Сенсационная история Земли

Скляров Андрей Юрьевич

Рис. 57. Альфред Вегенер

Довольно продолжительное время обе теории занимались сугубо умозрительными спорами. Проблема в том, что Вегенер, сформулировавший теорию дрейфа материков, не дал никаких объяснений причин этого явления. Но и у теории расширения не было сколь-нибудь толкового объяснения причин весьма существенного изменения размеров планеты кроме невнятных ссылок на некие «внутренние процессы, связанные с магматической и вулканической активностью». Обе теории находились в равных условиях и выбор между ними определялся лишь субъективными предпочтениями

геологов и геофизиков.

Так бы две теории и оставались еще долго в состоянии гипотетических споров, если бы не известный геолог Артур Холмс, который высказал идею о том, что движение материков (впрочем, и не только материков, но и других участков земной коры в виде тектонических плит) происходит по поверхности планеты вследствие воздействия на них конвективных потоков в мантии – восходящих горячих и нисходящих холодных.

Рис. 58. Артур Холмс

«В своем широко известном и авторитетном учебнике «Начала физической геологии», впервые опубликованном в 1944 году, Холмс изложил теорию дрейфа континентов, основные положения которой признаны и сегодня. Для того времени она была довольно радикальной и широко критиковалась, особенно в Соединенных Штатах, где противодействие теории дрейфа продолжалось дольше, чем где-либо. Там один обозреватель не на шутку беспокоился, что Холмс изложил свои доводы настолько ясно и убедительно, что студенты действительно могут ему поверить.

Правда, в других странах новая теория получила устойчивую, хотя и осторожную поддержку. В 1950 году голосование на ежегодном собрании Британской ассоциации содействия развитию науки показало, что около половины присутствовавших к тому времени стали сторонниками идеи дрейфа континентов. (Вскоре после этого Хэпгуд ссылался на эту цифру как на свидетельство прискорбных заблуждений британских геологов.) Любопытно, что сам Холмс порой колебался в своих убеждениях. В 1953 году он признавался: «Мне так и не удалось избавиться от мучительного предубеждения против идеи дрейфа континентов. Можно сказать, я всем своим геологическим нутром чувствую, что гипотеза эта нереальна»» (Б.Брайсон, «Краткая история почти всего на свете»).

Однако с обнаружением Срединно-Атлантического разлома, а затем и аналогичных разломов в других океанах с горячими восходящими мантийными потоками, гипотеза Холмса получила широкое признание. Тем более, что даже сугубо психологически было проще принять положение о постоянстве размеров планеты, чем их изменение…

Рис. 59. Срединно-Атлантический разлом (тектоническая карта)

Правда, в ходе того же исследования океанического дна вслед за открытием разломов обнаружилась пара «досадных» фактов.

Во-первых, была выявлена принципиальная разница по химическому составу между материковыми (преимущественно гранитными) и океаническими (исключительно базальтовыми) плитами. А во-вторых, оказалось, что если материковые плиты имеют возраст, исчисляемый миллиардами лет (по принятой геохронологической шкале), то океанические существенно моложе – нигде их возраст не превышает всего пары сотен с половиной миллионов лет. Разница кардинальная – на целый порядок!

Обойти эти (и другие) сложности помогла гипотеза субдукции – гипотеза «подныривания» тяжелых океанических плит под более легкие материковые. Обогатившись этим и подобными (не важными для нас) дополнениями, теория дрейфа материков переросла в теорию тектоники плит. И в итоге сложилась следующая картина, которую я представлю в упрощенном варианте.

Рис. 60.

Схема движения плит

На срединно-океанических разломах под воздействием восходящих горячих мантийных потоков близлежащие участки океанических плит раздвигаются в разные стороны, попутно сдвигая и более отдаленные участки. При этом в месте раздвига из поднявшейся к поверхности мантийной массы образуется новая океаническая кора. Конвективный поток, расходясь в стороны под корой, дополнительно сдвигает в направлении своего движения и океанические плиты. Дойдя до границы материковой плиты и успев к этому времени уже изрядно остыть, конвективный поток становится нисходящим холодным и опускается вглубь мантии. Океаническая плита, будучи более плотной и, соответственно, более тяжелой, нежели материковая, «подныривает» под материк и, увлекаемая все тем же конвективным потоком, устремляется вглубь мантии на переплавку. Это, по мнению приверженцев данной теории, «объясняет» и отсутствие океанических плит старше 250 миллионов лет – такие участки коры уже якобы переплавились. Совокупность же всех этих передвижений и «толканий» плит отвечает и за смещение материков друг относительно друга.

Вот примерно в таком виде теория дрейфа материков, преобразовавшись уже в теорию тектоники плит, дошла до наших дней. Попутно эта теория стала доминирующей и «общепринятой», поскольку альтернативная ей теория расширения еще долго топталась на месте, будучи лишенной вразумительного объяснения механизма самого процесса изменения размеров планеты.

Вдобавок, против теории расширения срабатывало и то, что в рамках гипотезы железо-никелевого ядра Земли, которая также была доминирующей в это время, для соединения материков в единое целое в далеком прошлом на планете заметно меньшего размера требовались буквально «запредельные» значения давления в таком ядре.

«Расчеты показывают, что при сжатии радиуса Земли в 1,7 раза плотность в ее центре возрастает примерно в 10 раз, достигая 150 граммов на кубический сантиметр, давление увеличивается до 930 миллионов атмосфер (то есть в 250 раз!), а температура поднимается до нескольких сотен тысяч градусов» (О.Сорохтин, Катастрофа расширяющейся Земли ).

Естественно, что принять реальность подобных давлений внутри планеты, геофизики никак не могли…

Вроде все ясно – одна теория стоит на месте, а другая двигается вперед семимильными шагами. Нормальный процесс развития науки. Победителей, как известно, не судят…

Или все-таки судят?..

* * *

На самом деле, несмотря на «победное шествие» теории тектоники плит, в ней не все так уж и гладко.

Прежде всего, эта теория так и не дала ответ на самый коренной вопрос – в чем причина тех самых конвективных потоков, которые заставляют двигаться различные участки земной коры (материковые и океанические плиты) в том или ином направлении. Высказывалась масса гипотез, но ни одна из них так и не смогла получить сколь-нибудь устойчивого признания, поскольку не решала всех возникающих с этим вопросов.

Проблема в том, что обычные «классические» (если так можно выразиться) конвективные потоки внутри такого симметричного тела как Земля, регулируемые законами тепло- и массопереноса, должны, как легко следует из совершенно банальных умозрительных соображений, также обладать определенной симметрией, связанной в том числе и с таким феноменом, как вращение планеты вокруг своей оси. Между тем ничего подобного не наблюдается и в помине.

Это со всей отчетливостью показали широкомасштабные сейсмические исследования, проведенные японскими учеными, которые целенаправленно изучали горячие восходящие потоки в мантии в 90-е годы прошлого ХХ века.