmentin kanssa seuraavassa vaiheessa. alityöntövaihe, kuten "voitelumallista » O.G. Sorokhtin ja L.I. Lobkovski.
Subduktion vastustajien logiikka on siis yksinkertainen ja oikeudenmukainen: koska subduktio on korkeaenerginen prosessi, jossa on mukana kymmenien kilometrien paksuisia jäykkiä levyjä, ohut kerros irtonaista sedimenttiä ei voi muuta kuin reagoida tähän prosessiin. Jos kaivantojen pohjalla olevat sedimentit ovat vaakasuorassa, subduktiota ei tapahdu. On myönnettävä, että aikaisemmat yritykset selittää tämä sedimentologinen paradoksi eivät olleet vakuuttavia. Sedimenttien vaakasuora esiintyminen selittyy niiden nuoruudella, jo kertyneiden turbidiittien säännöllisellä ravistelulla, jonka jälkeen ne laskeutuivat ikään kuin uudelleen jne. Oli tietysti olemassa realistisempiakin tulkintoja, jotka ottivat huomioon sedimenttien tilavuuden riippuvuuden. kaivannoissa sedimentaatio- ja subduktionopeuden suhteen.
O.G. Sorokhtin teki tästä prosessista yksinkertaisen, mutta valitettavasti epävakuuttavan laskelman yrittäen tuoda todellisen pohjan yllä analysoidun voitelumallinsa alle. Hän huomautti, että useimmissa kaivannoissa sedimenttipeitteen paksuus on merkityksetön huolimatta sedimentin erittäin korkeasta kertymisnopeudesta (useita senttejä 100 vuodessa). Tällaisella nopeudella, O. G. Sorokhtinin mukaan, jos "voitelumekanismi" ei olisi toiminut, kourut olisivat peittyneet kokonaan sedimenteillä muutamassa kymmenessä miljoonassa vuodessa. Todellisuudessa näin ei tapahdu, vaikka joitakin juoksuhautoja on olemassa ja ne kehittyvät edelleen satoja miljoonia vuosia (japanilainen, perulainen-chilelainen).
Tämä laskelma ei ole vakuuttava kahdesta syystä. Ensinnäkin sedimentin absorptiomekanismista riippumatta kourut ovat subduktiovyöhykkeen dynaamisen järjestelmän tärkein komponentti, ja pelkästään tästä syystä oli mahdotonta laskea niiden täyttymisnopeutta sedimenteillä ikään kuin se olisi kiinteä selkeytyssäiliö. . Toiseksi, juoksuhauhat kiinnittävät nykyaikaisessa morfologisessa ilmaisussaan vain reaktion alityöntöprosessin viimeiseen vaiheeseen (katso mallimme kolmas oletus), ja siksi niiden olemassaoloaikaa ei voida tunnistaa koko kehityksen kestoon. subduktiovyöhyke, eli varsinkin satoja miljoonia vuosia, koska kourun ikä ei ole välttämätön. Samoista syistä J. Helwigin ja G. Hallin artikkelissa esittämää samanlaista lähestymistapaa tähän ongelmaan ei voida pitää vakuuttavana.
Näin ollen tätä paradoksia ei voida ratkaista, jos luotamme jo kehitettyihin subduktiokaavioihin, joissa levyn alityöntymisen mekanismi ja nopeusominaisuudet eivät ole yhteydessä sedimentin kertymisen mekanismiin ja nopeusominaisuuksiin.
Tietoa syvänmeren porausten tulosten perusteella arvioiduista sedimentaationopeuksista Tyynen valtameren kaivannoissa on moniosaisessa julkaisussa, jonka materiaalien perusteella voidaan päätellä, että kaivannot yleisesti ottaen Niille on todellakin ominaista suhteellisen korkea sedimentin kertymisnopeus: muutamasta kymmenestä satoihin ja jopa tuhansiin metreihin miljoonassa vuodessa. Nämä nopeudet tietysti vaihtelevat ajallisesti jopa yhdessä porauspisteessä, mutta yleisesti ottaen numerojärjestys säilyy.
Kiinnittäkäämme kuitenkin huomiota yhteen seikkaan, joka ilmeisesti jäi geologien huomion ulkopuolelle. Tosiasia on, että geologit ovat tottuneet arvioimaan sateen kertymisnopeutta Bubnovin yksiköissä: millimetreinä 10w3 (mm/10w3) tai metreinä 10w6 (m/10w6) vuodessa. Tämä lähestymistapa johtuu objektiivisista syistä, koska geologeilla on luotettavaa tietoa vain leikkauksen paksuudesta ja paljon vähemmän luotettavaa tietoa vastaavan stratigrafisen aikavälin kestosta. Ne tietysti edustavat sitä, että tällä tavalla saaduilla nopeusarvoilla on hyvin etäinen yhteys juuri sedimenttien kertymisnopeuteen, koska niissä ei oteta huomioon myöskään sitä tosiasiaa, että eri kivilajeja muodostuu eri paikoissa. hinnat, tai se, että tutkitun jakson välin sisällä voi olla piilossa katkoksia sateen kertymisessä (diastema). Jos lisäksi otamme huomioon, että kaivantojen aksiaalisen osan sedimentit muodostuvat syklosedimentogeneesin injektiotilassa, niin tässä tapauksessa tätä lähestymistapaa sedimentin kertymisnopeuden arviointiin ei voida käyttää ollenkaan, koska tarkasti ottaen , koko turbidiittisarja muodostuu suspensio-virtaussedimentogeneesin superpositiona normaalissa pelagisessa sedimentaatiossa: toisin sanoen turbidiittien paksuus kerääntyy ikään kuin sedimentaatiotaukoon. Kirjoittajan monografioissa perustellaan tällaista sedimentogeneesin mekanismia nykyaikaisia ​​ja muinaisia ​​turbidiiteja koskevien lukuisten asiamateriaalien perusteella.
Kun levytektoniikkaa koskeva työ ilmestyi ja geofyysikot julkaisivat ensimmäiset tiedot leviämis- ja subduktionopeuksista (mitattuna senttimetreinä vuodessa), geologit, jotka yrittivät korreloida sedimentaationopeuksien tunnettuja arvoja äskettäin saatuihin levyjen liikkumisnopeuksiin liittyviin tietoihin, silti toimi nopeuden muutoksilla yksiköissä Bubnov, yrittämättä saada vertailuarvoja yhteiseksi nimittäjäksi. On helppo ymmärtää, että tällainen lähestymistapa synnyttää useita väärinkäsityksiä, jotka vaikeuttavat sedimentologisten prosessien todellisen roolin tutkimista erilaisissa subduktiomalleissa ja johtavat niiden merkityksen virheelliseen arviointiin. Mainitsekaamme useita tyypillisiä esimerkkejä tämän asian havainnollistamiseksi toistamatta syvänmeren porauksella talteen otettujen sedimenttien litologisen koostumuksen kuvausta.
Aleutin kaivon pohjasedimentit ovat holoseeni-ikäisiä, niiden paksuus on 2000 ja joskus 3000 m. Tyynenmeren laatan subduktionopeus Aleutin kaivannon alla on K. Le Pichonin ym. mukaan 4-5 cm/ vuosi, ja V. Wakyen mukaan jopa 7 cm / vuosi.
Sedimentoitumisnopeus kaivannossa Bubnovin yksiköissä mitattuna tulkitaan poikkeuksellisen suureksi ("lumivyöry", A.P. Lisitsynin mukaan): 2000-3000 m / 10 kuudessa vuodessa. Jos sedimentaationopeus ilmaistaan ​​samoissa yksiköissä kuin subduktionopeus, niin saadaan 0,2-0,35 cm/vuosi, ja interglasiaalisilla jaksoilla se on jopa suuruusluokkaa pienempi: 0,02-0,035 cm/vuosi. Ja kuitenkin, sateen kertymisnopeus Aleutin kaivannossa (millä tahansa yksiköillä ne mitataan) on erittäin korkea, R. von Huene huomauttaa aivan oikein, että kaivannot läntinen esikaupunki Tyyni valtameri, jolle on ominaista pohjan sedimenttipeite, jonka paksuus on yli 500 m, oli epäilemättä rannikoiden korkeiden leveysasteiden jäätikön vaikutusalueella. Deltailla on myös merkittävä vaikutus. suuret joet virtaa mereen kourualueella.
Siten se, mitä litologit pitävät sedimentaation "lumivyörynä", osoittautuu melkein kaksi suuruusluokkaa pienemmäksi kuin levyn pohjatyöntönopeus. Jos nämä tiedot pitävät paikkansa ja jos ne korreloivat monotonisen (frontaalisen) subduktion mallin kanssa, käy selväksi, että tällaisella alityöntömekanismin tulkinnalla sedimenteillä ei yksinkertaisesti olisi aikaa kerääntyä ja ainakaan aksiaalinen osa kaivannon olisi pitänyt olla täysin vapaa sedimenttipeitteestä. Samaan aikaan sen paksuus Aleutin kaivannon koillisosassa on, kuten olemme jo todenneet, 3000 metriä.
