Вклад российских учёных в развитие теории тектоники литосферных плит и глобальной геодинамики
В СССР восприятие новых идей в геологии происходило с большими трудностями. Объясняется это несколькими причинами. Во-первых, возможно, тем, что Советский Союз с его необъятными просторами почти целиком расположен на континентальной коре и главные усилия советских геологов были направлены на изучение строения территории страны, а не на выяснение проблем происхождения коры. Такой подход выработал и соответствующее «континенталистское» мышление, при котором континентальная кора принималась за первичное образование, а океаническая — за вторичное, производное образование (отсюда и возникновение популярной в своё время гипотезы Тетяева -Белоусова океанизации или базификации земной коры).
Второй причиной, по-видимому, является то, что в первой половине ХХ в. в СССР сформировалась сильная геологическая школа, в которой получила широкое развитие и практически всеобщее признание классическая форма геосинклинального учения. Согласно этому учению, полный цикл развития земной коры происходит как бы «in situ», в рамках отдельных блоков коры со строго фиксированным пространством и без значительных горизонтальных перемещений отдельных фрагментов коры и материков в целом. Но такой подход, к тому же ограниченный теоретическими рамками геосинклинального учения, способствовал выработке и соответствующего «фиксистского» мировоззрения у многих советских геологов, а это, естественно, сильно затрудняло восприятие новых мобилистских идей.
В качестве третьей, но далеко не последней причины существенного отставания Советского Союза от мирового уровня развития геологических наук в 70-80-е годы ХХ столетия следовало бы упомянуть административно-командный и авторитарный принцип управления наукой. Обстоятельства же сложились так, что во главе управления советской геологии долгое время находились руководители, негативно относившиеся к новым мобилистским идеям и особенно к созданной в середине 60-х годов новой геологической теории — тектонике литосферных плит. Естественно, что такое отношение к новому не могло не сказаться отрицательным образом на общем уровне развития геологических наук в нашей стране. По этому поводу вспоминается такой случай. В 1971 г. один из авторов данной монографии (О. Г. Сорохтин) подготовил статью, в которой делался теоретический прогноз о существовании в океанических рифтовых зонах и на склонах срединноокеанических хребтов мощнейших гидротермальных источников, выносящих около 30% излучаемого Землёй тепла. На статью был дан отрицательный отзыв, обоснованный тем, что «нельзя на одну недоказанную гипотезу (имелась в виду тектоника литосферных плит) нанизывать другую, ещё более фантастическую». Поэтому статью пришлось без публикации помещать в диссертационную работу автора (1973 г.) и опубликовать её только в 1974 г. в монографии «Глобальная эволюция Земли» (под редакцией В. Е. Хаина). В результате Советский Союз потерял приоритет в предсказании существования величайшего гидротермального пояса планеты, поскольку в 1972 г. аналогичная прогнозная статья была опубликована К. Листером (C. Lister, 1972).
По этим и некоторым другим причинам развитие идей мобилизма и разработка новой геологической теории в СССР шла не по государственным планам, а скорее вопреки им и в обход, за счёт усилий отдельных энтузиастов и коллективов, официально не призванных заниматься такими проблемами. Тем не менее, ретроспективно оценивая вклад российских учёных в разработку новой геологической теории (в концепцию тектоники литосферных плит), теперь следует признать, что, несмотря на все трудности, этот вклад оказался достаточно весомым, особенно в области создания общей теории глобальной эволюции Земли.
В 20-30-х годах ХХ в. одним из активных пропагандистов идей мобилизма в Советском Союзе был академик А. А. Борисяк, активно поддерживавший гипотезу дрейфа континентов А. Вегенера. В конце50-х годов П. Н. Кропоткин использовал палеомагнитные и геологические данные для доказательства существования дрейфа континентов и убедительно показал, что в прошлые геологические эпохи действительно происходили крупные перемещения отдельных континентов. В начале 60-х годов С. А. Ушаков и В. Е. Хаин на основании анализа геологических и геофизических данных по Антарктиде пришли к выводу, что этот материк обособился от других континентов гондванской группы только в результате дрейфа континентов. Несколько позже А. Н. Храмов по палеомагнитным данным сумел построить ряд палеогеографических реконструкций, показывавших положения континентов и океанов в разные геологические эпохи фанерозоя.
