Проверка теории
Таким образом, за время существования (с конца 60-х годов ХХ в.) теория тектоники литосферных плит сумела объяснить природу практически всех главных эндогенных процессов, развивающихся в Земле, включая образование океанической и континентальной земной коры, природу основного и кислого магматизма, механизмы концентрации рудных и литофильных элементов в континентальной коре, происхождение складчатости и горных поясов Земли, формирование авлакогенов и краевых (предгорных) прогибов и ряд других процессов.
К настоящему времени новая геологическая теория прошла детальную экспериментальную проверку, её основные положения подтверждены геологогеофизическими данными в том числе буровыми работами, сейсмическими и магнитными наблюдениями. На счету у новой теории теперь есть много примеров оправдавшихся прогнозов тех неизвестных прежде геологических явлений, которые вначале предсказывались чисто теоретическим путём, но затем были обнаружены и подтверждены после проведения соответствующих геолого-геофизических исследований. Вот лишь некоторые из таких примеров.
Как мы уже видели, из теории следовало, что возраст океанского дна сравнительно молодой, не превышает 100-150 млн лет и закономерно увеличивается по мере удаления от гребней срединно-океанических хребтов. В середине 60-х годов такой вывод теории казался смелым, поскольку большинство геологов в то время полагали, что возраст океанского дна столь же древний, как и у континентов, т.е. превышает 2-3 млрд лет. Специально проведённое для проверки этого положения бурение океанского дна полностью подтвердило теоретический прогноз: практически во всех точках Мирового океана, где такое бурение проводилось (а таких точек сейчас уже более 1000), эмпирически определённые значения возраста дна совпали с его значениями, заранее предсказанными теорией.
Не менее показательны и другие примеры подтверждения теоретических прогнозов геолого-геофизическими исследованиями. Так, благодаря непосредственным наблюдениям из глубоководных обитаемых аппаратов, опускавшихся в рифтовые зоны срединно-океанских хребтов, французскими, американскими и советскими специалистами были подтверждены теоретические выводы о раздвижении океанского дна в этих зонах, о направлениях смещений в трансформных разломах и о значительном выносе тепла из океанских рифтовых зон.
Как уже отмечалось, в 1972 г. советскими и американскими учёными (Сорохтин, 1973; Parker, Oldenburg, 1973) теоретически было показано, что мощность литосферных плит по мере удаления от рифтовых зон увеличивается по закону корня квадратного из значения возраста океанического дна, тогда как до этого обычно принималось, что толщина океанических плит постоянна. В 1975 г. появились экспериментальные работы по сейсмологии, полностью подтвердившие этот вывод (Yoshii, 1975). Примерно тогда же теоретически было предсказано существование в океанических рифтовых зонах мощнейших гидротермальных систем (Lister, 1972; Сорохтин, 1973). И через 5-6 лет после прогноза такие горячие источники (чёрные и белые «курильщики») действительно были открыты в рифтовых зонах всех океанов.
В 60-х и начале 70-х годов ХХ в. среди геологов было широко распространено мнение, что в базальтовом слое океанической коры существенную роль играют уплотнённые осадки древнего возраста. Тектоника литосферных плит, наоборот, утверждала, что роль осадков в этом слое ничтожно мала. В середине 70-х годов буровые работы полностью подтвердили и этот теоретический вывод, что все осадки, перекрывающие базальты, молодые, не старше среднего мезозоя.
Ещё два взаимосвязанных друг с другом примера. Как уже отмечалось, из новой теории вытекало, что под островные дуги и активные окраины континентов должны затягиваться рыхлые осадки (Сорохтин, Лобковский, 1976) вместе с содержащимися в них органическими веществами. Отсюда следовал важный в практическом отношении вывод: в зонах поддвига плит должно генерироваться большое количество углеводородов (Сорохтин, Ушаков, Федынский, 1974; Dikinson, 1974). Оба этих процесса (и затягивание осадков и генерация углеводородов в зонах поддвига плит) впервые были рассчитаны в начале 70-х годов, хотя в те годы этот подход не встретил понимания большинства геологов. В 1976 г. затягивание осадков под Курильскую островную дугу было подтверждено глубинным сейсмическим профилированием (Гаркалеико, Ушаков, 1978). Наконец, в 1981 г. факт затягивания осадков под Малую Антильскую островную дугу был установлен прямым бурением основания склона этой дуги (Biju-Duval et al., 1981).
