КОЛИЧЕСТВЕННЫЕ СООТНОШЕНИЯ ГЕОДИНАМИЧЕСКИХ СИСТЕМ И ГЕОДИНАМИЧЕСКИХ ЦИКЛОВ РАЗНОГО РАНГА

Abstract

Кратко охарактеризована развиваемая автором концепция геодинамики иерархически соподчиненных геосфер (таблица). Обращено внимание на последовательно "вложенные" одна в другую геосферы разного ранга: Земля в целом, мантия (с корой), верхняя мантия (с корой), астеносфера + литосфера, осадочный чехол. Показано, что в каждой из этих геосфер функционирует конвективная геодинамическая система соответствующего ранга. Такая система состоит из ячеек, обусловленных компенсационной организацией тектонического течения и состоящих, в свою очередь, из расположенных в шахматном порядке доменов горизонтального сжатия и горизонтального растяжения. Иерархическая организация геодинамических систем заключается в том, что домен более низкого (более крупномасштабного) ранга является одновременно системой более высокого (более мелкомасштабного) ранга. Показано, что интерференция геодинамических систем разного ранга порождает целый спектр разномасштабных тектонических структур, от "континентальности" Северного полушария и Индо-Атлантического сегмента Земли до мелких складок в орогенных поясах. Выявлены количественные соотношения между геодинамическими системами разного ранга и иерархическим рядом геодинамических циклов, установленным В.Е. Хаиным [29]. Отношение мощности геосфер, в которых функционируют геодинамические системы разного ранга, к длительности геодинамических циклов соответствующего ранга является величиной с весьма узким диапазоном значений - 0.45 ± 0.10 см/год - и поэтому может быть квалифицировано как внеранговая "геодинамическая константа". Это отношение имеет размерность скорости. Его формальный физический смысл - усредненная по времени скорость подъема малого элементарного объема геосферы от подошвы к кровле этой геосферы в течение геодинамического цикла. Эту скорость можно считать характерным значением скорости восходящего потока конвекции в любой из перечисленных геосфер. Ее физическая и геологическая реальность контролируются тем, что на ее основе получены реальные (с точностью до порядка) оценки характерной скорости дрейфа континентов и спрединга. Средняя скорость деформации, в отличие от вышеназванной средней скорости тектонического течения, постоянством не отличается. Она обратно пропорциональна мощности геосферы соответствующего ранга. С повышением ранга не только геосфера имеет все меньшую мощность, но и соответствующая геодинамическая система функционирует во все более локальных ареалах. Это является конкретным воплощением абстрактной компьютерной модели "каскадной" конвекции в геосферах Земли [24]. Увеличение скорости деформации во все более локальных ареалах является одним из выражений эффекта "слабого звена". Сущность этого эффекта наиболее отчетливо проявляется при рассмотрении гораздо более мелкомасштабных процессов деформации в земной коре, при сочетании обширной, но медленной пластической деформации с более локальной, но быстрой разрывной деформацией.