Hyvin 436 porattiin Japanin kaivannon ulkorinteeseen. Kairanreikäosuudesta kiinnostaa vain 360 m:n syvyydestä löydetty 20 m paksu saviyksikkö, jonka iän arvioidaan olevan 40–50 Ma (keskimioseenista paleogeenin alkuun). On helppo laskea, että näiden kerrostumien muodostumisnopeus oli mitätön: 0,44 m/106 vuotta (0,000044 cm/vuosi eli 0,5 mikronia/vuosi). Tämän luvun visualisoimiseksi riittää sanoa, että tavallisessa kaupunkiasunnossa talvikuukausina(kun ikkunat ovat kiinni) tällainen pölykerros kerääntyy viikossa. Nyt on selvää, kuinka puhtaita valtamerten syvänmeren vyöhykkeet ovat klastisista suspensioista ja kuinka valtava on geologisen ajan luova rooli, joka pystyy kiinnittämään 20 metrin paksuisen saven osuuteen 45 miljoonan vuoden jälkeen niin katoavan matalalla. sedimentaationopeudet.
Yhtä alhaisia ​​sedimentaatiotasoja havaittiin Kuril-Kamchatka-haudon (kaivo 303) valtameren rinteessä, jossa ne vaihtelevat välillä 0,5-16 m/106 vuotta, eli 0,00005-0,0016 cm/vuosi. Sama numerojärjestys säilyy muissa Tyynenmeren haudoissa. Sedimentin kerääntymisnopeuden nousu kaivantojen sisärinteille muutamaan sataan metriin miljoonassa vuodessa, kuten on helppo ymmärtää, ei muuta kahden nopeusominaisuuden suhdetta: sedimentin kerääntymisen ja valtameren laatan alipaineen. Myös tässä tapauksessa ne eroavat ainakin kahdella suuruusluokalla (alhaisimmat subduktionopeuden arvot, 4-6 cm/vuosi, havaittiin Japanin, Kermadekin, Aleutin ja Uusien Hebridien kaivauksissa, ja suurin, 7-10 cm/vuosi, Kuril-Kamchatkalla, Uudella-Guinealla, Tongalla, Peru-Chilellä ja Keski-Amerikassa.Lisäksi havaittiin, että Tyynenmeren pohjois- ja itäreunojen lähentymisnopeus nousi 10:stä (140:stä 80 miljoonaan vuoteen) 15-20 cm:iin vuodessa (80 - 45 miljoonaa vuotta sitten), sitten laski 5 cm:iin vuodessa. Sama suuntaus havaittiin Tyynenmeren läntisellä alueella.
Saattaa vaikuttaa siltä, ​​että subduktiovyöhykkeen käyttöiän ja kaivantojen pohjalla olevan sedimenttipeitteen paksuuden välillä on korrelaatio. kuitenkin asiallista materiaalia kumoaa tämän oletuksen. Siten New Hebrides -subduktiovyöhykkeen toiminta-aika on vain 3 Ma ja sedimenttien paksuus kaivannossa on 600 m. . Siksi on tarpeen etsiä uusi tehokas mekanismi, joka yhdistäisi nämä (ja monet muut) ominaisuudet.
Toistaiseksi yksi asia on selvä: sedimentit kaivannossa voivat säilyä vain, jos sedimentaationopeus on huomattavasti korkeampi kuin subduktionopeus. Geologien hahmottamassa tilanteessa näiden määrien suhde arvioitiin suoraan päinvastaiseksi. Tämä on "subduktion sedimentologisen paradoksin" ydin.
On vain yksi tapa ratkaista tämä paradoksi: sedimentaationopeuksia arvioitaessa ei pidä irrottautua kerrostumien geneettisestä tyypistä, koska toistamme, ettei sedimentaationopeuden laskemiseen käytetä tavallista aritmeettista menettelyä: kerroksen paksuuden (metreinä) suhde stratigrafiseen ajan tilavuuteen (miljoonaa vuotta). Lisäksi kirjoittaja on toistuvasti todennut, että tätä menettelyä ei voida täysin soveltaa sameuteen, koska se ei anna vain likimääräistä, vaan täysin väärää arviota sateen kertymisnopeudesta. Näin ollen, jotta sedimentit säilyisivät kaivantojen aksiaalisessa osassa ja lisäksi esiintyisivät vaakasuorassa valtameren laatan subduktiosta huolimatta, on välttämätöntä ja riittävää, että sedimentaationopeus on huomattavasti suurempi kuin subduktionopeus. , ja tämä voi tapahtua vain, kun sedimentaatio kaivannossa toteutetaan syklosdimentogeneesin injektiomuodossa. Tämän omituisen sedimentologisen teoreeman seurauksena on kaikkien syvänmeren kaivantojen pohjasedimenttien poikkeuksellinen nuoruus, joiden ikä ei yleensä ylitä pleistoseenia. Saman mekanismin avulla voidaan selittää erittäin karbonaattisten sedimenttien esiintyminen syvyyksissä, jotka selvästi ylittävät karbonaattimateriaalin liukenemiselle kriittisen tason.
Ennen kuin ymmärrämme toista esittämistämme kysymyksistä (joka koskee sedimenttien normaalin stratigraafisen sekvenssin rikkomista kaivannon mannerrinteen pohjalla), on huomioitava seuraava seikka, jota monet luultavasti ajattelivat jotka yrittivät analysoida subduktiomekanismia. Itse asiassa, jos alityöntöprosessi (kinematiikan näkökulmasta) etenee samalla tavalla kaikissa kaivamissa ja jos siihen liittyy sedimenttien raapiminen subduktiolevystä, niin akkretionaaliset prismat tulisi kiinnittää kaikkien sisärinteiden juurelle. juoksuhautoja poikkeuksetta. Syvänmeren poraus ei kuitenkaan ole osoittanut tällaisten prismien esiintymistä kaikissa kaivannoissa. Yrittäessään selittää tätä tosiasiaa ranskalainen tiedemies J. Aubouin ehdotti, että aktiivisia marginaaleja on kahta tyyppiä: marginaalit, joissa vallitsevat puristusjännitykset ja aktiivinen akkretion; täydellinen poissaolo sedimentin kertymistä. Nämä ovat kaksi äärinapaa, joiden väliin voidaan sijoittaa käytännössä kaikki tällä hetkellä tunnetut konvergenttijärjestelmät, jos otetaan huomioon sellaiset tärkeät ominaisuudet kuin TWZ-vyöhykkeen kaltevuuskulma, valtameren kuoren ikä, subduktionopeus ja sedimenttien paksuus valtameren laatalla. J. Auboin uskoo, että kaarikourujärjestelmät ovat lähempänä ensimmäistä tyyppiä ja Andien tyyppinen marginaali on lähempänä toista. Toistamme kuitenkin, että tämä ei ole muuta kuin karkea arvio, koska todelliset tilanteet tietyillä alityöntövyöhykkeillä riippuvat monista tekijöistä, ja siksi Tyynenmeren renkaan länsi- ja itärajojen järjestelmissä voi esiintyä monenlaisia ​​​​suhteita. Joten, V.E. Hine, jo ennen kuin J. Aubouin tunnisti nämä kaksi ääritapausta, huomautti oikeutetusti, että Aleuti-, Nankai- ja Sunda-profiilit vahvistivat vain osittain akkretiomallin, kun taas Mariaanan ja Keski-Amerikan (Guatemalan alueella) kourut eivät vahvistaneet. paljastaa lisääntyvän prisman. Mitä johtopäätöksiä tästä seuraa?
Todennäköisimmin sedimenttiprismat (jos niitä epäilemättä on) eivät aina ole seurausta vain sedimenttien raapumisesta valtamerilevystä, varsinkin kun näiden prismien sedimenttien koostumus ei vastaa avoimen valtameren sedimenttejä. Lisäksi tällaisten prismojen kiistaton puuttuminen (esimerkiksi Keski-Amerikan kaivannossa) antaa syyn olla pitämättä sedimenttien kaapimista sedimentologisesti universaalina subduktioprosessina, mikä seuraa nimenomaisesti O.G.:n "voitelumallista". Sorokhtin ja L.I. Lobkovski. Toisin sanoen sedimenttien kertymisen lisäksi jonkin yleisemmän sedimentologisen prosessin tulee ilmetä konvergenttisina systeemeinä, mikä johtaa sedimenttien prisman muodostumiseen kaivannon mannerrinteen pohjalle.
