«Материки и океаны, — как писал Хайн, — являются не только крупнейшими элементами рельефа земной поверхности, но и крупнейшими структурными элементами земной коры» (1957).
Вегенер тридцать пять лет назад (1925), говоря об их взаимоотношении, отмечал, что «во всей геофизике нет второго такого ясного и точного закона, как закон о двух не связанных друг с другом, имеющих наибольшее распространение ступенях, а именно: ступень материковых плато и ступень океанических впадин». Смысл этого, по Вегенеру, в том, что эти две ступени являются двумя разными по составу оболочками нашей планеты. Явно горные породы под океанами тяжелее, нежели под материками. Позже принципиальное отличие строения материков и океанов подчеркнул П. Н. Кропоткин (1950,1953). К этому же выводу пришел В. Б. Нейман, разгадывая «географический смысл гипсографической кривой» (1954). Различие в строении материков и океанов подтверждают также в своих сводках Магницкий (1953) и Бончковский (1953).
Казалось бы, на основе убедительных указаний ряда исследователей и содержащихся в их работах фактов вопрос ясен и можно твердо говорить, что материки и океаны являются действительно самыми большими структурами земной коры — мегаструктурами. Мы это считаем несомненным. Из этого следует дальнейший вывод, что существует относительное постоянство этих структур, которое было выдвинуто Дэна, принималось Вернадским и разделяется Кропоткиным.
Однако в современной науке продолжает держаться с этим взглядом и другая идея. Ряд геологов утверждает молодой возраст океанов (В. В. Белоусов, Д. Г. Панов, Ш. Шухерт). Эту точку зрения Хайн считает традиционной для европейской геологии. Другие же (А. Н. Мазарович и Г. Штилле) делят океаны на древние, или первичные, и молодые, или вторичные.
Если сопоставить эти точки зрения, то станет очевидным, что правильной является только первая — древность океанов. Но почему же держится в науке и вторая?
Думается, что это происходит из-за неправильного подхода исследователей к данной проблеме: они ставят проблему узко, и в этой постановке проблема кажется неразрешимой, а надо поставить ее шире, и тогда она решится легко и до конца. В своей знаменитой книге Вегенер (1925), обсуждая проблему соотношения материков с океанами, привлекал к делу разные доказательства: а) геофизические, б) геологические, в) биологопалеонтологические, г) палеоклиматологические и д) геодезические. В последнее время верили только доказательствам геологическим, остальные же просто отбрасывали, что, конечно, неправильно.
Это особенно проявилось в 1946 г. при обсуждении проблемы движения материков, когда Н. С. Шатский отбросил геодезические и биологопалеонтологические доказательства.
Он указал, что долготные наблюдения в Гриниче и Вашингтоне показали некоторое уменьшение расстояния (около 0.7 м в год) между этими пунктами. Однако Шатский, хотя сам и привел этот факт, считаться с ним не счел нужным.
Что касается фактов биологических, то о них у Шатского сказано, что они дают «исключительную стройность доказательств и легкость объяснения самых сложных явлений». Кроме того, добавлено, что движение материков «сравнительно легко и просто объясняет большое количество географических и геологических особенностей в строении нашей планеты». Надо учесть, дальше, что эта гипотеза как вполне обоснованная теория широко применяется в смежных с геологией науках — палеоклиматологии, зоо — и фито-географии и др. Более того, эта теория «среди палеоклиматологов, географов, зоогеографов… является ведущей в представлениях о развитии фауны и флоры». Эта теория «весьма хорошо объясняет верхнепалеозойское оледенение, а также не только географическое распространение растений и животных древнего материка Гондваны, но и ряд загадочных явлений из зоогеографии и фитогеографии современности» (Шатский, 1946).
Из приведенных характеристик теории ясно, что такая теория, если верить этим словам Шатского, заслуживает большого внимания. К сожалению, Шатский эту теорию и все связанные с ней факты отверг.
Не пора ли сейчас пересмотреть для теории движения материков значение тех факторов, которые были в свое время им отброшены? В частности, подчеркнем еще раз, что без всяких мотивов Шатским был отброшен геодезический факт; факты же биологические, говорящие и пользу теории движения материков, не были приняты во внимание потому, что автор теории, о котором говорил Шатский (Вегенер), якобы игнорировал теорию геосинклиналей. Последнее не верно, ибо о теории геосинклиналей говорится в книге Вегенера (1925), а, кроме того, в отечественной литературе был ученый, который сочетал теорию геосинклиналей с движением материков. Я имею в виду палеонтолога акад. А. А. Борисяка, широко использовавшего биологические факты. Полагаю, что за последние годы обстановка сильно изменилась и теперь можно подойти к вопросу шире и правильно разрешить проблему соотношения материков и океанов как двух несомненных мегаструктур и проблему движения материков.
