Происхождение Байкала до сих пор вызывает научные споры. Возраст озера учёные традиционно определяют в 25?35 млн лет. Этот факт также делает Байкал уникальным природным объектом, так как большинство озёр, особенно ледникового происхождения, живут в среднем 10?15 тыс. лет, а потом заполняются илистыми осадками и заболачиваются. Однако существует также версия о молодости Байкала, выдвинутая доктором геолого-минералогических наук Александром Татариновым в 2009 году, которая получила косвенные подтверждения во время второго этапа экспедиции «Миров» на Байкале. В частности, деятельность грязевых вулканов на дне Байкала позволяет учёным предполагать, что современной береговой линии озера всего лишь 8 тысяч лет, а глубоководной части -- 150 тысяч лет.

Одни исследователи объясняют образование Байкала его расположением в зоне трансформного разлома, другие предполагают наличие под Байкалом мантийного плюма, третьи объясняют образование впадины пассивным рифтингом в результате коллизии Евразии и Индостана. Как бы то ни было, преобразование Байкала продолжается до сих пор -- в окрестностях озера постоянно происходят землетрясения. Есть предположения о том, что проседание впадины связано с образованием вакуумных очагов вследствие излияния базальтов на поверхность (четвертичный период).

П.А. Кропоткин (1875) считал, что образование впадины связано с расколами земной коры. И.Д. Черский, в свою очередь, считал генезис Байкала как прогиб земной коры (в силуре). В настоящее время получило широкое распространение теория (гипотеза) «рифта». По этой гипотезе, в результате сжатия земной коры образуется огромное сводовое поднятие, а растяжение, сменяющее впоследствии сжатие, вызывает проседание верхней части свода по оси.

Н. А. Флоренсов рассматривает впадину Байкала как центральное, крупнейшее и древнейшее звено Байкальской рифтовой зоны, возникшей и развивающейся одновременно с мировой рифтовой системой. «Корни» впадины, рассекая всю земную кору, уходят в верхнюю мантию, т. е на глубину 50-60 км. Под впадиной Байкала и, по-видимому, под всей рифтовой зоной происходит аномальный разогрев недр, причина которого пока неясна.

Легкое разогретое вещество, всплывая, приподняло над собой земную кору, местами взломав ее на всю толщу и образовав основу современных хребтов, окружающих Байкал. Одновременно разогретое вещество растекалось под корой в стороны, что создало горизонтальные силы растяжения. Растяжение коры вызвало раскрытие древних и образование новых разломов, опускание по ним отдельных блоков и оформление межгорных впадин - рифтовых долин - во главе с гигантской впадиной Байкала.

При исследовании донных отложений Байкала с помощью специальных поршневых вакуумных трубок ученым удалось в различных районах озера отобрать колонки донных отложений длиной 10-12 м. Поверхностные слои донных отложений во всех котловинах представлены тонкозернистыми алевритовыми илами. Но в нижней части колонок, на глубине 8-10 м от поверхности дна, в разных местах оказались песчаные отложения, которые обычно формируются на мелководных участках озера или в руслах рек, в их дельтах и на придельтовых территориях при интенсивном перемешивании донных наносов. Однако ничего подобного на глубинах в 1000-1600 м, где найдены песчаные отложения, в настоящее время в Байкале нет. На основании этого и родилась гипотеза, что Байкал с его большими глубинами возник совсем недавно, а некоторые исследователи песчаные отложения под слоем ила стали называть добайкальскими. Скорость осадконакопления в открытом Байкале в настоящее время равна в среднем 4 см за 1000 лет. Следовательно, нетрудно подсчитать и время, когда Байкал еще не был Байкалом, а на его месте были мелководные водоемы или водотоки, - всего 200-250 тыс. лет назад. В геологическом масштабе времени это совсем недавно, практически на глазах человека.

Исследования же палеонтологов и палеолимнологов показывают, что на Байкале, в разных районах побережья, довольно широко распространены озерные отложения третичного времени со специфической ископаемой озерной фауной - моллюсками, остатками растений и других организмов. Возраст этих находок и отложений не менее 20-25 млн. лет. Следовательно, уже тогда на месте современного Байкала существовал довольно водоем озерного типа со значительными глубинами. Возможно, очертания его не совсем точно совпадали с контурами современного озера - например, в южной котловине он был несколько шире. В то время, вероятно, было довольно глубокое озеро в Баргузинской долине и серия озер в Тункинской впадине. Современные же очертания могли сформироваться сравнительно недавно, может быть, в ледниковый или послеледниковый период, потому что развитие котловины Байкала, как и всего Байкальского рифта, продолжается - об этом свидетельствуют многочисленные ежегодные землетрясения.

А песчаные отложения в толще донных осадков на больших глубинах могли образоваться при селевых паводках, мутьевых потоках и подводных оползнях. Например, такие же песчаные отложения, принесенные мутьевыми потоками и подводными оползнями, найдены в Тихом океане на расстоянии нескольких сот километров от берега Калифорнии. Необходимы более тщательные исследования, возможно, с бурением донных осадков в районе больших глубин, для того чтобы проследить историю развития котловины и эволюцию животного и растительного мира Байкала.

Рифты как глобальные геотектонические элементы - это характерная структура растяжения земной коры. Под понятие рифтов подходят также узкие формы рельефа - борозды (“грабены”), еще не скомпенсированные осадками и отложениями; крупные и широкие впадины с достаточно взаимоудаленными бортами; куполовидные, или протянувшиеся в виде хребтов, системы поднятий, осложненные осевым грабеном (например, рифты в центральных частях океанов и в Восточной Африке). Считается, что все это есть лишь различные временные стадии формирования рифтовых структур, которые обнаружены в настоящее время в океанах и на континентах. Возраст определяется по отложениям и осадкам.

Первое место среди планетарных рифтовых систем занимает образовавшаяся в течение кайнозоя и развивающаяся по настоящее время Мировая система рифтов (МСР), обнаруженная в 1957 году, которая протягивается на длину свыше 60 тыс. км под водами Мирового океана, и заходящая рядом своих ответвлений также на континент. МСР представляют собой широкие (до тысячи километров и более) поднятия, возвышающиеся над дном на 3,5 - 4 километра и протягивающиеся на тысячи километров. К осевым частям хребтов приурочены активные рифтовые зоны, состоящие из системы узких грабенов (рифтовых ущелий типа Байкала), обрамленных рифтовыми горными грядами типа Байкальского, Баргузинского и других хребтов, окружающих Байкал.

К другим рифтовым (планетарного масштаба) относятся рифты, приуроченные к континентам (кроме оговоренных выше) - например, Рейнский грабен (длина около 600 км) или Байкальская рифтовая зона (длина более 2,5 тыс. км). Современные рифтовые зоны континентов имеют много общего с рифтами срединноокеанических хребтов, принадлежащих МСР. Их возникновение также связано с процессами подъема глубинного вещества, сводового поднятия, горизонтального растяжения земной коры под его напором, утонением коры и подъемом поверхности Мохоровича. Континентальные рифтовые системы (КСР) также образуют ветвящиеся в плане протяженные системы (подобно МСР), но гораздо менее выраженные в рельефе, поэтому некоторые их звенья кажутся изолированными. На первый взгляд трудно назвать аналогом Байкала рифтовое ущелье, погребенное под толщей воды в 3-3,5 километра. Происхождение Байкальской и океанических рифтовых зон одинаково по своей сути. Большинство КСР имеют кайнозойский возраст образования. Байкальский рифт образовался в конце палеогена. В поперечном сечении рифтовая зона представляет собой систему ступенчато погружающихся к осевой части скошенных под различными углами блоков. Поверхности раздела обычно являются крутопадающими сбросами.

Земная кора континентальных рифтов характеризуется заметным утонением до 20-30км, подъемом поверхности Мохоровича и увеличением мощности осадочного слоя, поэтому в разрезе земная кора имеет форму двояковогнутой линзы. В изучении рифтовых структур многое еще не выяснено и не изучено. Является ли рифтообразование процессом, присущим только мезокайнозойским эрам? Возник ли этот процесс лишь в последующие 100-150 млн. лет жизни Земли, или на его долю следует отнести преобразование ее лика и в более ранние эпохи? На эти вопросы еще не даны ясные ответы.