Olemme jo huomauttaneet, että kaivantojen mannerrinteen pohjalla olevat sedimentit ovat voimakkaasti tiivistyneet, laskostuneet monimutkaiseksi poimujärjestelmäksi, kerrosten ikäjärjestys on niissä usein häiriintynyt ja kaikilla näillä sedimenteillä on selkeästi samea synty. . Juuri nämä tosiasiat vaativat ensinnäkin vakuuttavan selityksen. Lisäksi akkretionaarisen prisman sisällä (jossa sen esiintyminen on epäilemättä todistettu) on todettu sedimenttien nuorentumista alas kourua kohti. Tämä todistaa paitsi siitä tosiasiasta, että jokainen myöhempi valtameren levystä irti repeytyvä sedimenttilevy näyttää liukuvan edellisen alle, vaan myös alityöntöprosessin omituisesta kinematiikasta, jonka mukaan seuraavaan subduktioimpulssiin liittyy kalvon kulkeutuminen. kaivannon akseli kohti merta samanaikaisesti laajentamalla mannerrinteen hyllyvyöhykettä ja taivuttamalla sen pohjaa, mikä mahdollistaa yleisesti tämä mekanismi. Enemmän kanssa yksityiskohtainen tutkimus akkretionaaristen prismojen rakenteet (Japanin ja Keski-Amerikan kaivannot), kävi myös ilmi, että yksittäisten levyjen iän muutoksen säännönmukaisuudet ovat monimutkaisempia: erityisesti kaksi-kolme kertaa samanaikaisten pakkausten ilmaantuminen sedimenttien joukkoon, sekä nuorempien että vanhempi, perustettiin. Tätä tosiasiaa ei voida enää selittää puhtaan akkretion mekanismilla. Todennäköisesti johtava rooli tässä on prosessit, jotka johtavat osittain litisoituneiden sedimenttimassojen siirtymiseen, jotka tapahtuvat suoraan kaivannon mannerrinteessä. On myös otettava huomioon, että myös sedimentin tiivistymismekanismilla akkretionaarisen prisman sisällä on omat erityispiirteensä, joka koostuu erityisesti siitä, että subduktioprosessiin liittyvät jännitysjännitykset johtavat huokosten voimakkaaseen vähenemiseen. tilaa ja nesteiden puristamista sedimentin ylempään horisonttiin, jossa ne toimivat karbonaattisementin lähteenä. Prismassa on eräänlaista kerrostumista eri tavalla tiivistyneiksi kivipakkauksiksi, mikä edelleen edistää kivien muodonmuutosta poimuiksi, jotka irrotetaan kerroksiksi liuskehalkeamalla. Samanlainen ilmiö tapahtui Kodiakin myöhäisliitu-, paleoseeni- ja eoseeniturbidiittien muodostumisessa salissa. Alaska Aleuttihaudan ja aktiivisen tulivuoren kaaren välissä Alaskan niemimaalla. A.P. Lisitsyn huomauttaa, että Aleutin kaivantoalueen accretionary prisma on murtunut vikojen takia erillisiksi lohkoiksi, ja näiden lohkojen liike vastaa (ensimmäisessä likiarvossa) alla olevan kuoren epäsäännöllisyyksiä, ne näyttävät "jäljittävän" kaikki suuret epäsäännöllisyydet valtameren laatan pinnan topografiassa.
Antillien saaren kaaren alueella (Barbadosin saari) on tutkittu akkretionaarinen prisma, jolle on omistettu kaksi erikoisristeilyä R/V Glomar Challengerista (nro 78-A) ja Joydes Resolutionista (nro 11). . Itä-Karibian aktiivinen marginaali ilmaistaan ​​tässä seuraavilla rakenteilla: o. Barbados, tulkitaan keulakaaren harjanteeksi, > Tobagon syvennys (kaarien välinen) > St. Vincent (aktiivinen tulivuoren kaari) > Grenadan painauma (takakaari, marginaalinen) > Mt. Aves (kuollut tulivuoren kaari). Täällä Orinocon PKV:n paksut sedimenttikertymät ja Amazonin suusta osittain siirtyneet sedimentit ovat lähellä subduktiovyöhykettä. Syvän veden kaivoja 670-676 (risteily nro 110) lähellä aktiivisten muodonmuutosten etuosaa vahvisti voimakkaan akkretionaarisen prisman läsnäolon täällä, joka koostui heikosti epämuodostuneesta Campanian-oligoseenien valtamerikompleksista poimittujen syvänmeren neogeenisten sedimenttien ylipainealtaista. Leikkausvyöhyke koostuu yläoligoseeni-ala-mioseenin mutakivistä ja on kalteva länteen. Suoraan leikkausvyöhykkeen yläpuolella paljastui sarja jyrkempiä hilseileviä ylityöntöjä. Kairauksella paljastetun osan kokonaispaksuus on 310 - 691 m. Sen juurella esiintyy alemman keski-eoseenin piipitoisia mutakiviä. Ylhäällä - savisedimentit, kalkkipitoiset turbidiitit, keski-ylemmän eoseenin ristikerroksiset glaukoniitin hiekkakivet, oligoseenin ohutkerroksiset argilliitti- ja karbonaattikivet, piipitoiset radiolaariset mutakivet, kalkkipitoiset mutakivet ja alemman eoseenin biogeeniset karbonaattisettimentit. Tyypillinen ilmiö tässä on nesteiden sivusuuntainen kulkeutuminen sekä akkretionaarisen prisman rungossa (kloridit) että deformaatiorintaman valtameren puolelta (metaani). Korostamme myös, että useilla tasoilla paljastettiin toistoa litologisesti samantyyppisten ja samanaikaisten kallioyksiköiden leikkauksessa.
Kaivannon tektonisesta rakenteesta jo tunnetun lisäksi kostakaamme: Japanin ja muiden kaivantojen sisärinteen keskiosassa sijaitsevalla vedenalaisella terassilla tapahtui aktiivisia tektonisia prosesseja, mikä viittaa toisaalta toisaalta lohkojen merkittäviä vaakasuuntaisia ​​siirtymiä ja toisaalta aktiivisia pystysuuntaisia ​​liikkeitä, jotka johtivat suhteellisen nopeaan muutokseen sedimentaation syvyysolosuhteissa. Samanlainen ilmiö havaittiin myös Perun ja Chilen kaivannossa, jossa pystysuorien lohkojen siirtymät ovat 14-22 cm/vuosi.
Japanin kaivannon yksityiskohtaiset geofysikaaliset tutkimukset ovat osoittaneet, että sen sisä- ja ulkosivut muodostavat monimutkaisen järjestelmän lohkoja, jotka ovat kosketuksissa vikojen varrella. Nämä lohkot kokevat vaihtelevia amplitudeja. Tässä tapauksessa vikojen muodostumisjärjestys, kuorilohkojen käyttäytyminen alityöntymisen eri vaiheissa ja mikä tärkeintä (tarkoituksemme kannalta), kaikkien näiden prosessien heijastuminen syvänmeren kaivannon sedimenttipeitteessä ovat olennaisia. Japanilaisten geofyysikkojen Ts. Shikin ja 10. Misawan kanta, jotka uskovat, että koska subduktion käsite on pohjimmiltaan "luonteeltaan laaja ja globaali", tämän mittakaavan mallissa "sedimentit ja sedimenttikappaleet voidaan jättää huomiotta", vaikuttaa äärimmäiseltä. .
Päinvastoin, vain kaivantojen rinteillä olevien altaiden täyttämismekanismin ja itse kaivantojen sedimenttien avulla voidaan ymmärtää subduktion hienovaraiset yksityiskohdat, jotka muuten jäävät tutkijoilta huomiotta. Kuvaannollisesti sanottuna sade mahdollistaa valun tekemisen kourusta ja siten ei vain sen yksityiskohtien ymmärtämistä sisäinen rakenne, mutta myös järkevämmin palauttaa sen muodostumiseen johtaneet prosessit.
Sedimenttien kerääntymismekanismi mannerrinteen pohjalle näyttää olevan seuraava. Subduktion alkuvaiheessa - kun syvänmeren kaivanto muodostuu manner- ja valtameren laattojen törmäyksen seurauksena - maankuoren jatkuvuudessa tapahtuu katkeaminen mantereen rinteessä (kuva 1.18, a) ; vauriota pitkin kuori painuu kouruakselin suuntaan ja sedimentit ylemmästä porrasta (terassista) liukuvat alas (kuva 1.18, b). Alemmassa vaiheessa tallennetaan kerrospakettien (I, 2, 1, 2) käänteinen esiintyminen stratigrafisesti. Suhteellisen rauhallisen alityöntövaiheessa, kun subduktiovyöhykkeellä syntyvät jännitykset eivät ylitä vetolujuutta mannermainen litosfääri, sedimenttejä kerääntyy kaivannon sisärinteelle: rannikkomerestä syvänmereen (kuva 1.18, 6, yksiköt 3 ja 4), ja altaassa alemmalla terassilla - turbiditeja.

