Как и в далёкие времена, медленно движутся материки. Возможно, через 200 миллионов лет они объединятся, и на месте Евразии возникнет новый суперконтинент Амазия. Но есть вероятность, что всё произойдет наоборот, и глубинные мантийные процессы расколют континент, на котором мы живем.
Инна Юрьевна Сафонова — кандидат геолого-минералогических наук, cтарший научный сотрудник лаборатории петрологии и рудоносности магматических формаций Института геологии и минералогии им. В.С. Соболева СО РАН; ассоциированный редактор журналов Gondwana Research и Geoscience Frontiers, приглашенный редактор спецвыпусков журналов Gondwana Research и Journal of Asian Earth Sciences. В 2012-2015 гг. — лидер крупномасштабного проекта № 592 Международной Программы геологических корреляций при ЮНЕСКО (IGCP-UNESCO) «Образование континентальной коры Центрально-Азиатского складчатого пояса в сравнении с актуалистическим примерами из западной Пацифики».
Сердце Евразии
Основная цель проекта — широкомасштабные мультидисциплинарные исследования процессов образования континентальной коры Центрально-Азиатского складчатого пояса. Почему был выбран именно этот объект?
Центрально-Азиатский складчатый пояс (ЦАСП) — это огромная горная система, которая протянулась от Казахстана до Дальнего Востока. С фундаментальной точки зрения ЦАСП возник в ходе эволюции и закрытия Палеоазиатского океана. Многие исследователи считают, что процессы, происходившие в этом древнем океане и на его активных окраинах, были очень похожи на те, которые происходят в настоящее время в Тихом океане (Пацифике). Установить достоверность этих корреляций и выяснить роль континентальных блоков в истории формирования коры ЦАСП входит в задачи участников проекта.
ЦАСП является ядром Евразийского континента, чье образование, собственно, и началось с формирования этого пояса в результате коллизии и последующей амальгамации (объединения) Сибирского, Казахстанского, Таримского и Северо-Китайского континентов. Эволюция Евразийского континента в прошлом и его судьба в будущем зависела и будет зависеть от процессов, происходящих в ЦАСП и окружающих его континентальных блоках и разделяющих их складчатых поясах. Общий тренд движения континентальных блоков в северном направлении, сложившийся еще 300 миллионов лет назад, сохраняется и в настоящее время: Индо-Австралийская плита (Индия и Австралия) движется в сторону Евразии со скоростью 7-8 см в год. Тихоокеанская погружается под восточную окраину Азии со скоростью 8-11 см в год, сокращая размеры самого океана и приближая к азиатской окраине не только Северно-Американский, но и Южно-Американский континентальный блоки. Возможно, через 200 миллионов лет Евразийский континент будет местом будущего суперконтинента Амазии, включающего в себя почти все материки Земли.
«Хорошие» и «плохие» процессы
С практической точки зрения в изучении ЦАСП есть два важных аспекта, связанных с социально значимыми геологическими процессами: «положительными», ведущими к образованию месторождений полезных ископаемых, и «отрицательными» — теми, что вызывают катастрофические явления природы и негативно сказываются на жизни людей и состоянии окружающей среды, например, землетрясения.
Многие месторождения полезных ископаемых, как известно, связаны с крупными перестройками в геологической истории. Исследователи установили: когда начали сталкиваться континенты и возник ЦАСП, по всему поясу практически синхронно образовались золоторудные залежи. Этот процесс даже получил название «Джек-пот 290», так как 290 миллионов лет назад произошли важные тектонические перестройки, включая несколько коллизионных событий. На каждом этапе развития пояса формировались определенные месторождения: различным геологическим структурам и ассоциациям пород свойственны характерные только для них ископаемые, именно так их и ищут.
