Великие геологические открытия
Шрифт:
В 30-х годах был изобретен эхолот. Это позволило приступить к составлению гипсографических профилей через океан, т. е. вести непрерывную запись глубин дна «от берега до берега». Гигантскую работу в этом плане выполнили сотрудники Ламонтской геологической обсерватории при Колумбийском университете (США) Морис Юинг (1903-1976) и Брюс Хизен (1924-1977). В их распоряжении было небольшое судно «Вима», которое непрерывно сновало через Атлантику, вычерчивая профиль за профилем. Именно этим ученым выпала честь быть авторами великого географического открытия XX века – открытия мировой системы срединно-океанических хребтов. Они опоясывают по дну океанов весь земной шар
Сотрудница Юинга Мэри Тарп, обрабатывая на берегу данные эхолотных промеров, в 1953 г. открыла по оси срединно-океанических хребтов сравнительно узкую (30-50 км) и неглубокую (до 1 км) щель. Щель эта тянется вдоль всего хребта и имеет, как выяснилось впоследствии, вполне конкретное функциональное назначение. В частности, Морис Юинг установил, что именно к этой щели (она получила название центральной рифтовой долины) тяготеют эпицентры всех мелкофокусных землетрясений, отмеченных в районе срединно-океанических хребтов.
Сразу родилась идея. Надо закартировать по данным геофизики очаги всех землетрясений в океане, они и должны точно указать ось хребта, а затем контрольными эхолотными профилями подтвердить (или опровергнуть) это предсказание. По крайней мере, будут сэкономлены время и силы, ибо не придется ловить хребты вслепую. Так и поступили. Результаты превзошли ожидания. В короткий срок с помощью такого метода были составлены первые карты рельефа дна Атлантического, Индийского и Тихого океанов. Сделали это Хизен и Тарп в 1967- 1969 гг. Современные представления о сложной морфологии дна океана дает рис. 13. Мгновенно бросается в глаза, что это далеко не плоская равнина, как думалось ранее. Рельеф дна сложный, разнообразный и абсолютно ничего общего не имеющий с рельефом суши.
Здесь надо отметить один любопытный с психологической точки зрения нюанс. Дело в том, что патриарх Ламонтской обсерватории Юинг и его сотрудники не были сторонниками теории Вегенера. Юинг, как пишет Хэллем, к мобилистским взглядам относился «неприязненно». Однако, собрав громадный фактический материал по рельефу дна всех океанов, они, сами того же желая, вооружили неоспоримыми данными своих идейных противников. Благодаря их упорному труду, стало ясно, что океанические хребты имеют принципиальные отличия от горных цепей на континентах. Факт этот, однако, поставил перед учеными целый ряд новых вопросов. Но ученые сразу поняли и то, что ключ к их разрешению, а равно и к созданию целостной теории развития Земли, лежит в глубинах Мирового океана.
Сделаем еще одно небольшое отступление. В 1934 г. голландский геофизик Феликс А. Венинг Мейнес (1887-1966) открыл в районе глубоководных океанических желобов сильные отрицательные аномалии силы тяжести. Он же обосновал происхождение желобов и островных дуг, опираясь на теорию мантийной конвекции Холмса. Через 20 лет американец Хуго Беньоф (1899-1968) установил, что к системе «дуга – желоб» приурочены наиболее глубокофокусные землетрясения (до 700 км) и что зона эта (ее назвали сейсмофокальной) наклонно погружается под континент.
Важно еще следующее. Кроме палеомагнитных и гравитационных исследований геофизики с 30-х годов делают измерения теплового потока, идущего из недр Земли. Они полагали, что тепло это генерируется энергией радиоактивного распада и должно быть пропорционально толщине земной коры: под океанами «поток тепла» должен быть значительно ниже, поскольку океаническая кора в 5-7 раз тоньше континентальной и состоит к тому же из базальтов, существенно менее радиоактивных, чем граниты.
Пионером
Итак, наступило время первого обобщающего синтеза новой информации. Надо было связать воедино данные океанологии и геофизики с уже имевшимися теоретическими схемами строения и развития Земли. В науках о Земле, как мы условились это называть, завершился десятилетиями длившийся период эволюционного накопления знаний, произошла смена парадигмы, т. е. свершилась научная революция.
Сразу подчеркнем одну примечательную особенность этой революции. Заключается она в том, что совершили ее главным образом не геологи, а физики и геофизики. В истории геологии это, пожалуй, первый случай, когда ключевые идеи высказываются учеными иных специальностей. Разумеется, это не случайно. Есть тому вполне логичное и убедительное объяснение.
Дело в том, что геологи всегда изучали разрозненные фрагменты суши, имея дело лишь со следами (реализациями) процессов прошлого. О том, какие процессы привели к образованию конкретной ассоциации пород и какие силы смяли породы в сложную систему складок, сопровождавшуюся еще и разрывными нарушениями, можно было лишь предполагать, выдвигая описательные, ничем практически не проверяемые гипотезы. Об истории геологического развития судили прежде всего по фауне, и потому историю Земли невольно подменяли историей жизни. Глобальные обобщения, главным образом тектонические, также носили сугубо описательный характер. Я имею в виду такие геотектонические концепции, как контракционная, пульсационная и т. п. Никакими средствами проверить их было невозможно. В них можно было только верить…
Для того чтобы геология перешла на качественно новый уровень, нужны были и качественно новая информация, и принципиально иные методы ее добывания. Их-то и разработали физики и геофизики, они же первыми получили кардинально новые результаты, когда началось изучение строения Мирового океана, и они же, разумеется, высказали идеи, которые «чистым» геологам и в голову не могли прийти. Этим частично и можно объяснить тот факт, что идеи, о которых пойдет речь, первое время принимались геологами в штыки; да и сегодня геологический мир еще не единодушен в своем отношении к «новому взгляду на Землю».
В этой связи хочется поделиться собственными наблюдениями за реакцией наших геологов на смену концептуального базиса науки. Она также была разной.
Те, кто занимался геологией платформ, успокаивали себя тем, что, возможно, в геосинклинальных зонах что-то такое и происходило, требующее истолкования с новых позиций, но у них-то на платформах… все, как всегда, спокойно шло своим чередом. Специалисты по геологии докембрия тешили себя иллюзией, что информация, добытая со дна морского, касается последних 150 млн лет геологической истории. Это – пшик, краткий миг в сравнении с их докембрийскими масштабами. Возможно, в последнее время земная кора и пришла в движение, но в «их время» ничего подобного не было и быть не могло. Земная кора вела себя так, как положено. Такая вот реакция.