Такую же симметрию показывает и картина распределения осадков на океаническом дне. Самые молодые осадки вытянуты вдоль срединно-океанических хребтов. Рифтовая долина практически их лишена. Базальтовые породы, слагающие дно долины и имеющие совсем молодой возраст (5–10 тыс. лет), лишь слегка припорошены микроскопическими раковинками простейших животных, населяющих поверхностный слой океанических бассейнов. Чем дальше мы уходим от срединно-океанических хребтов, тем все более одревняется возраст осадочных пород океанического дна. У самого края континентов он достигает мелового и даже юрского возраста (100–150 млн лет). Более древних осадочных пород в составе океанической коры не обнаружено, тогда как на континентах возраст осадочных образований порой превышает 1 млрд лет.
Объяснение такому на первый взгляд необычному строению дна океанов можно дать, если допустить, что идет постоянное наращивание дна океанов в рифтовых долинах. Дно как бы раздвигается, растекается от осевой линии долины. Этот процесс получил название спрединга. На окраинах океанов происходит поглощение «лишних» участков коры, которая каким-то образом погружается в мантию и там переплавляется.
Изучение строения всей литосферы Земли с новых позиций показывает, что сделанное предположение не так уж фантастично. Оказалось, что вся литосфера состоит из нескольких жестких плит. Подчиняясь какому-то внутреннему механизму, они испытывают перемещения по поверхности земного шара, словно льдины, которые, сталкиваясь друг с другом, создают миниатюрные модели литосферных плит. Края плит взаимодействуют между собой: вдоль рифтовых долин плиты расходятся, в образовавшейся трещине формируется новая кора из мантийных базальтовых выплавлений; в зонах Заварицкого — Беньофа плиты сталкиваются и одна из них погружается в мантию Земли. Возникла чрезвычайно плодотворная идея, объясняющая геологическое развитие Земли и получившая название новой глобальной тектоники плит, или просто плитной тектоники.
Эта концепция позволила иначе рассматривать и некоторые вопросы нефтегазовой геологии.
Глобальная тектоника плит
В недрах нашей планеты происходят мощные и активные процессы дифференциации вещества, что является главнейшей причиной развития Земли в целом. На глубине 2900 км располагается ядро, в котором сконцентрирована примерно треть всей массы планеты. Рост ядра, начавшийся еще в догеологическую стадию развития Земли, т. е. 4,5 млрд и более лет назад, продолжается и поныне. Происходит это в результате выделения тяжелых фракций из мантийного материала и «стекания» их в ядро. При этом в низах мантии образуются огромные массы относительно разуплотненного вещества. Они к тому же сильно нагреты. Разогрев произошел, во-первых, за счет распада радиоактивных элементов; во-вторых, за счет самого процесса механической дифференциации вещества. По подсчетам О. Г. Сорохтина, образование ядра сопровождалось выделением 1,46×1038 эрг энергии, тогда как радиоактивный распад за всю историю Земли дал не более 0,4×1038 эрг.
Разуплотненные и горячие массы мантийного вещества, размеры которых не поддаются воображению, испытывают гравитационную неустойчивость и как более легкие образования тенденцию к всплыванию. На их место опускаются более тяжелые, еще не продифференцировавшиеся объемы мантийного вещества, и процесс повторяется вновь.
«Всплывающее» из недр мантии относительно легкое и горячее вещество образует восходящий поток. Медленно, в течение миллионов лет, он продвигается к подошве литосферы, неся с собой огромное количество энергии. По расчетам некоторых ученых, скорость восходящего мантийного потока составляет примерно 18 см в год. В этом случае, чтобы подняться потоку из низов мантии к подошве, потребуется 15–20 млн лет.
Достигнув подошвы литосферы, восходящий поток начинает растекаться под ней в разные стороны, вызывая в то же время поднятие, вспучивание самой литосферы. В своде огромных поднятий возникают провалы — грабены растяжения, которые и получили название рифтов. Края грабенов расходятся, давая выход глубинному горячему веществу, и в их зоне возникают вулканы. Со временем система грабенообразных рифтов увеличивается в своих размерах. Их росту способствуют растягивающие усилия, возникающие вдоль системы грабен — рифт за счет сил вязкого трения между глубинным потоком мантийного вещества и литосферой. Нечто подобное мы видим в наши дни в Восточной Африке, где внутренние силы Земли, «вспоров» континентальную кору, сформировали грандиозную систему континентальных рифтов, протянувшуюся от Сомалийского полуострова до нижнего течения реки Замбези на расстояние 8 тыс. км. В современном рельефе это узкие протяженные провалы, заполненные иногда водой (озера Рудольфа, Ньяса, Танганьика и др.). Современные приборы фиксируют здесь повышенный тепловой поток, мелкофокусные землетрясения, импульсивное раздвижение стенок грабенов. Вдоль них располагаются действующие африканские вулканы, вот уже несколько миллионов лет поставляющие на поверхность Земли базальтовую лаву. Этот пример не единичен: попытки разорвать земную кору внутренними силами Земли установлены в районе озера Байкал, вдоль реки Рио-Гранде.
