Кіріспе
Континенттік соқтығысу – тектоникалық тақталардың жақындасқан шекараларында таулардың пайда болу құбылысы. Геологияда континенттік соқтығысу – конвергенттік шекараларда болатын тақталық тектониканың бір құбылысы. Континенттік соқтығысу – субдукцияның негізгі процесінің бір түрі, онда субдукция аймағы жойылып, таулар пайда болады және екі континент біріктіріледі. Континенттік соқтығысу тек Жерде ғана кездеседі. Континенттік соқтығысу жедел оқиға емес, соқтығысу нәтижесінде пайда болған жарықтар мен бүктелулер тоқтағанға дейін ондаған миллион жылға созылуы мүмкін. Үндістан мен Азия арасындағы соқтығысу шамамен 50 миллион жылдан бері жалғасып келеді және әлі де тоқтап тұрған жоқ. Шығыс және Батыс Гондвананың Шығыс Африка Орогенін қалыптастыруға соқтығысуы басталуынан (610 млн жыл бұрын) аяқталуына (510 млн жыл бұрын) дейін шамамен 100 миллион жыл кеткен. Гондвана мен Лавразияның Пангеяны қалыптастырудағы соқтығысуы салыстырмалы түрде қысқа мерзімде, шамамен 50 миллион жылға созылған.
general context
In geology, continental collision is a phenomenon of plate tectonics that occurs at convergent boundaries. Continental collision is a variation on the fundamental process of subduction, whereby the subduction zone is destroyed, mountains produced, and two continents sutured together. Continental collision is only known to occur on Earth. Continental collision is not an instantaneous event, but may take several tens of millions of years before the faulting and folding caused by collisions stops. The collision between India and Asia has been going on for about 50 million years already and shows no signs of abating. Collision between East and West Gondwana to form the East African Orogen took about 100 million years from beginning (610 Ma) to end (510 Ma). The collision between Gondwana and Laurasia to form Pangea occurred in a relatively brief interval, about 50 million years long.
Субдукция аймағы: соқтығысу орны
Процесс екі континенттің (континенттік қабықтың әртүрлі бөліктері) мұхит (және мұхит қабығы) арқылы бөлінген күйде біртіндеп жақындасуымен басталады, соның салдарынан мұхит қабығы субдукция аймағында баяу жойылады. Субдукция аймағы бір континенттің жиегінен өтеді және оның астына еніп, одан кейін, мысалы, бүгінгі Оңтүстік Америкадағы Анд таулары сияқты, вулкандық тау тізбектерін қалыптастырады. Субдукцияға бүкіл литосфера қатысады, оның тығыздығы көбінесе оның құрамындағы қабықтың түрімен анықталады. Мұхит қабығы жұқа (~6 км қалыңдық) және тығыз (шамамен 3,3 г/см3), оның құрамында базальт, габбро және перидотит болады. Сондықтан, мұхит қабығының көп бөлігі мұхит шұңқырында оңай субдукцияланады. Керісінше, континенттік қабық қалың (~45 км қалыңдық) және жеңіл, негізінен граниттік тау жыныстарынан тұрады (орташа тығыздығы шамамен 2,5 г/см3). Континенттік қабық субдукциялануы қиын, бірақ ол 90-150 км немесе одан да тереңге дейін субдукцияланады, бұл өте жоғары қысымды (UHP) метаморфтық жиынтықтармен дәлелденеді. Океан болғанша қалыпты субдукция жалғасады, бірақ төмен қарай жылжитын тақтамен бірге континент шұңқырға енгенде субдукция жүйесі бұзылады. Онда қалың континенттік қабық болғандықтан, бұл литосфера астыңғы астеносфералық мантиядан жеңіл болады және қалыпты субдукция тоқтатылады. Жоғарғы тақтадағы вулкандық доға біртіндеп сөнеді. Субдукцияға қарсылық көрсетіп, қабық жоғары және төмен бүгіліп, бұрын шұңқыр болған жерде таулар пайда болады. Шұңқырдың орны екі континенттік аймақтың арасындағы тігіс зонасын көрсететін аймаққа айналады. Тігіс зоналары көбінесе офиолиттер деп аталатын бұрынғы мұхит қабығы мен мантиялық тау жыныстарының фрагменттерімен белгіленеді.
Континенттік қабықтың терең субдукциясы
Төмендеу тақтасындағы континенттік қабық соқтығысу кезінде төмендеу тақтасының бір бөлігі ретінде тереңге субдукцияланады, бұл субдукция аймағына енген тығыз қабық ретінде анықталады. Субдукцияланған континенттік қабықтың белгісіз үлесі өте жоғары қысымды (UHP) метаморфтық аймақтар түрінде жер бетіне қайта оралады, олар метаморфты коэзит және/немесе алмаз, сондай-ақ силикатқа бай гранаттар және/немесе калийлі пироксендерді қамтиды. Бұл минералдардың болуы континенттік қабықтың кем дегенде 90–140 км тереңдікке дейін субдукцияланғанын көрсетеді. UHP аймақтарының мысалдары Қытайдың шығыс-орталық аймағындағы Даби-Сулу белдемінен, Батыс Альптардан, Үндістанның Гималайынан, Қазақстанның Көкшетау массивінен, Еуропаның Богемия массивінен, Солтүстік-Батыс Қытайдың Солтүстік Қайдамынан, Норвегияның Батыс гнейс аймағынан және Малиден белгілі. Көптеген UHP аймақтары қиылысқан жапырақтардан немесе қабаттардан тұрады. Көптеген UHP аймақтарының жұқа жапырақтардан тұруы континенттік қабықтың қалың, көлемдік тұрғыдан басым бөліктері одан да тереңге субдукцияланғанын көрсетеді.