В 1969 г. известный советский геолог, академик А. В. Пейве, используя большой геологический материал, развил идею Г. Хесса о том, что встречающиеся во многих горных поясах мира офиолитовые покровы представляют собой фрагменты древней океанической коры, надвинутой на континентальные окраины. Обоснование этого предположения позволило получить представление о строении и составе океанической коры ещё до начала бурения дна в океанах. Кроме того, эта идея явилась важным звеном в общей цепи доказательств существования крупномасштабных перемещений отдельных блоков земной коры. Тогда же С. А. Ушаков показал, что нарушения изостазии в районах островных дуг объясняются динамическим эффектом поддвига океанических плит под эти структуры.
В начале 70-х годов ХХ в. выдающиеся советские геологи, члены-корреспонденты АН СССР В. Е. Хаин и П. Н. Кропоткин выступили с поддержкой и обоснованием новой геологической концепции, получившей затем наименование теории тектоники литосферных плит. В те же годы советскими океанологами (Сорохтин, Дмитриев, Удинцев, 1971) впервые был описан и рассчитан механизм образования континентальной коры за счёт переплавления океанической коры и осадков, затянутых в зоны поддвига плит. Позже удалось выяснить и рассчитать механизм образования океанических литосферных плит, на этом основании объяснить происхождение срединно-океанических хребтов, аналитически описать зависимость толщины плит и рельеф океанического дна от возраста литосферы или, что то же, от возраста коры. Кроме того, тогда же были описаны с точки зрения тектоники литосферных плит и возможные механизмы образования региональных надвигов и геосинклинальной складчатости (Сорохтин, 1973, 1972).
В середине и конце 70-х годов было теоретически предсказано явление затягивания осадков в зоны поддвига плит (Сорохтин, Лобковский, 1976). Несколько позже факт затягивания осадков под Курильскую островную дугу был подтверждён сейсмическими исследованиями (Гаркаленко, Ушаков, 1978), а затем и бурением у подножия дуги Малых Антильских островов (международный проект). Тогда же С. А. Ушаков, В. В. Федынский и независимо от них выдающийся морской геолог А. П. Лисицын (1974) по данным магнитных аномалий построили обобщённые варианты карт возрастов Мирового океана. Кроме того, он использовал признаки изменения условий осадконакопления для определения направлений и скоростей смещения океанических плит (1980) и фактически разработал теорию океанского седиментогенеза (1978-1984). В дальнейшем академик А. П. Лисицын и Ю. А. Богданов со своими коллегами (1987-1997) провели многолетние подробные исследования глобальной системы гидротермальных источников на океаническом дне, изучили их геохимию и связанный с ними процесс рудообразования.
Используя палеомагнитные данные и картину полосчатых магнитных аномалий на океаническом дне, А. М. Городницкий, Л. П. Зоненшайн и Е. Г. Мирлин (1978) построили новые палеогеодинамические реконструкции развития океанов в течение всего кайнозоя и позднего мезозоя. Несколько позже эти реконструкции были дополнены палеобатиметрическими картами древних океанов (Савостин, Седов и др., 1980, 1984). В эти же годы путём использования основных положений новой геологической теории, были построены карты мощности литосферных плит и суммарных теплопотерь через океаническое дно (Городницкий, Сорохтин, 1979; 1981).
В 80-х годах была решена задача о механизмах затягивания осадков на большие глубины под континенты (Монин, Сорохтин, 1986). Перспективной с точки зрения прогноза землетрясений оказалась разработанная Л. И. Лобковским в 1988 г. клавишная модель строения зон поддвига плит. Не менее интересна и предложенная им модель двухъярусной тектоники плит, учитывающая возможность возникновения чисто коровых пластин, перемещающихся по отношению к литосферным плитам под влиянием боковых давлений со стороны других плит в зонах столкновения (коллизии) континентов.
