Древнейшие горы России: почему Урал уступает Карелии

В путеводителях и массовой культуре Уральские горы часто называют старейшими на планете. Этот географический штамп во многом обязан их внешнему виду: они невысокие, пологие и сильно сглаженные. Однако в геологии рельеф и возраст коренных пород — это разные вещи. Радиометрическое датирование показывает, что на территории России есть возвышенности, которые сформировались на миллиарды лет раньше Урала.

Сколько лет Уралу на самом деле

Чтобы определить возраст горной системы, геологи смотрят на время последней крупной складчатости — периода, когда тектонические плиты столкнулись и смяли земную кору в складки.

Формирование складчатого основания Урала началось в позднем палеозое, примерно 350-250 миллионов лет назад. Это произошло во время Герцинского орогенеза (эпохи горообразования), когда Восточно-Европейская платформа столкнулась с Сибирским континентом и Казахстанией. По меркам истории Земли, которой около 4,5 миллиардов лет, это средний возраст.

Более того, тот Уральский хребет, который мы видим сейчас — это результат относительно недавнего тектонического поднятия, начавшегося в неогене (около 5-10 миллионов лет назад). До этого времени древние палеозойские горы уже были практически полностью разрушены процессами выветривания и превратились в равнину. Новые подвижки земной коры просто приподняли этот разрушенный фундамент на текущую высоту.

Балтийский щит и миф о Хибинах

Древнейшие каменные основания в России нужно искать на Балтийском (Карельском) щите. Это огромный выступ кристаллического фундамента Восточно-Европейской платформы, охватывающий Карелию и Мурманскую область. Породы здесь принадлежат к архейскому и протерозойскому эонам.

Иногда к самым древним горам ошибочно относят Хибины на Кольском полуострове. Петрографический анализ показывает, что Хибинский массив — это интрузия (магматическое тело, застывшее в толще земной коры) щелочных пород. Она сформировалась в девонском периоде, около 390-360 миллионов лет назад. Получается, что Хибины появились примерно в то же время, что и первые складки Урала, поэтому считать их древнее некорректно.

Кряж Ветреный пояс

Настоящий рекордсмен по возрасту горного рельефа в России — кряж Ветреный пояс. Он расположен на юго-востоке Балтийского щита, на границе Карелии и Архангельской области. Сегодня это цепь холмов и гряд с плоскими вершинами (горы Голец, Челпан, Шапочка) высотой от 200 до 450 метров.

Ветреный пояс представляет собой древнюю рифтогенную структуру — место, где миллиарды лет назад расходилась земная кора и изливалась лава. Ученые из Института геологии и геохронологии докембрия РАН исследовали коматиитовые базальты этой структуры самарий-неодимовым и уран-свинцовым методами. Изотопный анализ цирконов показал возраст в 2,44-2,45 миллиарда лет. Это начало палеопротерозоя (сумийский период).

Когда эти вулканические породы остывали, на Земле еще не было многоклеточных организмов, а в атмосфере только начинался процесс накопления кислорода. Эти холмы старше Уральских гор почти в 8 раз.

Гора Карандаш и израндиты: в чем ошибка датировки

В дискуссиях о геологических рекордах часто упоминают гору Карандаш (высота 610 метров) в Кусинском районе Челябинской области. В старых научно-популярных статьях утверждается, что её возраст составляет 4,2 миллиарда лет. Здесь геологи разделяют возраст самой горы и возраст камня, из которого она сложена.

• Порода израндит: Скальный выход на горе действительно состоит из израндита — редкой разновидности перидотита. Это вещество верхний мантии, попавшее в земную кору. В 1967 году советские геологи оценили его возраст в 4,2 миллиарда лет калий-аргоновым методом. Позже выяснилось, что этот метод дал сбой из-за эффекта «избыточного аргона»: под огромным давлением в мантии аргон застревает в кристаллической решетке минералов, из-за чего порода при анализе кажется старше, чем есть. Современные исследования уран-свинцовым методом в Институте геологии и геохимии УрО РАН скорректировали цифру до 3,51 миллиарда лет. Это все еще древний архей, но не катархей.
• Возраст рельефа: Несмотря на то, что израндиты поднялись из мантии 3,5 миллиарда лет назад, на поверхность в виде горы их вытолкнуло гораздо позже — во время того самого Герцинского орогенеза, сформировавшего Урал. Поэтому сам Карандаш как гора появился одновременно с остальным Южным Уралом. Ветреный пояс в Карелии в этом плане уникальнее, так как там миллиарды лет сохраняется именно вулканический каркас самой возвышенности.

Почему эти структуры до сих пор не разрушились

Геоморфологический логичный вопрос: почему холмы в Карелии за 2,4 миллиарда лет не превратились в абсолютно ровную поверхность под воздействием ледников, воды и ветра?

Все дело в глубоком региональном метаморфизме. За миллиарды лет под воздействием колоссального давления и температурных условий внутри земной коры исходные вулканические и осадочные породы полностью поменяли свою структуру:

• Песчаники перекристаллизовались в плотные кварциты.
• Известняки превратились в мрамор.
• Граниты и базальты перешли в форму гнейсов и кристаллических сланцев.

В результате метаморфизма у этих пород исчезла пористость. Вода физически не может проникнуть внутрь монолита, а значит, отсутствует главный фактор механического разрушения — криогенное растрескивание (когда замерзающая в микротрещинах вода разрывает камень изнутри). Кварцевая и силикатная основы этих пород также крайне неохотно вступают в химические реакции с окружающей средой.

Древние возвышенности выжили не потому, что они «молодые и растущие», а наоборот — потому что их порода приобрела предельную физико-химическую устойчивость.