Процессы рифтообразования следует рассматривать как одну из характерных черт развития земной коры, имевшей место в течение всей истории ее жизни. Они обусловлены горизонтальным растяжением земной коры, приводящей к вертикальному опусканию. Блоков земной коры и поднятию на дневную поверхность вещества мантии. В развитии рифтовых зон имеет место определенная стадийность. На первой стадии вследствие подтекания разуплотненного вещества мантии в земной коре образуется куполообразное или линейно-протяженное поднятие, затем за счет растяжения идет формирование грабеновых прогибов в наиболее приподнятых их частях. На последующих стадиях рифтовые зоны могут служить осевыми частями более крупных опусканий, или, в случае смены растяжения сжатием, перерождаются в складчатые приподнятые сооружения геосинклинального типа.

Распространение рифтовых зон не имеет строго линейного характера. Отдельные их части (элементы) взаимно смещаются в поперечном направлении по трансформным разломам. Изучение современных и древних рифтовых зон в океане и на континентах позволит получить ясное представление о строении и геологической истории этих крупных геологических планетарных структур, а также о нефтегазоносности многокилометровых осадочных пород, заполняющих многие рифтовые впадины. Озеро Байкал как относительно молодая рифтовая зона при ее дальнейшем изучении способна предоставить еще более обширный материал для более глубокого понимания сущности геологических, магматических процессов в области рифтовых зон.

В нескольких районах земной поверхности срединно-океанические хребты вплотную подходят к окраинам континентов. В одних местах они на стыке с материковой окраиной затухают, а в других они «взламывают» окраину материка и даже проникают в глубь его. Так, ответвления Восточно-тихоокеанского поднятия – хребты Кокос иКарнеги, Чилийское поднятие – не обнаруживают явного продолжения на континенте.

Хребет Гаккеля – самое северное звено планетарной системы срединно-океаническнх хребтов – теряет геоморфологическую выраженность с приближением к подводной окраине Азии и морфологически не прослеживается на шельфе. Попытки проследить продолжение рифтовых зон срединно-океанических хребтов на пространствах Якутии не привели к убедительным результатам.

Сочленение Восточно-тихоокеанского поднятия и западной окраины Северной Америки. Рифтовая зона Восточно-тихоокеанского поднятия, по данным американских авторов, продолжается в западной части США и Канады. Узкийграбен Калифорнийского залива рассматривается как крупная рифтовая долина или рифтовая зона. От вершины залива к северу система рифтов разветвляется. Одна ветвь – широко известнаясистема разломов Сан-Андреас – определяет тектонику и новейшую геологическую структуру прибрежной Калифорнии.. Собственно зона разломов Сан-Андреас (ее северный отрезок: –разлом Сан-Бенито) близ мыса Мендосино вновь уходит в океан. С ее дальнейшим океанским продолжением связаны крайние звенья системы срединно-океанических хребтов – подводныехребты Горда, Хуан-де-Фука, Эксплорер. Другая ветвь развита целиком в пределах материка. Она охватываетрифты Юта и их дальнейшее продолжение –рифтовую систему Скалистых гор , прослеженную до границы Аляски.

Развитие разломов, связанных с рифтовыми зонами запада Северной Америки, происходило более или менее согласно с основными простираниями мезозойских структур, образующих главную часть горных сооружений этого региона Североамериканского материка. Рифтогенез «обновил» древние структуры, подчеркнул их выраженность в рельефе, но не вызвал сколько-нибудь значительной перестройки общего структурного плана территории.

Сочленение Срединно-Атлантического хребта и Исландии.

Срединно-Атлантический хребет на отрезке между хребтами Кольбейнсей иРейкьянес пересекает Исландию. В свете современных данных Исландия – окраинный континенталь­ный массив, в срединной части существенно преобразованный рифтогенезом. В рельефе острова эта зона выражена в виде крупной тектонической депрессии, осложненной серией рифтовых ущелий и разделяющих их горных гребней, гряд, сложенных застывшими при трещинных излияниях лавами, зияющими тектоническими трещинами и крупными вулканами (более 20 действующих).

По современным данным разрез земной коры в районе Исландии сходен с разрезом континентальной коры, но отличается очень мощным «базальтовым» слоем (сейсмические скорости 6,6 – 7,0 км/с), присутствием слоя повышенной плотности (до 7,5 км/с), глубоким залеганием поверхности Мохоровичича (до 50 км) и сильно редуцированным «гранитным» слоем.

Аденский рифт.

Ниболее изучено сочленение системы срединно-океанических хребтов с Африканско-Аравийской материковой платформой. Аравийско-Индийский хребет после пересечения егозоной разломов Оуэн испытывает сильный сдвиг к северу (примерно на 250 – 300 км). Западнее зоны разломов прослеживаетсяАденский рифт. Морфологически он выраженАденским заливом.

Рельеф дна залива сильно расчленен. Шельф практически отсутствует, если не считать очень узкой прибрежной отмели вдоль главным образом Аравийского побережья. Крутые борта раздвига на глубине 1000 – 2000 м сменяются дном впадины залива. Рельеф его характеризуется чередующимися рифтовыми долинами и хребтами северо-восточного простирания. Самая глубокая впадина расположена при входе в залив. Это впадина Алула-Фартак с глубиной 5360 м. Мощность осадков во впадине невелика, но местами достигает 500 м, на поверхности это преимущественно фораминиферовые илы. Гребни рифтовых хребтов уплощены и нередко не имеют осадков. Здесь обнажаются базальты и диабазы.

Дно залива отличается высокой степенью сейсмичности. Особенно много эпицентров землетрясений приходится на рифтовые долины и их поперечные разломы. Все очаги землетрясений находятся на глубине не более 60 км. Выяснено, что на глубине 3 – 4 км залегает кровля «базальтового слоя», который на глубине 8 – 10 км подстилается поверхностью Мохоровичича. Верхняя часть разреза, как это отчасти показали и последующие данные глубоководного бурения, выражена осадочным и вторым сейсмическим слоями. Отсутствие «гранитного» слоя в разрезе земной коры Аденского залива объясняется раздвиганием континентальных масс Аравийского полуострова и Африки и формированием новой океанической коры при образовании ювенильного и в высшей степени активного срединно-океанического хребта.

Красноморский рифт.

У западного окончания Аденского залива происходит разветвление рифтовой зоны. Здесь расположена обширная вулканическая область Афар, оконтуренная серией разломов, имеющая вид треугольника, заполненного лавовыми полями и толщами молодых эффузивов четвертичного возраста. К югу от Афара простираетсяЭфиопский рифт – самое северное звено обширной и сложно построенной системы Восточно-африканских рифтов. С этой системой связан современный и четвертичный вулканизм Восточной Африки, к ней относятся глубочайшиерифтовые озера Танганьика, Ньяса, Рудольф, Альберт.

На северо-северо-запад от области Афар протягивается Красноморский рифт, выраженный в рельефе впадиной Красного моря. В отличие от Аденского залива Красное море имеет хорошо развитую прибрежную отмель, которая на глубине 100 – 200 м сменяется четко выраженным уступом, морфологически сходным с уступом материкового склона. Благодаря многочисленным коралловым постройкам прибрежная отмель имеет расчлененный рельеф.

Большая часть дна впадины Красного моря лежит в интервале глубин от 500 до 2000 м. Над волнистой донной равниной возвышаются многочисленные отдельные подводные горы, острова и подводные гряды, местами четко прослеживается серия ступеней, параллельных окраинам моря. Вдоль оси впадины проходит узкая глубокая борозда, которая и рассматривается как срединная рифтовая долина Красного моря. Максимальная глубина ее – 3040 м. В нескольких впадинах в долине открыты мощные выходы ювенильных вод с температурой до 56,5° С и соленостью до 257 ‰. Дно впадин сложено сцементированными осадками с очень высокими концентрациями различных металлов (меди, цинка, олова, серебра, золота, железа, марганца, ртути).

Данные геофизических и геохимических исследований свидетельствуют об отсутствии «гранитного» слоя в пределах осевой борозды Красного моря. Это, как и ступенчатость дна главной впадины Красного моря, связывают с раздвигом рифта и «дрейфом» Аравии и прилегающей части Африканской платформы. На шельфе и на ближних к материку ступенях дна главной впадины обнаружен гранитный слой. Таким образом, раздвиг на месте Красного моря значительно меньше, чем в Аденском заливе.

В северной части Красного моря рифтовая зона вновь разветвляется, образуя короткий (до 300 км) Суэцкий рифт, соответствующий одноименному заливу, ирифт залива Акаба, который продолжается на север в виде грабенаМертвого моря иЛевантийских рифтов.

