Первые десятилетия XX в. знаменуются открытием границ раздела земной коры и мантии и закономерностей вертикального строения коры континентов и океанов. Минералогия и петрография из описательных наук постепенно превращаются в генетические, изучающие процессы образования минералов и пород. Возникла новая наука — геохимия, на атомном уровне изучающая эволюцию химического состава вещества Земли и земной коры, устанавливающая закономерности миграции химических элементов при геологических процессах. Опираясь на достижения физики и физической химии, быстро развиваются новые методы изучения вещества земной коры и экспериментального моделирования процессов образования и преобразования горных пород в условиях высоких температур и давлений.
До середины XX в. геологические исследования ограничивались границами суши и ее подводной окраины. С конца 50-х гг. развертываются работы по изучению строения дна океанов и происходящих там геологических процессов с помощью подводных аппаратов и глубоководного бурения. Новая информация вносит существенные коррективы во взгляды на геологическое строение земной коры и формирующие ее процессы. В свете современных научных достижений стало ясно, что отдельные геологические эндо- и экзодинамические процессы представляют собой звенья единого планетарного процесса формирования твердой, жидкой и газовой наружных оболочек планеты. Грандиозный процесс выноса из мантии легкоплавких и газообразных веществ происходит не равномерно по всей поверхности земного шара, а регулируется мощными тепловыми потоками, генерируемыми источниками энергии, образующими сгущения в недрах мантии.
Радиальные потоки тепловой энергии и выносимых веществ обусловливают формирование глобальных структур земной коры. Базальты, изливающиеся в активных срединных хребтах океанов, образуют сравнительно маломощный слой, под которым располагается твердое вещество мантии, представленное породами ультраосновного состава. Есть основания предполагать, что имеющая такой состав твердая оболочка расчленена на крупные фрагменты — литосферные плиты, которые перемещаются по поверхности пластичных масс мантии. Эти фрагменты под воздействием конвективных перемещений масс вещества мантии могут опускаться под мощные блоки материковой коры или взаимодействовать с ними на контакте. В том и другом случае фрагменты океанической коры снова оказываются в мантии и вновь подвергаются процессам выплавления и дегазации. Таким образом, формирование состава вещества и структур океанической коры происходит на фоне циклического процесса массообмена в системе земная кора верхняя мантия. Эта система стационарна, но не замкнута, так как в нее вовлекаются в разное время неодинаковые массы, и открытая, ибо в циклический процесс включаются не только массы базальтового слоя океанической коры, но также породы верхней мантии, участки континентальной коры и морские осадки.
Еще более сложным представляется формирование континентальной коры, в которой над базальтовым слоем располагается мощный гранитный слой. В образовании вещества этого слоя, состоящего не только из легкоплавких соединений, но также из минералов, богатых легколетучими химическими соединениями, еще много неясного. Тем не менее, можно предполагать, что в его формировании важное значение имели процессы глубокого метаморфизма мощных осадочных толщ, накапливавшихся в специфических структурах континентальной коры — геосинклиналях. При этом следует отметить, что присутствие легколетучих соединений, отличающих гранитный слой от базальтового слоя океанической коры, выплавляемой из мантии, предопределено составом осадков. Именно осадочная оболочка Земли является аккумулятором легколетучих продуктов дегазации мантии — производных угольной, фторводородной, соляной, борной, серной кислот.
Выдающимся русским ученым В.И. Вернадским еще в 20-е гг. было показано, что самой мощной геохимической силой, действующей на поверхности Земли, является эффект суммарной жизнедеятельности всех организмов. Под влиянием этого эффекта на протяжении геологической истории изменялся состав атмосферы и природных вод, регулировались процессы гипергенного минералообразования и осадконакопления, т.е. образования того вещества, которое поступает в геосинклинали и подвергается метаморфизму и гранитизация.
Значение идей В.И. Вернадского было осознано лишь в последние десятилетия XX в. Вклад биогенных процессов в образование гранитного слоя еще недостаточно изучен, но можно предполагать, что включение биогенных минеральных образований в процессы палингенеза имело важное значение для формирования гранитной магмы, метаморфических пород кислого состава и постепенного наращивания структур гранитного слоя — древних кристаллических щитов и платформ.
Таким образом, в континентальной коре намечаются две связанные между собой открытые стационарные циклические системы эволюции вещества: система базальтового слоя и система гранитного слоя. Породы гранитного слоя, на заключительном этапе развития геосинклиналей, поступающие в биосферу, подвергаются гипергенной трансформации, происходящей в ландшафтно-геохимических условиях, контролируемых биогенными факторами, а образующиеся продукты выветривания претерпевают дальнейшее биогенное преобразование в процессе осадконакопления. Значительная часть континентальных осадков аккумулируется в геосинклиналях, где происходят их метаморфические превращения и частичная гранитизация. Цикл формирования базальтового слоя континентальной коры проблематичен по причине отсутствия данных глубинного бурения. Можно лишь предполагать, что вещество этого слоя существенно отличается от вещества базальтового слоя океанической коры, как минералогическим составом, так и большим содержанием легколетучих соединений.
В завершение рассмотрения идеи циклического образования вещества земной коры следует отметить, что мощная континентальная кора, возможно, намечает ареалы выхода наиболее мощных тепловых потоков и выноса наибольших масс легкоплавких и легколетучих веществ из мантии. В то же время на континентах сосредоточено 99% массы живых организмов. Это совпадение вряд ли случайно. Дальнейшее изучение глобальной системы циклических процессов массообмена веществ в биосфере и на разных «этажах» земной коры — одна из актуальных проблем науки о Земле.
Список использованной литературы
1. Апродов В.А. Земная кора. - М.: Мысль, 1982.
2. Короновский Н.В., Якушева А.Ф. Основы геологии. М., 1991.
3. Никонов А. А. Голоценовые и современные движения земной коры. — М.: Наука, 1977.
4. СорохтинО.Г., Ушаков С.А. Справочник по геологии. М., 1991.
5. Хаин В.Е. Основные проблемы современной геологии (геология на пороге XXI века). М., 1995.