В движении материков, наряду с упорядоченностью, наблюдается и хаотичность из-за того, что во многом хаотичны конвективные струи горячего и холодного вещества в мантии, то есть многие геодинамические процессы нелинейны [Пущаровский, 1998]. Восходящая и нисходящая струи могут быть и не в строго противоположных частях планеты (первая под Африкой, вторая под Азией). За счёт этого, возможно, поддерживается асимметрия планеты: в одном полушарии - Тихий океан, в другом - материки; на севере больше материков, на юге - воды и т.д.
Движение мантийных струй - не единственный механизм тектоники плит. Тяжёлая и частично утонувшая часть плиты может увлекать за собой всю остальную плиту и даже приводить в движение мантию. В местах столкновения материковых и океанических плит ожидали обнаружить силу сжатия, а оказалось растяжение [Жарков, 1983]. Значит, важна сила тяги холодного и тяжёлого погружающегося в мантию блока. Остальные же плиты просто расталкиваются тонущими соседями. Этим объясняется качественная разница в скоростях движения двух групп плит. Получается, что отодвинувшаяся от срединного океанического хребта и остывшая литосфера, которая тонет, - это основная движущая сила тектоники плит [Жарков, 1983]. Автору этой работы думается, однако, что речь всё-таки идёт о деталях механизма тектоники плит, а не об основной движущей силе, и прежние авторы, указывая на тепловую конвекцию в мантии, были ближе к истине. Так можно в мыльной воде создать рукой сложную структуру вертикальных и горизонтальных течений, при которой будут области быстрых течений ("океаническая кора") и тихие области, где скопились мыльные пузыри ("материки"), быстрые струи будут обладать некоторой инерцией и влиять на тихие области, формируя их, но движущей силой будет рука, а не тонущие быстрые струи.
Погружающаяся плита сначала быстро "падает", а потом тормозится на глубине порядка 700 км и испытывает сжатие [Жарков, 1983].
Тектонические перемещения материков - не единственные крупномасштабные движения поверхностного вещества на Земле. Так, например, в конце 1990-х годов был открыт гигантский оползень на дне Чёрного моря [Казанцев, Кругляков, 1998]. Блок площадью 200 км2 и толщиной 200 м (примерно 40 кубических километров) переместился на 22 км с глубины 1500 - 1950 м на глубину 1950 - 2050 м. Видимо, такое перемещение произошло не мгновенно (а то было бы сильнейшее землетрясение с цунами), но всё же за ограниченное число лет, то есть гораздо быстрее, чем перемещаются материки. Не сходное ли перемещение вещества описано на Венере как не имеющее аналога на Земле?
Горы на Земле имеют различную природу. Они воздымаются в виде плоскогорий в местах, где вверх "бьёт" мантийная струя (в Африке), выпячиваются в местах столкновения материков и материковых островов (Гималаи, Кавказ, Карпаты, Альпы, а в далёком прошлом - Урал, Аппалачи), возникают в виде складки на переднем краю движущегося материка (Анды и Кордильеры в Америке, Большой Водораздельный хребет и Австралийские Альпы в Австралии), оконтуривают разломы "трескающихся" материков (вблизи озёр Ньяса и Танганьика в Африке), вырастают с океанического дна в виде срединных океанических хребтов (например, в Атлантическом океане). Они имеют самый разный облик, в том числе в виде параллельных хребтов (как иногда на Венере). Средняя скорость роста гор - 0,6 мм/год, рекордная - 9 мм/год (Гималаи) [Никонов, 1988]. Есть, правда, указание, что плато Путорана в Сибири растёт со скоростью 11 мм/год [Пармузин, 1988].