Рис. 5.1. Глобальная система современных континентальных и океанских рифтов, главные зоны субдукции и коллизии, пассивные (внутриплитные) континентальные окраины.
Рифтовые зоны: Срединно-Атлантическая (СА), Американо-Антарктическая (Ам-А), Африкано-Антарктическая (Аф-А), Юго-Западная Индоокеанская (ЮЗИ), Аравийско-Индийская (А-И), Восточно-Африканская (ВА), Красноморская (Кр), Юго-Восточная Индоокеанская (ЮВИ), Австрало-Антарктическая (Ав-А), Южно-Тихоокеанская (ЮТ), Восточно-Тихоокеанская (ВТ), Западно-Чилийская (34), Галапагосская (Г), Калифорнийская (Кл), Рио-Гранде - Бассейнов и Хребтов (БХ), Горда-Хуан-де-Фука (ХФ), Нансена-Гаккеля (НГ, см. рис. 5.3), Момская (М), Байкальская (Б), Рейнская (Р). Зоны субдукции: 1 - Тонга-Кермадек; 2 - Новогебридская; 3 - Соломон; 4 - Новобританская; 5 - Зондская; 6 - Манильская; 7 - Филиппинская; 8 - Рюкю; 9 - Марианская; 10 - Идзу-Бонинская; 11 - Японская; 12 - Курило-Камчатская; 13 - Алеутская:, 14 - Каскадных гор; 15 - Центральноамериканская; 16 - Малых Антил; 17 - Андская; 18 - Южных Антил (Скотия); 19 - Эоловая (Калабрийская); 20 - Эгейская (Критская); 21 - Мекран.
а - океанские рифты (зоны спрединга) и трансформные разломы; б - континентальные рифты; в - зоны субдукции: островодужные и окраинно-материковые двойная линия); г - зоны коллизии; д - пассивные континентальные окраины; е - трансформные континентальные окраины (в том числе пассивные); ж - векторы относительных движений литосферных плит, по Дж. Минстеру, Т. Джордану (1978) и К. Чейзу (1978), с дополнениями; в зонах спрединга - до 15-18 см/год в каждую сторону, в зонах субдукции - до 12 см/год

Рис. 5.2. Геометрическая правильность размещения глобальной системы современных рифтов относительно оси вращения Земли, по Е.Е. Милановскому, А.М. Никишину (1988):
1 - кайнозойские оси рифтинга, главным образом активные; 2 - океанская литосфера кайнозойского возраста; 3 - то же, мезозойского возраста; 4 - области с континентальной литосферой; 5 - конвергентные границы
Рис. 5.3. Юго-восточное окончание океанской рифтовой зоны Нансена - Гаккеля и продолжающие ее сейсмически активные разломы, разделяющие Евразийскую и Северо-Американскую литосферные плиты. По Л.М. Парфенову и др. (1988). Внизу - фокальные механизмы сейсмических очагов на этой активной границе, по Д. Куку и др. (1986):
1 - зоны спрединга (НГ - зона Нансена-Гаккеля); 2 - глубоководные желоба (зоны субдукции); 3 - трансформные разломы; 4 - взбросы; 5 - сбросы и сдвиги; 6 - зоны рассеянного рифтинга; 7 - движение литосферных плит и микроплит; 8 - фокальные механизмы сейсмических очагов; 9 - суша в пределах Евразийской (а) и Северо-Американской (б) плит. Литосферные плиты и микроплиты: ЕА - Евразийская; СА - Северо-Американская; Т - Тихоокеанская; ЗБ - Забайкальская; Ам - Амурская; Ох - Охотоморская

Современная тектоническая активность распределена крайне неравномерно и сосредоточена главным образом на границах литосферных плит. Двум главным видам этих границ (см. гл. 3.1 соответствуют и главные геодинамические обстановки. На дивергентных границах развивается рифтогенез, которому посвящена настоящая глава, здесь же мы рассмотрим активность трансформных границ, поскольку они связаны в первую очередь с рифтовыми зонами океанов. Конвергентное взаимодействие литосферных плит выражается субдукцией, обдукцией и коллизией (см. гл. 6). Сведения о сравнительно слабых, но важных по своим геологическим последствиям внутриплитных тектонических процессах будут даны в главе 7.

Термином рифтовая долина (англ., rift - расщелина) Дж. Грегори в конце прошлого века обозначил ограниченные сбросами грабены Восточной Африки, образующиеся в условиях растяжения. Впоследствии Б. Уиллис противопоставил их рампам - грабенам, зажатым между встречными взбросами. Понятие, имевшее вначале главным образом структурное содержание, в дальнейшем, особенно в последние десятилетия, обогащалось представлениями о геологических условиях и вероятных глубинных механизмах формирования этих линейных зон растяжения, о характерных магматических и осадочных образованиях и, таким образом, наполнялось генетическим содержанием. Складывалось современное понимание рифтогенеза, которое четверть века назад вошло в концепцию тектоники плит как один из важнейших ее элементов. При этом оказалось, что большинство рифтовых зон (в новом, широком их понимании) находится в океанах, однако там рифты как структуры, контролируемые сбросами, имеют подчиненное значение, а главным способом реализации растягивающих напряжений служит раздвиг.

5.1. Глобальная система рифтовых зон

Большинство современных рифтовых зон связаны между собой, образуя глобальную систему, протянувшуюся через континенты и океаны (рис. 5.1). Осознание единства этой системы, охватившей весь земной шар, побудило исследователей искать планетарные по своему масштабу механизмы тектогенеза и способствовало рождению «новой глобальной тектоники», как в конце 60-х годов называли концепцию тектоники литосферных плит.

В системе рифтовых зон Земли большая ее часть (около 60 тыс. км) находится в океанах, где выражена срединно-океанскими хребтами (см. рис. 5.1), их перечень дается в гл. 10. Эти хребты продолжают один другой, а в нескольких местах связаны между собой «тройными сочленениями»: на соединениях Западно-Чилийского и Галапагосского хребтов с Восточно-Тихоокеанским, на юге Атлантического океана и в центральной части Индийского. Пересекая границу с пассивными континентальными окраинами, океанские рифты продолжаются континентальными. Такой переход прослежен к югу от тройного сочленения Аденского и Красноморского океанских рифтов с рифтом долины Афар: вдоль нее с севера на юг океанская кора выклинивается и начинается континентальная Восточно-Африканская зона. В Арктическом бассейне океанский хребет Гаккеля продолжается континентальными рифтами на шельфе моря Лаптевых, а затем сложной неотектонической зоной, включающей Момский рифт (см. рис. 5.3).

Там, где срединно-океанские хребты подходят к активной континентальной окраине, они могут поглощаться в зоне субдукции. Так, у Андской окраины заканчиваются Галапагосский и Западно-Чилийский хребты. Другие соотношения демонстрирует Восточно-Тихоокеанское поднятие, над продолжением которого на надвинутой Северо-Американской плите образовался континентальный рифт Рио-Гранде. Подобным образом океанские структуры Калифорнийского залива (представляющие собой, по-видимому, ответвление главной рифтовой зоны) продолжаются континентальной системой Бассейнов и Хребтов.

Отмирание рифтовых зон по простиранию носит характер постепенного затухания или бывает приурочено к трансформному разлому, как, например, на окончании хребтов Хуан-де-Фука и Американо-Антарктического. Для Красноморского рифта окончанием служит Левантийский сдвиг.

Охватывая почти всю планету, система рифтовых зон кайнозоя обнаруживает геометрическую правильность и определенным образом ориентирована относительно оси вращения геоида (рис. 5.2). Рифтовые зоны образуют почти полное кольцо вокруг Южного полюса на широтах 40-60° и отходят от этого кольца меридионально с интервалом около 90° тремя затухающими к северу поясами: Восточно-Тихоокеанским, Атлантическим и Индоокеанским. Как показали Е.Е. Милановский и А.М. Никишин (1988), может быть, с некоторой условностью намечен на соответствующем месте и четвертый, Западно-Тихоокеанский пояс, который прослеживается как совокупность задуговых проявлений рифтогенеза. Нормальное развитие рифтового пояса здесь было подавлено интенсивным западным смещением и субдукцией Тихоокеанской плиты.