Помимо теоретических разработок и обобщения геологических материалов А. И. Шемендой широко проводилось физическое моделирование процессов деформации литосферных плит в зонах их поддвига под островные дуги для выяснения механизмов и условий возникновения надвигов, цунамигенных землетрясений, затягивания осадков в эти зоны и формирования аккреционных призм во фронтальных частях островных дуг. Кроме того, моделировались начальные стадии деформаций литосферных плит в условиях их сжатия и растяжения, а также условия возникновения и развития окраинных бассейнов. Больших успехов советские, а затем и российские исследователи добились и в области приложений теории тектоники литосферных плит к задачам региональной геологии и проблемам полезных ископаемых. Так, ещё в конце 60-х годов Р. М. Деменицкая и А. М. Карасик по магнитным аномалиям проследили историю раскрытия Евразийской котловины Северного Ледовитого океана и происхождение подводного хребта Ломоносова. В работах А. А. Ковалёва (1972-1978) на базе новой теории даются классификация и металлогенический анализ основных структурных элементов земной коры по условиям её образования и описываются основные закономерности распределения полезных ископаемых по отношению к границам литосферных плит. В работе Л. П. Зоненшайна, М. И. Кузьмина и В. М. Моралева (1976) с точки зрения тектоники литосферных плит рассматривается магматическая и металлогеническая зональность континентальных плит, а в работах А. А. Ковалёва (1974), О. Г. Сорохтина, С. А. Ушакова, В. В. Федынского (1974, 1976), И. Е. Баланюк (1981, 1982), Д. И. Мусатова, Н. В. Межеловского (1982), В. П. Гаврилова (1980-1996), У. В. Кучурука, С. А. Ушакова (1985) идеи новой геологической теории используются для выяснения условий образования и основных закономерностей размещения месторождений нефти и газа.
С этих же позиций академик А. С. Монин и О. Г. Сорохтин в 80-х годах рассматривали природу уникальной металлогенической эпохи раннего протерозоя, общую геохимическую эволюцию земной коры и возможные механизмы концентрации рудных элементов в месторождениях полезных ископаемых. Уже в наше время удалось не только объяснить механизмы концентрации рудных элементов в земной коре раннего протерозоя, но и рассмотреть эти процессы на всем временном интервале развития Земли (Сорохтин, Старостин, Сорохтин, 2001). Теория тектоники литосферных плит успешно привлекалась и для рассмотрения наиболее вероятного механизма образования алмазоносных кимберлитов, щёлочно-ультраосновных магматических пород и карбонатитов (Сорохтин, 1981-1987; Сорохтин, Митрофанов, Сорохтин, 1996).
Очень большой вклад в пропаганду и утверждение новой геологической теории в нашей стране принадлежит академику В. Е. Хаину, который на протяжении многих лет активно поддерживал, обосновывал и развивал идеи тектоники литосферных плит и общие вопросы глобальной тектоники в своих выступлениях на общих собраниях геологов и в своих многочисленных работах. В частности, в его фундаментальной многотомной монографии «Региональная геотектоника» (1971–1985) и в обобщающей монографии «Тектоника континентов и океанов (год 2000)» (2001) многие вопросы тектонического развития земной коры континентов и океанов рассматриваются именно с позиций этой теории. Аналогично этому в монографиях В. Е. Хаина и его коллег А. Н. Божко, Н. В. Короновского и Н. А. Ясаманова, объединяемых общей тематикой «Историческая геотектоника» (1988–1993), с тех же единых позиций тектоники плит описывается эволюция структуры земной коры и даётся история формирования всех континентов на Земле, а в монографии — учебнике по геотектонике, написанной В. Е. Хаиным и М. Г. Ломизе (1995), все описание геологических процессов ведётся строго с позиций новой теории. Наконец, в большой работе Л. П. Зоненшайна, М. И. Кузьмина и Л. М. Натапова (1990) впервые строго с позиций тектоники литосферных плит подробно рассматривается строение и история формирования земной коры на всей территории России и сопредельных стран.
