Кіріспе

Теңіз түбінің жайылуы — мұхит орталық тізбектерінде жүретін процесс, онда жаңа мұхиттық қыртыс вулкандық әрекет арқылы қалыптасып, кейіннен тізбектен бірте-бірте алыстай түседі.

Зерттеу тарихы

Альфред Вегенер мен Александр дю Тойттың континенттік дрейф туралы бұрынғы теориялары, қозғалып жатқан материктердің бекітілген және жылмайтын теңіз түбінен "өте" шығуын болжаған. Теңіз түбінің өзі қозғалады және континенттерді өзімен бірге алып жүреді, орталық жарылым осінен кеңейеді деген идеяны 1960 жылдары Принстон университетінің Гарольд Хаммонд Хесс және Сан-Диегодағы АҚШ Әскери-теңіз электроника зертханасының Роберт Диц ұсынды. Бұл құбылыс бүгінде пластинкалық тектоника деп аталады. Екі пластинаның айырылысқан жерлерінде, мұхиттың орталық жоталарында, теңіз түбінің таралуы барысында жаңа теңіз түбі үнемі қалыптасады.

Маңыздылығы

Теңіз түбінің таралуы тектоникалық плиталар теориясында континенттік дрейфті түсіндіруге көмектеседі. Океандық плиталар айырылғанда, тартылыс күші литосферада жарықтардың пайда болуына себеп болады. Теңіз түбінің таралу тізбегін қозғаушы күш магма қысымы емес, субдукция аймақтарындағы тектоникалық плиталардың тартылуы, бірақ таралу тізбектерінде әдетте маңызды магмалық белсенділік болады. Субдукцияланбайтын плиталар жоғары орта мұхит тізбектерінен гравитация күшімен сығады, бұл процесс тізбек итеру деп аталады. Ең жоғары белгілі жылдамдық – Шығыс Тынық мұхитының өрлеуінде миоцен дәуірінде 200 мм/жылдан асты. 1960 жылдары Жердің магнит өрісінің геомагниттік керілулерінің бұрынғы жазбалары мұхит түбіндегі магниттік жолақтардың "аномалияларын" байқау арқылы анықталды. Бұл кеңінен көрінетін "жолақтарды" құрайды, онда теңіз бетінен немесе ұшақтан сүйретілетін магнитометрмен алынған деректерден өткен магнит өрісінің полярлығын анықтауға болады. Орта мұхит тізбегінің бір жағындағы жолақтар екінші жағындағылардың көлеңкесі болды. Белгілі бір жастағы керілуді анықтап, оның таралу ортасынан қашықтығын өлшеу арқылы таралудың жартылай жылдамдығын есептеуге болады. Кейбір жерлерде таралу жылдамдығының асимметриялық екені анықталды; тізбектің әр жағындағы жартылай жылдамдық шамамен бес пайызға өзгеше. Бұл таралу орталығына жақын мантиалық қаусыздардан астеносферадағы температура градиентіне байланысты деп есептеледі. Қыртыс аккреция аймағында 1-2 км ені бар неовулканикалық аймақ орналасқан, онда белсенді вулканизм жүреді.

Бастапқы таралу

Жалпы алғанда, теңіз түбінің жайылуы континенттік құрлықтағы жарылыс ретінде басталады, бүгінгі Қызыл теңіз – Шығыс Африка жарылыс жүйесіне ұқсас. Бұл процесс континенттік қабықтың негізінде қызудан басталады, ол оның пластикалыққа айналуына және тығыздығының төмендеуіне себеп болады. Тығыздығы төмен денелер тығыз денелерге қатысты көтерілетіндіктен, қыздырылатын аймақ кең дөңгелекке айналады (изостазияны қараңыз). Қабық жоғары қарай иілгенде, жарықтар пайда болады, олар біртіндеп жарылыстарға өседі. Типик жарылыс жүйесі шамамен 120 градус бұрышта орналасқан үш жарылыс қолдан тұрады. Бұл аймақтар үштік түйісу деп аталады және оларды бүкіл әлемде кездестіруге болады. Континенттердің бөлінген жиектері пассивті жиектерге айналу үшін дамиды. Гесс теориясы бойынша, жаңа теңіз түбі магманың жоғары қарай итерілуі нәтижесінде пайда болады. Егер таралу жоғарыда сипатталған бастапқы кезеңнен кейін де жалғасса, онда екі жарылыс қолдары ашылады, ал үшінші қол ашылмай қалып, «сәтсіз жарылыс» немесе аулакогенге айналады. Екі белсенді жарылыс ашыла берген сайын, континенттік қабық созылатын шегіне дейін әлсірейді. Осы кезде базальттік мұхит қабығы және жоғарғы мантия литосферасы бөлініп бара жатқан континенттік фрагменттердің арасында қалыптаса бастайды. Жарылыстардың бірі барлық мұхитқа ашылғанда, жарылыс жүйесі теңіз суымен толтырылып, жаңа теңізге айналады. Қызыл теңіз – жаңа теңіз саласының мысалы. Шығыс Африка жарылысы басқа екі қолға қарағанда баяу ашылып жатқан сәтсіз қол деп есептелді, бірақ 2005 жылы Эфиопияның Афар геофизикалық литосфералық эксперименті 2005 жылдың қыркүйегінде Афар аймағында 60 км жарық сегіз метрге дейін ашылғанын хабарлады. Бұл бастапқы толқындау кезеңінде жаңа теңіз климаттың өзгеруіне және эвстазияға сезімтал. Нәтижесінде, жаңа теңіз бірнеше рет буланып (ішінара немесе толықтай) жарылыс ойпатының биіктігі теңіздің тұрақтанатын деңгейге дейін төмендегенше. Осы кезеңде жарылыс ойпатында ірі булану шөгінділері қалыптасады. Кейіннен бұл шөгінділер көмірсутектердің тығыздауыштарына айналуы мүмкін және мұнай геологтары үшін ерекше қызығушылық тудырады. Теңіз түбінің жайылуы процесте тоқтауы мүмкін, бірақ егер ол континенттің толық бөлінуіне дейін жалғасса, жаңа мұхит алабы пайда болады. Қызыл теңіз әлі Арабияны Африкадан толық бөліп қоймаған, бірақ Африканың екінші жағында толық бөлініп кеткен ұқсас құрылым бар. Оңтүстік Америка бұрын Нигер дельтасының аумағына сәйкес келген. Нигер өзені үштік түйісудің сәтсіз жарылыс қолында қалыптасқан.