Sitten uudella aktiivisella subduktioimpulssilla ojan akseli siirtyy valtameren suuntaan ja sisärinteen pohjalle muodostuu uusi särmä, jota pitkin sedimentit ylemmältä terassilta liukuvat alas (kuva 1.18, c), ja osa rannikkomeren matalan veden kertymistä päätyy toiselle terassille. Uusi osa vielä riittämättömästi tiivistyneitä sedimenttejä liukuu kaivannon sisärinteen pohjalle, joka liikkuessaan alas pitkin rinteen epätasaista kohoumaa kerääntyy, rypistyy laskostumaan jne. mantereen rinteessä olevasta prismasta.
Useimmissa mantereen rinteessä olevissa juoksuhaudoissa on kolme morfologisesti korostunutta askelmaa - terassia. Näin ollen, jos kaaviomme on oikea, niin subduktiovyöhykkeen olemassaolon aikana tapahtui ainakin kolme suurta rakenteellista uudelleenjärjestelyä, joita seurasi kaivon eteneminen kohti merta ja vaurioiden muodostuminen sen sisärinteeseen. Tämän prosessin viimeinen vaihe on esitetty kuvassa. 1.18, d: Mannerrinteen pohjalle muodostuu sedimenttiprisma. Siinä kolme kertaa (tämän yksinkertaistetun kaavion mukaan) kerrosten stratigraafista järjestystä rikotaan.
Tämä prosessi tapahtuu tavalla tai toisella, tärkeintä on, että niissä tapauksissa, joissa oli mahdollista porata mannerrinteen pohja (Japanin ja Keski-Amerikan kaivannot), kävi todella ilmi, että normaali stratigraafinen järjestys kiviä häirittiin täällä; ne tiivistyvät paljon enemmän kuin ulkorinteen synkroniset kerrostumat, ja mikä tärkeintä, nämä kerrostumat eivät millään tavalla muistuta kaivannon valtameren rinteen pelagisia sedimenttejä. Selitettäväksi tulee myös merkittävät pystysuuntaiset liikkeet, joiden seurauksena ilmeisen matalan veden kerrostumat hautautuvat useiden tuhansien metrien syvyyteen.
Ennen kuin siirrytään syvänmeren kaivantojen sedimenttimuodostelmien indikaattorisarjan mallipohjaan, on huomioitava yksi tärkeä seikka, jota geologit eivät aiemmin ottaneet huomioon. Samaan aikaan se ilmeisesti seuraa niistä subduktion tektono-geofysikaalisista edellytyksistä, jotka ovat tämän prosessin perusominaisuudet ja jotka olemme ottaneet pohjaksi sedimentologisesti johdonmukaiselle subduktiomallillemme. Tämä viittaa siihen, että nykyaikaiset syvänmeren kaivannot eivät ole sedimenttisiä (kertyviä) altaita sanan varsinaisessa merkityksessä, vaan edustavat vain maankuoren reaktiota subduktioprosessiin, joka ilmaistaan ​​morfologisesti merenpohjan topografiassa. Tiedämme jo, että mantereen alla olevan valtameren kuoren subduktiota leimaa seisminen fokusvyöhyke, jonka käännekohdassa syvänmeren kaivanto sijaitsee; että subduktio itsessään on impulsiivinen prosessi, ja jokainen peräkkäinen subduktioimpulssi vastaa aallonpohjan akselin äkillistä siirtymistä kohti merta; että kaivannoissa olevilla sedimenteillä on aikaa kertyä vain siitä syystä, että turbidiittien laskeuman nopeus ylittää merkittävästi valtameren laatan vajoamisnopeuden, mutta niiden päämassa menee subduktoidun levyn kanssa litosfäärin syvemmälle horisontille tai on Mannerlevyn ulkoneman repimä irti ja lastataan kaivannon mannerrinteen pohjaan. Nämä olosuhteet selittävät sen tosiasian, että useimpien subduktiovyöhykkeiden pitkästä (kymmeniä miljoonia vuosia) olemassaolosta huolimatta kaivantojen pohjan sedimenttitäytön ikä ei ylitä pleistoseenia. Nykyaikaiset kaivannot eivät siis kirjaa kaikkia subduktion vaiheita sedimenttitietueeseen, ja siksi niitä ei sedimentologian näkökulmasta voida pitää sedimenttialtaina. Jos niitä kuitenkin katsotaan sellaisiksi, niin kourut ovat hyvin omituisia altaita: altaita, joissa on "vuotava" pohja. Ja vasta kun subduktioprosessi pysähtyy, maanosa tai mikromanner estää seismisen fokusalueen, syvän veden kaivannon asema muuttuu vakaaksi ja se alkaa täyttyä sedimenttikomplekseilla täysimittaisena sedimenttialtaana. Juuri tämän olemassaolon vaiheen on säilynyt geologisissa tiedoissa, ja juuri tämän ajanjakson aikana muodostuneiden sedimenttimuodostelmien sarjaa voidaan pitää osoituksena subduktiovyöhykkeiden syvänmeren kaivamista.
Siirrytään sen kuvaukseen. Huomattakoon heti, että kyseessä on hienorytmisten terrigeenisten muodostumien klassisen sarjan tektonis-sedimentologinen perustelu: liuskekiven muodostuminen > flyssi > merimelassi. Tämän sarjan (seurattuaan M. Bertrandia) N. B. Vassoevich perusti empiirisesti Kaukasuksen liitu-paleogeenisen lennon materiaalilla, mikä tekee huomionarvoisen johtopäätöksen: koska tässä sarjassa alemman (meren) melassin esiintymät ovat nuorin (jatkuvassa jaksossa), niin moderni aikakausi on pääasiassa melassin kertymisen aikakausi; uusi vaihe flyschin muodostumisessa ei ole vielä alkanut, ja vanha on kauan päättynyt. Tämä johtopäätös osoittautui vääräksi.
B.M. Keller vahvisti vakiintuneen N.B. Vassoevitšin peräkkäinen muutos flysch-sarjan sedimenttimuodostelmissa Zilair-synklinoriumin devoni- ja hiilijaksojen materiaaliin Etelä-Urals. B.M:n mukaan Keller, tässä synklinoriumissa muodostui peräkkäin piipitoinen muodostuma, liuskekiveä, joka on vuorottelu greywacke-hiekkakivistä ja liuskeista, joilla on alkeellinen flysch-tyyppinen syklisyys (osuudet Sakmaran joen valuma-alueella), ja lopuksi merimelassiesiintymiä. Saman säännönmukaisuuden paljasti I.V. Khvorov. Itä-Sikhote-Alinissa alemman liitukauden (Hautherivian-Albeckian) flysch-kerrosteet kruunuvat karkealla flissillä ja merimelassilla. Anui-Chuyn synklinoriumissa Gorny Altai vihreä-violetti liuskekivi ja flyschoid (graywacke-shale) muodostelmat korvataan mustalla liuskeella (liuskekivi), jota seuraa sub-fish-sekvenssi, sitten (korkeampi osa) - alempi melassi. Tämän sekvenssin kruunaavat mannermelassin sedimenttivulkanogeeniset kerrostumat. M.G. Leonov totesi, että Kaukasuksen vanhemmat flysch-kompleksit on kartoitettu myöhäisen eoseenin merimelassiin. Myöhään eoseenissa Transkaukasian massiivi vaelsi hitaasti pohjoiseen, minkä seurauksena osuudella havaittiin yhä enemmän karkearakeita sedimenttejä ja turbidiitit muuttuivat yhä hiekkaisemmiksi. Sama ilmiö, vain hieman ajallisesti siirtyneenä, havaitaan Itävallan ja Sveitsin Alpeilla sekä Apenniinien niemimaalla. Erityisesti Pohjois-Apenniineilla kehittynyt ylemmän liitukauden Antola-muodostelma tulkitaan syvänmeren kaivannon sameaksi faciesiksi. Se osoittaa selvästi sedimenttien karkenemista osuudella.
Dalnsgorskyn malmialueella (Primorye) havaitaan selkeä turbidiittikompleksien karhentuminen ylöspäin pitkin leikkausta. Siihen liittyy luonnollisesti faunakompleksien asteittainen "mataleneminen". OLEN. Näitä kerrostumia tutkinut Perestoronin huomauttaa, että alloktonisten levyjen poikkileikkauksen ominaisuus on asteittainen muutos (alhaalta ylös) syvänmeren kirsikkakerrostumien, joissa esiintyy radiolaria, ensin lieteisiä ja sitten matalan veden hiekkakiviä, joissa on Bsrria-Valanginin kasvisto. . Samanlainen suuntaus turbidiittikompleksien korvaamisessa on havaittu Zalissa. Cumberland noin. St. George. Se koostuu myöhäisjurakauden - varhaisliitukauden turbiditeista, joiden kokonaispaksuus on noin 8 km. Tämän muodostelman litofaasiaspesifisyys on se, että leikkausta ylöspäin kirjataan kivemateriaalin karkeneminen yksittäisten jaksojen ja itse syklien paksuuden kasvun rajoissa. Meitä kiinnostava sarja flysch > merimelassi > mannermelassi erottuu myös oligoseeni-mioseenikauden Länsi-Karpaattien altaalla. Länsi-Uralilla ylempi paleotsoinen flysch-kompleksi on jaettu kolmeen muodostelmaan, jotka peräkkäin korvaavat toisiaan osassa: flysch (C2) > alamelassi (C3-P1) > ylämelassi (P2-T). Lisäksi leikkauksen alaosaan kehittyy hienosti rytmiä distaalisia turbiditeja.
Siten empiirisesti todettu kuvio peräkkäisestä esiintymisestä Flysch-sarjan karkeampien erojen osassa vaatii litogeodynaamisen perustelun. Ehdottamamme malli perustuu seuraaviin oletuksiin.
1. Kaikista nykyaikaisista sameuden kerääntymisen olosuhteista litosfäärilevyjen reunaosien (ja risteyskohtien) geodynaamiset asetukset osoittautuvat geologisesti merkittäviksi (näiden vyöhykkeiden esiintymät ovat säilyneet vakaasti geologisessa aineistossa). Tämä on maanosien passiivisten reunojen mannerjalka sekä aktiivisten reunojen syvänmeren juoksuhautoja. Tässä toteutuu lumivyöryn sedimentaatiomekanismi. Geodynamiikan näkökulmasta aktiivinen marginaali vastaa valtameren kuoren subduktion asetusta.
2. Subduktion sedimentologinen hallinta, jota käsitellään yksityiskohtaisesti kohdassa aikaisemmat teokset Tekijän mukaan pääasiallinen geneettinen sedimenttien tyyppi, joka täyttää mantereen rinteellä olevien kaivantojen ja terassialtaiden pohjat, ovat turbiditeja.
3. Todennäköisesti peräkkäin muuttuvat kerrostumat, jotka ovat samankaltaisia ​​litologisesti koostumukseltaan ja elementaaristen sedimentaatiosyklien rakenteelta, eivät kiinnitä erilaisia, vaikkakin toisistaan ​​riippuvia sedimentaatioprosesseja, vaan pitkiä kehitysvaiheita yksittäinen prosessi syklogeneesi, joka toteutetaan injektiomuodossa, mutta johtuen altaan syvyyksissä tapahtuvista muutoksista ja eri kehitysvaiheissa tapahtuvan kidemateriaalin poiston intensiteetistä, se kiinnittää jaksoja kerrostumien paksuuden ja raekoon suhteen erottuviin osiin.
4. Asentaja N.B. Vassojevitšin empiiristä sarjaa ei välttämättä tarvitse ilmaista mahdollisimman täydellisesti. Esimerkiksi Krimin Taurian sarjan triass-jurskilainen liuskekivikerrosteet, Keski- ja Luoteis-Kaukasia jne.
Ehdottamamme litogeodynaamisen mallin olemus näkyy selvästi kuvassa. 1.19, ja laaja kirjallisuus, joka kuvaa tiheys- (sameus) virtausten muodostumisen, liikkumisen ja purkamisen olosuhteita sekä niiden muodostamien sameiden kappaleiden koostumusta ja rakennetta, antaa oikeuden olla käsittelemättä näitä asioita yksityiskohtaisesti .

