Эволюция рельефа земной поверхности в геологической истории

В геологической истории Земли выделяются 3 геохронологии, подразделения высшего ранга — зоны: Архей (3,8-2,6 млрд. лет), Протерозой (2,6-0,57 млрд. лет), иногда объединяемые в криптозойский эон, и фанерозойский эон, состоящий из палеозойской (570-230 млн. лет), мезозойской (230-65 млн. лет) и кайнозойской эр (65-0 млн. лет).

В течение архея земная кора характеризовалась высоким тепловым потоком, высокими температурами на её поверхности (до 100-300°С в начале архея), значительно большей, чем в последующие эпохи, и повсеместной подвижностью и способностью к весьма сложным пластическим деформациям. Архейские образования повсеместно характеризуются значительным региональным метаморфизмом, свидетельствующим об их изменении в условиях высоких температур и давлений. Преимущественно в позднем apxee стали возникать сравнительно небольшие, но многочисленные линейные тектонические зоны – так называемые зеленокаменные пояса. В дальнейшем эти пояса подверглись деформациям сжатия, а "серогнейсовый" фундамент, выступающий в разделяющих их зонах поднятий, — сильному разогреву и гранитизации с образованием гранитно-гнейсовых куполов (2,7-2,6 млрд. лет назад).

В раннем протерозое степень подвижности, а также интенсивность проявлений магматизма и метаморфизма в целом заметно снизились по сравнению с археем. На месте большей частью территории современных древних платформ началась относительно тектоническая стабилизация (кратонизация) и местами стали формироваться древнейшие осадочные чехлы, состоящие из протоплатформенных осадков терригенного (в том числе мономинерального кварцевого) и карбонатного состава, а также основных и кислых вулканитов. На меньших площадях возникали более глубокие протогеосинклинальные прогибы с осадочным и вулканогенным заполнением. Впоследствии они подверглись деформациям сжатия и мощному гранитному плутонизму, максимум которых (свекофенская тектоническая эпоха) датируется 2-1,9 млрд. лет. В интервале 1,8-1,65 млрд. лет земная кора испытала новую фазу интенсивного прогрева, приведшего к формированию широко распространённых кислых вулканических комплексов, и повторному метаморфизму архейских и нижнепротерозойских образований. В результате в пределах древних платформ и, вероятно, даже всей территории современных континентов сформировалась мощная и зрелая кора континентального типа, возможно, слагавшая единый огромный массив (Пангея-1).

В позднем протерозое (включающем рифей и венд) на территории современных континентов произошла значительная дифференциация тектонических условий: обособились платформы северной (Лавразийской) группы — Североамериканская, Восточно-Европейская, Сибирская, Китайско-Корейская и Южно-Китайская и огромная сложно построенная Гондванская платформа (суперплатформа); заложились разделяющие их геосинклинальные пояса — Северо-Атлантический, Урало-Монгольский, Средиземноморский (или Палеотетис) и Тихоокеанский. К этому же времени обособилась и область современной Тихоокеанской впадины. В геосинклинальных поясах развивались преимущественно миогеосинклинальные и значительно реже эвгеосинклинальные прогибы. В ряде зон этих поясов на рубеже 1,3-1,4 млрд. лет и чаще около 1 млрд. лет (гренвильская или дальсландская складчатость), и 0,7-0,55 млрд. лет (байкальская складчатость) произошли складчатые деформации и сопровождающие их процессы метаморфизма и гранитного магматизма. На древних платформах, главным образом Лавразийской группы, в позднем протерозое возникли глубокие узкие удлинённые грабенообразные впадины — авлакогены. Заложение этих древнейших рифтовых зон на платформах происходило в условиях горизонтального растяжения их коры и нередко сопровождалось вспышками основного и щелочного вулканизма.

На Гондванской суперплатформе (в пределах Африки, Южной Америки) развивались линейные подвижные зоны, по своим размерам и характеру развития промежуточные между авлакогенами и геосинклинальными прогибами. Эпохам складчатости в середине и конце позднего протерозоя отвечали повторные проявления тектонотермальной активизации. В конце позднего протерозоя (0,7-0,6 млрд. лет) широкое распространение на континентах получили отложения древних оледенений — тиллиты, самое первое появление которых относится к раннему протерозою (около 2 млрд. лет назад).

В палеозое продолжалось развитие ранее возникших геосинклинальных поясов. В некоторых областях в результате деструкции и растяжения ранее существовавшей континентальной коры образовались зоны с корой океанического типа, при последующем сжатии превратившиеся в сильно деформированные офиолитовые комплексы. В Североатлантической и некоторых областях Урало-Монгольского пояса типичное геосинклинальное развитие завершилось в раннем палеозое (кембрий, ордовик, силур) салаирской и каледонской складчатостью, после чего в течение среднего и позднего палеозоя (девон, карбон, пермь) они развивались в своеобразном тектоническом режиме, по своему характеру промежуточном между геосинклинальным и платформенным. На остальной территории Урало-Монгольского пояса геосинклинальное развитие завершилось в конце палеозоя герцинской складчатостью, проявившейся также в некоторых зонах Средиземноморского и Тихоокеанского поясов.