Хотя Хайн решает проблему соотношения этих структур правильно в утвердительном смысле, но он указывает на существование еще двух взглядов, ни один из которых несовместим с представлением, что материки и океаны являются довольно постоянными крупнейшими структурами земной коры. Эти два взгляда надо, наконец, из науки устранить, хотя они упорно живучи. Вернадский в книге «История природных вод» (1933—1936), как и Хайн (1957), придерживался, следуя Дэна, взгляда, что материки и океаны являются двумя структурами и в силу этого довольно постоянны. Но одновременно он упоминал о «другом решении», согласно которому «море и суша могут перемещаться в любой точке земной коры без всякого соотношения с распределением суши и моря». Он имел в виду здесь, главным образом, теорию Зюсса и подчеркивал, что эта теория «современное распределение суши и моря рассматривает как поверхностное явление, в корне свободно меняющееся в течение геологического времени».
Взгляду Зюсса, по его мнению совершенно неприемлемому: будто «океан и суша — поверхностные явления — появляются свободно и непрерывно в одном и том же географическом месте планеты многократно в течение геологического времени», — он противопоставлял до сих пор не вошедшее в сознание геологов эмпирическое обобщение, согласно которому «распределение океанов и суши является не палеогеографическим явлением, а связано с определенной структурой земной коры, идущей далеко вглубь, на многие километры, лежащей глубже большинства тектонических смещений» (Вернадский, 1933—1936). Эти слова Вернадского чрезвычайно важны и находятся в полном согласии с приводившимися нами указаниями Карпинского о производности горных структур от материковых.
В дополнение к этим словам Вернадского приведу интересные высказывания Кропоткина (1951) на I Совещании по вопросам космогонии в апреле 1951 г., где он говорил: «Выясняется глубокая противоположность не только в строении, но и в геологической истории океанических впадин и материковых массивов», и далее: «В области океанов земная кора построена из материала, значительно более плотного, чем в области материков и на островах. Это подтверждают данные распространения сейсмических волн».
Кропоткин отмечал, что «ровные океанические пространства, имеющие поверхность ниже 4000 м, по-видимому, никогда не были сушей и не испытывали интенсивной складчатости. Если учесть оба эти факта, то придется сказать, что едва ли океанические участки на промежутке от докембрия до наших дней становились сушей и едва ли, наоборот, материки на том же промежутке делались океаном. Если бы то или другое имело место, не было бы той противоположности по составу материков и тектонике материков и океанов, которая отмечается повсеместно сейчас». «Даже небольшое, на 10%, изменение объема океанических впадин сейчас же резко отразилось бы на контурах суши и моря в виде всеобщей регрессии (отступания) или трансгрессии (наступания) моря, способной захватить 40% современной площади суши. Известные по геологическим данным изменения площади моря не подтверждают распространенного представления о том, что Атлантический и Индийский океаны могли образоваться за счет погружения обширного гипотетического материка Гондваны на глубину 4—5 км» (Кропоткин, 1951).
В этих словах Кропоткина отрицается возможность появления океанов на месте былых гигантских материков, как Гондвана, или части их. Значит, одно из двух: или этих гигантских материков — мостов между теперешними материками — вовсе не было, или если они были, то должны быть следы их погружений в виде потрясающих по величине колебаний уровня моря трансгрессий и регрессий. Историческая геология утверждала и утверждает, что эти погружения были. Но тогда почему не было этих гигантских трансгрессий и регрессий и та же историческая геология не может их найти?
Кропоткин отметил это неотвратимое противоречие и тем самым выразил мнение, противоположное тому, что говорит современная геология. Кропоткин совершенно прав, но он не сторонник движения материков: сужу потому, что никогда по этому поводу он не высказывался. Однако Кропоткин пришел к выводам, которые можно широко обосновать лишь при принятии движения материков. По моему убеждению, продумать вопрос до конца могут только биологи, и в этом смысле интересны суждения биологов и палеонтологов Борисяка и Криштофовича, к которым мы дальше обратимся. Но, прежде чем сделать это, я еще раз вернусь к Вернадскому для того, чтобы установить один важный факт и дать более полную характеристику его идей, изложенных в «Истории природных вод».
