Однако уже давно было замечено, что не все проявления вулканизма и сейсмичности контролируются границами литосферных плит. Какая-то часть вулканов (хотя и небольшая) сконцентрирована вне границ литосферных плит. Наиболее яркий л даже выдающийся пример-вулканы Гавайских островов. Другой пример - вулкан Тибести в Африке. Эти вулканы находятся на расстоянии тысяч километров от зон раздвижения или сближения плит, но это активно действующие вулканы. Значит, есть какие-то явления, которые прямо и непосредственно в
^у плит не вписываются. Хотя уже и в шестидесятые годы было предложено по крайней мере два объяснения этого, как его стали называть, внутриплитового вулканизма.
Оказалось, что подобные вулканы находятся в конце протяженных вулканических цепей - цепи Гавайских островов и продолжающей ее на северозапад цепи Императорских гор, цепи Туамоту, Маршалловых островов, цепи Восточно-Индийского хребта, Китового хребта в Атлантике и других.
Ученые уже тогда обратили внимание: возраст вулканизма меняется по простиранию цепи. Если на Гавайях мы видим действующие вулканы, извергающие огромное количество базальтовой лавы, то с движением на северо-запад вулканы "стареют". Это уже древние вулканы, возраст их от 10 до 40 миллионов лет.
Канадский геофизик Т. Вильсон, американский ученый Д. Морган и советский геофизик С. Ушаков высказали предположение, что эти цепи образовались над какими-то разогретыми участками мантии Земли. Они назвали эти аномальные области "горячими точками" (буквально "пятнами") планеты и решили, что именно эти чрезмерно разогретые участки питают внутриплитовый вулканизм. Но поскольку вулканы группируются в протяженные цепи, то следующий шаг в рассуждениях ученых был такой: "горячие точки" в мантии остаются неподвижными, а проходящие над ними литосферные плиты оказываются как бы над "прожигательной" линзой. Эта "горячая точка", подобно сфокусированному солнечному лучу, прожигает плиту снизу. А в образовавшуюся "дырку" устремляется лава и выливается на поверхность. Вот откуда изменение возраста вулканов в цепи - плита проходит над "горячей точкой", и вулканы возникают не одновременно, а последовательно. Там, где сегодня находится "горячая точка", мы видим действующие "молодые" вулканы.
С самого начала было замечено, что расположение цепей в целом согласуется с направлением движения плит. Когда Д. Морган и другие исследователи сопоставили движение плит над "горячими точками" в разных районах Земли, то обнаружили, что есть некоторый каркас "горячих точек", относительно которого плиты движутся одинаково. Появилась возможность говорить не только о движении плит относительно друг друга, но о каком-то абсолютном движении литосферных плит. Точки, как видно, занимают сравнительно фиксированное положение, остаются на месте, в то время как плиты движутся. Еще вернее будет сказать, что "горячие точки" перемещаются, но во много раз медленнее, чем плиты. За сравнительно короткий (в геологическом понимании) интервал времени их можно считать неподвижными.
Палеомагнитные данные также подтверждали правильность сделанных выводов. Так, тихоокеанская плита, например, сто миллионов лет назад находилась значительно южнее. За это время она переместилась на север почти на четыре тысячи километров.
Ну а что говорят палеоклиматические реконструкции? Они тоже подтверждают этот вывод. Известно, что в экваториальной полосе Тихого океана есть зона шириной всего в 600-700 километров, где из-за особой водной циркуляции происходит подъем глубинных масс воды. Перемешивание приводит к тому, что воды этой зоны содержат больше кислорода и питательных веществ, биологическая продуктивность здесь выше. Соответственно на дно поступает больше осадков - скелетов отмерших организмов. При глубоководном бурении эта зона легко выделяется, в ней в два-три, а иногда и в десять раз больше осадков. Зная возраст этой толщи осадков, мы можем определить время, когда тихоокеанская плита пересекла экватор. Так и глубоководное бурение позволяет нам проверить движение плит,
ное по палеомагнитным данным и по "горячим точкам".