Под всеми четырьмя поясами до глубин в первые сотни километров томография обнаруживает отрицательные аномалии скоростей и повышенное затухание сейсмических волн, что объясняют восходящим током разогретого вещества мантии (см. рис. 2.1). Правильность в размещении рифтовых зон сочетается с глобальной асимметрией как между полярными областями, так и относительно Тихоокеанского полушария.

Закономерна и ориентировка векторов растяжения в рифтовых зонах, преобладают близмеридиональные и близширотные. Последние максимальны в приэкваториальных областях, убывая вдоль хребтов как в северном, так и в южном направлении.

Вне глобальной системы находятся лишь немногие из крупных рифтов. Это система Западной Европы (включающая Рейнский грабен), а также системы Байкальская (рис. 5.3) и Фэнвей (Шаньси), приуроченные к разломам северо-восточного простирания, активность которых, как полагают, поддерживается коллизией континентальных плит Евразии и Индостана.

Реферат на тему: Байкал как рифтовая зона

• Введение
• Физико-географическая характеристика региона
• Озеро Байкал
• Рифты (Байкальский рифт)
• Заключение
• Библиография

Введение

В пределах данной работы рассматривается озеро Байкал, основные черты Байкальской рифтовой зоны, показан уровень ее познания и намечены важнейшие вопросы ее дальнейшего изучения. В истории изучения как Байкальской горной системы, так и самого озера Байкал было много исследователей и ученых, которые придерживались различных позиций в своих взглядах. Вопрос о происхождении впадины озера Байкала (да и всего региона) был сутью многолетнего горячего спора, начатого еще в прошлом столетии. Например, П. А. Кропоткин (1875) считал, что образование впадины связано с расколами земной коры. И. Д. Черский, в свою очередь, считал генезис Байкала как прогиб земной коры (в силуре). В настоящее время получило широкое распространение теория (гипотеза) “рифта” . По этой гипотезе, в результате сжатия земной коры образуется огромное сводовое поднятие, а растяжение, сменяющее впоследствии сжатие, вызывает проседание верхней части свода по оси.

Гипотеза о сбросовом происхождении впадин подтверждается наличием в регионе разломов, зон милонитозации, термальных источников, и т.д.

В данной работе рассматривается основная принятая гипотеза происхождения и генезиса собственно озера Байкал – его впадины.

Байкальская впадина относится к определенному региону, называемому Байкальским. В рамках данной работы название “Байкальский регион” синонимично более точному термину (хоть и более специализированному) “Байкальская горная система”.

Байкальская горная система. В географическом отношении это достаточно определенный и самостоятельный регион. Ограничен: с севера и запада – Средне-Сибирским плоскогорьем, с востока – Алданским нагорьем и Становым хребтом, с юго-востока – горами Джидинской страны, Западного и Восточного Забайкалья. Площадь Байкальской горной системы составляет 575 тыс. км 2 . Для наглядности: площадь Байкальской горной системы больше территории самого крупного западно-европейского государства Франции, площадь которой составляет 551 тыс. км 2 , и в 14 раз больше территории Швейцарии (площадь 41,3 тыс. км 2). Термин Байкальская горная система введен в литературу Е. В. Павловским (1948), отдавшего много сил и труда изучению Восточной Сибири. В настоящем времени этот термин используется очень широко (и в данной работе тоже). В состав Байкальской горной системы входят следующие географические районы: Западное, Восточное, Южное Прибайкалья, Северо-Байкальское нагорье, Патомское нагорье, Витимское плоскогорье, Олекмо-Витимская горная страна. В аспекте данной работы будут рассматриваться в основном районы, прилежащие непосредственно к озерной ванне Байкала. В пределах данной системы также выделяют следующие основные геоморфологические районы (самые крупные) – Байкальский горный пояс, Витимское плоскогорье, Чайско-Патомская горная страна. Также в данной работе будут представлены характерные геологические термины, как например “байкалиды” - специальный термин, обозначающий магматические геотела, образованные в процессе эволюции Байкальской горной системы, или Байкальская рифтовая зона.

Физико-географическая характеристика региона

Как уже было оговорено выше, границы региона определяются Байкальской горной системой. Территория региона характеризуется значительной приподнятостью над уровнем моря и преимущественно горным рельефом. В плане разреза (через весь регион) будет наблюдаться общее понижение с востока на запад. Самой низкой отметкой является уровень озера Байкал (456 м), самой высокой - вершина г. Мунку-Сардык (3491 м) . Практически на всей территории преобладают сильно расчлененные средневысотные горы (сопки) . Большинство хребтов региона имеет сравнительно мягкие очертания и плоские, выровненные процессами длительной денудации вершины. Равнинные поверхности встречаются лишь в тектонических впадинах и долинах больших рек.

На геологическое строение (особенно в районе Байкальского рифта) большое влияние оказали разрывные нарушения земной коры, имеющие преимущественно северо-восточное направление. Обращает на себя внимание большая современная тектоническая активность Байкальской горной системы с точки зрения общепланетарной активности. Вообще, Байкальская горная система относится к молодым сейсмически активным областям. Тектоническая активность проявляется в виде медленных опусканий и поднятий берегов Байкала (по данным В. В. Ламакина, местами такого рода смещения достигают 30 мм в год), а также интенсивных землетрясений, достигающих 8-10 баллов, например, самое крупное землетрясение (Саганское) от 11-12 января 1862 года, когда под воду ушла часть придельтового участка р. Селенга площадью около 260 км 2 c несколькими селами.

В районе Байкальской горной системы довольно широко развита многолетняя мерзлота горных пород, с которой связаны многие мерзлотные процессы и явления: термокарст, бугры пучения, солифлюкция, наледи, трещинно-полигональные формы рельефа и т.д.

Климат по типу резко континентальный (малоснежные безветренные морозные зимы, жаркое короткое лето), т.е. имеются очень большие годовые и суточные колебания температур воздуха и неравномерное распределение атмосферных осадков по сезонам года. Зимой регион находится в мощном северо-восточном отроге Сибирского антициклона, летом здесь преобладает полярная воздушная масса. Поэтому в течение года наблюдается большое количество солнечных дней (более 310) .

Соответственно типу климата развит и животный, растительный мир региона. Большое разнообразие и особый характер распределения почвенно-растительного покрова, животного мира обуславливается положением региона на стыке двух различных природных зон – Восточно-Сибирской горно-таёжной и Центрально-Азиатской степной зон. Также имеется множество уникальнейших эндемичных видов, приуроченных в основном непосредственно озеру Байкал, флора и фауна которого на три четверти состоит из эндемиков, таких как байкальский тюлень, рачки-бокоплавы, бычки, живородящая рыба голомянка.

В гидрологическом аспекте территория региона представляет собой один из крупнейших в Евразии водораздельных узлов – здесь проходит часть мирового водораздела между бассейнами Северного Ледовитого и Тихого океанов. Причем 84% стока с площади относятся к Северному Ледовитому океану, 0,3% – к бессточным областям (например, Улдза-Торейская равнина), и остальные 15,7%, соответственно, к Тихому океану. Здесь сосредоточены верховья многих крупных рек Сибири – Лены, Ангары, Нижней и Подкаменной Тунгуски, Амура etc. Крупными транзитными реками являются только Селенга (верховья в Монголии) и Аргунь (верховья в Китае). Вообще, Байкальский регион является значительно менее водоносным чем, например, соседняя Средняя Сибирь. Хотя здесь возможна оговорка – при пересчете на душу населения регион относительно обеспечен водными ресурсами в отношении хозяйственной деятельности из-за низкой плотности населения (3 человека на км 2). Средняя годовая сумма осадков по Бурятии составляет 400 мм по измеренным и 525 по исправленным данным. Наименьшее количество осадков приходится на низменные участки. Характер распределения осадков по рассматриваемой территории определяется условиями атмосферной циркуляции и строением поверхности бассейна, т.е. по мере повышения уровня рельефа увеличиваются водные и уменьшаются тепловые ресурсы. Байкальский регион выделяется как один из богатейших различными по химизму и термике минеральными водами районов. Число только учтенных источников и скважин более 600. Это обуславливается многочисленными разломами земной коры во время кайнозоя.

