Карелия и Канада как бывшие соседи на суперконтиненте

За семьдесят лет существования Карельского научного центра РАН местоположение его зданий и сооружений на планете несколько изменилось – вся эта «недвижимость» сместилась с той поры на три с половиной метра в северо-восточном направлении. Понятно, что научный центр движется не сам по себе, а вместе с литосферной плитой, на которой покоится и наша республика. Это грандиозное движение происходит со скоростью около пяти сантиметров в год.

Изучение последствий движения литосферных плит в истории Земли – одно из направлений научных изысканий, которые проводятся в лаборатории петрологии и тектоники Института геологии Карельского научного центра. Заведующий лабораторией доктор геолого-минералогических наук Александр Слабунов свой доклад на Президиуме КарНЦ РАН посвятил теме истории континентов.

О движении (дрейфе) континентов серьезно заговорили примерно сто лет назад после публикаций в 1912-15 годах работ немецкого метеоролога и геофизика Альфреда Вегенера о происхождении континентов. Вегенер предположил, что когда-то все континенты составляли единое целое – суперконтинент. Этому суперконтиненту, после распада которого образовались современные материки, было дано название Пангея. Позднее стало ясно, что Пангея – не единственный суперконтинент в истории Земли, а было их по меньшей мере четыре. Они появлялись примерно через каждые 500 млн. лет. Временной отрезок, на протяжении которого возникают, существуют и распадаются суперконтиненты, называется суперконтинентальным циклом.

Мы с вами обитаем на материках, которые входят в состав твердой оболочки нашей планеты – литосферы. Эта оболочка немонолитна, она состоит из отдельных литосферных плит, которые «трутся» «бортами», «ныряют» одна под другую, что, в частности, проявляется в сейсмической активности. Только материки подобно айсбергам всегда остаются на поверхности, время от времени распадаясь на более мелкие фрагменты. Если в прошлом веке еще существовали сомнения и споры относительно движения этих литосферных плит (а может и движения-то никакого не существует?), то с момента появления систем глобального позиционирования GPS (в обиходе – джипиэс), подобные споры прекратились. Дрейф материков стал аксиомой, а его скорость и направление перемещения измеряют подобно тому, как это делается при движении автомобилей.

Под твердой литосферой относительно пластичное вещество земной мантии, находящееся в постоянном конвективном (под воздействием раскаленного ядра планеты) движении, обеспечивает дрейф литосферных плит, в том числе и континентов, на которых человечество совершает свое плавание к берегам будущих суперконтинентов. Для того чтобы лучше представлять, откуда и куда мы движемся, ученые пытаются заглянуть в глубокое прошлое, занимаясь реконструкцией древних процессов. Так, после окончания в 2008 году крупного международного проекта, посвященного изучению суперконтинента Родиния, существовавшего около 1 млрд. лет назад, то есть еще до вегенеровской Пангеи, был подготовлен фильм-презентация, наглядно демонстрирующий суперконтинентальный цикл: процесс объединения континентальных блоков в единый суперконтинент, а затем – его распад на составляющие, чем и завершается цикл.

Для того чтобы реконструировать древние процессы движения континентов, ученые проводят палеомагнитные исследования, то есть изучают древнее магнитное поле Земли. Это возможно благодаря тому, что многие горные породы содержат магнитные минералы (например, магнетит, гематит, ильменит), которые как стрелки компаса фиксируют древнее поле и сохраняют его. Намагнитившись в магнитном поле Земли в момент своего образования, например 2 млрд. лет назад, эти породы позволяют узнать ориентировку и напряженность геомагнитного поля в районе, где они образовались. Благодаря таким исследованиям можно узнать, в каких широтах находился тот или иной континентальный блок, с какой скоростью и в каком направлении перемещался. Если, например, сравнить между собой движение континентального блока, где теперь находится Карелия, и Южной Африки в период с 3 до 2 млрд. лет, то можно увидеть, что эти литосферные плиты двигались как единое целое. Это служит основанием к предположению, что когда-то эти блоки могли находиться в составе единого суперконтинента. Однако чтобы подтвердить «континентальное родство», следует привлекать геологические данные. Сопоставление результатов палеомагнитных и геологических исследований позволяет решить задачу о строении древних континентов.

Используя данные палеомагнитных исследований, относящихся к архею (около 3 млрд. лет назад), карельские ученые со своими российскими и зарубежными коллегами выявили континентальные блоки, дрейф которых происходил по схожим траекториям. Так, «континентальный корабль», на борту которого плывет Карелия, двигался в архее примерно тем же курсом, что и канадский блок. Сравнение геологических событий в Карелии и Канаде также говорит об их схожести. Поскольку палеомагнитная реконструкция хорошо согласуется с геологическими данными, можно, по-видимому, говорить о пространственной близости Карелии и Канады в составе древнего суперконтинента. Подобная работа была проделана и в отношении других частей суперконтинента.

Суперконтинентальный цикл является важной характеристикой истории развития литосферы нашей планеты. Реконструкция суперконтинентов и суперконтинентальных циклов – прерогатива крупных научных коллективов, способных проводить мультидисциплинарные исследования, имеющих возможность участия в крупных проектах. Подобные изыскания имеют фундаментальный характер. Они значимы, безусловно, для понимания эволюции нашей планеты. На первый взгляд, казалось бы, практического применения они не имеют. Однако это далеко не так. «Родственные» континентальные блоки, зародившиеся в одной части планеты, имеют схожие геологию и закономерности размещения месторождений полезных ископаемых. Следовательно, зная, какие месторождения есть, например, в Канаде или Южной Африке, а также то, где располагалась Карелия в то время, когда эти месторождения формировались, можно яснее представлять, поиск каких полезных ископаемых у нас имеет перспективу. Не случайно исследования подобного рода вызывают интерес у крупных мировых горнодобывающих компаний, которые финансируют некоторые проекты по изучению суперконтинентов.
Впрочем, что такое наши сиюминутные интересы по сравнению с суперконтинентальным циклом! Предполагается, что согласно природному закону цикличности дрейфа континентов, примерно через 280 миллионов лет все континенты нашей планеты независимо от политической воли руководителей отдельных держав вновь объединятся в единый суперконтинент. «Надеюсь, что на этом суперконтиненте найдется местечко и нашей Карелии», – такими словами ученый завершил свое выступление.

Сергей Хохлов