Вихревая геодинамика: от атмосферных циклонов к геоциклонам

Тектонические вихревые структуры — геоциклоны (ГЦ) — широко проявлены в земной коре, образуя цепочки в субдукционных поясах, например, по окраинам Тихого океана или в Альпийско-Гималайском поясе. Достаточно высокая эффективная пластичность вещества астеносферы и значительной части литосферы обеспечивает его способность к тектоническому (ползучему) течению под действием малых избыточных давлений. Для формирования вихревых структур в подобных средах необходимо длительное центростремительное (конвергентное) движение вещества в поле действия вращающей силы. Конвергенция вещества обеспечивается вертикальными восходящими (плюмы) и нисходящими (центры субдукции) движениями, вращение — силой Кориолиса. Для ГЦ характерно секториальное чередование зон растяжения и сжатия и спиральная симметрия; каждый ГЦ кардинально изменяет поле горизонтальных движений, определяя основные черты геологического развития своего региона; в центральных частях ГЦ поглощается и перерабатывается наибольшее количество твердого вещества и воды и формируются наиболее крупные вулканы, гидротермальные и порфировые месторождения; деятельность наиболее крупных ГЦ непосредственно влияет на динамику литосферных плит.
По своему строению тектонические вихревые структуры могут быть сопоставлены с циклоническими атмосферными образованиями. Их объединяют сходные размеры (от сотен до нескольких тыс. км), сходные элементы строения (зоны субдукции / фронты с движением вещества астеносферы / атмосферы параллельно зоне / фронту), наличие в центре нисходящего винтового движения вещества астеносферы / атмосферы и др. Основное отличие состоит в том, что ГЦ гораздо более медленны — период их активной жизни составляет от 20 до 100 и более млн. лет. Близкая аналогия с атмосферными крупномасштабными вихрями позволяет использовать понятийный аппарат, разработанный в метеорологии, в частности, при сопоставлении ГЦ с внетропическими циклонами. Расширение кругозора постепенно привело к выработке концепций конвективных течений в мантии и тектонических течений в литосфере. Настало время для следующего шага — построения вихревой геодинамики, шага, который будет иметь для геологии не меньшее значение, чем построение теории крупномасштабных атмосферных вихрей для метеорологии. Рассматриваются примеры активных ГЦ (в Средиземноморско-Гималайском субдукционном поясе, Восточно-Тихоокеанском и Западной части Южно-Тихоокеанского поясов), а также примеры вихревых структур, сформированных древними ГЦ.