Эта теория возникла не на пустом месте. Еще в 1912 году А. Вегенером была высказана гипотеза о дрейфе континентов. Она опиралась на поразительное сходство очертаний береговых линий и геологического строения континентальных окраин по разные стороны Атлантического океана, общность древней фауны и флоры на разобщенных ныне континентах южного полушария и резкое несовпадение климатических зон в прошлом и настоящем. Например, 200—300 миллионов лет назад большую часть южных континентов, включая Индию, покрывал мощный слой льда, а в Северной Америке и Европе, в том числе и под Москвой, климат был тропическим. Без допущения дрейфа континентов трудно увязать между собой все отмеченные Вегенером геологические данные. Тем не менее гипотеза о дрейфе континентов была предана забвению, а геологи в своей работе руководствовались в основном представлением о незыблемом расположении материков.

В последнее время, когда резко увеличился объем геологических и геофизических исследований, особенно на океанах, появились дополнительные свидетельства о крупномасштабных горизонтальных перемещениях как океанических, так и континентальных блоков земной коры. Прежде всего это палеомагнитные данные. Выяснилось, что горные породы, содержащие магнитные минералы, способны «запоминать» древнее магнитное поле Земли. Восстановление такого поля по образцам пород с разных континентов и по магнитным аномалиям на океанах привело к исключительно интересному и важному выводу: с течением времени положения всех континентов на поверхности Земли существенно изменялись. При этом оказалось, что дрейф континентов был тесно связан с образованием Атлантического и Индийского океанов и с сокращением акватории Тихого океана и сопровождался большой сейсмической активностью.

Кроме того, обнаружилось, что по дну всех океанов единой лентой протянулся гигантский срединно-океанический хребет. Его размеры поистине грандиозны: длина достигает 60 тысяч километров, ширина у основания — около двух тысяч километров, а возвышение над окружающими глубоководными котловинами — около четырех километров. Почти по всей его длине вдоль гребня протянулась так называемая рифтовая долина. Там обычно наблюдаются повышенные тепловые потоки из земных недр и частые мелкофокусные землетрясения.

Во многих местах срединно-океанический хребет рассечен огромными поперечными разломами — сдвигами по нескольку тысяч километров. На окраинах океанов обнаружены противоположные формы рельефа дна — длинные узкие желоба огромной глубины (до 9—11 километров), окаймленные с континентальной стороны цепочками вулканов островных дуг, под которые наклонно опускаются зоны глубокофокусных землетрясений.

Вот на основе этих открытий океанологов, магнитологов и сейсмологов гипотеза о дрейфе континентов и переросла в современную теорию тектоники литосферных плит. Можно сказать, что хотя она «родилась в океане», но, по сути, охватывает геологическое развитие всей планеты.

Согласно этой теории верхнюю, относительно тонкую (от 10—20 до 100—150 километров) жесткую оболочку Земли — литосферу — подстилает пластичное вещество мантии. Конвективные течения мантийного вещества разбили литосферу на ряд плит, перемещающихся со скоростью несколько сантиметров в год. За сотни миллионов лет смещения плит достигают тысяч километров. В тех местах, где плиты расходятся, возникают глубинные разломы и рифтовые долины, по которым поднимается вверх горячее мантийное вещество. Охлаждаясь и затвердевая, оно образует новые участки литосферы. Там же, где плиты сближаются и наползают друг на друга, более тяжелые океанические плиты опускаются в глубины мантии и возникают глубоководные желоба, цепочки вулканов, зоны глубокофокусных землетрясений.

Таким образом, океаническая кора образуется в рифтовых долинах срединно-океанических хребтов за счет излияния базальтовых лав и преобразования мантийных пород при их контакте с водой. Континентальная же кора, с которой связано большинство месторождений полезных ископаемых, во многом продукт вторичной переработки и переплавления океанической коры, затянутой в зоны поддвига литосферных плит. Горные пояса Земли образуются в результате деформаций краевых частей плит и смятия лежащих на них осадочных пород. Наиболее грандиозные горные страны — такие, как Памир, Гиндукуш и Гималаи — возникают при столкновении континентальных плит.

Известно, что ведущим процессом геологической эволюции всей нашей планеты является гравитационная дифференциация земного вещества на ядро (по-видимому, окисно-железного состава) и остаточную силикатную мантию. Выплавление тяжелых фракций из мантии на поверхности ядра приводит к уменьшению плотности вещества, и возникают конвективные течения, которые и служат непосредственной причиной движения литосферных плит.