Subduktiovyöhykkeillä valtameren levyn absorptioon liittyy aina puristusjännitysten lisääntyminen ja se johtaa näiden vyöhykkeiden takaosien lisääntyneeseen lämpenemiseen, minkä seurauksena tapahtuu mantereen marginaalin isostaattinen nousu vahvasti leikatun vuoristoisen kohokuvion kanssa. . Lisäksi, jos itse valtameren levyn subduktioprosessi tapahtuu impulsiivisesti ja seuraavaan subduktioimpulssiin liittyy aallonpohjan akselin siirtyminen merta kohti, niin yhdessä subduktion lakkaamisen kanssa myös syvänmeren aallonpohja kiinnittyy lopulliseen muotoonsa. asema, ja puristusjännitysten väheneminen ja subduktiovyöhykkeiden takaosien isostaattinen kelluminen tapahtuu myös aalloissa - mantereelta valtamerelle. Jos nyt verrataan näitä tietoja siihen, että viereisen maan rakenne (morfologia) pysyy käytännössä muuttumattomana, vain tiheysvirtausten liikeradan pituus ja syöttökanjonien pohjan kaltevuus muuttuvat (pituus on maksimi). , ja pohjan kaltevuus päinvastoin on minimaalinen nousuvaiheessa I, ja loppuvaiheessa III näiden arvojen suhde muuttuu päinvastaiseksi), niin ongelman sedimentologinen puoli tulee selväksi: Tämän prosessin jatkuvan kehityksen myötä hienojakoisten distaalisten turbidiittien kerrostumien (liuskekiven muodostuminen) pitäisi siirtyä proksimaalisiin hiekkasumutuksiin (flysch ja sen erilaiset rakenteelliset ja litologiset modifikaatiot), ja ts puolestaan ​​​​korvataan karkeamman rakeisen proksimaalisen turbidiitin jaksoilla. turbidites ja fluxoturbidites, jotka tunnetaan paremmin meillä kotimaista kirjallisuutta kuin merimelassin kiertokulkuja.
On muuten huomioitava, että Kaukasiassa tämä aaltoileva prosessi ei ole kirjattu vain suunnattuun muutokseen litologisesti erityyppisten levätyyppien poikkileikkauksella, vaan myös niitä isännöivien tektonis-sedimentaaristen rakenteiden peräkkäisenä nuorentumisena. Siten myöhäisliitua edeltävät poimut ovat selvästi muuttuneet Lok-Karabagh-vyöhykkeellä ja varhaispyreneillä ja nuoremmissa vaiheissa olevat poimut ovat muuttuneet selvästi Adjaro-Trialetin vyöhykkeellä. Gruzinskaja-lohkon alueella taitokset ovat vielä nuorempia. Post-paleogeeni ovat rakenteellisia muutoksia esiintymiä Länsi-Abhasiassa ja Luoteis-Kaukasiassa.
Jos analysoimme yksityiskohtaisemmin kaukasian turbidiittikomplekseja koskevaa materiaalia, tulemme väistämättä siihen tulokseen, että koko sivuttainen tektonisten yksiköiden sarja Pien-Kaukasian valtameren altaan reunalta Pohjois-Kaukasian laatalle sopii hyvin käsitteeseen monimutkainen mannermainen marginaali, joka Bajocianista alkaen osoitti merkkejä aktiivisesta subduktiotilasta. Samaan aikaan aktiivisen vulkanismin akseli siirtyi vähitellen pohjoiseen.
Täällä muodostuvien turbidiittikompleksien on myös reagoitava subduktioalueen akselin siirtymiseen. Toisin sanoen subduktiopaleotsoneissa tulisi kirjata mantereeseen "kiinnittyneiden" turbidiittimuodostelmien lateraalinen rivi, jonka ikä vanhenee suunnassa kohti subduktiovyöhykkeen alkamista. Siis vesistössä. Arak (Vähe-Kaukasuksen kaakkoisosa), sameuskompleksit vanhenevat lännestä itään. Samaan aikaan sameuden kertymisen syvyys pienenee samaan suuntaan. Jos Hrazdan- ja Azat-jokien rannoilla ylä-eoseeniesiintymiä edustavat kohtalaisen syvänmeren sameat, niin idässä (Apna-, Nakhichevanchay-, Vorotan-joet jne.) ne korvataan matalan veden sedimenteillä.
Voidaan päätellä, että muodostumien muutos sarjassa liuskekiven muodostus > flysch > melassi ei kiinnitä erilaisia ​​syklogeneesin järjestelmiä, vaan ainoastaan ​​kuvaamamme muutoksia litogeodynaamisissa olosuhteissa klastisen materiaalin lähteessä, päällekkäin jatkuvan sedimentogeneesin kanssa syvänmeren kaivanto. Melassin muodostumisen kerrostumat täydentävät siten kaivantojen täydellisen sedimentologisen kehityksen.
Mielenkiintoista on, että syvänmeren porausprosessissa saatiin tietoja, jotka todella vahvistavat mekanismin, jolla kaivannot täytetään kalvosedimenteillä, jotka karkeavat osuutta. Hyvin 298 porattiin Nankain kouruun, joka on osa subduktiovyöhykkeen osaa ja jonka sisällä Filippiinien levy on hitaasti alistumassa aasialaisen alapuolelle. Kaivo ohitti 525 m kvaternaariset sedimentit, jotka ovat terrigeenisen koostumukseltaan hienojakoisia, distaalisia turbiditeja. Näiden materiaalien perusteella todettiin ensimmäistä kertaa nykyaikaisten syvänmeren kaivantojen facieseille sedimenttien jyvien koon lisäys osuudella. Kaiken tähän mennessä tunnetun tiedon valossa tätä tosiasiaa voidaan pitää ominaisena kaikkien syvänmeren kaivantojen sedimenteille, jotka tallentavat valtameren laatan pohjatyöntymisen viimeistä vaihetta. Mitä tulee geologisen menneisyyden paleosubduktiovyöhykkeiden diagnostiikkaan, se on vielä informatiivisempi kuin virtausten tekstuurit ja kiistattomien turbidiittien esiintyminen osassa.
Korostamme, että jos turbidiittikomplekseja voi muodostua valtameren erilaisissa rakenteellisissa ja morfologisissa olosuhteissa, niin pohjat täyttyvät subduktion päätyttyä aina turbidiittikerrostumilla, jotka karkeuttavat osuutta ylöspäin ja kiinnittävät muodostumien peräkkäistä muutosta: liuskekiveä (distaalisumut) > flysch (distaaliset ja proksimaaliset turbidiitit) > merimelassi (proksimaaliset turbidiitit ja fluxoturbidiitit). Lisäksi on myös tärkeää, että käänteinen sekvenssi on geneettisesti mahdoton.

