В геологии столкновение континентов представляет собой явление тектоники плит , которое происходит на сближающихся границах . Столкновение континентов — это разновидность фундаментального процесса субдукции , при котором зона субдукции разрушается, образуются горы и два континента сшиваются вместе. Известно, что столкновение континентов происходит только на Земле.
Столкновение континентов не является мгновенным событием, но может пройти несколько десятков миллионов лет, прежде чем разломы и складчатость , вызванные столкновениями, прекратятся. Столкновение Индии и Азии продолжается уже около 50 миллионов лет и не показывает никаких признаков утихания . Столкновение Восточной и Западной Гондваны с образованием Восточноафриканского орогена заняло около 100 миллионов лет от начала (610 млн лет назад) до конца (510 млн лет назад). Столкновение Гондваны и Лавразии с образованием Пангеи произошло за относительно короткий промежуток времени, продолжительностью около 50 миллионов лет.
Процесс начинается, когда два континента (разные части континентальной коры ), разделенные полосой океана (и океанической коры ), приближаются друг к другу, в то время как океаническая кора медленно поглощается в зоне субдукции . Зона субдукции проходит по краю одного из континентов и погружается под него, поднимая на некотором расстоянии позади него вулканические горные цепи, такие как современные Анды Южной Америки . В субдукцию вовлекается вся литосфера , плотность которой в значительной степени контролируется природой несущей ее коры. Океаническая кора тонкая (мощность ~6 км) и плотная (около 3,3 г/см 3 ), состоит из базальта , габбро и перидотита . Следовательно, большая часть океанической коры легко погружается в океанический желоб . Напротив, континентальная кора мощная (мощность ~45 км) и плавучая, состоит в основном из гранитных пород (средняя плотность около 2,5 г/см 3 ). Континентальная кора погружается с трудом, но погружается на глубины 90-150 км и более, о чем свидетельствуют метаморфические толщи сверхвысокого давления (СВД) . Обычная субдукция продолжается до тех пор, пока существует океан, но система субдукции нарушается, когда континент, уносимый нисходящей плитой, входит во впадину. Поскольку она содержит толстую континентальную кору, эта литосфера менее плотна, чем подстилающая астеносферная мантия , и нормальная субдукция нарушается. Вулканическая дуга на верхней плите медленно гаснет. Сопротивляясь субдукции, земная кора прогибается вверх и вниз, поднимая горы на месте, где раньше была траншея. Положение желоба становится зоной, которая отмечает шов между двумя континентальными террейнами . Сутурные зоны часто отмечены фрагментами ранее существовавшей океанической коры и мантийных пород, известных как офиолиты .
Континентальная кора на нисходящей плите глубоко погружается как часть нисходящей плиты во время столкновения, что определяется как плавучая кора, входящая в зону субдукции. Неизвестная часть субдуцированной континентальной коры возвращается на поверхность в виде метаморфических террейнов сверхвысокого давления (СВД), которые содержат метаморфический коэсит и/или алмаз плюс-минус необычные богатые кремнием гранаты и/или калийсодержащие пироксены . Присутствие этих минералов свидетельствует о субдукции континентальной коры на глубину как минимум 90–140 км. Примеры UHP террейнов известны из пояса Дабие-Сулу восточно-центрального Китая , Западных Альп , Гималаев Индии , Кокчетавского массива Казахстана , Богемского массива Европы , Северного Кайдама Северо- Западного Китая , Западно-Гнейсового региона . Норвегии и Мали . _ Большинство UHP-террейнов состоят из пластинчатых покровов или покровов . Тот факт, что большинство террейнов UHP состоят из тонких пластин, позволяет предположить, что гораздо более толстые и доминирующие по объему участки континентальной коры погружены более глубоко.
В зоне столкновения происходит орогенез , когда горы начинают расти. Существуют и другие способы горообразования и горообразования, но, безусловно, столкновение континентов является одним из наиболее важных. Количество осадков и снегопадов в горах увеличивается по мере их подъема, возможно, со скоростью несколько миллиметров в год (при скорости роста 1 мм в год гора высотой 5000 м может образоваться за 5 миллионов лет, период времени, который меньше более 10% срока службы типичной зоны столкновения). Формируются речные системы, а на самых высоких вершинах могут расти ледники . Эрозия ускоряется по мере подъема гор, и большие объемы наносов сбрасываются в реки, которые уносят наносы с гор и откладываются в осадочных бассейнах на окружающих низменностях. Породы земной коры надвигаются на отложения, и горный пояс расширяется по мере подъема в высоту. Также развивается корковый корень, как того требует изостазия ; горы могут быть высокими, если под ними лежит более толстая кора. Утолщение коры может произойти в результате ее укорочения или когда одна кора надвигается на другую. Утолщение сопровождается нагревом, поэтому по мере утолщения корка становится слабее. Нижняя кора начинает течь и разрушаться под растущим горным массивом, образуя разломы вблизи гребня горного хребта. Нижняя кора может частично расплавиться , образуя анатектические граниты, которые затем поднимаются в вышележащие толщи, образуя гранитные интрузии . Утолщение земной коры обеспечивает одну из двух отрицательных обратных связей на рост гор в зонах столкновения, вторая — эрозия. Популярное представление о том, что эрозия ответственна за разрушение гор, верно лишь наполовину: вязкое течение слабой нижней мантии также со временем уменьшает рельеф, особенно после завершения столкновения и полного сшивания двух континентов. Конвергенция между континентами продолжается, поскольку земная кора все еще стягивается океанической литосферой, опускаясь в зоне субдукции по обе стороны от столкновения, а также под надвигающимся континентом.
Скорость горообразования, связанная с столкновением, измеряется путем радиометрического датирования магматических пород или образований, которые подверглись метаморфизации во время столкновения, а также путем изучения записей отложений, выпавших из поднимающихся гор в окружающие бассейны . Скорость древней конвергенции можно определить с помощью палеомагнитных измерений, а нынешнюю скорость конвергенции можно измерить с помощью GPS .
Последствия столкновения ощущаются далеко за пределами непосредственного места столкновения и горообразования. По мере продолжения сближения двух континентов область утолщения и возвышения земной коры станет шире. Если есть океаническая свободная грань, то к ней могут сдвинуться прилегающие блоки земной коры. В качестве примера можно привести столкновение Индии с Азией, вынудившее большие регионы земной коры сдвинуться на юг, образовав современную Юго-Восточную Азию . Другой пример — столкновение Аравии с Азией , сжимающей Анатолийскую плиту (современная Турция ). В результате Турция движется на запад и юг, в Средиземное море и прочь от зоны столкновения. Эти эффекты в дальней зоне могут привести к образованию разломов и рифтовых долин , таких как озеро Байкал , самое глубокое озеро на Земле.
Континентальные столкновения являются важной частью суперконтинентального цикла и происходили много раз в прошлом. Древние зоны столкновения глубоко разрушены, но их все еще можно распознать, поскольку они отмечают места интенсивной деформации, метаморфизма и плутонической активности, которые разделяют участки континентальной коры, имевшие различную геологическую историю до столкновения. Старые зоны столкновения геологи обычно называют «зонами шва», потому что именно здесь два предыдущих континента соединяются или сшиваются вместе.