Кратон
Кратон (от гръцкото κράτος – „сила“) е стара и стабилна част от континенталната литосфера,[1] където литосферата е съставена от двата най-горни слоя на Земята – кората и горната мантия. Кратоните обикновено се намират във вътрешността на тектонските плочи, където са оцелели след периоди на сливане и разделяне на континентите. Типичният им състав е от древен кристален фундамент, който може да е покрит от по-млади седиментни скали. Имат дебела кора и дълбоки литосферни корени, които могат достигат до няколкостотин километра навътре в мантията.
Терминът кратон се използва, за да се разграничи стабилната част от континенталната кора от региони, които са по-активни и нестабилни геологически. Кратоните могат да се разглеждат като щитове, при които фундаментът се е показал на повърхността или като платформи, при които фундаментът е покрит със седиментни скали.
Терминът е предложен за пръв път от австралийския геолог Леополд Кобер през 1921 г. под наименованието кратоген. По-късно германецът Ханс Щиле съкращава името до кратон.[2]
Структура
редактиранеКратоните имат дебели литосферни корени. Мантийната сеизмична томография показва, че под кратоните има необичайно студена мантия, съответстваща на литосфера, която е над двойно по-дебела от типичната океанска или континентална литосфера.[3] При тази дълбочина кратонът се разпростира в астеносферата.[3] Литосферата на кратона е ясно различима от океанската литосфера, защото кратоните имат неутрална или положителна плавателност и малка вътрешна плътност. Тази малка плътност компенсира за евентуално увеличаване на плътността, поради геотермално свиване, и не позволява на кратона да потъне в дълбоката мантия. Литосферата на кратона е много по-стара (до 4 милиарда години) от океанската литосфера (до 180 милиона години).[3]
Скални фрагменти (ксенолити), донесени от мантията чрез магма, съдържаща перидотит, се намират на повърхността като инклузии в т.нар. кимберлитови тръби. Тези инклузии имат плътности, съответстващи на състава на кратона и са съставени от мантиен материал, останал след високите температури на частично топене. Перидотитът силно се влияе от влага. Влагата на перидотита в кратона обикновено е много ниска, което води до много по-голяма издръжливост на скалата. Той, също така, съдържа висок процент магнезий с малка маса, вместо калций или желязо с по-голяма маса.[3]
Образуване
редактиране
Процесът, при който се образуват кратони, се нарича кратонизация. Първите големи кратонски маси се образуват по време на архай. През ранния архай топлинният поток на Земята е близо три пъти по-голям от днешния, поради по-голямата концентрация на радиоактивни изотопи и остатъчна топлина от акрецията на Земята. По това време има значително по-голяма тектонска и вулканична активност. Мантията има по-малък вискозитет, а кората е по-тънка. Това води до бързо образуване на океанска кора при хребетите и горещите точки, както и до бързо рециклиране на океанската кора при зоните на субдукция.
Съществуват поне три хипотези за това как са се образували кратоните:[3]
- Повърхностната кора се е удебелила чрез издигането на струя от дълбок разтопен материал.
- Последователно подпъхващи се плочи от океанската литосфера са се застопорили под протократон.
- Натрупване от островни дъги или континентални фрагменти, плаващи заедно и създаващи кратон.
Земната повърхност вероятно е била разчупена на много малки плочи с вулканични острови и дъги на много места. Малки протоконтиненти (кратони) са се образували, когато скали от кората са се разтопили отново при горещите точки и са били рециклирани в зоните на субдукция.
През ранния архай няма големи континенти и малките протоконтиненти вероятно са били нормата в мезоархай, тъй като не са могли да се слепят в по-големи единици, заради високата геоложка активност. Тези протоконтиненти (кратони) вероятно са се образували при горещите точки чрез разнообразни източници: мафична магма, разтопяваща повече скали, частично разтопяване на мафичните скали и от метаморфоза на седиментни скали. Въпреки че първите континенти се образуват през архай, скалите от този период съставят едва 7% от днешните кратони на Земята. Доказателствата сочат, че между 5 и 40% от сегашната континентална кора се е образувала през архай.[4]
Ерозия
редактиранеДългосрочната ерозия на кратоните понякога се нарича кратонски режим. Тя води до образуването на равнинни повърхности, познати като пенеплени.[5] Друг резултат от дългия живот на кратоните е, че те могат да се променят между периоди на относително ниски и високи морски равнища. Високите морски нива водят до по-влажен и океански климат, докато обратното води до по-континентален климат.[6]
Много кратони имат потисната топография от докамбрийски времена, като например Балтийския щит, който е ерозирал до нисък терен още през късния мезопротерозой.[7][8]
Източници
редактиране- ↑ Всеволод Курчатов. Геология за всеки. София, Пенсофт, 2004. ISBN 954-642-221-5. с. 294.
- ↑ Şengör, Celâl. The Large-wavelength Deformations of the Lithosphere: Materials for a history of the evolution of though from the earliest times toi plate tectonics. Т. 196. 2003. с. 331.
- ↑ а б в г д Petit, Charles. „Continental Hearts – Science News“. Science News. Society for Science & the Public. 178 (13): 22 – 26. doi:10.1002/scin.5591781325. с. 24 – 26. ISSN 0036 – 8423.
- ↑ Stanley, Steven M. (1999). Earth System History. New York: W.H. Freeman and Company. с. 297 – 302. ISBN 0-7167-2882-6.
- ↑ Fairbridge, Rhodes W.; Finkl Jr., Charles W. (1980). „Cratonic erosion unconformities and peneplains“. The Journal of Geology. 88 (1): 69 – 86.
- ↑ Fairbridge, Rhodes W. и др. Cratonic erosion unconformities and peneplains // The Journal of Geology 88 (1). 1980. с. 69 – 86.
- ↑ Lindberg, Johan. berggrund och ytformer // Uppslagsverket Finland. 4 април 2016. (на шведски)
- ↑ Lundmark, Anders Mattias и др. The provenance and setting of the Mesoproterozoic Dala Sandstone, western Sweden, and paleogeographic implications for southwestern Fennoscandia // Precambrian Research 275. 2016. с. 197 – 208.