Котловина озера Байкал как внутриконтинентальная рифтовая зона

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. [2].

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. [3].

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. [2].

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. [4].