Упомянутые выше идеи Зюсса Вернадский категорически отвергал и счел приемлемым в трактовке отношений материков и океанов две гипотезы — гипотезу Дэна о постоянстве материков и гипотезу Вегенера об их движении. Нетрудно, внимательно читая его книгу, увидеть, что между этими двумя воззрениями он колебался, решительно отвергая третье, как сказано, связанное с Зюссом и его концепцией огромных материков.
Из этого совершенно ясно, что взгляды Вегенера он принимал как одну из возможных гипотез. Вернадский всегда делал различие между гипотезой и эмпирическим обобщением, и вот взгляд Вегенера был для него приемлемой гипотезой, в связи с чем он даже обсуждал в своей книге возможные количественные пределы смещения материков. Он указал, что «астрономические наблюдения», «со смещением координат отдельных точек суши связанные», «начали обращать на себя внимание, и первые результаты не являются неблагоприятными для теории движения материков» {Вернадский, 1933—1936).
Далее, он говорил о существовании зональности климата во все эпохи истории Земли, причем «как бы перемещался на поверхности планеты полюс этой зональности». При этом Вернадский сослался на построения Вегенера и В. П. Кеппена. Он допускал, что «могут открыться смещения континентов, независимые от тех передвижений, которые предвидел Вегенер». Это Вернадский дополнял затем указанием, что теория движения материков «стоит в согласии со многими биологическими фактами и, по мнению такого крупного геолога-тектониста, каким является Арган, с совокупностью современных представлений о создании в геологическое время тектоники континентов».
Из совокупности высказываний Вернадского о движении материков ясно, что он был сторонником гипотезы о движении материков, но так как не любил гипотезы, а стремился заменять их эмпирическими обобщениями, то ему хотелось эту гипотезу превратить в эмпирическое обобщение, что и видно в некоторых из приведенных его высказываний.
Идею Дэна об устойчивости материков он именно и считал таким твердым эмпирическим обобщением, но при этом подчеркивал, что и в теоретических представлениях Вегенера, а также Дэна наша суша и наш океан являются в общем геологически неизменными массами, строящими земную кору: может идти речь (для главной массы их вещества) о перемещении, но не об их переходе друг в друга.
Таковы были воззрения Вернадского по данному вопросу. Нельзя не указать, однако, что в этих идеях он пошел гораздо дальше, чем Дэна. В своей «Истории природных вод» он дал замечательное обобщение, которое назвал «диссимметрией земной коры».
Сущность диссимметрии состоит в том, что океаны сейчас на Земле но своей площади больше чем в два раза превосходят материки. Вернадский подчеркивал, что это явление не случайно и что ему отвечают не одни внешние очертания суши и океана, но также состав подстилающих пород на дне океана и в теле материков. Сопоставляя вес пород там и здесь и размеры площадей, он указывал, что соотношение размеров площадей океанов и материков не случайно, а отвечает их известному весовому равновесию, что совершенно естественно и необходимо, поскольку Земля есть структура равновесия сил тяготения.
Вернадский правильно полагал, что это равновесие очень устойчиво и выдерживается во все геологические периоды. Материки и океаны — это структуры земной коры. Структуры эти Вернадский, учитывая гравитационность земного пространства, сопоставлял между собой по весу океанов, вес же он сопоставлял с их площадями и приходил к правильному выводу, что в целом они друг друга уравновешивают, что в последней своей еще не напечатанной работе он формулировал как «правило Ромье». Из правила Ромье вытекает диссимметрия соотношения материков и океанов, эти две закономерности (уравновешивание материков и океанов и их диссимметрия) можно считать тесно связанными и друг друга дополняющими.
Правило Ромье говорит, что на Земле происходят переливания единой массы воды, но они связаны с постоянным сохранением коренного соотношения материков и океанов (1 : 2.4). «Можно говорить только о колебаниях вокруг этого числа» (Вернадский, 1933—1936). Но это же число есть количественное выражение диссимметрии. Дополняя эту мысль, Вернадский сказал: «Выведенная путем сложного и трудного векового наблюдения геологов эта устойчивость соотношений между поверхностями суши и моря подтверждается всем эмпирическим материалом геохимии, указывающим на малую вероятность, если не невозможность, быстрого его изменения» (Вернадский, 1924).
Придерживаясь воззрения, что материки очень устойчивы в своих очертаниях, Вернадский их подвижность в пространстве, т. е. их движения тангенциальные, принимал лишь как гипотезу.
