Астенолитная гипотеза (по "Основные вопросы геотектоники", Белоусов В.В., 1953)

В 1941 г. была опубликована статья Б. и С. Виллисов под названием «Извержения и горообразование»  (Willis В. a. Willis S., 1941).

Авторы начинают эту статью с замечания, что неуспех предыдущих попыток объяснить процессы горообразования был вызван незнанием источника тектонической энергии. Таким источником, по мнению авторов, является радиоактивность. Радиоэлементы распределены в толще Земли неравномерно. Местами они скапливаются и, повышая температуру вмещающих пород, вызывают их расплавление.

Образующиеся таким образом огромные клубы расплавленной магмы (астенолиты) поднимаются вверх. Предполагается, что подобные клубы рождаются очень глубоко (в ядре Земли) и оттуда проделывают путь к поверхности планеты. По мере поднятия они оказываются в новых условиях и поэтому испытывают дифференциацию и меняют шаровую форму на форму колонны или столба. Этот процесс всплывания магмы постепенно заменяет первичную земную кору мозаикой интрузивных и экструзивных тел.

Фактические данные показывают, что сланцеватость в кристаллических массивах Лаврентии, Адайрондайка и других вызвана перекристаллизацией их под большим давлением и при высокой температуре. Перекристаллизация связана с течением вещества, а также с сокращением размеров в одном направлении и удлинением в двух других. Во многих случаях наблюдается горизонтальная сланцеватость, указывающая на горизонтальное же удлинение и вертикальное сжатие. Размер удлинения достигает десятикратного.

Физическая обстановка в земной коре характеризуется следующими условиями. Всестороннее давление, вызванное весом пород, увеличивает их вязкость. Повышение температуры, наоборот, уменьшает вязкость. Давление вообще превышает-размер вязкости пород, вероятно, на глубине 25—35 миль (40—55 км), причем на этой глубине породы, если только возникнет неравномерность давления, должны течь. Далее необходимо иметь в виду, что земная кора обладает упругими свойствами и сопротивляется в связи с этим механическим воздействиям.

Когда столб расплавленной магмы, поднимаясь с глубины, приближается к коре, он своим теплом вызывает плавление или только размягчение пород в основании коры. В результате прочность этих пород падает, равновесие нарушается и материал начинает течь под тяжестью вышележащих пород, выдавливаясь в стороны сначала горизонтально, а потом по поверхности, слабо изогнутой вверх  (рис. 298).

Образование магматического столба связано с расширением вещества сначала в результате поднятия температуры еще в твердом состоянии, а потом в связи с плавлением. Увеличение объема должно достигать приблизительно 5%.

Когда плавление произойдет, силы становятся гидростатическими, давление передается всюду одинаково, и расширение происходит только в сторону наименьшего сопротивления, т. е. вверх. Происходит поднятие кровли столба, а под его давлением выгибается вверх и земная кора.

Если поднятие коры не сопровождается размывом, то столб магмы и пород,  находящихся над ним,  весит столько же,  сколько  весит столб такого же сечения окружающих пород. Поэтому в своем основании столб магмы уравновешен окружающими породами. Но, благодаря гидростатической передаче, такое же давление, какое существует в основании столба, наблюдается и в его кровле. Здесь оно уже больше давления окружающих пород.  Поэтому  в  верхних                                       ~

частях столба возникает стремление к расширению в стороны и к созданию соответствующих деформаций в окружающих слоях (рис. 299,а). Если же, как обычно, размыв уничтожает выпуклость, то столб магмы и вышележащих пород становится легче окружающих масс. Поэтому давление последних пережимает магматический столб внизу и выжимает его вверх (рис. 299,6; см. направление, стрелок у края столба).

Как в том, так и в другом случае поднимающаяся магма оказывает сильное давление снизу вверх на земную кору. Однако последняя, благодаря своей упругости, сопротивляется этому воздействию. Поэтому магма может продолжать поднимать кровлю до тех пор, пока избыток нагрузки, вызванный поднятием кровли плюс ее сопротивление к деформации, не превзойдет сопротивление соседнего участка коры горизонтальной деформации. Когда эта точка достигнута, горизонтальное перемещение следует за вертикальным поднятием и может начаться орогеническая деформация.

Поясняя эту мысль, авторы рисуют картину, согласно которой мощное давление поднимающегося магматического столба, с одной стороны, и тяжесть, а также упругое сопротивление коры, с другой — приводят к раздавливанию размягченного слоя в основании коры, причем материал этого слоя выжимается в стороны (см. рис. 299 — пунктирные стрелки над столбом магмы). Происходит, по словам авторов, превращение вертикального давления в горизонтальное. Как уже указывалось, горизонтальное течение сменяется наклонным, выходящим вверх по поверхностям срезывания. Движение, это происходит не симметрично, так как встречает в разных направлениях различное сопротивление*. В результате этого движения образуются горные дуги, окаймляющие центральную пониженную область, лежащую непосредственно над магмой. Последняя, поднимаясь все выше, проявляется в поверхностных частях коры в форме крупных внедрений и, наконец, в виде излияний. Вместе с магмой выносятся к поверхности и радиоэлементы, в связи с чем они не могут уже поддерживать высокую температуру, магма застывает и наступает временное успокоение, при котором перед началом нового цикла на глубине накапливается снова радиоактивное тепло.

В качестве примера, подтверждающего эти представления, авторы приводят схему предполагаемого строения Японских островов (см. рис. 298).