В целом, ЦАСП является уникальной горной системой, не сравнимой ни с какой другой, и её минеральное богатство определяется как раз очень сложной историей развития. Даже после образования пояса, когда столкнувшиеся континенты уже перестали двигаться, его развитие не прекратилось: внутри продолжались очень активные геологические процессы, например, связанные с глубокими мантийными плюмами, что привело к образованию месторождений платины, меди и других ценных металлов.
Что касается сейсмики, это связано не столько с образованием ЦАСП, сколько с его реакцией на процессы, происходящие к югу от пояса. Например, Индия продолжает внедряться в Евразию, с которой она столкнулась примерно 50 миллионов лет назад. Напряжения, вызванные этим продолжающимся продвижением на север, порождают сильные землетрясения. В первую очередь, конечно, в пределах Альпийско-Гималайского складчатого пояса, расположенного южнее Центрально-Азиатского, но эти напряжения продолжают расходиться на север как раз благодаря тому, что ЦАСП имеет сложную структуру, то есть состоит из множества горных цепей, разделенных жесткими блоками микроконтинентов. Это сложное строение и позволяет распространять деформации, идущие с юга. Поэтому землетрясения, вызванные коллизией Индии и Евразии, происходят не только в Индии, Непале, Иране, Афганистане и Турции и других регионах Альпийско-Гималайского пояса, они доходят и до нас. И землетрясение 2003 года в Алтайских горах многие исследователи считают отголоском именно этих процессов.
Сейсмичность в Забайкалье также напрямую связана с историей развития ЦАСП. Байкал — очень глубокое озеро, оно заполняет рифтовую впадину, образовавшуюся в результате растрескивания коры и расхождения её частей в стороны. Специалисты считают: это случилось в результате «давления изнутри», то есть поднятия энергетического и вещественного потока из глубин мантии, что является логическим продолжением эволюции пояса и, вероятно, связаны с процессами, происходящими на активных окраинах Азиатского континента, главной части Евразии.
Что общего у Горного Алтая и Японии?
В рамках проекта ученые обнаружили модельные ассоциации океанических пород, которые встречаются в аккреционных комплексах буквально по всему Центрально-Азиатскому складчатому поясу. Началось всё с Горного Алтая. Используя модель стратиграфии океанической плиты, разработанную на аккреционных комплексах Японии, удалось установить похожие закономерности в геологическом развитии двух весьма отдаленных друг от друга регионов Азии. В Японии, буквально каждый квадратный километр которой в силу небольших размеров страны изучен и описан, находятся идеальные объекты для сравнения с алтайскими. Благодаря данным, предоставленным японскими коллегами, российские специалисты реконструировали процессы, происходившие на нашей территории.
Современная Япония — это система островов, протянувшаяся вдоль глубоководного желоба, места, куда погружается океаническая кора, которая движется со скоростью 8-11 см в год и как раз в районе архипелага опускается под него. Такая же зональность — край континента, окраинное море, островная дуга и океан — реконструируется и на Горном Алтае. Можно сказать, эти территории — почти близнецы, только Алтай намного старше: ему более 600 миллионов лет, в то время как геологическая история Японии, по разным оценкам, насчитывает от 400 до 300 млн лет.
«В районе Инуяма на острове Хонсю в Японии, на небольшом расстоянии — километра 2-3 — я фактически прошла от срединно-океанического хребта до глубоководного желоба, то есть преодолела «расстояние» в сто миллионов лет. Такой идеальной обнаженности, когда ты видишь непрерывные ряды прекрасно продатированных пород, охватывающих столь длительный период, больше нет нигде», — уточняет Инна Сафонова.