В регионе наблюдается большое количество озер, которые в большинстве своем приурочены к отрицательным формам рельефа – к впадинам. Вообще, различают несколько видов впадин. Основные два типа– это внутригорные (байкальский тип) и межгорные (забакальский тип) (по Флоренсову, 1960) . Они отличаются ассиметрией бортов, расположением, количеством накопленных отложений. В аспекте данной работы нас интересуют озера впадин только байкалького типа, самые крупные из которых – озеро Байкал и озеро Хубсугул в Монголии (Хувсуугул-Нуур), которые относятся к этому типу. Контуры впадин байкальского типа на карте просматриваются как угловатые, с множеством прямолинейных участков– коротких, прямых разломов. Котловины бакальского типа заполнены рыхлыми или слабо сцементированными отложениями преимущественно четвертичного возраста, накопления которых происходили в условиях непрерывного прогибания днищ впадин (по одной из наиболее принятых теорий) . По этой же теории считается, что озерная ванна Байкала состоит из двух самостоятельных впадин, объединенных водным зеркалом, т.е. подразумевается сложное ее строение. Южная впадина Байкала выполнена среднеюрскими-нижнемеловыми отложениями, а от мезозойских депрессий (более древних) унаследованы юрские и меловые толщи. Имеется также небольшое количество отложений третичного (неогенового) возраста. Четвертичные отложения во всей Байкальской котловине представлены озерными, флювиогляциальными, ледниковыми, аллювиальными, пролювиальными, эоловыми образованиями. Самая большая мощность отложений наблюдается в дельте реки Селенги (около 500 м), а вместе с третичными отложениями более 600 м.

Озеро Байкал

Байкал – глубочайшее проточное озеро с уникальным биорежимом. Для сравнения: объем Байкала превышает объем Балтийского моря. Площадь территории водостока для Байкала составляет более 588 тыс. км 2 . Некоторые географические данные по Байкалу (морфометрические показатели) : объем воды составляет 23 тыс км 3 , площадь поверхности (зеркала) – 31 500 тыс км 2 , средняя глубина порядка 730 м, максимальная глубина равна 1620 м, наибольшая ширина – 95 км, наибольшая длина – 650 км.

Байкал имеет малую водообменность. Полная смена водного объема исчисляется сотнями лет (точнее 332 года). Это говорит о большой консервативности свойств. Байкал занимает первое место среди пресноводных озер умеренного термического типа.

Выделяют глубинную и поверхностную области вод Байкала. В глубинной области процессы циркуляции практически не задействованы, т.е. можно утверждать, что воды глубинной области Байкала не участвуют в сезонных циркуляциях. Мощность глубинной области Байкала составляет около 1400 м. В ней наблюдается господство неизменно устойчивой прямой и обратной температурной стратификации с очень малым общим падением температуры (от 3,6 0 С до 3,2 0 С), что опять же говорит о большой консервативности. Но по последним данным все-таки наблюдается некоторая зависимость вод глубинной области – имеют место различные переносы водных масс, которые имеют как постоянный (например, система циклонических течений Южного Байкала) и временный (например, ветровые и стоковые течения и массы) характер. Также обнаружено движение вод на разных глубинах. Эти очень замедленные циркуляции охватывают воды глубинной области вплоть до 1250 м. Течения наблюдаются и подо льдом. Природа всех этих течения и явлений еще не изучена до конца и не выяснена.

Верхняя область. Ее мощность составляет 200-250 м. В годовом цикле теплообмена и осенне-весенних циркуляциях участвуют по большей части воды верхней области. Эти же слоем ограничена сезонная смена прямой и обратной температурной стратификации, а также сезонные изменения химического состава и биологических факторов. Здесь же сосредоточена основная биомасса Байкала.

Динамика и структура водной массы Байкала определяется не только размерами, но и формой котловины, тектонической в своей основе (см. выше). Наиболее характерной чертой байкальской ванны следует считать слабое развитие мелководий, с чем связана большая средняя глубина озера и резкие борты. Характерен также неровный рельеф дна, который однако, еще далеко не полностью изучен. До глубины 100-200 м преобладают скальный грунты, камни, валуны, галька, пески (причем область песков с глубиной расширяется). Затем до наибольших глубин дно выстлано илом, в составе которого много створок диатомовых водорослей.

Байкал – мощный регулятор стока и гигантское естественное водохранилище. Тем не менее изменения соотношений элементов баланса вызывают колебания уровня озера. Внутригодовые отклонения составляют в среднем за многолетний период около 82 см, многолетние (за последние 60 лет, когда стались вести наблюдения) – амплитуда около 194 см. В этом плане в последнее время важен учет антропогенного фактора, как например, строительство Иркутской ГЭС. Ее строительство вызвало повышение уровня на 1,2 м, что, естественно, повлекло за собой удручающие последствия.

По-видимому, главную роль в возникновении впадин байкальского типа играют изгибовые деформации земной коры, сопровождающиеся разломами, причем перемещение блоков по разломам приобретает основное рельефообразующее значение. Наличие ступенчатых террас по бортам ванны Байкала отчасти подтверждает это.

Как уже было сказано выше, основной теорией на данный момент считается теория “рифта”.

Рифты (Байкальский рифт)

Рифты как глобальный геотектонические элементы – это характерная структура растяжения земной коры (по Артемьеву, Артюшкову, 1968; Ушакову и др., 1972) . Под понятие рифтов подходят также узкие формы рельефа– борозды (“грабены”) , еще не скомпенсированные осадками и отложениями; крупные и широкие впадины с достаточно взаимоудаленными бортами; куполовидные, или протянувшиеся в виде хребтов, системы поднятий, осложненные осевым грабеном (например, рифты в центральных частях океанов и в Восточной Африке). Считается, что все это есть лишь различные временные стадии формирования рифтовых структур, которые обнаружены в настоящее время в океанах и на континентах. Возраст определяется по отложениям и осадкам.

Первое место среди планетарных рифтовых систем занимает образовавшаяся в течение кайнозоя и развивающаяся по настоящее время Мировая система рифтов (МСР), обнаруженная в 1957 году, которая протягивается на длину свыше 60 тыс. км под водами Мирового океана, и заходящая рядом своих ответвлений также на континент. МСР представляют собой широкие (до тысячи километров и более) поднятия, возвышающиеся над дном на 3,5 - 4 километра и протягивающиеся на тысячи километров. К осевым частям хребтов приурочены активные рифтовые зоны, состоящие из системы узких грабенов (рифтовых ущелий типа Байкала), обрамленных рифтовыми горными грядами типа Байкальского, Баргузинского и других хребтов, окружающих Байкал.

К другим рифтовым (планетарного масштаба) относятся рифты, приуроченные к континентам (кроме оговоренных выше) – например, Рейнский грабен (длина около 600 км) или рассматриваемый в работе регион – Байкальская рифтовая зона (длина более 2,5 тыс км). Современные рифтовые зоны континентов имеют много общего с рифтами срединноокеанических хребтов, принадлежащих МСР. Их возникновение также связано с процессами подъема глубинного вещества, сводового поднятия, горизонтального растяжения земной коры под его напором, утонением коры и подъемом поверхности Мохоровича. Континентальные рифтовые системы (КСР) также образуют ветвящиеся в плане протяженные системы (подобно МСР), но гораздо менее выраженные в рельефе, поэтому некоторые их звенья кажутся изолированными.

На первый взгляд трудно назвать аналогом Байкала рифтовое ущелье, погребенное под толщей воды в 3 - 3,5 километра. Но происхождение Байкальской и океанических рифтовых зон одинаково по своей сути.

Родным «братом» Байкала называют расположенное в Монголии озеро Хубсугул, вытянутое в виде серпа на 130 километров. Максимальная его глубина достигает 238 метров. Хубсугульская и Байкальская впадины входят в Байкальскую рифтовую зону. В Хубсугул, как и в Байкал, впадает много (около 70) рек, а вытекает тоже единственная – Эгингол.

Кстати, Хубсугул через реки Эгингол и Селенгу связан с Байкалом. Хубсугул в 12 раз по площади, почти в 5 раз по длине и в 7 раз по глубине меньше Байкала.

Еще один явный аналог находится в Восточной Африке, а точнее в Восточно-Африканской рифтовой зоне, в пределах которой расположены озера Ньяса, Танганьика, Киву, Мобуту-Сесе-Секо (бывшее озеро Альберт), Иди-Амин-Дада (бывшее озеро Эдуард) и другие, более мелкие.

Первые два озера справедливо называют «сестрами» Байкала. Параметры их удивительно схожи. Лишь несколько более теплый климат и тропическая флора отличают их от Байкала.