Нетрудно показать, однако, на основе всех относящихся сюда фактов, что из теории неподвижности земных материков, которая тоже по-своему старается объяснить события геологической истории, если ее проводить последовательно до конца, вытекают абсурды, суммируемые картами реконструкции материков. В разные геологические периоды, дающие огромные материки с узкими океанами, подобными проливам, существование таких материков и океанов, а затем, «экстренное» погружение материков никак принять нельзя, ибо то и другое абсурд.
Не ясно ли на основе этого, что и в данном случае надо отвергнуть самую теорию, из которой следуют все абсурды. Ведь справедливость всякой теории познается по вытекающим из нее выводам, а если абсурдны выводы, то значит абсурд представляет сама теория. Это мы целиком относим к идее о неподвижности материков, которой предопределена поэтому участь, общая с идеей о неподвижности Земли, которая давно из науки изгнана. Фантастикой давно уже называем мы теорию неподвижности Земли Птоломея, и фантастикой скоро все назовут точно так же теорию неподвижности материков. Идея об устойчивости очертаний материков только в сочетании с мыслью о диссимметрии Земли и правилом Ромье может дать решение проблемы строения земной коры, но это неизбежно требует признания подвижности материков.
Современная историческая геология, стоящая на точке зрения неподвижности материков, наполняет карту прошлого Земли, на промежутке от докембрия до начала третичного времени, гигантскими материками, как Гондвана, Пацифик, Северная и Южная Атлантиды. Ясно, что дело тут не в одной Гондване, как это следует из приведенного выше рассуждения Кропоткина (1951). Если все эти материки, ныне не существующие, нанести на карту мира, то получится гигантское развитие материков и представление о крайне узких океанах — проливах между ними. Сейчас океаны больше чем вдвое превосходят своею площадью площадь материков. В этом и состоит диссиметрия земной коры, по Вернадскому. Не то было, если верить построениям господствующего течения исторической геологии.
Взгляните на реконструкцию древних материков в любом курсе исторической геологии (у Лаппарана, Ога, в третьем томе у Лукашевича, у Арльдта и др.), посмотрите на карты древнего мира, в промежутке от докембрия до третичного времени. Всюду вы увидите одну и ту же картину, которая сводится к тому, что будто бы поданным исторической геологии на всем промежутке от конца докембрия до третичного времени соотношение материков и океанов было якобы таким, что существовали гигантские материки и узкие подобные проливам океаны между ними. Эта картина неправдоподобна.
Не менее неправдоподобно и другое: будто бы на рубеже между меловым и третичным периодами внезапно все это изменилось. Будто бы гигантские материки — Пацифик на месте Тихого океана, часть Гондваны между Австралией и Африкой, Северная Атлантида между Европой и Северной Америкой, Южная Атлантида между Южной Америкой и Африкой — сразу погрузились, и наступило таким образом современное соотношение между океанами и материками: материки стали маленькими, а океаны гигантскими.
Изложенные мною выше два положения составляют то, что утверждает современная историческая геология, если она стоит на точке зрения отрицания движения материков. Для нее иной возможности истолковать факты нет. Но такое истолкование есть абсурд.
Надо очень внимательно продумать то, что в этих двух положениях утверждается, и тогда ясно будет, все это представляет нечто, что совершенно нельзя допустить. Убеждения в этом вытекают из следующего.
1. Нельзя допустить одновременного погружения четырех огромных материков, которые являлись мостами между современными материками. Ведь Земля, как вращающееся тело, имеет известное равновесие, и оно нарушилось бы от одновременного погружения на глубину до четырех километров сразу четырех материков.
2. Нельзя подобрать, далее, причин для такого погружения ни на самой планете, ни вне ее; если бы это произошло, оно было каким-то чудом, но чудес наука не допускает.
3. Допущение в недавнем прошлом погружения сразу четырех материков и создания вместо них новых океанов означало бы допущение катастрофы в недавнем прошлом Земли. Но современная наука на основании фактов для прошлого Земли вообще отрицает катастрофы и особенно отрицает их, в частности, для мелового и третичного периодов, ибо факты, касающиеся этих периодов, известны хорошо.
Из трех положений приходится сделать вывод: очевидно, погружения материков-мостов в прошлом не было. Но если не происходили погружения, которые нужны были для объяснения прекращения расселения фаун и флор, для чего эти погружения и выдумали геологи, то значит, что не было и самих мостов, по которым расселение до этого будто бы шло.