В конце 80-х годов (теперь уже прошлого столетия) теоретически было показано, что благодаря процессу выделения земного ядра на рубеже архея и протерозоя должен был возникнуть первый в истории Земли суперконтинент, названный нами Моногеей (Сорохтин, Ушаков, 1989). Независимо, но по геологическим данным, к такому же выводу пришли В. Е. Хаин и Н. А. Божко (1988), назвав этот континент Пангеей-0. Несколько позже, было показано, что в истории Земли могло существовать только четыре аналогичных суперконтинента: Моногея, Мегагея, Мезогея и Пангея, образовавшихся соответственно около 2,6; 1,8; 1,0 и 0,2 млрд лет назад. В это же время по геологическим данным были построены и сами палеогеодинамические реконструкции всех трёх докембрийских суперконтинентов (Сорохтин, Ушаков, 1993, 1996), тогда как реконструкция вегенеровской Пангеи была построена ранее А. Смитом и Дж. Брайденом еще в 1977 г.
В 90-х годах было показано, что гидратация пород океанической коры океанскими водами должна сопровождаться генерацией абиогенного метана и водорода (Сорохтин, Ушаков, 1991). Приблизительно тогда же и несколько позже этот теоретический вывод также был подтверждён нахождением в составе гидротермальных источников метана и свободного водорода (Дмитриев и др., 2000; Леин, Сагалевич, 2000). Это явление, очевидно, имеет прямое отношение к проблеме происхождения нефти и природного газа. Именно поэтому в последние годы появилась целая серия работ, посвящённых этой проблеме (Баланюк и др., 1995; Дмитриев и др., 2000; Сорохтин, Леин, Баланюк, 2001) в которых показывается исключительно высокая мощность процесса генерации метана в океанической коре и влияние этого процесса на формирование месторождений углеводородов в толщах океанических осадков.
Несмотря на перечисленные успехи новой геологической теории (тектоники литосферных плит), до середины 70-х годов ХХ в. она фактически описывала только механические перемещения литосферных плит и сопутствующие таким движениям процессы формирования и деформации литосферной оболочки Земли и верхней её части — земной коры. О механизме, приводящем в движение плиты, было известно только, что он, вероятнее всего, представляет собой конвекцию. Однако природа мантийной конвекции и основные источники, питающие её энергией, оставались ещё неясными, тогда как до настоящего времени господствовала точка зрения, что конвекция в мантии тепловая и вызывается распадом рассеянных в ней радиоактивных элементов.
Решающий вклад в изучение этой важнейшей проблемы геодинамики внесли российские учёные, предложившие и подробно исследовавшие механизм химико-плотностной дифференциации земного вещества в гравитационном поле Земли (Сорохтин, 1971, 1974; Ушаков, 1974; Монин, 1977, 1988; Монин, Сорохтин, 1981-1984; Монин и др., 1987; Лобковский, Котелкин, 2000). Оказалось, что этот процесс приводит к выделению в центральных областях Земли плотного ядра (скорее всего окисно-железного состава) и к возникновению в мантии нестационарной химико-плотностной гравитационной конвекции — непосредственной причины движения литосферных плит и дрейфа континентов. Удалось не только определить время формирования (возраст) земного ядра и среднюю скорость его роста, но оценить скорость конвективного массообмена в мантии, а, следовательно, средний уровень тектонической активности Земли и скорость образования континентальной коры. Этот же подход позволил понять основные закономерности тектонического развития Земли, эволюцию химического состава мантии, определить среднюю скорость её дегазации, темпы образования гидросферы и атмосферы и влияние таких процессов на развитие жизни на Земле (Сорохтин, Ушаков, 1989, 1991, 1993). При этом выяснилось, что вклад радиоактивной энергии в мантийную конвекцию оказался значительно меньшим, чем это предполагалось ранее, и не превышает 10%.