Проект 56 стран
— Проекты Международной Программы геологических корреляций ЮНЕСКО — дело сугубо добровольное и построено исключительно на энтузиазме», — рассказывает исследовательница. — Наш начался с того, что мои коллеги — профессор Раймар Зальтман (Reimar Seltmann) из британского Музея естественной истории в Лондоне и профессор Мин Сун (Min Sun) из Университета Гонконга предложили мне написать проект, что я и сделала с помощью них и других коллег из разных стран. Затем необходимо было организовать международное содействие. Что это значит? Мы приглашали наших коллег написать письма поддержки, которых в итоге получили больше ста. Когда проект был поддержан, основная наша задача сводилась к тому, чтобы информировать участников о планах конференций, полевых работ и других исследований. ЮНЕСКО выделяет деньги только для участия в научных мероприятиях ученых из развивающихся стран, женщин и молодежи. Проще говоря, это организация дает вам в руки флаг, на котором написано: ваша тема крайне важна для мирового сообщества. А дальше вы уже самостоятельно изыскивайте людей и деньги. К сожалению, у нас в стране это не очень работает, но мои китайские коллеги под этим флагом собрали немалые средства и получили серьезные научные результаты. Впрочем, это не умаляет заслуги российской стороны: у нас очень много объектов и данных, список российских участников весьма внушительный, около ста человек, а результаты соответствуют самому высокому международному уровню.
«Хочу сказать, что вначале не всё было гладко. Далеко не каждый воспринял наше предложение участвовать в проекте положительно, так как у нас довольно распространено предубеждение: затея, происходящая без высшего руководства, обречена на провал. По мнению же организаторов программы Раймара Зальтмана (Музей естественной истории, Лондон), Мин Суна (Университет Гонконга), Веньжао Сяо (Институт геологии и геофизики Китайской Академии Наук, Пекин) и моему, как раз участие активно работающих сотрудников, не обремененных огромными административными заботами и обязанностями — залог успеха. В итоге мы оказались правы. А проект получил поддержку не только потому, что он хороший, но и потому, что в ЮНЕСКО с уважением относятся к женщинам-ученым и поощряют их лидерство. Вообще, за всю историю проектов IGCP, то есть с 1974 года, среди лидеров (тех, кто инициирует и координирует проект и отчитывается по нему) из России была всего одна женщина — академик Лия Когарко, возглавлявшая проект в 1990-х. Поэтому для меня большая честь возглавлять IGCP № 592», — отмечает Инна Сафонова.
— Изначально мы получили поддержку от наших коллег из 23 государств. Постепенно количество участников росло, и к концу 2015 года в нашем проекте были задействованы специалисты уже из 56 стран. Это не только участники экспедиций и различных тренингов, конференций и совещаний, где мы выступаем чаще коспонсорами, но и авторы статей, которые ссылаются на наши работы. От нас требуется не только научный вклад, но и социальный — вовлечение молодежи, кооперация с другими программами. Таким образом, каждый год в проекте работают 200-300 человек, а если учитывать всех соавторов статей, то и больше. Пользуясь случаем, я хочу выразить самую глубокую благодарность моим российским коллегам, которые поддержали меня на самой тяжелой стадии проекта, в его начале, и оказывают содействие до сих пор: академикам М.А. Федонкину (ГИН РАН, Москва), Н.П. Похиленко (ИГМ СО РАН, Новосибирск), В.В. Ярмолюку (ИГЕМ РАН, Москва), А.И. Ханчуку (ДВГИ ДВО РАН, Владивосток), докторам наук Д.П. Гладкочубу и С.В. Рассказову (Иркутск), В.А. Симонову, А.Э. Изоху, А.С. Борисенко, С.К. Кривоногову, О.М. Туркиной (Новосибирск), Г.С. Биске (Санкт-Петербург), Е.В. Кислову (Улан-Уде) и многим другим моим коллегам из ИГМ СО РАН (Новосибирск), ИГГД РАН (Санкт-Петербург), Санкт-Петербургского университета, ИГЕМ РАН (Москва), ГИН РАН (Москва), ИЗК СО РАН (Иркутск), ГИН СО РАН (Улан-Удэ), ГИ КНЦ РАН (Петрозаводск) и других организаций. Спасибо им всем!