Ұдайы таралу және субдукция

Жаңа теңіз түбі пайда болып, орта мұхит қыртысынан алшақтағанда, уақыт өте келе баяу салқындайды. Сондықтан, ескі теңіз түбінің температурасы жаңа теңіз түбінен төмен, ал ескі мұхит алабы изостазия салдарынан жаңа мұхит алабынан терең болады. Егер Жердің диаметрі жаңа қыртыс пайда болуына қарамастан салыстырмалы түрде тұрақты болса, онда қыртыстың де жойылу механизмі болуы керек. Мұхит қыртысының жойылуы субдукция аймақтарында жүзеге асады, онда мұхит қыртысы континенттік немесе мұхит қыртысының астына итеріледі. Бүгінде Атлантика бассейні Атлантика орта қыртысында белсенді түрде таралуда. Атлантикада пайда болған мұхит қыртысының тек шағын бөлігі ғана субдукцияланады. Алайда, Тынық мұхитын құрайтын плиталар өздерінің көптеген шекараларында субдукцияға ұшырайды, бұл Тынық мұхитының «От сақинасы» деп аталатын вулкандық белсенділігіне себеп болады. Тынық мұхиты сондай-ақ, Тынық және Наска плиталары арасында жылдамдығы сағатына 145 ± 4 мм-ге жететін әлемдегі ең белсенді таралу орталықтарының біріне (Шығыс Тынық мұхит тіктеп тұруы) үй иесі болып табылады. Атлантика орта қыртысы – баяу таралатын орталық, ал Шығыс Тынық мұхит тіктеп тұруы – жылдам таралатын орталық. Баяу және орташа жылдамдықпен таралатын орталықтарда жарылыс аңғары байқалады, ал жылдам жылдамдықпен қыртыс аккреция аймағында осьтік биіктік кездеседі. Жаңа мұхит алабы ескі мұхит алабынан жас болғандықтан, теңіз түбінің белсенді таралу кезінде әлемдік мұхит алабының жалпы сыйымдылығы төмендейді. Атлант мұхитының ашылуы кезінде теңіз деңгейі соншалықты жоғары болды, Солтүстік Америкада Мексика шығанағынан Солтүстік Мұзды мұхитқа дейін Батыс Ішкі теңіз жолы пайда болды.

Талқылау және механизмді іздеу

Атлантикалық ортаңғы жотаның (және басқа да мұхит жоталарының) ортасында жоғарғы мантияның материалы мұхиттық тақталардың арасындағы жарықтар арқылы көтеріліп, тақталар бір-бірінен алыстағанда жаңа қыртыс түзеді, бұл құбылыс алғаш рет континенттік дрейф ретінде байқалды. Альфред Вегенер 1912 жылы континенттік дрейф гипотезасын алғаш ұсынғанда, континенттер мұхиттық қыртыстың ішінде жылғанын айтқан. Бұл мүмкін емес еді, себебі мұхиттық қыртыс материктік қыртысқа қарағанда тығыз және берік. Сондықтан Вегенердің теориясы, әсіресе Америка Құрама Штаттарында, көпке дейін қабылданылмады. Бастапқыда таралудың қозғаушы күші мантиядағы конвекциялық ағындар деп есептелді. Кейіннен континенттердің қозғалысы теңіз түбінің таралуымен байланысты екені, ал бұл процеске жер қыртысының өзі де қатысқан конвекция арқылы жүзеге асырылатыны дәлелденді. Бұны үстел үстіндегі аз үйкеліспен жатқан кілемге теңеуге болады: кілемнің бір бөлігі үстелден түскенде, оның салмағы кілемнің қалған бөлігін де бірге төмен тартады. Дегенмен, Атлантикалық ортаңғы жотаның өзі, Кіші Антиль аралдары мен Скотия аркасындағы шағын субдукциядан басқа, субдукция аймақтарына тартылатын тақталармен шектелмейді. Бұл жағдайда тақталар мантияның көтерілуі кезінде жотадан сығалап жылжиды, немесе субдукция жоқ аймақтарда мантияның жарты кеңістігінде жылжиды.