Очевидно, при таких условиях расселение континентальных фаун по материкам происходило не вследствие наличия мостов между ними, а вследствие сокращения расстояний между материками и их сближения вплоть до полного слияния. Если отрицать материки-мосты и исключить возможность их погружения, то для объяснения расселения флор и фаун остается одна только возможность — допустить, что в одни эпохи были сближения, а в другие — раздвижения материков. Иначе говоря, если отбросить материковые мосты и все связанные с ними погружения, как недопустимые абсурды, то придется признать движение материков за истину. Многое в деталях этих перемещений материков неясно, и детали надо исследовать, но самый факт не подлежит сомнению. Исторически мы видим, что в промежутке от работ Натгорста (Nathorst, 1888) и Неймайра (1886) до исследований А. Н. Криштофовича, Борисяка и Вульфа (30-е годы нашего века) по подбору палеобиологических фактов была проделана огромная работа, которая привела к тому, что эти факты умножились и усложнились.
Это приходится констатировать и признать, что прежде всего именно к этом выразилось огромное развитие самой теории: она, так сказать, обросла огромным материалом биологических фактов. Например, не обратить внимания на то, что лица, добросовестно освещающие биологическую историю живых существ, тщательно продумав ее, обязательно приходят к идее движения материков.
Из наших специалистов, работавших по этой линии в течение последних десятилетий, можно назвать, кроме уже упоминавшихся, В. В. Алехина (1944), Н. В. Павлова (1948), Б. К. Штегмана (1936), И. И. Пузанова (1938), Н. А. Бобринского (1946), И. А. Рубцова (1940). В связи с этим списком биологов, придерживающихся мысли о движении материков, не могу не вспомнить золотых слов Н. С. Шатского о том, что у биологов идея движения материков уже не гипотеза, а теория, и притом очень стройная и продуманная. Вспоминая вместе с этим указание Шатского о том, что наблюдения в Гриниче и Вашингтоне подтвердили факт смещения материков, а еще больше, считаясь с правилом Ромье и диссимметрией земной коры, доказанной В. И. Вернадским, я нахожу возможным сказать, что идею движения материков уже нужно считать доказанной.
Мною была написана книга «Движение материков и климаты прошлого Земли» (1931—1936), выдержавшая четыре издания. В ней я изложил идею, главным образом, на основе учета биологических данных. Думаю, что последние сыграли немаловажную роль в том, как сложились воззрения таких сторонников движения материков, как Н. Н. Зубов, М. В. Кленова и Д. В. Наливкин.
Мне представляется, что биология — это именно главное направление, в котором сказался прогресс теории. Именно здесь накопляются в неисчислимом множестве мелкие факты, которые своей лавиной делают совершенно невозможным сохранение теории неподвижности материков и заставляют подыскивать геофизические доводы против их неподвижности.
Еще ярче этот прогресс теории виден в построениях о широтной и меридиональной зональности. У нас широко распространено мнение будто представление о движении материков, нашедшее яркое свое выражение в ряде работ 20—30-х годов нашего столетия, создано Вегенером и им впервые введено в науку, что это — «мода», проникшая к нам свыше 30 лет назад с Запада.
Идея о движении материков не только гораздо старше Вегенера, но она старше, например, и самой геологической науки.
Геологическая наука как отдельная область знания родилась в XVIII в. Между тем, в XVII в., во времена Ньютона и Лейбница, когда геологии, говорят, еще не было в науке (по существу это не так), существовало много интересных и ценных геологических мыслей, выразителями которых были Лейбниц, Гук с. его трактатом о землетрясениях, Стено. Бернар Пал неси, Галлей, Пласе, Кпрхер и другие. Пласе в 1668 г. написал книгу «La corruption du grand et du petit monde ou il est montree que devant le deluge l’Amerique n’etait point separee d’autres parties du monde», в которой речь идет о том, что раньше, до «потопа», Америка соединялась в одно целое с Африкой и Евроиен, а позже обе группы материков раздвинулись.
Отсюда ясно, что еще за 250 лет до Вегенера Пласе пришел к основным его идеям. Геологии как науки в это время еще не было, но идея движения материков уже появилась. В знаменитой работе М. В. Ломоносова «О слоях земных» (1763) имеются следующие указания. В северных странах находят остатки животных и растений, свойственных теплым и даже тропическим странам. Сюда относятся бивни мамонтов, некоторые моллюски и др.