2015 год должен был быть последним из четырех, но мы получили так много важных результатов, что планируем продлить программу еще на год. В 2012 г. у нас было около 20 публикаций, по итогам второго года — 40, третьего — около 60. А в 2015 общее количество публикаций превысило 100 (всего — 108), включая два спецвыпуска международных журналов (Journal of Asian Earth Science и Tectonophysics). В планах на 2016 год — спецвыпуск в журнале Gondwana Research, который является одним из самых высокорейтинговых журналов по Наукам о Земле (третье место после Nature Geoscience и Annual Science Reviews), публикация специальной монографии по предложению Геологического общества Лондона, а также участие в 35-ом Международном геологическом конгрессе в Кейптауне, проходящем раз в четыре года. Если сравнивать наш проект с другими текущими проектами IGCP, то нет ни одного, сопоставимого с нашим по результатам: количеству публикаций, научных конференций, лекций, семинаров, полевых экскурсий и тренингов для молодых ученых.
О себе лично я могу сказать, что мои лучшие публикации глобального, синтетического характера появились благодаря этому проекту. Такая работа дает возможность перешагнуть рамки узкой специализации, выйти из своей «зоны комфорта», преодолеть страх и замахнуться на что-то большее. Например, сравнить свои объекты с гораздо более древними либо с современными. И, конечно, делать проекцию в будущее.
Возможно, современные движения литосферных плит приведут к образованию нового суперконтинента Амазия, что по нашим оценкам может произойти через 200 миллионов лет. Однако на континентальную кору Центральной и Восточной Азии оказывают сильное влияние и глубинные мантийные процессы, проявляющиеся в активном внутриконтинентальном рифтинге (раскалывании континентальной коры «изнутри») и вулканизме. И кто победит — континенты, «плывущие» по поверхности по направлению к Евразии, или давление изнутри, которое может её расколоть — вопрос сложный. Ответ на него выходит за рамки нашего исследования, но, возможно, для кого-то это будет интересной темой на будущее.
Мне бы хотелось, чтобы наши задачи и достижения были понятны не только геологам. Центрально-Азиатский складчатый пояс по результатам цитирования по системе SCOPUS в 2013 г. и на сессии IGCP того же года в Париже был отмечен как один из самых важных геологических объектов, исследуемых в мире. Он представляет большой интерес для ученых как место, где образовалось огромное количество богатейших месторождений полезных ископаемых самых разных видов и возрастов, а также с точки зрения изучения его сейсмичности — того, что представляет риски для человечества.
Координировать подобный проект непросто, это требует массы сил и времени 24 часа в сутки и 7 дней в неделю, но я бы хотела, чтобы молодые ученые не боялись ничего, и, как я когда-то, смело брались за новое. Ничего невозможного нет. Вначале нам казалось, что выполнить такой огромный объем работ нереально, тем не менее, мы это сделали, и результаты наши говорят сами за себя, — говорит Инна Сафонова.
Справка:
Проект IGCP № 592 был поддержан Международной Программой геологических корреляций (IGCP, International Geological Correlation Program), финансируемой ЮНЕСКО и. Международным союзом по наукам о Земле (International Union of Geological Sciences, IUGS). IUGS выделил Центрально-Азиатский складчатый пояс в числе самых приоритетных объектов исследования в мире. В рамках проекта в 2012-2015 гг. проводились исследования на Горном Алтае, в восточном Казахстане, на Киргизском и Китайском Тянь-Шане, в Забайкалье, на Дальнем Востоке, в Джунгарии и Бейшанском орогене Китая, во Внутренней Монголии и в Японии. Самые активные участники — Россия, Китай, Англия, Франция, Германия, Австралия, Япония, Южная Корея, Монголия, Казахстан, Узбекистан. В проекте принимают участие специалисты разных областей наук о Земле: геологи, тектонисты, петрологи, седиментологи, палеонтологи, геохимики, геохронологи, геофизики, а также физики, химики, биологи.
Елена Трухина
Фото предоставлены Инной Сафоновой