Озеро Танганьика расположено в Заире, Танзании, Замбии и Бурунди на высоте 773 метра (почти на 320 метров выше Байкала). Длина его 650 километров. Площадь почти 34 тысячи квадратных километра, против 31,5 тысячи км у Байкала. Лишь по глубине Байкал на 150 метров превосходит озеро Танганьика (1620 и 1470 м).

Мало чем уступает Байкалу озеро Ньяса, расположенное в Малави, Мозамбике и Танзании. Площадь его 30,8 тысячи квадратных километра, а глубина – до 706 метров.

Благодаря тому, что эти озера находятся в тропиках, температура воды не опускается ниже 20-22 градусов. Фауна озер Танганьика и Ньяса почти на 70 процентов эндемична. Причем, как и в Байкале, многие виды похожи на обитателей морских глубин.

Обычно ширина континентальных рифтов составляет около 45-50 км, при вертикальной амплитуде погружения фундамента рифта (грабена) от 1 до 7 км. Обычно опускание дна рифтовых прогибов в значительной степени компенсировано процессами осадконакопления, однако значительная их часть представлена депрессиями, занятыми водами морей, озер и долинами рек.

Большинство КСР имеют кайнозойский возраст образования. Байкальский рифт образовался в конце палеогена.

В поперечном сечении рифтовая зона представляет собой систему ступенчато погружающихся к осевой части скошенных под различными углами блоков. Поверхности раздела обычно являются крутопадающими сбросами.

Земная кора континентальных рифтов характеризуется заметным утонением до 20-30км, подъемом поверхности Мохоровича и увеличением мощности осадочного слоя, поэтому в разрезе земная кора имеет форму двояковыгнутой линзы.

Методами глубинного сейсмического зондирования было установлено наличие под Рейнским, Байкальским и Кенийским рифтами разуплотненных пород мантии.

Континентальные рифты также выделяет наличие повышенного теплового потока и отрицательных аномалий магнитного поля.

Характер смещений в очагах землетрясений свидетельствует о горизонтальном растяжении земной коры. Для Рейнского грабена это составляет около 5 км, для Байкальского же – на порядок выше.

Наиболее существенным различием между современными океанскими зонами рифтов (ОЗР) и континентальными зонами рифтов (КЗР) при наличии многих черт сходства между ними является то, что относительно более толстая и прочная континентальная кора, хотя и утоняется при растяжке (и кое-где разрывается), давая выход базальтовому вулканизму, все же сохраняет свою целостность. В отличие от разверзающихся недр ОСР, из которых на поверхность твердой коры поступают породы верхних слоев мантии, или, по крайней мере, расплавленная смесь этих пород с породами разрушений и ассимилирований старой коры, в КЗР не происходит новообразований земной коры. Быть может, это означает, что современные КЗР есть лишь первая стадия образования МСР и что в эпоху рождения, например, Атлантического океана дело также начиналось с образования в теле Лавразии звеньев КЗР, подобных на более ранней стадии Байкальской зоне, а затем (на последующей временной стадии) Восточно-Африканскому рифту. Таким образом, с некоторой оговоркой Байкал можно называть зародышем будущего океана. По теории рифта на земном шаре существовали и более молодые аналоги Байкала. Считается, что один из них расположен на месте нынешнего Красного моря, вдоль которого проходит Красноморская рифтовая зона. В геологическом масштабе времени относительно недавно на месте Красного моря существовал обширный пресноводный глубоководный бассейн, сопоставимый по площади, а то и в несколько раз превосходящий Байкал. В этом случае сработал как бы противоположный вариант.

Две соседние литосферные плиты Африканская и Индийская, сопряженные по зоне Красноморского рифта, начали медленно, со скоростью один-два сантиметра в год, удаляться друг от друга. Из-за этого расширения и площадь озерного бассейна увеличивалась, так как все новые участки суши уходили под воду. И вот однажды на месте нынешнего Баб-эль-Мандебского пролива последний участок суши, отделяющий палеоозеро от Индийского океана, ушел под воду. Океан через Аденский залив хлынул в палеоозеро.

Было это около девяти миллионов лет назад. Произошло смешение океанических и озерных вод и довольно быстрое осолонение последних. Это вызвало массовую гибель пресноводной озерной фауны и замену ее морской. Ныне Красное море имеет площадь 450 тысяч квадратных километров, а глубина его немногим превышает три километра. На земном шаре это одно из самых соленых морей (20-40 процентов). В пределах Байкальской рифтовой зоны, кроме самого Байкала, существует ряд крупных сухопутных впадин, выполненных четвертичными озерно-речными отложениями. В их числе Тункинская, Баргузинская, Нижнеи Верхне-Ангарские, Муйская, Чарская…

Одна из этих впадин - Муйская, или Муйско-Куандинская, - расположена на территории Бурятии и Читинской области. Вдоль ее бортов на высоте 850-860 метров над уровнем моря (на 300-350 метров выше поймы рек Муя и Витим) , участками прослеживается четкая линия. На этой высоте к склонам гор иногда прислонены террасовидные уступы, сложенные хорошо окатанными озерными гравийно-галечными и песчаными отложениями. Уровень озера испытывал периодические колебания. Иногда вода поднималась до высоты 1000-1100 метров над уровнем моря и, возможно, еще выше. В этом случае озеро вытягивалось на 260-265 километров при ширине до 50-55 километров. Глубина озера достигала, а, возможно, и превышала 500-1000 метров.

Сегодня Муйская впадина отделена невысокими перемычками от Чарской и Верхне-Токкской впадин. Временами вода, по-видимому, покрывала эти перемычки, и тогда возникал обширный водный бассейн, вытянутый в длину более чем на 500 километров. Со временем река Витим проложила себе новое русло через Южно- и Северо-Муйский хребты и палеоозеро было осушено. На его месте остались песчаные, а близ склонов гор – гравийно-галечные и валунно-галечные отложения, ныне перемываемые водами рек Муя, Витим и их притоками.

Таким образом, значительный отрезок Байкало-Амурской магистрали проложен по дну бывших крупных озер – древних аналогов Байкала. А существовали эти озера относительно недавно – несколько десятков тысяч лет назад.

В изучении рифтовых структур многое еще не выяснено и не изучено. Является ли рифтообразование процессом, присущим только мезокайнозойским эрам? Возник ли этот процесс лишь в последующие 100-150 млн. лет жизни Земли, или на его долю следует отнести преобразование ее лика и в более ранние эпохи? На эти вопросы еще не даны ясные ответы.

Вообще, даже такие геообъекты, как Днепровско-Донецкая впадина, центральная часть Московской синеклизы считаются древними рифтовыми зонами (Гордасников, Троцкий, 1966).

Процессы рифтообразования следует рассматривать как одну из характерных черт развития земной коры, имевшей место в течение всей истории ее жизни. Они обусловлены горизонтальным растяжением земной коры, приводящей к вертикальному опусканию. Блоков земной коры и поднятию на дневную поверхность вещества мантии.

В развитии рифтовых зон имеет место определенная стадийность. На первой стадии вследствие подтекания разуплотенного вещества мантии в земной коре образуется куполообразное или линейно-протяженное поднятие, затем за счет растяжения идет формирование грабеновых прогибов в наиболее приподнятых их частях. На последующих стадиях рифтовые зоны могут служить осевыми частями более крупных опусканий, или, в случае смены растяжения сжатием, перерождаются в складчатые приподнятые сооружения геосинклинального типа.

Распространение рифтовых зон не имеет строго линейного характера. Отдельные их части (элементы) взаимно смещаются в поперечном направлении по трансформным разломам.

Изучение современных и древних рифтовых зон в океане и на континентах позволит получить ясное представление о строении и геологической истории этих крупных геологических планетарных структур, а также о нефтегазоносности многокилометровых осадочных пород, заполняющих многие рифтовые впадины. Озеро Байкал как относительно молодая рифтовая зона при ее дальнейшем изучении способна предоставить еще более обширный материал для более глубокого понимания сущности геологических, магматических процессов в области рифтовых зон.