Решение задачи о гравитационной дифференциации земных недр и численное моделирование нестационарной химико-плотностной конвекции в мантии позволило приступить к количественному изучению геологической эволюции Земли. Полученные результаты значительно расширили первоначальные рамки теории тектоники литосферных плит и фактически превратили её в наиболее общую геологическую теорию эволюции Земли. В частности, с этих обобщённых позиций в последние годы удалось описать тектоническую активность Земли для всего времени её геологического развития, проследить историю формирования континентов, океанов, атмосферы и даже построить непротиворечивую модель приливного взаимодействия планет в системе Земля — Луна.
Второй причиной, по-видимому, является то, что в первой половине ХХ в. в СССР сформировалась сильная геологическая школа, в которой получила широкое развитие и практически всеобщее признание классическая форма геосинклинального учения. Согласно этому учению, полный цикл развития земной коры происходит как бы «in situ», в рамках отдельных блоков коры со строго фиксированным пространством и без значительных горизонтальных перемещений отдельных фрагментов коры и материков в целом. Но такой подход, к тому же ограниченный теоретическими рамками геосинклинального учения, способствовал выработке и соответствующего «фиксистского» мировоззрения у многих советских геологов, а это, естественно, сильно затрудняло восприятие новых мобилистских идей.
В качестве третьей, но далеко не последней причины существенного отставания Советского Союза от мирового уровня развития геологических наук в 70-80-е годы ХХ столетия следовало бы упомянуть административно-командный и авторитарный принцип управления наукой. Обстоятельства же сложились так, что во главе управления советской геологии долгое время находились руководители, негативно относившиеся к новым мобилистским идеям и особенно к созданной в середине 60-х годов новой геологической теории — тектонике литосферных плит. Естественно, что такое отношение к новому не могло не сказаться отрицательным образом на общем уровне развития геологических наук в нашей стране. По этому поводу вспоминается такой случай. В 1971 г. один из авторов данной монографии (О. Г. Сорохтин) подготовил статью, в которой делался теоретический прогноз о существовании в океанических рифтовых зонах и на склонах срединноокеанических хребтов мощнейших гидротермальных источников, выносящих около 30% излучаемого Землёй тепла. На статью был дан отрицательный отзыв, обоснованный тем, что «нельзя на одну недоказанную гипотезу (имелась в виду тектоника литосферных плит) нанизывать другую, ещё более фантастическую». Поэтому статью пришлось без публикации помещать в диссертационную работу автора (1973 г.) и опубликовать её только в 1974 г. в монографии «Глобальная эволюция Земли» (под редакцией В. Е. Хаина). В результате Советский Союз потерял приоритет в предсказании существования величайшего гидротермального пояса планеты, поскольку в 1972 г. аналогичная прогнозная статья была опубликована К. Листером (C. Lister, 1972).
По этим и некоторым другим причинам развитие идей мобилизма и разработка новой геологической теории в СССР шла не по государственным планам, а скорее вопреки им и в обход, за счёт усилий отдельных энтузиастов и коллективов, официально не призванных заниматься такими проблемами. Тем не менее, ретроспективно оценивая вклад российских учёных в разработку новой геологической теории (в концепцию тектоники литосферных плит), теперь следует признать, что, несмотря на все трудности, этот вклад оказался достаточно весомым, особенно в области создания общей теории глобальной эволюции Земли.
В 20-30-х годах ХХ в. одним из активных пропагандистов идей мобилизма в Советском Союзе был академик А. А. Борисяк, активно поддерживавший гипотезу дрейфа континентов А. Вегенера. В конце50-х годов П. Н. Кропоткин использовал палеомагнитные и геологические данные для доказательства существования дрейфа континентов и убедительно показал, что в прошлые геологические эпохи действительно происходили крупные перемещения отдельных континентов. В начале 60-х годов С. А. Ушаков и В. Е. Хаин на основании анализа геологических и геофизических данных по Антарктиде пришли к выводу, что этот материк обособился от других континентов гондванской группы только в результате дрейфа континентов. Несколько позже А. Н. Храмов по палеомагнитным данным сумел построить ряд палеогеографических реконструкций, показывавших положения континентов и океанов в разные геологические эпохи фанерозоя.