В середине 70-х годов был проверен и подтверждён второй теоретический вывод о генерации углеводородов в зонах поддвига плит. Именно тогда советские и кубинские нефтяники обнаружили промышленные скопления нефти под офиолитовым покровом Кубы, перекрывающим собой зону поддвига плит мелового возраста. Однако главное подтверждение и доказательство этого важного теоретического прогноза принесло проводимое с 1975 г. планомерное бурение поднадвиговых зон Скалистых гор и Аппалачей в США. Эти районы, считавшиеся ранее бесперспективными, в действительности, как и предсказывала теория, оказались буквально насыщенными углеводородами.
Наконец, необходимо отметить и прямую проверку главного вывода теории о существовании дрейфа континентов. После создания спутниковой системы точного определения координат местности на поверхности Земли и проведения соответствующих многолетних наблюдений удалось обнаружить и сам факт перемещения океанических плит и континентов относительно друг друга (Smith et al., 1990). Причём оказалось, что измеренные смещения как по своим значениям, так и по направлениям практически совпали с прогнозными, рассчитанными по палеомагнитным данным (Трифонов, Певнев, 2001).
Таким образом, как видно даже из краткого описания основных положений, успехов и результатов экспериментальной проверки теоретических прогнозов тектоники литосферных плит, можно с уверенностью утверждать, что эта концепция действительно является серьёзной, строго научной и современной геологической теорией. К настоящему времени теория тектоники литосферных плит уже прошла стадию своего становления и отработки основных её положений. Сейчас происходит детализация теории, её уточнение, и, что особенно важно с практической точки зрения, она уже начала использоваться при поиске и разведке полезных ископаемых (особенно нефти и газа).
К настоящему времени новая геологическая теория прошла детальную экспериментальную проверку, её основные положения подтверждены геологогеофизическими данными в том числе буровыми работами, сейсмическими и магнитными наблюдениями. На счету у новой теории теперь есть много примеров оправдавшихся прогнозов тех неизвестных прежде геологических явлений, которые вначале предсказывались чисто теоретическим путём, но затем были обнаружены и подтверждены после проведения соответствующих геолого-геофизических исследований. Вот лишь некоторые из таких примеров.
Как мы уже видели, из теории следовало, что возраст океанского дна сравнительно молодой, не превышает 100-150 млн лет и закономерно увеличивается по мере удаления от гребней срединно-океанических хребтов. В середине 60-х годов такой вывод теории казался смелым, поскольку большинство геологов в то время полагали, что возраст океанского дна столь же древний, как и у континентов, т.е. превышает 2-3 млрд лет. Специально проведённое для проверки этого положения бурение океанского дна полностью подтвердило теоретический прогноз: практически во всех точках Мирового океана, где такое бурение проводилось (а таких точек сейчас уже более 1000), эмпирически определённые значения возраста дна совпали с его значениями, заранее предсказанными теорией.
Не менее показательны и другие примеры подтверждения теоретических прогнозов геолого-геофизическими исследованиями. Так, благодаря непосредственным наблюдениям из глубоководных обитаемых аппаратов, опускавшихся в рифтовые зоны срединно-океанских хребтов, французскими, американскими и советскими специалистами были подтверждены теоретические выводы о раздвижении океанского дна в этих зонах, о направлениях смещений в трансформных разломах и о значительном выносе тепла из океанских рифтовых зон.