Но что же такое сами "горячие точки"? Как объясняют ученые их появление? Конечно, объяснить их существование довольно трудно. Было высказано предположение, что это вершины некоторых столбов раскаленного, более горячего, чем окружающая мантия, вещества, поднимающихся из нижней мантии. Эти столбы назвали мантийными струями. Их диаметр невелик - всего несколько сот километров. Они разогревают астеносферу над собой, а на поверхности вызывают те явления, о которых мы говорим.
Другое предположение получило условное название "продвигающаяся трещина". Из-за того, что плиты находятся в напряженном состоянии (это доказано: внутриплитовые землетрясения - своего рода разрядка от напряжений сжатия), они растрескиваются. Трещины и служат местами возможного появления "горячих точек".
Были и другие гипотезы. Одна из них, например, объясняла явление тем, что плиты движутся по Земле по эллипсоиду вращения, имеющему в разных местах различную кривизну. Есть критические широты - от двадцати пяти до тридцати градусов,- где эта кривизна наибольшая. Преодолевая в своем движении самые искривленные места, плиты растрескиваются, лопаются, как кожура апельсина при ее выпрямлении. Образовавшиеся щели "залечиваются" поднимающимся снизу мантийным материалом.
Все эти гипотезы существуют одновременно. Хотя, пожалуй, большинство исследователей отдает предпочтение гипотезе "горячих точек" восходящих мантийных потоков. Думаю, что она действительно имеет на то основания. Но какая бы гипотеза на поверку ни оказалась истинной, реальность внутриплитового вулканизма несомненна.
Кроме отдельных вулканов, существуют и другие проявления вулканизма.
И сейчас есть обширные базальтовые поля, как, например, Колумбийское плато базальтов на западе США. Его возраст - пятнадцать миллионов лет. Есть вулканическое плато в Центральной Азии - Дариганга на юге Монголии, Витимское плато в Забайкалье. Такие излияния базальтов были широко распространены и в прошлом. В триасовое время (240 миллионов лет назад) в Сибири эти излияния распространились на огромные площади в районе Тунгуски. В Индии, Южной Африке, Южной Америке, Австралии они занимают огромные площади. Мощные излияния базальта (или, как их называют, траппы) предшествовали расколу континента. В юрское и раннемеловое время трапповые излияния были в Южной Африке и Южной Америке перед расколом Гондваны. Триасовое извержение в Сибири предшествовало "неудавшемуся", несостоявшемуся расколу. Как мы видим, прорывы глубинного вещества осуществляются не только в виде вулканических извержений. И не только в рифтовых зонах и островных дугах. Посреди громадных континентов трапповые ступени застывшей лавы говорят о происходивших здесь излияниях глубинного вещества.
С внутриплитовыми извержениями (базальтовыми, гранитными внедрениями) связаны месторождения полезных ископаемых. Норильские медноникелевые руды, например, связаны с сибирскими траппами. Значит, внутриплитовый вулканизм важен для нас не только с теоретической, но и с чисто практической точки зрения.
Ну а теперь я хотел бы обратиться к области, в которой сами исследователи находятся на уровне гипотез или даже догадок. Казалось бы, теория тектоники плит позволила объяснить многие события в геологической истории, заглянуть в глубокое прошлое планеты и понять, что и как происходило там, а все-таки есть большой круг явлений, которые этой теорией не объясняются. Внутриплитовый вулканизм - одно из
таких явлений. Но и в нем самом также есть события, которые не находят однозначной интерпретации.
Во-первых, очень часто с областями проявления внутриплитового вулканизма связаны крупные аномалии в рельефе. Известно, например, что Африканский континент поднят на километр по сравнению с другими континентами. А именно в Африке очень много проявлений вулканизма внутри плит. Гавайские вулканы расположены на крупном Гавайском своде. Его ширина доходит до тысячи километров, а над окружающей местностью он поднят на километр. Сводовые поднятия, как правило, рассасываются, когда возраст лав достигает примерно тридцати миллионов лет. Гавайский свод этому правилу не подчиняется.