Заключение

Итак, о рифтовом облике всей Байкальской зоны, в морфологическом и динамическом понимании этого термина, свидетельствуют: густая сеть продольных (главным образом) разломов, рассекающих докембрийский кристаллический субстрат; новейшая активность этих разломов, совпадающая во времени с периодом активности разломов в других рифтовых системах земного шара; крутые (по геологическим и сейсмологическим данным) наклоны сместителей разрывов; наиболее правильная оценка последних как нормальных сбросов; непосредсгвенно документированные, очень юные, голоценовые и современные, вертикальные разрывные смещения, свидетельствующие о продолжающемся направленном развитии зоны; типичное для мировых рифтовых зон расщепление единой системы разломов и впадин на ветви; морфология впадин; неравномерные проявления трахибазальтового вулканизма; сводовый характер общей поверхности, охватывающей всю совокупность хребтов и опусканий; высокий уровень сейсмичности при нормальной глубине очагов землетрясений; наконец, обилие выходов термальных глубинных вод, связанных, по-видимому, с высоким положением слоя высоких температур.

Региональный фон, на который наложена Байкальская рифтовая зона, благодаря систематическому геологическому картированию в общем изучен гораздо лучше, чем сама зона, и это обстоятельство определяет направление будущих исследований. Поскольку сама рифтовая зона - образование неоген-четвертичное, вопросы новейшей и современной тектоники, новейшего вулканизма, сейсмотектоники и структурной геоморфологии должны занять подобающее им место наряду с геофизическими исследованиями всех видов и специальными геодезическими работами (особенно в наиболее сейсмоактивных районах рифтовой зоны). Вместе с тем уже сейчас в пределах названных общих направлений могут быть намечены некоторые специальные вопросы, без ответа на которые комплексное изучение Байкальской рифтовой зоны не может быть существенно расширено. Такой первый принципиальный вопрос - это история накопления вулканогенно-осадочных формаций в пределах рифтовой зоны. Если все неоген-четвертичные формации здесь должны быть причислены к орогенным (Херасков, 1963), то среди них уже сейчас можно выделить формации предорогенные или раннеорогенные, относящиеся к интервалу: верхний олигоцен - ранний плиоцен, и синорогенные, которые, имея в виду другой общепринятый специфический смысл, вкладываемый в этот термин, следовало бы назвать рифтогенными. Образование последних началось в среднем плиоцене и продолжается поныне. Они теснейшим образом связаны с рифтовыми структурами, будучи их «наполнителями» и формируясь в прямой пространственной и генетической связи с рифтообразующими конседиментационными разломами.

Все эти формации, имеющие сложное строение, бедные органическими остатками и доступные по всему разрезу только бурению, еще едва затронуты изучением как с точки зрения стратиграфии, биостратиграфии, литологии и геохимии, так и с точки зрения распределения их в полостях рифтов, а также по разным стадиям развития последних. Они почти не исследованы в смысле соотношений с подстилающим субстратом и друг с другом в различных звеньях рифтовой цепи; не ясен характер наследования рифтовыми впадинами бассейнов накопления раннеорогенных формаций, неизвестны причины неравномерного распределения и сочетания вулканических образований с осадочными отложениями; наконец, эти формации очень мало изучены с точки зрения общих палеогеографических и палеогеоморфологических реконструкций для неогена и антропогена. Особый интерес представит формационный анализ неогеновых отложений, выполняющих наряду с собственно рифтовыми впадинами мульды Витимского плоскогорья и Предбайкалья, оставшиеся незатронутыми рифтовым процессом. Если возможность выделения особого типа рифтогенных континентальных и морских формаций сама по себе достаточно ясна, то их диагностические признаки и развитие во времени, а также наличие их аналогов в дотретичной истории Земли составляют особую проблему.

Второй чрезвычайно важный вопрос - установление действительных дистальных и латеральных границ Байкальской рифтовой зоны. Если края зоны вкрест ее простирания более или менее, хотя и не совсем точно, определены (имеются признаки их расширения в современную эпоху), то области затухания западного и восточного концов зоны установлены недостаточно четко. Возможно, что западный фланг зоны упирается в древний Сангиленский массив (юго-восточная Тува и смежное Западное Прикосоголье) и что последним форпостом рифта здесь служит Дархатская межгорная впадина. Это вероятно еще и потому, что западнее и непосредственно южнее Сангиленского массива лежит область впадин центрально-азиатского типа, резко отличного от собственно рифтового (Байкальского), исключительно сейсмоактивная и с другим, нежели байкальский, механизмом новейшего горообразования, однако же с полями напряжений в земной коре, сходными с таковыми в западном фланге Байкальской зоны.

Библиография

1. АН СССР. Институт географии Сибири и Дальнего Востока. Природные условия и естественные ресурсы СССР. Предбайкалье и Забайкалье. - М.: “Наука” , 1965.
2. АН СССР. Сибирское отделение. Научный совет по тектонике Сибири. Тектоника Сибири. Том VII. Тектоника Забайкалья и некоторые общие вопросы геологических структур. — М.: “Наука”, 1976.
3. Салоп Л. И. Геология Байкальской горной системы. Том I. Стратиграфия. — М.: “Недра” , 1964.
4. Салоп Л. И. Геология Байкальской горной системы. Том II. Магматизм, тектоника, история геологического развития. — М.: “Недра” , 1967.
5. Шагжиев К. Ш., Ральдин Б. Л. и др. Бурятия: природные ресурсы. - Улан-Удэ: Изд-во Бурятского государственного университета, 1997.
6. Флоренсов Н. А. Байкальская рифтовая зона и некоторые задачи ее изучения — В сб.: Байкальский рифт. М., «Наука», 1968.

Рифты (Байкальский рифт)

Рифты как глобальные геотектонические элементы - это характерная структура растяжения земной коры (по Артемьеву, Артюшкову, 1968; Ушакову и др., 1972). Под понятие рифтов подходят также узкие формы рельефа- борозды (“грабены”), еще не скомпенсированные осадками и отложениями; крупные и широкие впадины с достаточно взаимоудаленными бортами; куполовидные, или протянувшиеся в виде хребтов, системы поднятий, осложненные осевым грабеном (например, рифты в центральных частях океанов и в Восточной Африке). Считается, что все это есть лишь различные временные стадии формирования рифтовых структур, которые обнаружены в настоящее время в океанах и на континентах. Возраст определяется по отложениям и осадкам.

Первое место среди планетарных рифтовых систем занимает образовавшаяся в течение кайнозоя и развивающаяся по настоящее время Мировая система рифтов (МСР), обнаруженная в 1957 году, которая протягивается на длину свыше 60 тыс. км под водами Мирового океана, и заходящая рядом своих ответвлений также на континент. МСР представляют собой широкие (до тысячи километров и более) поднятия, возвышающиеся над дном на 3,5 - 4 километра и протягивающиеся на тысячи километров. К осевым частям хребтов приурочены активные рифтовые зоны, состоящие из системы узких грабенов (рифтовых ущелий типа Байкала), обрамленных рифтовыми горными грядами типа Байкальского, Баргузинского и других хребтов, окружающих Байкал.

К другим рифтовым (планетарного масштаба) относятся рифты, приуроченные к континентам (кроме оговоренных выше) - например, Рейнский грабен (длина около 600 км) или рассматриваемый в работе регион - Байкальская рифтовая зона (длина более 2,5 тыс км). Современные рифтовые зоны континентов имеют много общего с рифтами срединноокеанических хребтов, принадлежащих МСР. Их возникновение также связано с процессами подъема глубинного вещества, сводового поднятия, горизонтального растяжения земной коры под его напором, утонением коры и подъемом поверхности Мохоровича. Континентальные рифтовые системы (КСР) также образуют ветвящиеся в плане протяженные системы (подобно МСР), но гораздо менее выраженные в рельефе, поэтому некоторые их звенья кажутся изолированными.

На первый взгляд трудно назвать аналогом Байкала рифтовое ущелье, погребенное под толщей воды в 3 - 3,5 километра. Но происхождение Байкальской и океанических рифтовых зон одинаково по своей сути.

Родным "братом" Байкала называют расположенное в Монголии озеро Хубсугул, вытянутое в виде серпа на 130 километров. Максимальная его глубина достигает 238 метров. Хубсугульская и Байкальская впадины входят в Байкальскую рифтовую зону. В Хубсугул, как и в Байкал, впадает много (около 70) рек, а вытекает тоже единственная - Эгингол.

Кстати, Хубсугул через реки Эгингол и Селенгу связан с Байкалом. Хубсугул в 12 раз по площади, почти в 5 раз по длине и в 7 раз по глубине меньше Байкала.