Эта теория позволяет с единых позиций подойти к количественному объяснению основных геологических процессов в истории Земли, она выдержала первые испытания экспериментом. Приведем лишь два примера. В середине шестидесятых годов прошлого века группе морских геофизиков удалось теоретически предсказать возраст океанского дна по полосчатым аномалиям магнитного поля. По этому прогнозу он закономерно увеличивается от рифтовых долин в сторону глубоководных желобов, где еще сохранились участки, образовавшиеся 100—150 миллионов лет назад. Когда через несколько лет началось бурение дна океанов, анализ возраста пород в кернах подтвердил прогноз геофизиков.

Другой пример. Из этой теории следует, что вместе с литосферными плитами под континентальные окраины и островные дуги должны затягиваться и рыхлые донные осадки. Этот теоретический вывод уверенно подтвержден детальными сейсмическими работами, проведенными объединением «Южморгео» в районе Курильских островов еще в середине 70-х годов ХХ века.

Из общих теоретических положений прямо следуют практические выводы, например, о некоторых закономерностях размещения полезных ископаемых. Так, выясняется, что многие рудные месторождения обычно формируются по краям литосферных плит, а разным типам границ плит соответствуют и разные комплексы руд. Еще в сороковых годах прошлого столетия советский геолог С. Смирнов отметил, что в Тихоокеанском горном поясе ближе к побережью обычно располагаются сульфидные полиметаллические руды, а во внешней зоне пояса концентрируются оловоносные и редкометальные месторождения. Это хорошо объясняется спецификой геохимических процессов в зонах поддвига тихоокеанских плит под континент и островные дуги. Такую зональность следует ожидать и у других горных поясов, возникших при аналогичных условиях, а значит, этот признак можно использовать при поиске полезных ископаемых.

Тектоника плит объясняет и механизм концентрирования рудных элементов в месторождениях зон поддвига литосферных плит. Действительно непрерывно действующий на протяжении многих миллионов лет «конвейер» постоянно доставляет к зонам поддвига плит все новые и новые порции рудных компонентов, рассеянных в океанической коре.

В рамках этой теории становится понятным, почему, например, в Бразилии встречаются алмазы и золото, аналогичные африканским, и почему нефтяным месторождениям северовосточного и восточного побережий Южной Америки соответствуют такие же месторождения нефти на западном берегу Африки: Южная Америка и Африка ранее составляли материк Гондвану, расколовшийся около 100 миллионов лет назад.

Можно предполагать также, что при поддвиге под островные дуги образующиеся в осадочных слоях углеводороды выжимаются из осадков и мигрируют в сторону континентальных платформ. Возможно, что таким путем образовались некоторые нефтегазовые месторождения Персидского залива, Среднего Запада США, востока Русской платформы и других районов.

Эта теория открывает перспективы и для прогнозирования землетрясений, так как позволяет предсказать механизм деформации плит в сейсмоактивных районах. В некоторых случаях, возможно, удастся даже предотвращать эти стихийные бедствия, например, накачивая воду в одни части активного разлома и откачивая ее из других его частей. При этом вода играла бы роль смазки, облегчающей смещения блоков коры, а откачка ее — роль закрепляющего фактора. Ученые надеются таким путем «разменивать» редкие и сильные землетрясения на более частые, но слабые толчки.

Подводя итог сказанному, хочется отметить, что новая теория активно обсуждалась на международных конференциях и в научных журналах, сейчас широким фронтом ведутся работы по ее детализации и приложению к практическим задачам.

Тем не менее советская геология придерживалась позиции «фиксизма». Согласно этим представлениям в Земле существуют только вертикальные движения, дрейф континентов невозможен, а океаническая кора образуется за счет переработки континентальной коры. На основе этой теории велось преподавание в советских геологических ВУЗах.

Безусловно, теория тектоники литосферных плит еще должна совершенствоваться и развиваться. Но уже ясно, что ее основы правильно отражают развитие главных геологических процессов на Земле, а выводы и следствия имеют немалую практическую ценность. Поэтому использование ее в практике геологоразведочных работ приобретает важное значение.

События в Индийском Океане и на побережье в декабре 2004 года, когда мощная волна цунами, унесшая сотни тысяч жизней и оказавшаяся самой большой за всю историю наблюдений, показала, что изучение движения литосферных плит очень важно для предотвращения или хотя бы предсказания таких глобальных катастроф.