Ломоносов предположил, что большие участки поверхности Земли, несущие на себе эти остатки, «насильством подземного действия», были принесены на новые места, где сейчас холодный климат. Он, впрочем, указывал, что некоторые дают этому и иное объяснение. Оно может быть связано с нечувствительным наклонением всего земного глобуса — изменением расстояния эклиптики от полюса. Если принять первое из двух объяснений, выдвинутых Ломоносовым, то речь идет о смещении полюсов земной коры, а не всего тела Земли, к чему и сводится перемещение материков. Данная мысль имела в то время большое значение, и иногда ее, видимо, смешивали с передвижением полюсов Земли. О перемещении земных полюсов писал в своих лекциях по физической географии Кант в 1802 г., причем результатом этого перемещения он считал присутствие в Европе «индийских зверей, двустворчатых раковин и растений». Кант не упоминал при этом о перемещении материков.
Интересны высказывания Лапласа, который говорил, что «всякая гипотеза, основанная на значительном перемещении полюсов по поверхности Земли, должна быть отброшена как несогласная с только что охарактеризованной особенностью земного эллипсоида». Лаплас считал, что это перемещение полюсов придумано для того, чтобы «объяснить существование слонов ископаемых, кости которых в огромном количестве находим в климатах севера, где современные слоны жить не могут» (Laplace, 1825). Возражая против возможности этого, Лаплас указал, что «ископаемые слоны имели тело, покрытое густой шерстью» (речь идет явно о мамонте), что эти слоны, очевидно, были приспособлены не к тропикам, а к холодам севера. То, что это действительно мамонт — животное, отличное от африканского и индийского слона, было доказано, позже Кювье.
Следует заметить, что вообще геология, возникшая на западе позже, чем в России (в конце XVIII столетия), имела тогда еще мало фактов, которые она могла бы противопоставить точке зрения Лапласа. Но затем эти факты стали собираться все в большем и большем количестве, и тогда в начале XIX в. создался довольно четкий конфликт между геологией и астрономией: в геологии все в большем количестве стали накопляться факты, необъяснимые в свете астрономических теорий. Именно в ходе развития этого конфликта все более укреплялась идея движения материков.
Некоторые признаки этой идеи видны у Геттона, Пляйфера и астронома Гершеля (Herschel). Последний указал, что при известной скорости вращения Земли материки должны были скопиться у полюсов, при другой — они могли от них отойти, что указывает на наличие движения материков. Он подчеркивал, что «при вращении Земля стремится принять форму равновесия, и эту форму она приняла бы даже в том случае, если бы первоначально, так сказать, она имела другую форму» (Гершель, 1861—1862).
Идеи Гершеля, Геттона и Пляйфера во многом продолжал Ляйель. В. его книге «Основные начала геологии или новейшие изменения Земли и ее обитателей» (1866) очень хорошо выражена мысль о движении материков. Книга эта относится к 1883 г., в ней он говорил о материках, «передвинувшихся в течение следовавших одной за другой эпох». Он принимал упоминавшийся взгляд Гершеля, что при быстром вращении Земли материки должны были собраться у полюса, а у экватора должны были бы находиться океаны. Он считал возможным перенос объема суши из жаркого пояса в умеренные и арктические страны обоих полушарий.
Существования расплавленного ядра Ляйель, как мы уже знаем, не признавал. Он полагал, что те явления, которые связывают с этим ядром, являются порождением химических процессов в теле Земли. Он признавал наличие в твердой Земле только отдельных озер и морей расплавленной материи, которые при вращении Земли двигались вместе с земной корой. Поэтому жидкое вещество не играло у него роли основания, по которому происходило движение материков.
О расположении материков Ляйель писал следующее. Существует два широтных пояса материков, которые в основном симметричны. Но вместе с тем имеются и долготные их пояса. «Справедливо, — говорил Ляйель, — что Земля покрыта океаном, посредине которого находится два больших острова» (Ляйель, 1866). Эти острова имеют долготное направление и это, толкуя мысль Ляйеля,— Старый и Новый Свет.
Идеи Ляйеля продолжили его ученики, В. Д. Саулл (Saull, 1849) и Дж. Леббок (Lubbock, 1849). Первый из них в 1849 г. сказал, что «полосы Земли не зафиксированы и не неизменны в своем положении, как всегда предполагают астрономы, но имеют непрерывное движение». На этом автор основывал «изменения климатов и перемены в уровнях морей и суши, наблюдаемые геологами». Леббок также пришел к мысли о движении материков.
Лаплас, по мнению Леббока, упустил две группы фактов: дислокацию слоев вследствие охлаждения Земли и трение поверхностных частей о более глубокие. В связи с тем и другим могут возникать, по его мнению, отклонения при вращении Земли от оси ее фигуры.