Syvänmeren juoksuhautoja löytyy pääasiassa Tyyntämerta ympäröiviltä rannikoilta. 30 kaivannosta vain 3 on Atlantilla ja 2 Intian valtamerellä. Kaivannot ovat yleensä kapeita ja pääosin pitkiä painaumia, joissa on jyrkkiä rinteitä ja jotka ulottuvat jopa 11 asteen syvyyteen. km(Taulukko 33).

Syvien vaurioiden rakenteen piirteitä ovat pohjan tasainen pinta, peitetty savikerroksella. Vikatutkijat ovat havainneet, että heidän jyrkät rinteet ovat alttiina tiheille, kuivuneille savelle ja mutakiville.

L. A. Zenkevich uskoo, että tällainen paljastumien luonne viittaa siihen, että syvät painaumat ovat syvien, tiivistyneiden pohjasedimenttien kertymiä ja että nämä painaumat ovat nopeasti virtaava muodostuma, joka on olemassa ehkä enintään 3-4 miljoonaa vuotta. Saman todistaa niissä olevan erittäin syvällisen eläimistön luonne.

Syvänmeren vikojen alkuperälle ei ole selitystä. Näin ollen hypoteesi mantereiden kellumisesta antaa jonkinlaisen syyn odottaa tällaisten vikojen ilmaantumista, mutta tässä tapauksessa pitäisi

odottaa syvien halkeamien ilmaantumista vain niille maanosille, joista ne siirtyvät pois. Vikoja havaitaan kuitenkin myös toisella puolella.

Maapallon laajenemisesta johtuvien syvien vikojen ilmaantumisen selittämiseksi esitetään joskus hypoteesi maapallon muodostavan aineen kuumenemisesta. Radioaktiivisen lämmön väheneminen 5-10 kertaa Maan olemassaolon aikana viittaa kuitenkin siihen, että tälle hypoteesille on vielä vähemmän perusteita kuin hypoteesille maapallon kasvusta gravitaatiokentän jännityksen vähenemisen vuoksi.

Tosiasioihin, joiden väitetään osoittavan Maan tilavuuden jatkuvan kasvun, syvänmeren juoksuhautojen lisäksi mukana on myös valtameren keskiharjanteita.

Asianmukainen osa oli omistettu mediaaniharjanteiden muodostumisen syiden selittämiseen. Tässä on todettava, että jos syvät kaivannot todella vaativat joko maankuoren venytystä tai sen taivuttamista vialla, niin vuorijonon muodostumista valtameressä ei voi mitenkään yhdistää venyttämiseen. Se on mahdollista vain puristamalla tai lisäämällä nousevan aineen tilavuutta. Siksi houkutella monimutkainen vuoristojärjestelmä, jonka pituus on yli 60 tuhatta km. km laajenevan Maan hypoteesin todistamiselle ei ole perusteita.

Hyväksyttävämpi selitys syvien syrjäytymien - juoksuhaudojen - alkuperälle, jota voidaan ehdottaa, jos tarkastellaan niitä jatkuvasti jatkuvan valtamerten maankuoren vajoamisen ja maanosien maankuoren nousun seurauksena. Nämä liikkeet ovat seurausta mantereiden eroosiosta ja sedimenttikivien kerääntymisestä valtamerten pohjalle. Eroosion edistämä mantereiden liikkuminen ylöspäin ja valtamerten rannikkoalueiden liikkuminen alaspäin. vastakkainen liike voi aiheuttaa murtumia.

Lopuksi voidaan ilmaista vielä yksi muunnelma vesikourujen alkuperän selityksestä, joka viittaa itseensä kuvan 23 valokuvaa tarkasteltaessa. Se näkyy mutkissa rannikko muodostuu uria, jotka muistuttavat muodoltaan todellisia. Merenpohjan kuori ikään kuin syrjäytetään mantereelta niissä paikoissa, joissa se työntyy valtamereen suhteellisen kapein reunuksin. Tällaisten havaintojen (ja niitä oli melko paljon) avulla on mahdollista kuvitella mekanismi, joka siirtyy pois kuoren rannikkoalueilta tarkasti mutkissa, joissa on suuri kaarevuus. Tällaista vaikutusta oli kuitenkin mahdotonta ennakoida ennen koetta. Tämä kaivantojen selityksen versio on yhdenmukainen niiden syvyyden, yhtä paksuisen kuoren kanssa ja selittää hyvin niiden muodon ja sijainnin, ja lisäksi se vahvistaa vakuuttavasti S. I. Vavilovin lausunnot, joiden mukaan kokeet eivät vain vahvista tai kumoa kokemuksen vahvistama idea, mutta niillä on myös heuristisia ominaisuuksia, jotka paljastavat tutkittujen esineiden ja ilmiöiden odottamattomia ominaisuuksia ja piirteitä.

Syvänmeren juoksuhaudot ja niihin liittyvät reunaharjanteet ovat aktiivisten valtameren reunojen tärkeitä morfologisia rakenteita, jotka ulottuvat tuhansia kilometrejä pitkin saarikaareja ja Tyynenmeren itäistä mannerreunaa. Syvän veden kaivannot jäljittävät ulostulon seismisten polttovyöhykkeiden pinnalle, heijastaen kohokuviossa maan litosfäärin valtameren ja mannerosan välistä rajaa. Valtameriojat ovat kapeita pitkiä valtameren pohjan syvennyksiä, jotka ovat valtamerten syvimpiä vyöhykkeitä.

Valtamerihautoja on kahta tyyppiä:

• 1. Saarikaariin liittyvät valtameren kaivannot (Marian, Japanin, Sunda, Kamchatka jne.);
• 2. Mantereiden (perulais-chilelainen, keskiamerikkalainen jne.) vieressä sijaitsevat valtamerihauhat.

Saarikaarien juoksuhaudot ovat yleensä syvempiä (Marianien kaivanto - 11022 m). Suurella sedimentaationopeudella valtameren kaivannot voivat täyttyä sedimentillä (Chilen etelärannikko).

Suurin osa kaivoista on kaarevia, ja niiden koverat sivut ovat saaren kaaria tai manteretta kohti. Leikkauksessa ne näyttävät säännöllisiltä epäsymmetrisiltä syvennyksistä (kuva 6.28), joissa on suhteellisen jyrkkä (jopa 10 ° tai enemmän) maan viereinen kaltevuus ja louhinta (5 °) valtamerikaltevuus. Kaivannon valtameren ulkoreunalla

Riisi. 6.28. Syvänmeren kaivannon kaavamaisessa rakenteessa näkyy ulkopuolinen kupolimainen nousu, joka usein kohoaa lähes 500 metrin korkeuteen alueellisella tasolla viereiseen merenpohjaan.

Kouruilla, jopa syvimmillä, on vain vähän tai ei ollenkaan tarkkaa V-muotoa.

Valtamerihautojen leveys on noin 100 km, pituus voi olla useita tuhansia kilometrejä: Tongan ja Kermadecin kaivannot ovat noin 700 km pitkiä, Peru-Chile - 4500 km. Valtameren kaivanto, jonka leveys vaihtelee muutamasta sadasta metristä useisiin kilometreihin, on yleensä tasainen ja sedimentin peittämä. Leikkauksessa sedimentit näyttävät kiilalta. Niitä edustavat kiilan alaosassa valtamerilaatan puolipelagiset ja pelagiset (etuliite hemi - semi) sedimentit, jotka putoavat kohti maata. Niiden yläpuolella ne peittyvät epämuodostavasti mantereen tai saarikaaren eroosion seurauksena muodostuneiden sameusvirtojen (turbidites) vaakasuoraan kerroksellisilla sedimenteillä. Sedimenttien tyyppi ja tilavuus, kaivannon aksiaalinen vyöhyke määräytyy sademäärän ja levyjen lähentymisnopeuden välisen suhteen perusteella. Saarikaarikaukaloiden aksiaalisilla vyöhykkeillä olevat sedimenttikiilat ovat ohuempia kuin mantereiden vieressä olevissa kouruissa. Tämä selittyy sillä, että kaaren pinta on rajallinen altistuminen valtameren (meren) tason yläpuolelle, mikä on pääasiallinen sadelähde mantereeseen verrattuna.

