Дрейф материков и глобальная эволюция Земли

ДРЕЙФ МАТЕРИКОВ И КЛИМАТИЧЕСКАЯ ЗОНАЛЬНОСТЬ МЕЗОЗОЯ. Океан Палео-Тетис. Раскол Пангеи

При проведении глобальных палеогеографических реконструкций для позднего мезозоя широко используются в отличие от предыдущих периодов данные по геологии и геофизике океанов.

Результаты глубоководного бурения и изучения полосовых магнитных аномалий дают возможность оценить реальные величины раздвижения континентов и благодаря геометрическим построениям произвести стыковку отдельных плит литосферы путем их приближения к осям спрединга вдоль трансформных разломов.

Однако, как и прежде, палеоклиматические данные помогают оценить реальность проведенных реконструкций. В триасовый период океан Палео-Тетис перестает существовать. Китайский континент причленяется к Евразии, и в связи с этим во многих местах развиваются складчатые деформации (древнекиммерийская складчатость). Одновременно возникают на короткое время небольшие бассейны океанического типа.

В начале триасового периода возникает мезозойский океан Тетис. На наличие океанического ложа надежно указывают офиолитовые комплексы. Они известны в Аппалачах, Западных Альпах, Динаридах, на Кипре, в Южной Анатолии и на Малом Кавказе. Возможно, им одновозрастны офиолиты Северного Ирана, Центрального Афганистана и Южного Тибета.

В триасе начинается раскол Пангеи и раздвижение составляющих ее континентов. В это врейя происходит раскрытие Северной Атлантики с образованием рифтов. Северная Америка начинает удаляться от Евразии. Южная Америка все еще соединена с Африкой, но в свою очередь отделилась от Северной Америки. На месте Карибского моря и Мексиканского залива возник океанический бассейн.

Некоторые исследователи предполагают, что в это же время произошло раскрытие некоторых районов Арктического бассейна. Глубоководные образования, в том числе и офиолиты, известные в Зондском архипелаге, свидетельствуют о существовании океанического бассейна между Австралией, Индией и Индокитаем. Вновь возникший океан соединялся с Тетисом. Таким образом, единая Гондвана начинает распадаться.

Исходя из палеомагнитных материалов считается, что Лавразийские материки были полностью расположены в северном полушарии. Экваториальная область совпадала с океаном Тетис. Значительная часть Гондваны (большая часть Южно-Американского и Африканского континентов, Иранский, Индостанский и Индокитайский микроконтиненты, Австралия) располагалась в низких широтах, и только южные районы Южно-Американского и Австралийского континентов, а также Антарктида находились в умеренных широтах.

Климатическая зональность при современном положении материков не дает последовательной логической картины. Простирание климатических поясов на каждом материке идет своеобразно, и в ряде случаев наблюдается взаимное пересечение границ, как например, это происходит между Африканским и Евразиатским материками. В то же время при перенесении климатических границ на глобальные мобилистские реконструкции оказывается, что простирание их совпадает с палеомагнитными широтами.

В течение триасового периода значительная часть Северо-Американского и Евразиатского континентов располагалась в областях господства тропического климата. Экваториальный климат господствовал на юге Северо- Американского континента и в центральной части Африки. Однако в таком случае имеет место определенная несогласованность палеомагнитных и палеоклиматических данных. Если бы Африканский континент вместе с Южно-Американским располагались севернее примерно на 10°, то тогда экваториальная область Африки находилась бы на экваторе и входила бы в состав единого экваториального пояса, протягивающегося от юга Северо-Американского континента через океан Тетис в Индокитайский микроконтинент. Одновременно с этим южная граница тропического пояса имела бы более ровные очертания.

Положение экваториального пояса определяется наличием крупных рифовых массивов, интенсивным кар- бонатонакоплением, развитием тропического комплекса морских беспозвоночных, существованием высоких среднегодовых температур, обильным угленакоплением и формированием латеритной и аллитной кор выветривания.

К северу от экваториального пояса располагался тропическим пояс с аридным и переменно-влажным типом климата. Области с существенным дефицитом влаги на Северо-Амери- канском континенте распространились до 30°, а в Евразии — до 25°. Южные аридные секторы имели большую ширину, и их южная граница проходила примерно по 45° ю. ш.