Идею Лапласа о неизменности положения оси вращения Леббок противопоставил идеям, высказанным в «Небесной механике», где Лаплас говорил о неравенствах, которые он допускал в связи с трением и которые пропорциональны расхождению между осью вращения и осью фигуры и могут исчезнуть, если они обе совпадут. В связи с этим ось вращения в разные времена может занимать различные географические положения. Земля, подчеркивал Леббок, «является не шаром, а сфероидом, и если мы предположим, что ось вращения ее в разные времена занимала различные места и не совпадала с осью фигуры, то в этом можно найти причину изменений морей и суши в их относительном положении».
Из изложенного видно, что на промежутке от начала XIX столетия до конца 40-х годов идея движения материков не сходила со сцены и появилась она на основе представлений о скольжении земной коры по ядру, причем отчленение ядра от коры произошло при охлаждении. Это относится к идеям Лапласа.
Иными совершенно являются у Ляйеля и его предшественников причины расчленения коры и ядра. Они считают причиной расчленения — вращение Земли (расхождение всей фигуры и оси вращения). Однако это течение не было господствующим. Наоборот, все больше и больше представление об огненножидком ядре становилось господствующим и особенно четко оно определилось в дальнейшем,( начиная с 50-х годов.
В 1856 г. Ш. Шредер (Schroeder) выпустил работу, в которой отметил, что физическое различие между сравнительно тонкой земной корой и лежащим под ней жидким магматическим поясом должно вести к тому, что угловые скорости должны стать различными, поэтому получатся самостоятельные тангенциальные движения земной коры и тогда можно понять движение материков и разрывы их.
В 1856 г. Снидер (Snidere), доказывал, что путем разрыва материков создался Атлантический океан. Это было своего рода продолжение идеи Пласе. По мнению автора, до этого разрыва Европа и Африка, с одной стороны, и Америка, с другой, плотно смыкались, о чем говорит и соответствие очертаний их побережий.
К 1860 г. относится несколько интересных статей Г. Джемса (James) в журнале «Атенеум». Автор пришел к выводу, что если геология будет придерживаться идеи о неизменности положения оси вращения, она неизбежно зайдет в тупик. Геологи безусловно придут к мысли, что поднятие материков должно производить перемещение оси вращения. Джемс подходит к идее перемещения материков. По его мнению, «каждая часть поверхности Земли в разные периоды проходила через различные климаты от тропического до арктического». Это явление он связывает со своеобразным перемещением полюсов Земли и называет его, следуя Ньютону, эвагацией полюсов. Под эвагацией разумеется перемещение полюса по отношению к эклиптике от положения 23°30′ до вертикального. В виде примера Джемс указывал на перемещение северного полюса до магнитного. Автор писал, что он вместе с Ляйелем стоит на точке зрения изменения очертаний материков и океанов в связи с созданием гор и в этом отношении указал, в частности, на материк Южной Америки и на значение в его очертаниях Анд, а равно на роль Гималаев в создании очертаний Азии.
Концепция Джемса безусловно интересна, хотя в условиях того времени она могла еще быть истолкована в смысле катастрофизма. Однако кое-что интересное она дает и для современных идей. Идея движения материков здесь была, что видно из предыдущего, но это движение было скрыто среди других движений земной коры. Статья Джемса весьма поучительна как протест против лапласовских идей о неподвижности оси вращения, которые были характерны для геологов того времени. Джемс если и не очень ярко, то все-таки определенно выразил мысль о движении материков уже одним тем, что присоединился к идеям Ляйеля. Статьи Джемса интересны еще и тем, что вызвали ряд откликов. На них отозвались геолог Бете Джюкс и астрономы Эри, Гиксон и Генесси. При этом Гиксон напечатал три письма, Генесси и Эри — по два, Бете Джюкс — одно. На содержании некоторых из этих писем следует остановиться. Они напечатаны в том же «Атенеуме».
Геолог Джюкс (Jukes) сомневался в том, чтобы горы, имеющие по сравнению с радиусом Земли небольшой размер, могли произвести смещение оси. Он полагал, что при толковании геологических фактов надо опираться на локальные причины. Взгляду Джемса о периодических вымираниях Джюкс противопоставил свою точку зрения, что изменения обитателей земного шара были очень постепенны, как постепенным было и появление новых форм. Взгляду Джемса о том, что поднятие гор вызвало смятие пластов, кливаж и скольжение масс, Джюкс противоставил мысль, что, наоборот, поднятие само явилось результатом нарушающих действий.