Как уже отмечалось, в 1972 г. советскими и американскими учёными (Сорохтин, 1973; Parker, Oldenburg, 1973) теоретически было показано, что мощность литосферных плит по мере удаления от рифтовых зон увеличивается по закону корня квадратного из значения возраста океанического дна, тогда как до этого обычно принималось, что толщина океанических плит постоянна. В 1975 г. появились экспериментальные работы по сейсмологии, полностью подтвердившие этот вывод (Yoshii, 1975). Примерно тогда же теоретически было предсказано существование в океанических рифтовых зонах мощнейших гидротермальных систем (Lister, 1972; Сорохтин, 1973). И через 5-6 лет после прогноза такие горячие источники (чёрные и белые «курильщики») действительно были открыты в рифтовых зонах всех океанов.
В 60-х и начале 70-х годов ХХ в. среди геологов было широко распространено мнение, что в базальтовом слое океанической коры существенную роль играют уплотнённые осадки древнего возраста. Тектоника литосферных плит, наоборот, утверждала, что роль осадков в этом слое ничтожно мала. В середине 70-х годов буровые работы полностью подтвердили и этот теоретический вывод, что все осадки, перекрывающие базальты, молодые, не старше среднего мезозоя.
Ещё два взаимосвязанных друг с другом примера. Как уже отмечалось, из новой теории вытекало, что под островные дуги и активные окраины континентов должны затягиваться рыхлые осадки (Сорохтин, Лобковский, 1976) вместе с содержащимися в них органическими веществами. Отсюда следовал важный в практическом отношении вывод: в зонах поддвига плит должно генерироваться большое количество углеводородов (Сорохтин, Ушаков, Федынский, 1974; Dikinson, 1974). Оба этих процесса (и затягивание осадков и генерация углеводородов в зонах поддвига плит) впервые были рассчитаны в начале 70-х годов, хотя в те годы этот подход не встретил понимания большинства геологов. В 1976 г. затягивание осадков под Курильскую островную дугу было подтверждено глубинным сейсмическим профилированием (Гаркалеико, Ушаков, 1978). Наконец, в 1981 г. факт затягивания осадков под Малую Антильскую островную дугу был установлен прямым бурением основания склона этой дуги (Biju-Duval et al., 1981).
В середине 70-х годов был проверен и подтверждён второй теоретический вывод о генерации углеводородов в зонах поддвига плит. Именно тогда советские и кубинские нефтяники обнаружили промышленные скопления нефти под офиолитовым покровом Кубы, перекрывающим собой зону поддвига плит мелового возраста. Однако главное подтверждение и доказательство этого важного теоретического прогноза принесло проводимое с 1975 г. планомерное бурение поднадвиговых зон Скалистых гор и Аппалачей в США. Эти районы, считавшиеся ранее бесперспективными, в действительности, как и предсказывала теория, оказались буквально насыщенными углеводородами.
Наконец, необходимо отметить и прямую проверку главного вывода теории о существовании дрейфа континентов. После создания спутниковой системы точного определения координат местности на поверхности Земли и проведения соответствующих многолетних наблюдений удалось обнаружить и сам факт перемещения океанических плит и континентов относительно друг друга (Smith et al., 1990). Причём оказалось, что измеренные смещения как по своим значениям, так и по направлениям практически совпали с прогнозными, рассчитанными по палеомагнитным данным (Трифонов, Певнев, 2001).
Таким образом, как видно даже из краткого описания основных положений, успехов и результатов экспериментальной проверки теоретических прогнозов тектоники литосферных плит, можно с уверенностью утверждать, что эта концепция действительно является серьёзной, строго научной и современной геологической теорией. К настоящему времени теория тектоники литосферных плит уже прошла стадию своего становления и отработки основных её положений. Сейчас происходит детализация теории, её уточнение, и, что особенно важно с практической точки зрения, она уже начала использоваться при поиске и разведке полезных ископаемых (особенно нефти и газа).