"Отмирание" Североамериканского и Урало-Монгольского геосинклинальных поясов привело к объединению Североамериканской, Восточно-Европейской, Сибирской, Китайско-Корейской платформ со смежными складчатыми областями в огромную гетерогенную континентальную структуру — Лавразию, которая, в свою очередь, после герцинской складчатости в некоторых областях Средиземноморского пояса на короткое время сомкнулась с Гондванской суперплатформой, образовав гигантский суперконтинент — Пангею-II. На древних платформах в палеозое (или в самом конце позднего протерозоя — венде) началось формирование их осадочного чехла. Многие авлакогены на северных платформах в начале или чаще в середине палеозоя (в девоне) испытали регенерацию, выразившуюся во временном возобновлении интенсивного погружения, местами сопровождавшегося проявлениями щёлочно-ультраосновного и базальтового вулканизма. В целом, в палеозойской истории платформ магматизм проявлен слабо. В конце каменноугольного периода и в пермском периоде значительная площадь Гондванской суперплатформы (в Южной Америке, Африке, Индостане, Австралии и Антарктиде) была охвачена покровным оледенением, занявшим огромные территории, главным образом в южном полушарии.

В течение мезозоя (триас, юра и мел) и кайнозоя (палеогеновый, неогеновый и короткий четвертичный периоды) тектоническое строение Земли сильно изменилось по сравнению с палеозоем. Главными тектоническими элементами Земли вместо древних платформ и геосинклинальных поясов постепенно становятся материки, состоящие из древних и молодых платформ и складчатых эпи-геосинклинальных поясов или их крупных частей, и впадины новообразованных и обновлённых (Тихий) океанов. Широкое развитие приобрели процессы горизонтального расширения земной коры — спрединг в океанах и рифтогенез на материках. Исключительно мощно в мезозое и кайнозое проявлялся вулканизм (преимущественно базальтовый). Области проявления геосинклинального процесса в связи с его постепенным прекращением в части подвижных поясов в мезозое в целом существенно уменьшились по сравнению с палеозоем и ещё более сократились в кайнозое.

Важнейшим геологическим процессом мезозой-кайнозойской истории Земли было формирование впадин молодых океанов — Индийского, Атлантического и Арктического, приведшее к распаду существовавших в конце палеозоя суперконтинентов Гондваны и Лавразии (Пангеи-II). Оно началось с возникновения внутриконтинентальных рифтовых систем, в которых происходило растяжение и утонение континентальной коры вплоть до полного её разрыва в некоторых зонах. В дальнейшем в последних сосредоточивался процесс расширения и новообразования океанической коры (спрединг), и они превращались в срединно-океанические рифтовые пояса, а их фланги испытывали общее погружение и расходились в разные стороны от осей спрединга вместе с обрамляющими их материковыми глыбами — осколками Гондваны и Лавразии. В мезозое и кайнозое продолжалось развитие Средиземноморского и Тихоокеанского геосинклинальных поясов. Оно сопровождалось в начале или середине мезозоя сильным растяжением и новообразованием офиолитовых зон с корой океанического типа, приведшим к разрыву связей Гондваны и Лавразии с образованием океана Тетис и его последующим "закрытием" в процессе сжатия.

Средиземноморский геосинклинальный пояс подвергся во второй половине кайнозоя интенсивным деформациям сжатия (Альпийская складчатость), создавшим складчато-покровные горные сооружения, и в основном (кроме Индонезийской области и некоторых участков Средиземного моря) находится ныне на позднеорогенной стадии развития. В разных частях Тихоокеанского пояса проявились мезозойские и кайнозойские эпохи деформаций сжатия, но в его западной половине, на активных окраинах Азии и Австралии, и на отдельных участках восточной половины (Антильско-Карибская область и район моря Скоша) продолжается геосинклинальный процесс. Сохраняющие активность сегменты Тихоокеанского пояса и Индонезийская геосинклинальная область отделяются от ложа океанов глубоководными желобами. Согласно концепции тектоники плит, эти желоба являются поверхностным выражением зон столкновения (коллизии) литосферных плит, в которых происходит субдукция океанической литосферы, и в целом горизонтальное сокращение и поглощение коры, проявляющееся в геосинклинальных поясах, полностью компенсирует её новообразование в зонах спрединга.

На ряде участков подвижных поясов, где геосинклинальное развитие завершилось в палеозое, в течение мезозоя и кайнозоя происходило общее погружение, образовались молодые плиты. Другие части эпигеосинклинальных складчатых областей испытывали общее слабое поднятие. В позднем кайнозое оно местами резко усилилось, превратив подобные области в зоны вторичного, эпиплатформенного орогенеза, наиболее крупной из которых является Центральноазиатский горный пояс.

На многих древних платформах и на некоторых участках палеозойских складчатых областей в мезозое и начале кайнозоя формировались траппы. В позднем кайнозое континентальный рифтогенез возобновился на Африкано-Аравийской платформе, приведя к отделению Аравийского блока, и охватил ряд платформенных и складчатых областей Северной Евразии и Северной Америки. В конце кайнозоя произошло значительное глобальное похолодание климата, приведшее к развитию покровного или горного оледенения на всех континентах. Раньше всего (на рубеже палеогена и неогена) оно началось в Антарктиде, затем в конце неогена — в ряде районов Арктики, а в четвертичном периоде мощные ледниковые щиты неоднократно покрывали значительные части Северной Америки, Европы и некоторые районы Сибири. Последняя ледниковая эпоха на большинстве континентов, кроме Антарктиды, а также Гренландии, закончилась 10 тысяч лет назад.