Висновок

Ми розглянули лише деякі з аспектів проблеми мантійних плюмів, проблеми, яка торкається практично всіх наук про Землю. Цілком очевидно, що концепція мантійних плюмів, що зародилася одночасно з тектонікою плит, на наших очах переростає в нову парадигму, в якій тектоніка плит буде одним із складових елементів.

В даний час ми маємо у своєму розпорядженні досить повні дані з еволюції плюмів протягом кайнозою і мезозою, однак і домезозойська історія розвитку Землі, а особливо епоха раннього докембрію з широко розвиненим коматіітовим магматизмом повинна бути переосмислена з позиції концепції мантійних плюмів. Ймовірно, багато питань металогенії будуть також переглянуті. Перспективи розвитку хімічної геодинаміки такі, що дозволяють сподіватися на отримання найближчим часом нових ізотопних індикаторів мантійних плюмів (наприклад, по ізотопії Os).

Що стосується сучасної геодинаміки, то явища внутрішньоплитової тектоніки і особливо магматичної активності, без концепції мантійних плюмів не можуть бути зрозумілі. Це має особливе значення для розуміння процесу розпаду великих континентальних блоків літосфери, що неодноразово відбувалися в історії Землі. Й абсолютно праві були Дж.Морган, а слідом за ним і Дж.Т.Уілсон, коли майже 30 років тому припускали, що такий процес відбувається шляхом послідовного просування розколу від одного плюму до іншого. Це дозволяє зрозуміти, чому, наприклад, вік океанічного дна в різних частинах Атлантики настільки разюче відрізняється.

У рамках концепції мантійних плюмів стає зрозумілою і нестаціонарність процесів на дівергентних межах плит, що виражається в чудово вираженій поздовжній геохімічній зональності, яка була переконливо доведена Дж. Шиллингом з співавторами ще на початку 70-х років, але зрозумілою стала тільки недавно.

Для геотектоніки ця концепція цінна тим, що на її основі ряд раніше неяних особливостей розвитку континентальних рифтів, зокрема зв’язок вулканізму з рифтогенезом, отримав цілком чітке тлумачення (Грачов та ін, 1998). На основі цієї концепції й передрифтовий тектонічний режим отримує своє природне пояснення.

Разом з тим залишається ще багато питань, які вимагають свого вирішення. Один з них, як часто виникали мантійні плюми в історії Землі, і чи існує періодичність у їх розвитку в часі й закономірність у розташуванні на поверхні Землі. Зв’язок інверсій магнітного поля з мантійними плюмами для мезокайнозою здається вельми вірогідним (Larson, 1991) (пряма намагніченість відповідає високій магматичній активності й звідси зв’язок мантійних плюмів з шаром D''), однак часовий інтервал невеликий для того, щоб робити висновки длй всієї історії Землі.

Інше питання стосується шару D'', в якому, як вважають, і відбувається зародження плюмів. Що визначає число плюмів на поверхні Землі, і чи всі плюми, що зародилися в шарі D'', досягають поверхні Землі? Ймовірно, подальший розвиток сейсмічної томографії допоможе знайти відповіді на ці питання.

Більшість результатів чисельного і фізичного моделювання мантійних плюмів розглядають моделі вісьо-симетричного плюму. Однак розвиток ряду плюмів показує, що такі моделі в природі реалізуються далеко не завжди. Зокрема, один з найбільш відомих мантійних плюмів, Північно-Атлантичний, що охоплює територію від Зх. Гренландії до Фарерських островів (включаючи Ісландію), судячи зі зміни віку базальтів, спочатку почав розвиватися на заході, охоплюючи о. Диско (64 млн. років т.зв.), а потім через 6-7 млн. років змістився на схід (Gill et al., 1992). Асиметричний мантійний плюм існує під Байкальський рифтом (Грачов та ін, 1998).

Результати проведеного чисельного розв’язання задачі про проникнення мантійного діапіра в літосферу показали, що мантійний плюм при проникненні в літосферу розпадається на серію дрібніших комірок (осередків) (Грачов та ін, 1998). Можна припустити, що кількість вулканічних ареалів у межах плюму буде визначатися числом осередків, на яке розгалужується єдине тіло мантійного діапіра при проникненні в літосферу на початковій стадії процесу. Подальший розвиток може (але не завжди) приводити до подальшого стоншення і розриву материкової кори і початку спредінгу. Раніше ми відзначали, що розвиток окремо взятого плюму не може привести до розриву материкової кори. Останній відбувається у разі закладення системи плюмів на континенті, і процес розколу розвивається за принципом просувається тріщини від одного плюму до іншого.Досить імовірно, що початок такого процесу ми спостерігаємо на північному сході Азіатського континенту, де положення межі між Євразійською й Північно-Американською плитами літосфери точно не визначене (Грачов, 1973 , 1996; Grachev, 1982). Останні результати ізотопно-геохімічні досліджень базальтів з цих молодих вулканів показали (табл. 7), що їх поява може бути пов’язана з мантійними плюмами на самій ранній стадії його розвитку. У такому разі зріла дивергентна межа між Євразійською і Північно-Американською плитами літосфери буде розвиватися під впливом цих плюмів.

Безсумнівно, подальший розвиток чисельного моделювання розвитку мантійних плюмів на основі більш реальних, наближених до середовища параметрів, може дати дуже несподівані результати. Так, наприклад, з’являється все більше досліджень, що підтверджують висновок про те, що «... зазвичай прийняте в геофізичних моделях реології мантії припущення про наявність ньютонівської в’язкості є, можливо, помилковим» (Грин, 1979, с. 445). Реологія речовини мантійних плюмів швидше нелінійна, в них в’язкість сильно залежить від напруги (Меляховицкий, 1996) (у ньютонівській, лінійній реології мантії в’язкість залежить лише від температури). Для мантійних діапірів це означає можливість сильного зниження в’язкості без зміни температури. Якщо це справедливо, то подальші чисельні моделі розвитку плюмів призведуть до перегляду звичних схем спливання діапірів.

Для розвитку концепції манійних плюмів більше значення будуть мати дані порівняльної планетології, які вже сьогодні показують, що плюми є характерною рисою розвитку не тільки нашої планети (Nimmo, McKenzie, 1996).