В 1969 г. известный советский геолог, академик А. В. Пейве, используя большой геологический материал, развил идею Г. Хесса о том, что встречающиеся во многих горных поясах мира офиолитовые покровы представляют собой фрагменты древней океанической коры, надвинутой на континентальные окраины. Обоснование этого предположения позволило получить представление о строении и составе океанической коры ещё до начала бурения дна в океанах. Кроме того, эта идея явилась важным звеном в общей цепи доказательств существования крупномасштабных перемещений отдельных блоков земной коры. Тогда же С. А. Ушаков показал, что нарушения изостазии в районах островных дуг объясняются динамическим эффектом поддвига океанических плит под эти структуры.
В начале 70-х годов ХХ в. выдающиеся советские геологи, члены-корреспонденты АН СССР В. Е. Хаин и П. Н. Кропоткин выступили с поддержкой и обоснованием новой геологической концепции, получившей затем наименование теории тектоники литосферных плит. В те же годы советскими океанологами (Сорохтин, Дмитриев, Удинцев, 1971) впервые был описан и рассчитан механизм образования континентальной коры за счёт переплавления океанической коры и осадков, затянутых в зоны поддвига плит. Позже удалось выяснить и рассчитать механизм образования океанических литосферных плит, на этом основании объяснить происхождение срединно-океанических хребтов, аналитически описать зависимость толщины плит и рельеф океанического дна от возраста литосферы или, что то же, от возраста коры. Кроме того, тогда же были описаны с точки зрения тектоники литосферных плит и возможные механизмы образования региональных надвигов и геосинклинальной складчатости (Сорохтин, 1973, 1972).
В середине и конце 70-х годов было теоретически предсказано явление затягивания осадков в зоны поддвига плит (Сорохтин, Лобковский, 1976). Несколько позже факт затягивания осадков под Курильскую островную дугу был подтверждён сейсмическими исследованиями (Гаркаленко, Ушаков, 1978), а затем и бурением у подножия дуги Малых Антильских островов (международный проект). Тогда же С. А. Ушаков, В. В. Федынский и независимо от них выдающийся морской геолог А. П. Лисицын (1974) по данным магнитных аномалий построили обобщённые варианты карт возрастов Мирового океана. Кроме того, он использовал признаки изменения условий осадконакопления для определения направлений и скоростей смещения океанических плит (1980) и фактически разработал теорию океанского седиментогенеза (1978-1984). В дальнейшем академик А. П. Лисицын и Ю. А. Богданов со своими коллегами (1987-1997) провели многолетние подробные исследования глобальной системы гидротермальных источников на океаническом дне, изучили их геохимию и связанный с ними процесс рудообразования.
Используя палеомагнитные данные и картину полосчатых магнитных аномалий на океаническом дне, А. М. Городницкий, Л. П. Зоненшайн и Е. Г. Мирлин (1978) построили новые палеогеодинамические реконструкции развития океанов в течение всего кайнозоя и позднего мезозоя. Несколько позже эти реконструкции были дополнены палеобатиметрическими картами древних океанов (Савостин, Седов и др., 1980, 1984). В эти же годы путём использования основных положений новой геологической теории, были построены карты мощности литосферных плит и суммарных теплопотерь через океаническое дно (Городницкий, Сорохтин, 1979; 1981).
В 80-х годах была решена задача о механизмах затягивания осадков на большие глубины под континенты (Монин, Сорохтин, 1986). Перспективной с точки зрения прогноза землетрясений оказалась разработанная Л. И. Лобковским в 1988 г. клавишная модель строения зон поддвига плит. Не менее интересна и предложенная им модель двухъярусной тектоники плит, учитывающая возможность возникновения чисто коровых пластин, перемещающихся по отношению к литосферным плитам под влиянием боковых давлений со стороны других плит в зонах столкновения (коллизии) континентов.