Еще один явный аналог находится в Восточной Африке, а точнее в Восточно-Африканской рифтовой зоне, в пределах которой расположены озера Ньяса, Танганьика, Киву, Мобуту-Сесе-Секо (бывшее озеро Альберт), Иди-Амин-Дада (бывшее озеро Эдуард) и другие, более мелкие.

Первые два озера справедливо называют "сестрами" Байкала. Параметры их удивительно схожи. Лишь несколько более теплый климат и тропическая флора отличают их от Байкала.

Озеро Танганьика расположено в Заире, Танзании, Замбии и Бурунди на высоте 773 метра (почти на 320 метров выше Байкала). Длина его 650 километров. Площадь почти 34 тысячи квадратных километра, против 31,5 тысячи км у Байкала. Лишь по глубине Байкал на 150 метров превосходит озеро Танганьика (1620 и 1470 м).

Мало чем уступает Байкалу озеро Ньяса, расположенное в Малави, Мозамбике и Танзании. Площадь его 30,8 тысячи квадратных километра, а глубина - до 706 метров.

Благодаря тому, что эти озера находятся в тропиках, температура воды не опускается ниже 20-22 градусов. Фауна озер Танганьика и Ньяса почти на 70 процентов эндемична. Причем, как и в Байкале, многие виды похожи на обитателей морских глубин.

Обычно ширина континентальных рифтов составляет около 45-50 км, при вертикальной амплитуде погружения фундамента рифта (грабена) от 1 до 7 км. Обычно опускание дна рифтовых прогибов в значительной степени компенсировано процессами осадконакопления, однако значительная их часть представлена депрессиями, занятыми водами морей, озер и долинами рек.

Большинство КСР имеют кайнозойский возраст образования. Байкальский рифт образовался в конце палеогена.

В поперечном сечении рифтовая зона представляет собой систему ступенчато погружающихся к осевой части скошенных под различными углами блоков (см. рис). Поверхности раздела обычно являются крутопадающими сбросами.

Земная кора континентальных рифтов характеризуется заметным утонением до 20-30км, подъемом поверхности Мохоровича и увеличением мощности осадочного слоя, поэтому в разрезе земная кора имеет форму двояковыгнутой линзы.

Методами глубинного сейсмического зондирования было установлено наличие под Рейнским, Байкальским и Кенийским рифтами разуплотненных пород мантии.

Континентальные рифты также выделяет наличие повышенного теплового потока и отрицательных аномалий магнитного поля.

Характер смещений в очагах землетрясений свидетельствует о горизонтальном растяжении земной коры. Для Рейнского грабена это составляет около 5 км, для Байкальского же - на порядок выше.

Наиболее существенным различием между современными океанскими зонами рифтов (ОЗР) и континентальными зонами рифтов (КЗР) при наличии многих черт сходства между ними является то, что относительно более толстая и прочная континентальная кора, хотя и утоняется при растяжке (и кое-где разрывается), давая выход базальтовому вулканизму, все же сохраняет свою целостность. В отличие от разверзающихся недр ОСР, из которых на поверхность твердой коры поступают породы верхних слоев мантии, или, по крайней мере, расплавленная смесь этих пород с породами разрушений и ассимилирований старой коры, в КЗР не происходит новообразований земной коры. Быть может, это означает, что современные КЗР есть лишь первая стадия образования МСР и что в эпоху рождения, например, Атлантического океана дело также начиналось с образования в теле Лавразии звеньев КЗР, подобных на более ранней стадии Байкальской зоне, а затем (на последующей временной стадии) Восточно-Африканскому рифту. Таким образом, с некоторой оговоркой Байкал можно называть зародышем будущего океана. По теории рифта на земном шаре существовали и более молодые аналоги Байкала. Считается, что один из них расположен на месте нынешнего Красного моря, вдоль которого проходит Красноморская рифтовая зона. В геологическом масштабе времени относительно недавно на месте Красного моря существовал обширный пресноводный глубоководный бассейн, сопоставимый по площади, а то и в несколько раз превосходящий Байкал. В этом случае сработал как бы противоположный вариант.

Две соседние литосферные плиты Африканская и Индийская, сопряженные по зоне Красноморского рифта, начали медленно, со скоростью один-два сантиметра в год, удаляться друг от друга. Из-за этого расширения и площадь озерного бассейна увеличивалась, так как все новые участки суши уходили под воду. И вот однажды на месте нынешнего Баб-эль-Мандебского пролива последний участок суши, отделяющий палеоозеро от Индийского океана, ушел под воду. Океан через Аденский залив хлынул в палеоозеро.

Было это около девяти миллионов лет назад. Произошло смешение океанических и озерных вод и довольно быстрое осолонение последних. Это вызвало массовую гибель пресноводной озерной фауны и замену ее морской. Ныне Красное море имеет площадь 450 тысяч квадратных километров, а глубина его немногим превышает три километра. На земном шаре это одно из самых соленых морей (20-40 процентов). В пределах Байкальской рифтовой зоны, кроме самого Байкала, существует ряд крупных сухопутных впадин, выполненных четвертичными озерно-речными отложениями. В их числе Тункинская, Баргузинская, Нижнеи Верхне-Ангарские, Муйская, Чарская...

Одна из этих впадин - Муйская, или Муйско-Куандинская, - расположена на территории Бурятии и Читинской области. Вдоль ее бортов на высоте 850-860 метров над уровнем моря (на 300-350 метров выше поймы рек Муя и Витим), участками прослеживается четкая линия. На этой высоте к склонам гор иногда прислонены террасовидные уступы, сложенные хорошо окатанными озерными гравийно-галечными и песчаными отложениями. Уровень озера испытывал периодические колебания. Иногда вода поднималась до высоты 1000-1100 метров над уровнем моря и, возможно, еще выше. В этом случае озеро вытягивалось на 260-265 километров при ширине до 50-55 километров. Глубина озера достигала, а, возможно, и превышала 500-1000 метров.

Сегодня Муйская впадина отделена невысокими перемычками от Чарской и Верхне-Токкской впадин. Временами вода, по-видимому, покрывала эти перемычки, и тогда возникал обширный водный бассейн, вытянутый в длину более чем на 500 километров. Со временем река Витим проложила себе новое русло через Южно - и Северо-Муйский хребты и палеоозеро было осушено. На его месте остались песчаные, а близ склонов гор - гравийно-галечные и валунно-галечные отложения, ныне перемываемые водами рек Муя, Витим и их притоками.

Таким образом, значительный отрезок Байкало-Амурской магистрали проложен по дну бывших крупных озер - древних аналогов Байкала. А существовали эти озера относительно недавно - несколько десятков тысяч лет назад.

В изучении рифтовых структур многое еще не выяснено и не изучено. Является ли рифтообразование процессом, присущим только мезокайнозойским эрам? Возник ли этот процесс лишь в последующие 100-150 млн. лет жизни Земли, или на его долю следует отнести преобразование ее лика и в более ранние эпохи? На эти вопросы еще не даны ясные ответы.

Вообще, даже такие геообъекты, как Днепровско-Донецкая впадина, центральная часть Московской синеклизы считаются древними рифтовыми зонами (Гордасников, Троцкий, 1966) etc.

Процессы рифтообразования следует рассматривать как одну из характерных черт развития земной коры, имевшей место в течение всей истории ее жизни. Они обусловлены горизонтальным растяжением земной коры, приводящей к вертикальному опусканию. Блоков земной коры и поднятию на дневную поверхность вещества мантии.

В развитии рифтовых зон имеет место определенная стадийность. На первой стадии вследствие подтекания разуплотенного вещества мантии в земной коре образуется куполообразное или линейно-протяженное поднятие, затем за счет растяжения идет формирование грабеновых прогибов в наиболее приподнятых их частях. На последующих стадиях рифтовые зоны могут служить осевыми частями более крупных опусканий, или, в случае смены растяжения сжатием, перерождаются в складчатые приподнятые сооружения геосинклинального типа.

Распространение рифтовых зон не имеет строго линейного характера. Отдельные их части (элементы) взаимно смещаются в поперечном направлении по трансформным разломам.

Изучение современных и древних рифтовых зон в океане и на континентах позволит получить ясное представление о строении и геологической истории этих крупных геологических планетарных структур, а также о нефтегазоносности многокилометровых осадочных пород, заполняющих многие рифтовые впадины. Озеро Байкал как относительно молодая рифтовая зона при ее дальнейшем изучении способна предоставить еще более обширный материал для более глубокого понимания сущности геологических, магматических процессов в области рифтовых зон.