В дальнейшем континентальные рифты получают выход к Мировому океану и становятся узкими межконтинентальными морями грабенообразного строения. Их дно слагается вновь образовавшимся базальтовым материалом, поступившим из земных недр. Классическим примером такого межконтинентального моря является Красное. Дно его рассечено мощной рифтовой зоной глубиной в 2 км. Придонные воды нагреты до 61 °C, тогда как температура остальной толщи моря не выше 22 °C. Несмотря на это, горячие придонные воды не поднимаются вверх. Их удерживает на глубине груз рудных минералов, вынесенных из недр планеты. Минерализация вод Красного моря не более 4 %, а в рифте — 27 %.
При наличии достаточного количества энергии в восходящем потоке глубинного вещества межконтинентальные моря испытывают дальнейший рост. В их осевую рифтовую зону внедряются новые порции легких базальтовых дифференциатов. Они оказывают давление на стенки рифтовой щели, раздвигая их и тем самым постепенно увеличивая площадь дна морского бассейна, который в конечном итоге преобразуется в океан. Понятно, что в этом случае по мере удаления от осевой рифтовой зоны океана возраст его дна будет одревняться.
Формирование океана — длительный процесс. Например, заложение Атлантического и Индийского океанов произошло в конце юры — начале мела, т. е. около 150 млн лет назад. А процесс спрединга до сих пор идет с неослабевающей силой. Вдоль рифтовых долин этих океанов замерены высокие значения теплового потока, фиксируются многочисленные мелкофокусные землетрясения, подводные и надводные извержения вулканов. Геофизики доказали существование под срединно-океаническими хребтами этих океанов огромных линз разуплотненной мантии — места скопления поступающего из недр горячего и разуплотненного материала нижней мантии.
Вероятно, более или менее одновременно в различных частях Земли возникает несколько океанических бассейнов, что и приводит к расчленению земной коры на несколько плит, испытывающих довольно активное горизонтальное перемещение в пространстве. Но если у всех новообразованных океанов дно как бы расширяется, расползается (спрединг) и образуется новая океаническая кора, то куда же деваются лишние части земной коры? Ведь формирование новых ее участков должно неизбежно вызвать какое-то перераспределение в пространстве уже существовавших частей верхней оболочки земного шара?
Исчезновение прежней коры осуществляется в зонах Заварицкого — Беньофа, которые называют зонами субдукции. Здесь сталкиваются плиты литосферы, одна из них погружается под другую, попадая в мантию. Обычно погружение испытывает океаническая плита, которая как бы подныривает под материковую. Этот процесс «засасывания» пластин земной коры в недра и получил название субдукции.
«Засасывание» литосферной плиты в мантию происходит не только под действием сжимающих усилий, основной причиной этого является движение мантийного вещества. Проследим дальнейший путь глубинного мантийного потока, который из низов мантии поднялся к подошве литосферы и стал растекаться под ней. Постепенно горячее вещество потока остывает, отдавая тепло и энергию более холодной литосфере, теряет былую легкость, уплотняется, становится тяжелее и начинает медленно спускаться в глубь Земли. Образуется нисходящий поток мантийного вещества. Совместно с восходящим он образует так называемую конвекционную ячейку. Вся мантия Земли состоит из подобных конвекционных ячеек. Их немного, как считают некоторые ученые (А. С. Монин, О. Г. Сорохтин и др.)всего две, но они-то и управляют, дирижируют движением всего ансамбля литосферных плит. В месте восходящей ветви конвекционного потока на поверхности планеты возникает рифтовая долина, а там, где сходятся растекающиеся по подошве литосферы потоки мантийного вещества, и образуется нисходящая ветвь конвекционной ячейки, формируется зона субдукции.