В северном полушарии субтропический пояс занимал пространство между 45 и 70° с. ш., а в южном — между 45 и 65° ю. ш. Наиболее умеренные условия существовали в приполярных районах (Северо-Восток СССР, Аляска и Антарктида).

Учитывая то обстоятельство, что в триасовый период среднеглобальные температуры оставались на высоком уровне, а Северный и Южный полюсы находились в пределах морских акваторий, можно сделать вывод о том, что в приполярных районах отсутствовал ледяной покров.

В юрский период продолжала существовать тенденция раскалывания крупных континентов. Более усиленно стала дробиться Гондвана, и возникли новые срединно-океанические хребты и океанические бассейны. Интенсивно происходило расширение Северной Атлантики между Северо- Американским и Африканским континентами, подтвержденное системами магнитных аномалий. Начинается раскрытие Южной Атлантики.

Многочисленные геологические и геофизические данные свидетельствуют о позднеюрском возрасте ложа Индийского океана между Австралией и Индией. В это время Австралия и Антарктида отделились от Африки и Индии, а первичный Индийский океан соединялся с Тетисом.

В позднеюрскую эпоху океан Тетис достиг максимальных размеров, но на востоке он сокращается ввиду столкновения Индокитая с Евразией.

В пределах Тихого океана выявлены системы полосовых магнитных аномалий, разделяющие четыре плиты: Тихоокеанскую, Кулу, Фараллон и Феникс.

По палеомагнитным данным, экваториальная область охватывала Северную Африку и большую часть океана Тетис. Палеоклиматические данные в значительной степени согласуются с палеомагнитными. Несмотря на то что позднеюрская эпоха была временем наиболее интенсивной ари- дизации в мезозое, тем не менее удается реконструировать положение экваториальной области, хотя в ее пределах климат характеризовался сезонным распределением влажности. Экваториальные переменно-влажные условия существовали на севере Южно-Американского континента, в центральной части Африки и на юге Аравийского полуострова. В этих регионах формировались бескарбонатные и слабокарбонатные континентальные красноцветы, небольшие залежи углей, а в морях осуществлялось интенсивное формирование рифоген- ных известняков и доломитов.

При сравнении климатической зональности на глобальных палеогеографических реконструкциях оказывается, что простирание климатических поясов совпадает с палеоширотами, установленными по палеомагнитным данным. Северная и южная границы тропического пояса проходили в позднеюрскую эпоху примерно по широте 45е. В этих же румбах располагались аридные секторы, образующие протяженные северный и южный пояса.

Субтропический пояс в северном полушарии охватывал Аляску, значительную часть Северной Канады и Гренландии, север Европы, Западную и Восточную Сибирь и Приморье. К северу от него в таком же широтном направлении располагался умеренный пояс. Умеренный влажный климат в течение позднеюрской эпохи был присущ Канадскому Арктическому архипелагу и северу Гренландии, а также северу Восточной Сибири и северо-востоку Евразии. Здесь не только сохранились индикаторы соответствующих природных условий, в том числе и остатки флоры умеренного облика, незрелые профили коры выветривания, — об этом свидетельствуют также довольно низкие значения палеотемператур среды обитания морских мелководных беспозвоночных. В частности, среднегодовые температуры не превышали 15—17° С, но в основном они, по-видимому, колебались в пределах 10—15° С.

Аналогичная климатическая зональность существовала в южном полушарии. К югу от тропического пояса, охватывающего центральные районы Южно-Американского и Африканского континентов, а также север Австралии, выделяется субтропический пояс. Характерная его особенность — не только более высокий процент влажности, но и существование сравнительно низких температур. Субтропический климат свойствен южным районам Южной Америки, Африки, северной части Антарктиды и центральным областям Австралии.

Более умеренные условия приходились на значительную часть Антарктиды и Новую Зеландию. Об умеренном климате Антарктиды свидетельствуют находки хвойной и гинкговой растительности.

В меловой период продолжался распад и раздвижение Гондваны и образование океанов. В середине мелового периода Атлантический океан приобрел современные черты. В это время возникли Бискайский залив и Гренландское море. Происходит раскрытие Индийского океана. Индо- станский континент начинает дрейфовать в северо-восточном направлении и в палеогене сталкивается с Евразией. В течение мелового периода Австралия была соединена с Антарктидой.