Mannerreunojen lähellä sijaitsevat valtameren kaivannot voivat koostua sarjasta rakenteellisesti eristettyjä pieniä syvennyksiä, joita erottavat kynnykset. Niiden rajoissa akselin lievän kaltevuuden läsnä ollessa voi muodostua kanava, jota pitkin sameus virtaa. Jälkimmäinen voi luoda tulva- ja eroosiorakenteita sedimenttikiilan rungossa ja säädellä litofaksien jakautumista kaivannossa. Alueilla, joilla on erittäin nopeasti sedimentaatio ja alhaiset konvergenssinopeudet (Oregon-Washington Trench) voivat saada aikaan laajoja tuulettimia, jotka liikkuvat mantereelta kohti merta aksiaalisen sedimenttileikkeen yli.

Valtamerelliset kaivannot ovat yhtyeviä laatan marginaaleja, joissa valtamerilevy on joko toisen valtameren laatan alle (saarikaaren alla) tai mantereen alle. Levyjen lähentymisnopeus vaihtelee nollasta 100 cm:iin vuodessa. Kun levyt törmäävät, toinen niistä taipuessaan siirtyy toisen alle, mikä johtaa säännöllisiin voimakkaisiin maanjäristyksiin, joissa on pesäkkeitä maan viereisen kaivannon rinteen alla, magmakammioiden ja aktiivisten tulivuorten muodostumiseen (kuva 6.29). Tässä tapauksessa syntyvät jännitykset alittavassa levyssä toteutuvat kahdessa muodossa:

• 1. Muodostetaan ulkopuolinen aaltomainen (kupolimainen) nousu, jonka keskimääräinen leveys on enintään 200 km ja korkeus enintään 500 m.
• 2. Kaivannon valtameren rinteeseen muodostuu asteittain normaalivikoja ja suuria rakenteita, kuten horstit ja grabenit.

Riisi. 6.29. Kamtšatkan syvä kaivanto: 1 - aktiiviset tulivuoret, 2 - syvän veden allas 3 - isolines 1" magmakammioiden ontelot

Kaivantopohjan sedimenttikerroksissa ei ole poimutettuja muodonmuutoksia. Varovasti uppoavat työntövoimat muodostuvat maan viereen kaivannon rinteeseen. Alityöntöalue (Benioff - Vadati - Zavaritsky -vyöhyke) syöksyy pienessä kulmassa kaivannon akselista maata kohti. Tälle alueelle on keskittynyt lähes kaikki maanjäristyslähteet.

Keski-Amerikan, Peru-Chilen ja Yap-hautojen kaivoista löydettiin nuoria basaltteja (kuva 6.30). Merenpohjan magneettisten poikkeavuuksien intensiteetti lähellä kaivantoa on yleensä pienempi. Tämä johtuu lukuisista vioista ja murtumista kaartuvassa valtameren kuoressa.

Riisi. 6.30. Tyynen valtameren Keski-Amerikan sektorin tektoninen kaavio Yu.I. Dmitrievin (1987) mukaan: minä- syvänmeren juoksuhautoja 2 - aktiiviset tulivuoret, 3 - kaivoja, jotka paljastivat basaltteja

Kaivannon rinteen alaosassa oleva sedimenttien kertyvä prisma on vääntynyt, rypistynyt taitoksi ja katkennut vikojen ja kaatumisten johdosta levyiksi ja lohkoiksi.

Joskus etenevä maanosa tai saaren kaari repii sedimentin pois aksiaalisesta aallonpohjasta ja valtamerilevystä muodostaen kertyvän sedimenttikiilan. Tähän lisääntymisprosessiin liittyy hilseilevien työntölevyjen, kaoottisten sedimenttikappaleiden ja monimutkaisten laskosten muodostumista. Täällä voi muodostua sedimentti-basalttimelangia, joka sisältää sirpaleita ja suuria valtameren kuoren kappaleita, sedimenttikiilaa ja turbiditeja. Tämä kasaantumattomien sedimenttien massa luo suuren negatiivisen isostaattisen painovoimapoikkeaman, jonka akseli on siirtynyt jonkin verran maata kohti kaivannon akselin suhteen.

Leikkausten rakenne. Basalttikellon yläpuolella olevien sedimenttien paksuus vaihtelee suuresti. Keski-Amerikan kaivossa kaivossa. 500 V, se on 133,5 m, kaivossa. 495 - 428 m, kun taas muissa kouruissa tunnetaan jopa 4 km paksuisia sedimenttikerroksia. Kaivantopohjassa on havaittu maanvyörymien ja uudelleen laskeutuneiden sedimenttien esiintyminen. Sedimentti- ja vulkaanis-sedimenttikivet ovat laajalti kehittyneitä: vulkanomiset aleurit, hiekkakivet, sorakivet, savikivet, piipitoiset savikivet, edafogeeniset brecciat ja basaltit uloimmilla vyöhykkeillä. Basalteille on ominaista petrokemialliset ja geokemialliset ominaisuudet, jotka ovat siirtymävaiheessa tyypillisten valtamerten ja saarikaaren lajikkeiden välillä (Dmitriev, 1987).

Accretionary prismojen hilseilevissä rakenteissa nämä kivet vuorottelevat gravitaatioolistostromien ja maanvyörymien kanssa. Sirpaleet sisältävät valtameren kuoren poikkeamia: käärmemäisiä ultramafisia kiviä ja basaltteja. Korkeapaineiset metamorfiset kivet ja matalat lämpötilat- glaukofaaniliuskoja.

Mineragenia.Öljy- ja kaasukentät heikosti litisoituneissa kerroksissa. Antimonin ja elohopean kerrostumat paleoanalogeissa, metasomatiiteissa isäntäkivissä (jasperoidit ja listveniitit) tektonisten vaurioiden vyöhykkeillä.

testikysymykset

• 1. Määritä syvänmeren kaivantojen sijainti maan rakenteessa.
• 2. Nimeä morfometrinen ja rakenteellisia ominaisuuksia syvänmeren juoksuhautoja.
• 3. Kuvaa syvänmeren kaivantoja täyttävien kallioyhdyskuntien rakenne ja koostumus.

Valtameren syvänmeren kaivantojen yleiset ominaisuudet

Tutkijat kutsuvat syvänmeren kaivantoa äärimmäisen syväksi ja pitkänomaiseksi syvennykseksi valtameren pohjassa, joka muodostuu valtameren ohuen kuoren vajoamisesta voimakkaamman manneralueen alla ja tektonisten levyjen liikkeen aikana. Itse asiassa syvänmeren kaivannot ovat nykyään suuria geosynklinaalisia alueita kaikilla tektonisilla ominaisuuksilla.

Näistä syistä syvänmeren juoksuhautojen alueista on tullut suurten ja tuhoavien maanjäristysten keskus, ja niiden pohjalla on monia aktiivisia tulivuoria. Tämän alkuperän painaumia on kaikissa valtamerissä, syvimmät niistä sijaitsevat Tyynenmeren reuna-alueilla. Tektonisista valtameren syvennyksistä syvin on ns. Marianan syvyys, jonka syvyys on Neuvostoliiton aluksen Vityazin tutkimusmatkan arvioiden mukaan 11 022 metriä.

Marianan hauta

Planeetan syvin valtamerihauta on Mariana-hauta, joka ulottuu 1,5 tuhatta kilometriä Tyynenmeren vesillä Mariana-haudon vieressä. vulkaanisia saaria. Kaukalossa on selkeä V-muotoinen poikittaisprofiili ja jyrkät rinteet. Pohjassa näkyy tasainen pohja, joka on jaettu erillisiin suljettuihin osiin. Paine altaan pohjalla on 1100 kertaa suurempi kuin valtameren pintakerroksissa. Altaassa on syvin kohta, se on ikuisesti pimeä, synkkä ja epävieraanvarainen alue, jota kutsutaan "Challenger Abyssiksi". Se sijaitsee 320 km lounaaseen Guamista, sen koordinaatit ovat 11o22, s. sh., 142o35, c. d.

Ensimmäistä kertaa Mariana-haudon salaperäiset syvyydet löydettiin ja mitattiin alustavasti vuonna 1875 englantilaisen Challenger-aluksen aluksesta. Tutkimukset tehtiin erityisen syvänmeren tontin avulla, alustavaksi syvyydeksi todettiin 8367 m. Uudelleen mitattaessa tontin syvyys oli kuitenkin 8184 m. Nykyaikaiset kaikuluotaimen mittaukset vuodelta 1951 laudalta samannimisen tieteellisen aluksen Challengerin korkeus oli 10 863 metriä.

Seuraavat tutkimukset laman syvyydestä suoritettiin vuonna 1957 Neuvostoliiton tieteellisen aluksen "Vityaz" 25. matkalla A. D. Dobrovolskyn johdolla. He antoivat tuloksia syvyysmittauksesta - 11 023 m. Vakava este tällaisten syvänmeren painaumien mittaamisessa on se, että keskimääräinen äänennopeus vesikerroksissa johtuu suoraan tämän veden fysikaalisista ominaisuuksista.

