ВЕСТНИК РОССИЙСКОЙ АКАДЕМИИ НАУК, 2012, том 82, № 7, с. 615-627
ИЗ РАБОЧЕЙ ТЕТРАДИ ИССЛЕДОВАТЕЛЯ
Рельеф и геофизические характеристики дна в поясе пролива Дрейка и моря Скоша исследованы сравнительно неплохо и обсуждались во многих публикациях. Однако тектоника и геодинамика этого пояса пока ещё не получают однозначной интерпретации. Дно океана здесь обычно рассматривается в качестве коллажа малых фрагментов континентального моста и молодых океанических плит, образованных в результате спрединга в процессе широкомасштабных движений крупных ли-тосферных плит. Авторы предложили альтернативную гипотезу происхождения литосферного пояса пролива Дрейка и моря Скоша как ареала крупного межконтинентального моста, испытавшего базификацию и деструкцию на крупные фрагменты в условиях умеренного растяжения и недолговечного локального рифтогенеза.
НОВЫЙ ВЗГЛЯД НА ОТДЕЛЕНИЕ ЮЖНОЙ АМЕРИКИ ОТ ЗАПАДНОЙ АНТАРКТИДЫ
Г.Б. Удинцев, Н.А. Куренцова , Г.В. Шенке, В.Г. Бахмутов, В.Д. Соловьёв
Область дна Южного океана в проливе Дрейка и в котловине моря Скоша обычно привлекает внимание океанологов и климатологов в связи с вопросом о раскрытии океанских ворот Западной Антарктики. Раскрытием именно этих ворот определяется возникновение Циркум-Антаркти-ческого течения, развитие оледенения Антарктиды и похолодание климата Земли. Однако сама по себе геодинамика данного тектонического пояса представляет большой интерес для оценки поведения структурной системы былого континентального моста между массивами Южной Америки и Западной Антарктиды, ведь этот пояс отмечает западное завершение примечательной и занимавшей огромное пространство Южного полушария палеофлористической области — Гондваны. По определению Э. Зюсса, впервые введшего представление о ней в своём многотомном труде "Лик Земли" как Gondwana-Ьапё, она охватывала всё пространство современного Индийского океана и прилегавших к нему частей континентов Индостана, Африки, Австралии, Антарктиды и Южной Америки.
Авторы работают в Институте геохимии и аналитической химии им. В.И. Вернадского РАН. УДИНЦЕВ Глеб Борисович — член-корреспондент РАН. КУРЕНЦОВА Наталья Алексеевна — доктор геолого-минералогических наук, старший научный сотрудник. ШЕНКЕ Ганс Вернер — инженер—доктор геофизических наук, Институт полярных и морских исследований им. А. Вегенера (Германия).
Авторы работают в Институте геофизики НАН Украины. БАХМУТОВ Владимир Георгиевич — доктор геолого-минералогических наук, заведующий отделом. СОЛОВЬЁВ Валерий Дмитриевич — старший научный сотрудник.
Геологическая природа и историческая судьба Гондваны во многом ещё не поняты. Между тем на примере пространственно более ограниченного тектонического пояса пролива Дрейка и моря Скоша можно видеть роль вертикальных движений с обрушением крупных блоков земной коры в истории развития Гондваны и существенно меньшую роль горизонтальных движений. Примечательны здесь линейные аномалии магнитного поля, выявляемые в пределах континентальных блоков. Давно уже было высказано мнение, что эта область — природная лаборатория для изучения тектонических процессов на границе океана и континентов в условиях островной дуги и раздробления части Гондваны.
Сочетание структур пролива Дрейка и моря Скоша рассматривается нами как единый тектонический пояс, в котором континентальный мост между Южной Америкой и Западной Антарктидой испытал в прошлом растрескивание, частично локализованный рифтогенный спрединг и региональные погружения. В структуре дна этого пояса сохранились черты строения палеоземли Южной Патагонии, а динамика его развития определилась разогревом литосферы и обширным воздыманием мантийного материала (плюмажа) в условиях умеренного раздвижения между континентальными массивами Южной Америки и Западной Антарктиды. Этому сопутствовали региональный магматизм типа ареальных океанических платобазальтов, локальный магматизм, свойственный рифтовым зонам срединно-океа-нических хребтов в недолговечных локальных рифтах, обрушение коровых блоков в проливе Дрейка и последовательное погружение их в котловине моря Скоша (рис. 1).
Рис. 1. Рельеф дна Южного океана в области пролива Дрейка и моря Скоша 322 и 325 — буровые скважины 35-го рейса "Гломар Челленджер"
Судя по истории формирования осадочного покрова в южной части Атлантического океана, континентальные мосты в проливе Дрейка и море Скоша были разрушены от 30 до 15 млн. лет назад. Прорыв вод из Тихого океана в Атлантику через открывшиеся ворота положил начало развитию Циркум-Антарктического течения. До сих пор бытует представление о разрушении этих континентальных мостов в результате раздвижения ли-тосферных плит Южной Америки и Западной Антарктиды на расстояние порядка 500—600 миль [1, 2].
Альтернативные выводы о геодинамике тектонического пояса пролива Дрейка и моря Скоша стали итогом совместных работ периода 1994— 2010 гг. группы сотрудников ГЕОХИ им. В.И. Вернадского РАН, Института геофизики НАН Украины и Института полярных и морских исследований им. Альфреда Вегенера (Германия) [3—5].
