Образование океанических хребтов

Земная поверхность обновляется и на дне океанов, в пределах срединно-океанических хребтов. Подводный вулканизм — это процесс непрерывного производства молодой океанической коры. На юге Аравийского полуострова существует горная гряда Оман, вызывающая восхищение геологов. Это офиолит Семаил – блок океанической коры длиной 400 км, шириной 50 км и высотой 10 км, вытолкнутый на сушу при схождении Евразиатской и Аравийской литосферных плит. Этот крупнейший в мире офиолит сложен лавой, стекавшей около 100 млн лет назад со склонов срединно-океанического хребта на дно океана. Так что для изучения океанической коры нет необходимости погружаться на большую глубину – это можно сделать, не замочив ног.

Яйцо и скорлупа

В верхних слоях мантии Земли, сложенной твердокристаллическим перидотитом, постоянно происходят тектонические движения, скорость которых составляет порядка нескольких сантиметров в год. Жесткие литосферный плиты, подобно яичной скорлупе, покрывают мантию. Увлекаемые движениями мантийного вещества, плиты сходятся и расходятся.

Океанические плиты, слагающие дно океанов, раздвигаются в районе срединно-океанических хребтов, в осевой части которых не прекращается вулканическая активность. Протяженность этих мощных горных сооружений составляет 75 тыс. км. Здесь по расширяющимся тектоническим трещинам изливается лава и, застывая в характерной для подводных извержений подушечной форме, непрерывно наращивает земную кору. Процесс образования новой океанической коры при раздвигании литосферных плит называется спредингом.

Потоки лавы на дне океана

Склоны хребтов покрыты застывшей лавой. На глубине около 20 км под слоем подушечной лавы, в верхней мантии, твердокристаллические породы, температура которых достигает 1000°С, постепенно поднимаются вверх, со скоростью несколько десятков сантиметров в год. Из-за низкой теплопроводности породам для остывания требуется длительное время.

Часть мантийного вещества, от 5 до 20%, плавится в виде множества мелких жидких агрегатов. Они постепенно сливаются и устремляются вверх по трещинам пород. Образующаяся базальтовая магма в кашеобразном состоянии достигает нижней границы земной коры и заполняет огромную полость — магматический очаг. В верхней его зоне жидкая магма, охлаждаясь у стенок, кристаллизуется, образуя слой зернистой породы (габбро) толщиной 2 км.

Испытывая постоянное давление снизу за счет притока мантийного вещества, магма выталкивается к поверхности и образует дайки – вертикальные стенки толщиной до метра, длиной до 10 км и высотой до 1 км, располагающиеся вдоль оси срединно-океанических хребтов. Мантийные потоки постоянно способствуют подъему магмы, что создает условия для образования множества параллельных даек, рассекающих океаническую кору.

Когда дайка достигает поверхности коры, базальтовый поток растекается по дну в форме подушечной лавы. Каждый год в пределах хребтов образуется около 50 км3 океанической коры. Следовательно, каждые 200 млн лет дно Мирового океана полностью обновляется.

Путешествие литосферной плиты

Учитывая, что дайки образуются каждые 10 лет, за тысячелетие на срединно-океанических хребтах формируется порядка 100 м океанической коры, или 10 000 км за 100 млн лет. Но нарастание океанической коры в каждом океане идет с разной скоростью. В Тихом она составляет около 15 см в год, а в Атлантическом, где базальтовой магмы недостаточно для постоянного пополнения располагающихся под хребтом магматических очагов, — всего 5 см.

Непрерывное нарастание молодой океанической коры, формирующейся на срединно-океаническом хребте, происходит по обе его стороны. За 200 млн лет существования она постоянно увеличивает свою толщину. В конце концов, «набрав вес», она в процессе субдукции погружается в мантию, где перерабатывается в новую кору, которая образуется через несколько сотен миллионов лет.

Таким образом, на одном конце плиты непрерывно появляется молодая океаническая кора, а на другом — исчезает древняя. Литосферные плиты постоянно взаимодействуют друг с другом, поэтому иногда этот процесс проходит по более сложному сценарию. Например, океаническая плита может столкнуться с другой океанической или континентальной плитой и подмять ее под себя, как это произошло с офилитом Семаила. Благодаря случившемуся там можно изучать строение океанической коры в естественном обнажении.