Tiedemiehille ei ole mikään salaisuus, että nämä valtameriveden ominaisuudet eri syvyyksissä ovat täysin erilaisia. Siksi koko vesipatsas oli ehdollisesti jaettava useisiin horisontteihin, joilla oli erilaiset lämpötila- ja barometriset indikaattorit. Siksi, kun mitataan erittäin syviä paikkoja valtameressä, kaikuluotaimen lukemat tulisi korjata ottaen huomioon nämä indikaattorit. Vuosien 1995, 2009, 2011 tutkimusmatkat poikkesivat merkityksettömästi painuman syvyyden arvioinnissa, mutta yksi asia on selvää, että sen syvyys ylittää maan korkeimman huipun, Everestin, korkeuden.

Vuonna 2010 New Hampshiren yliopiston (USA) tutkijoiden retkikunta lähti Mariaansaarille. Uusimpien laitteiden ja monisäteisen kaikuluotaimen avulla 400 tuhannen neliömetrin alueen pohjassa. m löysivät vuoret. Tyynenmeren ja kooltaan vaatimattomien nuorten Filippiinien laattojen välisessä suorassa kosketuksessa tutkijat löysivät 4 harjua, joiden korkeus oli yli 2,5 tuhatta metriä.

Meritutkijoiden mukaan Mariaanisaarten syvyyksillä on maankuorta monimutkainen rakenne. Näissä transsendenttisissa syvyyksissä olevat harjut muodostuivat 180 miljoonaa vuotta sitten levyjen jatkuvan kosketuksen yhteydessä. Massiivisella reunallaan Tyynenmeren laatta laskeutuu Filippiinien reunan alle muodostaen laskostetun alueen.

Mestaruus laskeutumisessa kourujen pohjalle Marianasaaret omistavat Don Walsh ja Jacques Picard. He tekivät sankarillisen sukelluksen vuonna 1960 Triesten batyskafille. He näkivät täällä joitakin elämän muotoja, syvänmeren nilviäisiä ja hyvin epätavallisia kaloja. Merkittävä tulos tästä sukelluksesta oli se, että ydinmaat hyväksyivät asiakirjan myrkyllisten ja radioaktiivisten jätteiden hautaamisen mahdottomuudesta Mariana-hautaan.

Myös miehittämättömät vedenalaiset ajoneuvot laskeutuivat täällä pohjaan, vuonna 1995 japanilainen syvänmeren luotain "Kaiko" laskeutui tuolloin ennätyssyvyyteen - 10 911 m. Myöhemmin, vuonna 2009, syvänmeren ajoneuvo nimeltä "Nerei" laskeutui tässä. Kolmas planeetan asukkaista, merkittävä ohjaaja D. Cameron laskeutui pimeään epävieraanvaraiseen syvyyteen yhdellä sukelluksella Dipsy Challenger -sukellusveneellä. Hän kuvasi 3D:nä käyttämällä manipulaattoria maa- ja kivinäytteiden keräämiseen Challenger Abyss -astian syvimmästä kohdasta.

Kourun pohjaosan vakiolämpötilaa +1o C, +4o C ylläpitävät noin 1,6 km:n syvyydessä sijaitsevat ”mustat savuttimet”, geotermiset lähteet, joissa on runsaasti mineraaliyhdisteitä vettä ja lämpötila +450 oC. Vuoden 2012 tutkimusmatkalla löydettiin syvänmeren nilviäisten pesäkkeitä pohjan kiemurtelevien geotermisten lähteiden läheltä, jotka sisältävät runsaasti metaania ja kevyttä vetyä.

Matkalla kaivannon syvyyksiin, 414 metrin päässä pinnasta, on aktiivinen vedenalainen Daikoku-tulivuori, jonka alueelta löydettiin planeetalla harvinainen ilmiö - kokonainen puhdasta sulaa rikkiä sisältävä järvi, joka kiehuu klo. lämpötila + 187 astetta. Tähtitieteilijät löysivät samanlaisen ilmiön vain avaruudesta Jupiterin kuussa Io.

Kaivannon Tonga

Tyynen valtameren reuna-alueella on Mariana-haudon lisäksi vielä 12 syvänmeren kaivantoa, jotka geologien mukaan muodostavat seismisen vyöhykkeen, niin sanotun Tyynenmeren tulirenkaan. Tongan kaivanto on planeetan toiseksi syvin ja eteläisen pallonpuoliskon vesien syvin. Sen pituus on 860 km ja suurin syvyys 10 882 metriä.

Tongan syvennys sijaitsee Samoan saaristosta peräisin olevan Tongan vedenalaisen harjanteen ja Karmalekin kaivannon juurella. Tongan syvennys on ainutlaatuinen ennen kaikkea maankuoren enimmäisnopeuden suhteen planeetalla, joka on 25,4 cm vuodessa. Tarkat tiedot levyjen liikkumisesta Tongan alueella saatiin pienen Nyautoputanun saaren havaintojen jälkeen.

Nykyään kuuluisan Apollo 13 -kuumoduulin kadonnut laskeutumislava sijaitsee Tongan syvyydessä 6 tuhannen metrin syvyydessä, se "pudotettiin", kun laite palasi Maahan vuonna 1970. Lavaa on äärimmäisen vaikea saada sellaisia ​​syvyyksiä. Ottaen huomioon, että yksi radioaktiivista plutonium-238:aa sisältävistä plutoniumenergialähteistä putosi onteloon sen mukana, laskeutuminen Tongan syvyyksiin voi olla erittäin ongelmallista.

Filippiinien kaivanto

Filippiinien valtameren syvennys on planeetan kolmanneksi syvin, sen merkki on 10 540 m. Se ulottuu 1 320 kilometriä suurelta Luzonin saarelta Molukeille lähellä itärannikko samannimiset Filippiinien saaret. Kaivanto syntyi basalttimeren Filippiinien levyn ja pääosin graniittisen Euraasian levyn törmäyksen yhteydessä liikkuen toisiaan kohti nopeudella 16 cm/vuosi.

Maankuori on täällä syvästi taipunut, ja osa levyistä on sulanut planeetan vaippaaineeseen 60-100 km:n syvyydessä. Tällainen levyjen osien upottaminen suuriin syvyyksiin, mitä seuraa niiden sulaminen vaipassa, muodostaa tässä subduktiovyöhykkeen. Vuonna 1927 saksalainen tutkimusalus Emden löysi Filippiinien kaivannon syvimmän syvennyksen, jota kutsuttiin vastaavasti "Emdenin syvyydeksi", sen merkki on 10 400 m. m, painauma nimettiin uudelleen "Galatean syvyydeksi".

Puerto Ricon kaivanto

Atlantin valtamerellä on kolme syvänmeren kaivantoa, Puerto Rico, Yuzhnosandwich ja Romansh, joiden syvyydet ovat huomattavasti vaatimattomampia kuin Tyynenmeren juoksuhautoja. Atlantin kaivannista syvin on Puerto Ricon kaivaus, jonka merkki on 8 742 m. Se sijaitsee aivan Atlantin ja Atlantin rajalla. Karibian, alue on seismisesti erittäin aktiivinen.

Viimeaikaiset tutkimukset altaalla ovat osoittaneet, että sen syvyys kasvaa aktiivisesti ja jatkuvasti. Tämä tapahtuu sen eteläisen seinän vajoamisen myötä, joka on osa Pohjois-Amerikan levyä. Puerto Ricon laman syvältä noin 7 900 metrin korkeudelta löydettiin tutkimuksen aikana suuri mutatulivuori, joka tunnetaan voimakkaasta purkauksestaan ​​vuonna 2004, jonka jälkeen kuuma vesi ja muta nousivat korkealle merenpinnan yläpuolelle.

sundan kaivannon

Intian valtamerellä on kaksi syvänmeren kaivantoa, Sunda, jota usein kutsutaan Yavaniksi, ja Itä-Intian. Syvyyden suhteen Sunda on johtaja syvänmeren kaivanto, joka ulottuu 3 tuhatta kilometriä pitkin samannimisen Sundan saarten eteläkärkeä ja 7729 metrin merkkiä lähellä Balin saarta. Sundan valtameren allas alkaa matalalla pohjalla lähellä Myanmaria, jatkuu ja kapenee huomattavasti Indonesiassa sijaitsevan Jaavan saaren lähellä.

Sundan kaivanton rinteet ovat epäsymmetrisiä ja erittäin jyrkkiä, niiden pohjoisen saaren rinne on huomattavasti jyrkempi ja korkeampi, sitä leikkaavat vahvasti sukellusvenekanjonit, siinä erottuu laajat portaat ja korkeat reunat. Kourujen pohja Jaavan alueella näyttää ryhmältä painaumia, joita erottaa korkeat kynnykset. Syvimmät osat koostuvat vulkaanisista ja merellisistä terrigeenisista sedimenteistä, joiden paksuus on enintään 3 km. Sundan kaivanto, joka muodostui Australian tektonisen levyn "vuodosta" Sundan tektonisen rakenteen alla, löydettiin tutkimusaluksen Planet tutkimusmatkalla vuonna 1906.