Помимо теоретических разработок и обобщения геологических материалов А. И. Шемендой широко проводилось физическое моделирование процессов деформации литосферных плит в зонах их поддвига под островные дуги для выяснения механизмов и условий возникновения надвигов, цунамигенных землетрясений, затягивания осадков в эти зоны и формирования аккреционных призм во фронтальных частях островных дуг. Кроме того, моделировались начальные стадии деформаций литосферных плит в условиях их сжатия и растяжения, а также условия возникновения и развития окраинных бассейнов. Больших успехов советские, а затем и российские исследователи добились и в области приложений теории тектоники литосферных плит к задачам региональной геологии и проблемам полезных ископаемых. Так, ещё в конце 60-х годов Р. М. Деменицкая и А. М. Карасик по магнитным аномалиям проследили историю раскрытия Евразийской котловины Северного Ледовитого океана и происхождение подводного хребта Ломоносова. В работах А. А. Ковалёва (1972-1978) на базе новой теории даются классификация и металлогенический анализ основных структурных элементов земной коры по условиям её образования и описываются основные закономерности распределения полезных ископаемых по отношению к границам литосферных плит. В работе Л. П. Зоненшайна, М. И. Кузьмина и В. М. Моралева (1976) с точки зрения тектоники литосферных плит рассматривается магматическая и металлогеническая зональность континентальных плит, а в работах А. А. Ковалёва (1974), О. Г. Сорохтина, С. А. Ушакова, В. В. Федынского (1974, 1976), И. Е. Баланюк (1981, 1982), Д. И. Мусатова, Н. В. Межеловского (1982), В. П. Гаврилова (1980-1996), У. В. Кучурука, С. А. Ушакова (1985) идеи новой геологической теории используются для выяснения условий образования и основных закономерностей размещения месторождений нефти и газа.
С этих же позиций академик А. С. Монин и О. Г. Сорохтин в 80-х годах рассматривали природу уникальной металлогенической эпохи раннего протерозоя, общую геохимическую эволюцию земной коры и возможные механизмы концентрации рудных элементов в месторождениях полезных ископаемых. Уже в наше время удалось не только объяснить механизмы концентрации рудных элементов в земной коре раннего протерозоя, но и рассмотреть эти процессы на всем временном интервале развития Земли (Сорохтин, Старостин, Сорохтин, 2001). Теория тектоники литосферных плит успешно привлекалась и для рассмотрения наиболее вероятного механизма образования алмазоносных кимберлитов, щёлочно-ультраосновных магматических пород и карбонатитов (Сорохтин, 1981-1987; Сорохтин, Митрофанов, Сорохтин, 1996).
Очень большой вклад в пропаганду и утверждение новой геологической теории в нашей стране принадлежит академику В. Е. Хаину, который на протяжении многих лет активно поддерживал, обосновывал и развивал идеи тектоники литосферных плит и общие вопросы глобальной тектоники в своих выступлениях на общих собраниях геологов и в своих многочисленных работах. В частности, в его фундаментальной многотомной монографии «Региональная геотектоника» (1971–1985) и в обобщающей монографии «Тектоника континентов и океанов (год 2000)» (2001) многие вопросы тектонического развития земной коры континентов и океанов рассматриваются именно с позиций этой теории. Аналогично этому в монографиях В. Е. Хаина и его коллег А. Н. Божко, Н. В. Короновского и Н. А. Ясаманова, объединяемых общей тематикой «Историческая геотектоника» (1988–1993), с тех же единых позиций тектоники плит описывается эволюция структуры земной коры и даётся история формирования всех континентов на Земле, а в монографии — учебнике по геотектонике, написанной В. Е. Хаиным и М. Г. Ломизе (1995), все описание геологических процессов ведётся строго с позиций новой теории. Наконец, в большой работе Л. П. Зоненшайна, М. И. Кузьмина и Л. М. Натапова (1990) впервые строго с позиций тектоники литосферных плит подробно рассматривается строение и история формирования земной коры на всей территории России и сопредельных стран.