Океан Тетис в течение мелового периода медленно замыкается за счет сближения Африки и Евразии.

В конце мелового периода произошло образование Тасманова моря и отделение Новозеландского микроконтинента от Австралии. В результате встречного движения Северо-Аме- риканского и Евразиатского континентов появились складчатые сооружения Верхояно-Колымской области, Скалистых гор и система островных ДУГ.

Согласно палеомагнитным данным, континенты северного полушария располагались примерно на тех же широтах, что и в настоящее время, а южные материки — ближе к Южному полюсу. Экваториальные условия в ранне- и позднемеловую эпохи существовали на севере Южно-Американского и в центральной части Африканского материков, а также на Индостанском континенте. В том случае, когда палеоклиматическая зональность нанесена на фиксистскую основу, оказывается, что экваториальный пояс имеет разорванный ареал и к тому же совершенно нелогично его нахождение в Индии. Однако существование в Индии в этот период времени экваториального климата не вызывает сомнения ввиду развития здесь латеритных покровов и латеритных кор выветривания, комплекса влаголюбивой тропической растительности и других индикаторов. По-видимому, восточная часть Тетиса и, вероятно, юг Иранского микроконтинента находились в экваториальном поясе, тогда как остальная часть Тетиса — в северном тропическом поясе.

Аридные секторы в составе северного и южного тропического поясов не выходили за пределы 30° с. ш. и ю. ш. ( 51). В отличие от предшествующих периодов в составе как северного, так и южного тропического поясов выделяются секторы равномерного увлажнения. В поздне- меловую эпоху тропические равномерно-влажные условия существовали на юге Северной Америки, в Южной Европе и на юге нынешней европейской части СССР. Аналогичные условия были свойственны северным областям Австралии, Юго-Восточной Индии и крайнему югу Африки.

В связи с начавшимся похолоданием, особенно резко проявившимся в середине и в конце мелового периода, расширились пояса субтропического и умеренного типов климата. Причиной похолодания могло служить не только уменьшение общего количества углекислоты в атмосфере, но и постепенное приближение полюсов к материковой суше. Однако ледниковых покровов на суше и многолетних морских льдов в полярных областях еще не было. В это время разность между температурами вод приэкваториальных и приполярных широт не превышала 10—15 , в то время как в современную эпоху они составляют почти 30° (разность между средними температурами воздуха достигает 70°).

Особенности распределения температур и различных морских стено- термных организмов позволили У. Гордону (Gordon, 1973) реконструировать океанические течения для конца мелового периода. Характерная особенность этого времени — наличие циркумглобального приэкваториального течения; оно пересекало с востока на запад Тихий океан, Тетис, Саргассово и Карибское моря и вновь возвращалось в пределы Тихого океана. В Тихом океане существовало восточное противотечение.

Теплые воды западного экваториального течения в северном полушарии отклонялись Африкано-Ара- вийским материком к северу, и через Северную Атлантику теплые воды достигали Арктического бассейна. Предшественником Гольфстрима являлось теплое течение вдоль восточного побережья Северной Америки.

В северной и южной частях Тихого океана имели место антициклонические круговороты воды, более обширные, нежели современные. В Южной Атлантике в антициклонический круговорот входили холодное Бенгель- ское и теплое Бразильское течения.

Несмотря на то что западный дрейф вод южного полушария стал циркумполярным течением, интенсивность его была существенно иной, чем в современную эпоху. Это было вызвано меньшей шириной пролива между Америкой и Антарктидой и отсутствием пролива между Антарктидой и Австралией. Поэтому циркумполярное течение Западных Ветров у берегов Австралии отклонялось к северу и достигало 30—40° ю. ш.

Анализ состава и географического распределения наземной и морской фауны во второй половине мелового периода дает основание выделить северную и южную бореальные области. Такое подразделение для юрского периода было не характерно, и в этот период времени существовала только одна — северная бореальная область. В состав южной бореальной, или иногда ее называют нотальной, области входили моря, расположенные на территории Австралии, Новой Зеландии, Западной Антарктиды, Южной Америки.