Притяжение не везде на Земле абсолютно одинаковое. Есть небольшие отклонения, вызванные флуктуациями плотности в коре и мантии. Интересно, что горы не вызывают подобных отклонений, то есть не притягивают больше, чем равнины. Это объясняется тем, что горы скомпенсированы уменьшением плотности под ними. То есть горы как бы плавают в коре, как айсберги, имея уходящие вглубь "корни" [Жарков, 1983]. Отсюда можно сделать вывод, что выветривание, которое переносит горный материал в понижения, должно нарушать сложившееся равновесие, а поэтому горы из-за выветривания могут слегка подрастать, как бы всплывать. Если перенести эти рассуждения на возвышенности и низменности, то станет понятным, почему, например, Теплостанской возвышенности в Москве соответствует прогиб фундамента и почему эта возвышенность, подтачиваемая рекой Москвой и другими реками, продолжает слегка расти относительно окружающей местности (предположения автора).
С движением материков, то есть с тектоникой литосферных плит, тесно связан карбонатно-силикатный геохимический цикл, имеющий значение в масштабах всей планеты [Кастинг и др., 1988]. Из-за "неисправностей" этого цикла на Венере, например, нет жизни. Суть карбонатно-силикатного цикла в круговороте углерода и поддержании в земной атмосфере постоянного процентного содержания углекислого газа, который необходим для жизни в малых количествах и смертельно ядовит в больших количествах. Кроме того, углекислый газ, когда он в больших количествах, вызывает перегрев планеты из-за парникового эффекта (солнечные лучи на 20% всё же проникают к твёрдой поверхности Венеры, а приносимое ими тепло почти не может покинуть планету и накапливается). Излишки углекислого газа непрерывно вымываются из земной атмосферы дождями (углекислый газ растворяется в дождевых каплях, превращаясь в угольную кислоту) [CO2 + H2O -> H2CO3]. Угольная кислота, падающая с неба, разрушает кальциево-силикатные горные породы [CaSiO3 + 2 H2CO2 -> Ca++ + 2 HCO3- + H2O + SiO2]. Ионы кальция и гидрокарбоната (известь) смываются грунтовыми водами, ручьями и реками в море. Там известь усваивается морскими живыми организмами, строящими из неё свои раковины и внутренние скелеты [Ca++ + 2 HCO3 -> CaCO3 + вода + растворённый в воде углекислый газ]. При отмирании живых организмов их известковые раковины и скелеты падают на дно, образуя карбонатные осадочные породы (известняки или доломиты, если есть примесь ионов магния). Если бы не было жизни, известь сама бы оседала на дне морей, но это происходило бы при чуть более высокой её концентрации в морской воде. Далее эти известковые породы при столкновении материков попадают на большие глубины, где при высоких температурах соединяются с кремнезёмом и образуют силикаты и углекислый газ [CaCO3 + SiO2 -> CaSiO3 + CO2]. Углекислый газ через срединные океанические хребты (где возникает молодая кора) и через вулканы по краям литосферных плит выход наружу в атмосферу. Карбонатно-силикатный цикл поддерживает умеренную температуру воздуха на планете.
Механизм буферного эффекта температуры воздуха:
ниже температура воздуха - меньше испарение влаги - меньше облаков и туч - меньше дождей - углекислый газ не вымывается из атмосферы - парниковый эффект - выше температура воздуха;
выше температура воздуха - больше испарение влаги и т.д.
Интересно, что температуру воздуха на Земле теперь может поднять не только дополнительный углекислый газ, выделяемый заводами, фабриками и котельными, но и фтороформ, образующийся в процессе производства. По парниковому эффекту он в 10 000 раз превосходит углекислый газ (Фтороформ - мощный парниковый газ, 1999), по другим данным - в 22000 раз [Ещё один опасный..., 2001]. К числу парниковых газов относится и метан, концентрация которого в атмосфере за два последних века всё время увеличивалась, хотя в последнее время темпы накопления снизились [Поступление метана в атмосферу замедлилось, 2000]. Другие парниковые газы - N2O, SF5CF3 (трифторметилпентафторид серы) [Ещё один опасный, 2001].
Возможные "поломки" карбонатно-силикатного цикла:
нет тектоники плит, и известь не превращается в углекислый газ атмосферы, вся сосредоточена в горных породах (Марс, переохлаждение);
нет воды, которая смывает углекислый газ из атмосферы, и он накапливается в атмосфере (Венера, перегрев).