В конце 80-х годов (теперь уже прошлого столетия) теоретически было показано, что благодаря процессу выделения земного ядра на рубеже архея и протерозоя должен был возникнуть первый в истории Земли суперконтинент, названный нами Моногеей (Сорохтин, Ушаков, 1989). Независимо, но по геологическим данным, к такому же выводу пришли В. Е. Хаин и Н. А. Божко (1988), назвав этот континент Пангеей-0. Несколько позже, было показано, что в истории Земли могло существовать только четыре аналогичных суперконтинента: Моногея, Мегагея, Мезогея и Пангея, образовавшихся соответственно около 2,6; 1,8; 1,0 и 0,2 млрд лет назад. В это же время по геологическим данным были построены и сами палеогеодинамические реконструкции всех трёх докембрийских суперконтинентов (Сорохтин, Ушаков, 1993, 1996), тогда как реконструкция вегенеровской Пангеи была построена ранее А. Смитом и Дж. Брайденом еще в 1977 г.
В 90-х годах было показано, что гидратация пород океанической коры океанскими водами должна сопровождаться генерацией абиогенного метана и водорода (Сорохтин, Ушаков, 1991). Приблизительно тогда же и несколько позже этот теоретический вывод также был подтверждён нахождением в составе гидротермальных источников метана и свободного водорода (Дмитриев и др., 2000; Леин, Сагалевич, 2000). Это явление, очевидно, имеет прямое отношение к проблеме происхождения нефти и природного газа. Именно поэтому в последние годы появилась целая серия работ, посвящённых этой проблеме (Баланюк и др., 1995; Дмитриев и др., 2000; Сорохтин, Леин, Баланюк, 2001) в которых показывается исключительно высокая мощность процесса генерации метана в океанической коре и влияние этого процесса на формирование месторождений углеводородов в толщах океанических осадков.
Несмотря на перечисленные успехи новой геологической теории (тектоники литосферных плит), до середины 70-х годов ХХ в. она фактически описывала только механические перемещения литосферных плит и сопутствующие таким движениям процессы формирования и деформации литосферной оболочки Земли и верхней её части — земной коры. О механизме, приводящем в движение плиты, было известно только, что он, вероятнее всего, представляет собой конвекцию. Однако природа мантийной конвекции и основные источники, питающие её энергией, оставались ещё неясными, тогда как до настоящего времени господствовала точка зрения, что конвекция в мантии тепловая и вызывается распадом рассеянных в ней радиоактивных элементов.
Решающий вклад в изучение этой важнейшей проблемы геодинамики внесли российские учёные, предложившие и подробно исследовавшие механизм химико-плотностной дифференциации земного вещества в гравитационном поле Земли (Сорохтин, 1971, 1974; Ушаков, 1974; Монин, 1977, 1988; Монин, Сорохтин, 1981-1984; Монин и др., 1987; Лобковский, Котелкин, 2000). Оказалось, что этот процесс приводит к выделению в центральных областях Земли плотного ядра (скорее всего окисно-железного состава) и к возникновению в мантии нестационарной химико-плотностной гравитационной конвекции — непосредственной причины движения литосферных плит и дрейфа континентов. Удалось не только определить время формирования (возраст) земного ядра и среднюю скорость его роста, но оценить скорость конвективного массообмена в мантии, а, следовательно, средний уровень тектонической активности Земли и скорость образования континентальной коры. Этот же подход позволил понять основные закономерности тектонического развития Земли, эволюцию химического состава мантии, определить среднюю скорость её дегазации, темпы образования гидросферы и атмосферы и влияние таких процессов на развитие жизни на Земле (Сорохтин, Ушаков, 1989, 1991, 1993). При этом выяснилось, что вклад радиоактивной энергии в мантийную конвекцию оказался значительно меньшим, чем это предполагалось ранее, и не превышает 10%.
Решение задачи о гравитационной дифференциации земных недр и численное моделирование нестационарной химико-плотностной конвекции в мантии позволило приступить к количественному изучению геологической эволюции Земли. Полученные результаты значительно расширили первоначальные рамки теории тектоники литосферных плит и фактически превратили её в наиболее общую геологическую теорию эволюции Земли. В частности, с этих обобщённых позиций в последние годы удалось описать тектоническую активность Земли для всего времени её геологического развития, проследить историю формирования континентов, океанов, атмосферы и даже построить непротиворечивую модель приливного взаимодействия планет в системе Земля — Луна.