Орогенез және құлдырау
Орогенез пайда болады, таулар соқтығысу аймағында өсе бастағанда. Таулардың пайда болуының және орогенездің басқа да түрлері бар, бірақ континенттік соқтығысу олардың ең маңыздыларының бірі болып табылады. Таулар көтерілген сайын жаңбыр мен қар жауу мөлшері артады, мүмкін жылына бірнеше миллиметр (1 мм/жылдық өсу қарқынымен 5000 м биіктіктегі тау 5 миллион жылда қалыптасады, бұл уақыт аралығы әдеттегі соқтығысу аймағының өмірінің 10% -дан кем). Өзен жүйелері қалыптасады және ең биік шыңдарда мұздықтар өсе алады. Таулардың көтерілуімен эрозия жылдамдайды, ал үлкен көлемдегі шөгінділер өзендерге құйылады, олар таулардан шөгінділерді алып, оларды қоршаған жазықтардағы шөгінді алаптарға жеткізеді. Жер қыртысының тау жыныстары шөгінділердің үстінен итеріледі, ал тау белдеуі биіктігі арта келе кеңейеді. Изостазия талабына сәйкес, жер қыртысының тамыры да дамиды; таулар қалың жер қыртысымен жатса, биік болуы мүмкін. Жер қыртысының қалыңдауы жер қыртысының қысқаруы немесе бір қабықтың екіншісін басып өтуі нәтижесінде болуы мүмкін. Қалыңдаумен бірге қызу да жүреді, сондықтан қабық қалыңдаған сайын әлсірейді. Төменгі қабық ағып, өсіп келе жатқан тау массасының астында құлайды, тау жотасының жоғарғы бөлігінде жарылыстарды құрайды. Төменгі қабық жартылай балқып, анатектикалық граниттерді жасайды, содан кейін олар жоғарыдағы қабаттарға көтеріліп, граниттік интрузияларды құрайды. Жер қыртысының қалыңдауы соқтығысу аймақтарындағы таулардың өсуіне қарсы әсер ететін екі фактордың бірі болып табылады, екіншісі – эрозия. Тауларды эрозия жойды деген кең таралған пікір толыққанды емес, өйткені уақыт өте келе төменгі мантияның тұтқыр ағыны да бедерді азайтады, әсіресе соқтығысу аяқталғаннан және екі континент толығымен біріккеннен кейін. Континенттер арасындағы жақындасу жалғасуда, себебі жер қыртысы әлі де субадукциялық аймақтағы мұхиттық литосфераның батып кетуімен соқтығысудың екі жағынан да және соқтығысқан континенттің астынан тартылып тұрады. Соқтығысқан кезде пайда болған таулардың өсу қарқыны магмалық тау жыныстары мен метаморфозға ұшыраған бірліктердің радиометриялық жасы арқылы және таулардың көтерілуінен қоршаған алаптарға түсетін шөгінділердің жазбасын зерттеу арқылы өлшенеді. Ежелгі жақындасу қарқынын палеомагниттік өлшемдермен анықтауға болады, ал қазіргі жақындасу қарқынын GPS арқылы өлшеуге болады.
Қашықтықтан әсер ету
Соқтығысудың салдары соқтығысқан және тау пайда болған жерден әлдеқайда алысқа дейін сезіледі. Екі континенттің жақындасуы жалғасқан сайын, жер қыртысының қалыңдап, биіктеген аймағы кеңейе түседі. Егер мұхиттың еркін беті болса, жақын орналасқан қыртыс блоктары оған қарай жылжуы мүмкін. Мысалы, Үндістанның Азиямен соқтығысуы нәтижесінде жер қыртысының үлкен бөліктері қазіргі Оңтүстік-Шығыс Азияны құрау үшін оңтүстікке қарай жылды. Тағы бір мысал – Арабияның Азиямен соқтығысуы, ол Анатолиялық плитаны (қазіргі Түркия) қысып тұр. Осының салдарынан Түркия батысқа және оңтүстікке қарай Жерорта теңізіне жылжуда, соқтығысу аймағынан алшақтауда. Бұл алысқа тараған әсерлер жарылымдардың және жарылымдық аңғарлардың, мысалы, Жердегі ең терең көл – Байкал көлінің пайда болуына себеп болуы мүмкін.
Қалдықтардың соқтығысу аймақтары
Континенттердің соқтығысуы – суперконтиненттер циклінің маңызды бөлігі және бұрын көп рет болған. Көне соқтығысу аймақтары терең эрозияға ұшыраған, бірақ оларды әлі де тануға болады, себебі олар қарқынды деформация, метаморфизм және плутондық белсенділік орындарын көрсетеді, бұл соқтығысуға дейін әртүрлі геологиялық тарихқа ие континенттік қабық бөліктерін ажыратады. Геологтар ескі соқтығысу аймақтарын "тігіс аймақтары" деп атайды, өйткені осы жерде екі континент бірігіп, тігіледі.