Наши выводы о происхождении пролива Дрейка существенно отличаются от бытующих до сих пор представлений о формировании ложа пролива в процессе спрединга в рифтах виртуально реконструированных хребтов Феникс-Наска и Феникс-Антарктик [6, 7]. У нас не было возмож-
ности выполнить детальные исследования рельефа ложа пролива севернее Южно-Шетландского жёлоба. Поэтому мы вынуждены ориентироваться на анализ наиболее полного варианта электронного атласа рельефа океанического дна Генеральной батиметрической карты океанов (ГЕБКО) и на результаты глубоководного бурения "Гломар Челленджера" по скважинам 322 и 325.
Наблюдаемые в рельефе дна этого района невысокие холмы и возвышенности не обладают чётко выраженной конфигурацией. Бросается в глаза выстраивание этих форм рельефа в комплекс, мало сходный с рифтогенными морфо-структурами (рифтовые гряды и трансформные разломы). Скорее, это продолжение раздробленного андийского ороклина южной Патагонии. Дробление ороклина, начавшись примерно в районе 50° ю.ш., сочетается со смещением его западного фланга в область континентального склона и ложа океана [8] вблизи сложной структуры Импакта Элтанин, значительно севернее пролива. Южное продолжение андийского оро-клина предполагается нами в широкой полосе ложа пролива Дрейка от южного выступа окраины Огненной Земли к окраине Антарктического по-
луострова между 62-м и 80-м меридианами западной долготы.
Структуры, несколько сходные с малыми по протяжённости рифтами, исследованы в проливе на трёх малых полигонах южнокорейскими учёными [9]. Однако, судя по опубликованным ими профилям, это, скорее всего, структуры блоковых дислокаций жёсткого фундамента. Системы датированных линейных аномалий магнитного поля, наблюдавшиеся там, служили основой для реконструкций динамики предполагаемого спре-динга в виртуально реконструируемых рифтовых зонах — хребтов Феникс-Антарктик-Наска, Фе-никс-Наска и Феникс-Антарктик с образованием малых плит, поглощавшихся путём субдукции в Южно-Шетландском жёлобе. Фрагментарность используемых при этом линейных аномалий магнитного поля заставляет сомневаться в их генетической связи с рифтогенезом и в правомерности геохронологической идентификации как самих предполагаемых рифтов, так и сформированных ими малых плит, поглощавшихся в процессе суб-дукции. Вполне вероятной представляется связь этих аномалий с трещинами жёсткого фундамента пролива Дрейка. Формирование подобных структур аномального магнитного поля отмечалось ранее во многих областях Мирового океана [10]. Рифтогенному типу рельефа не соответствует, в частности, выявленная многолучевым эхо-лотированием экспедиции АНТ-18/5 на НИС "Полярштерн" морфология дна в районе Импак-та Элтанин, относимом авторами упомянутых реконструкций к плите Феникс-Наска.
Новые сведения о строении ложа пролива Дрейка были получены с помощью геоэлектрических исследований методами вертикального электрорезонансного зондирования (ВЭРЗ) и становления короткоимпульсного электромагнитного поля (СКИП) по разрезам от Огненной Земли к Антарктическому полуострову в украинских антарктических экспедициях [5]. Опираясь на полученные материалы, мы пришли к выводу о блоковом обрушении континентального моста в проливе Дрейка. Оно особенно резко выражено со стороны Огненной Земли. Со стороны Антарктического полуострова с грядой Южно-Шетландских островов обрушение имеет характер ступенчатого сброса с углублением молодого одностороннего грабена Южно-Шетландского жёлоба. В средней части пролива на этих разрезах нет признаков продолжения Западного рифта ложа котловины моря Скоша, утыкающегося в разлом Шекклтона. Анализ полученных распределений геофизических неоднородностей структур региона в земной коре может указывать на кору переходного типа, с широким развитием ареальных платобазальтов и эклогитизацией нижней части коры [11, 12].
В южной части пролива очень чёткие очертания имеет Южно-Шетландский жёлоб, в котором многие авторы стремятся видеть отражение процесса субдукции малых океанических литосфер-ных плит под окраину плиты Антарктического полуострова. Новые данные о рельефе дна жёлоба были получены по результатам многолучевой эхолотной съёмки в экспедициях АНТ-15/2 и АНТ-19/5 на НИС "Полярштерн". Эти исследования показали, что структура жёлоба, как молодого грабена, проламывает на востоке разлом Шекклтона с его трансверсивным хребтом. Три разреза сейсмического профилирования 29-го рейса НИС "Академик Борис Петров" свидетельствуют, что до возникновения жёлоба осадки нижней свиты, поступавшие со стороны Южно-Шетландских островов, выносились на ложе пролива. Лишь после образования грабена нынешнего жёлоба началось его действие как ловушки осадочного материала верхней свиты. Слои осадков в этой ловушке не обнаруживают деформаций, которые могли бы свидетельствовать в пользу реальной субдукции в Южно-Шетландском жёлобе [4].
Разлом Шекклтона и подобные ему по простираниям разломы Геро, Анверс и другие в западной части пролива Дрейка отражают, по нашему мнению, сочетание тенденции дробления южного про
Для дальнейшего прочтения статьи необходимо приобрести полный текст. Статьи высылаются в формате PDF на указанную при оплате почту. Время доставки составляет менее 10 минут. Стоимость одной статьи — 150 рублей.