ВУЛКАНЫ

Литосфера и астеносфера. Граница Мохоровичича. Вулканические пояса на Земле. Литосферно-мантийные сектора

Вулканы расположены на Земле поясами. Эти закономерности расположения вулканов связаны со строением литосферы. Литосфера представляет собой совокупность земной коры и подкоровой мантии.

 От последней земная кора отделяется поверхностью, получившей название границы Мохоровичича (по фамилии югославского геофизика Андрея Мохоровичича, которому принадлежит честь открытия этой границы). Ниже этой поверхности резко возрастает плотность пород литосферы, изменяется ее вещественный состав. Граница Мохоровичича подвижна и может перемещаться вверх или вниз в зависимости от изменения температуры и давления в данном месте литосферы.

Различают три типа земной коры: континентальный, океанический, переходный. Континентальная кора имеет большую мощность (от 25 до 70 км). Она сложена сверху вниз тремя слоями: осадочным, гранитно- метаморфическим и базальтовым. Названия ' 'гранитно-метаморфический" и "базальтовый" условны. Дело в том, что сведения об этих глубинных слоях ограничиваются в основном данными о скоростях сейсмических волн.

Скорости продольных сейсмических волн в осадочном слое 2,0 — 4,5 км/сек, в гранитно-метаморфическом—5,0—5,5 км/сек, в базальтовом — 6,5 — 7,4 км/сек. Сейчас выяснено, что такие же скорости сейсмических волн могут быть и в сильно уплотненных осадочных породах, опущенных достаточно глубоко.

Скорость продольных сейсмических волн ниже границы Мохоровичича резко возрастает—до 8,1 — 8,3 км/сек. Это обусловлено уплотнением пород и превращением габбро в эклогит —породу, состоящую из кристаллов пироксена и граната с примесью кристаллов плагиоклазов и роговых обманок. Эклогитом сложена подкоровая мантия на континентах.

Океаническая земная кора имеет небольшую толщину—от 4 до 10 км. Она сложена тремя слоями: осадочным, осадочно-базальтовым, базальтовым. Скорости продольных сейсмических волн в них составляют: в первом слое 2,5 — 3,5 км/сек, во втором —4,5 —5,0 км/сек, в третьем— 6,4 — 7,0 км/сек. Граница Мохоровичича выражена под океаническими депрессиями не везде.

Земная кора переходного типа может быть субконтинентальной и субокеанической. Мощность субконтинентальной коры 20 — 25 км. В ней слабо выражена граница между гранитно-метаморфическим и базальтовым слоями. Граница Мохоровичича тоже прослеживается плохо. Субокеаническая земная кора отличается от океанической большей мощностью — до 25 км. В ней имеется мощный осадочный слой—до 15 км. Переходная кора образует отдельные массивы на окраинах континентов и океанов.

Под литосферой расположен слой астеносферы, в которой происходит плавление верхней мантии. Астеносфера залегает на глубине нескольких километров под срединно-океаниче- скими подводными хребтами. По мере удаления от них глубина залегания астеносферы (т.е. толщина литосферы) увеличивается и на периферии океанов достигает 60—80 км. Под континентами эта глубина возрастает до 200 км. Однако под большими срединно-континентальными разломами с провальными линейными структурами (рифтами) отмечается уменьшение глубины залегания астеносферы до 10 — 25 км.

В астеносфере происходит плавление и планетарная циркуляция вещества между срединно-океаническими хребтами и ограничивающими океанические депрессии глубинными разломами. Последние проникают в глубь мантии Земли на несколько сот километров и в результате этого образуются наклоненные под континенты так называемые зоны Беньо- фа —Заварицкого. С этими зонами связаны землетрясения и мощный вулканизм андезитовой магмы, что является следствием поддвига океанической литосферы под континентальную.

В современной вулканологии существует представление о том, что самые большие вулканические пояса на Земле приурочены к границам крупнейших литосферно-мантийных структур. Выделяются суперпланетарные и планетарные пояса. Суперпланетарные приурочены к границам трех литосферно-мантийных секторов Земли: Тихоокеанского, Гондванско- го и Лавразийского. Тихоокеанский сектор ограничен Западно-Тихоокеан- ской и Восточно-Тихоокеанской зонами Беньофа —Заварицкого с мощным вулканизмом вдоль них. Гонд- ванский охватывает Антарктику, Африку, Австралию, Южную Америку, Аравийский п-ов и п-ов Индостан, а также Индийский океан и южную половину Атлантического. Этот сектор ограничен на севере суперпланетарной зоной разломов Тэтиса, протягивающейся от Филиппин через Гималаи к Малой Азии и Средиземному морю. С этой зоной связаны плохо сохранившиеся зоны Беньо- фа—Заварицкого и региональные проявления вулканизма и землетрясений.

Лавразийский литосферно-мантийный сектор охватывает Евразию, Северную Америку, северную половину Атлантического океана и весь Северный Ледовитый океан. Он граничит с Гондванским сектором по суперпланетарной разломной зоне Тэтиса. Таким образом, вулканизм в зоне Тэтиса является результатом взаимодействия литосферы этих двух секторов.

В пределах каждого из этих трех секторов развитие литосферы и вулканизма за последние 700 млн. лет происходило по-разному.

Верхние части литосферно-мантийных секторов образованы лито- сферными плитами. Тихоокеанский сектор составлен Тихоокеанской и Филиппинской плитами на западе, Кокос и Наска к западу от Южной Америки —на востоке. Граница между восточными и западными плитами приурочена в. Тихом океане к разломам по оси Восточно-Тихо- океанского поднятия, где происходит подъем расплавов из астеносферы с последующим раздвижением литосферных плит в стороны. Здесь протягивается планетарный вулканический пояс.

Гондванский сектор сложен Антарктической , Ав страл о-Индийской, Африканской, Южно-Американской литосферными плитами. Границы между ними цриурочены к разлом- ным зонам по осям срединно-океани- ческих подводных хребтов — поднятий: Южно-Атлантического, Южно- Тихоокеанского, Австрал о-Антарктического, Центрально-Индийского, Аф- риканско-Антарктического. К этим зонам приурочены вулканические пояса.

Лавразийский литосферно-мантийный сектор сложен Евразиатской и Северо-Американской литосферными плитами. Граница между ними проходит по разломной зоне Северо-Атлантического срединно-океани- ческого подводного хребта, по которому протягивается соответствующий планетарный вулканический пояс.