Астроном Эри (Airy) признал принципиальную правильность соображений Джемса, но высказал большое сомнение в достаточной значимости той причины, которая, по его мнению, должна вызвать большие эффекты. Он целиком усомнился в действительности выдвинутой Джемсом причины изменения положения оси Земли для случаев полного отвердения. Во втором письме Эри высказался еще раз по поводу внешних влияний на положение оси. Он рассматривал явление прецессии и нутации, а равно условия наклона оси вращения к плоскости эклиптики и пришел в отношении влияния этих процессов к отрицательному выводу.
Астроном Генесси (Henessy) указал на ошибку Джемса в его понимании Ньютона по поводу эвагации полюсов. Устранив эту ошибку, он пришел к выводу, что эвагация полюса относится к шару, но не к сфероиду, каким является Земля. В другой, более ранней, работе Генесси отмечал свое изумление по поводу этих двух статей Джемса. Он указывал на мнения по поводу ничтожности воздействия геологических причин на вращение Земли, о чем говорил еще Пуассон, и подчеркивал, что статья Леббока (1849) была возражением против мнений Пуассона.
Джемс, по мнению Генесси, продолжает Леббока. Именно он физические изменения, происходящие на Земле, выдвигает в качестве причин, сдвигающих ось. Генесси против этого возражал и ссылался на свою работу 1851 г. и на статью сардинского математика Плана. В обеих работах учитывался момент инерции и было доказано, что положение оси очень устойчиво. Сдвиг оси мог произойти только при отвердении Земли, если оно нарушало вращение и изменяло угловую скорость. Воздымательные действия, подобные образованию гор, могли произвести эффект смещения оси только в сочетании с этим явлением. Автор ссылался на свой очерк «Земные климаты в разные геологические эпохи» (1858—1859), основанный, по его словам, «на новых и точных данных геологической науки».
Третьему оппоненту, Гиксону (Hixon), принадлежат три письма. Он так же уделял внимание «внутренним силам» и «внутренним причинам». Что касается распределения суши и моря, куда входит и распределение близких к поверхности горных масс, то это скорее эффекты, а не причины. Гиксон совсем не касался движения материков.
Перед нами прошли три автора периода 50-х годов прошлого века, Шредер, Снидер и Джемс, а равно ряд оппонентов Джемса. У первых двух большую роль играла мысль о скольжении коры по жидким расплавленным массам. У Джемса это соображение не играет роли, и о нем не говорили и оппоненты его.
Для этого же десятилетия надо упомянуть о работе Эри (Airy, 1855). Идеи Эри выросли в тесной связи и на основе измерений силы тяжести; они ведут свое происхождение от Буге, который еще в 1749 г. вычислял поправку, вызываемую массой Чимборазо в Андах. У него впервые возникли представления о дефектах масс и их компенсации, появились топографические поправки, и родилось представление об изостатической компенсации. В 40-х годах такие исследования производились В. Я. Струве в 1848 г. Швейцером, Праттом, а позже, уже в 70-х годах, И. И. Стебницким. Много этими вопросами в ряде работ занимался Пратт с 1855 по 1861 г. Для нас же большой интерес представляет статья Эри.
В ней дано теоретическое объяснение влияния больших масс. Куски земной коры он рассматривал как плавающие на более плотной жидкой магме. Континенты сложены из пород более легких, и потому плавают именно они. По мнению математика-механика Аппеля, идея Эри напоминает мысль о расползании материков, выраженную Вегенером.
Если идеи Джемса продолжают направление, идущее от Ляйеля, то работа Эри по своему направлению в отношении учета роли жидких масс примыкает к работам Шредера и Снидера. 60-е и 70-е годы были годами особенно большого расцвета идеи движения материков.
В 1866 г. геолог Эванс высказал гипотезу, основанную на предположении о существовании сравнительно тонкой коры над жидким ядром, на котором скользит земная кора. По Эвансу, происходит следующее: а) осадочные толщи переносятся из одной части земного шара в другую, при этом имеет место баланс поднятий и депрессий; б) при скольжении коры по ядру трение получается очень большим в связи с тем, что Земля не совершенная сфера, а сфероид. Величина этого трения создает наклоны (bending) и разрывы (rending) в породах. То, что большие изменения климата имели место в северном полушарии Земли, это — один из наилучше установленных, по мнению Эванса, фактов геологии; таки? же изменения должны быть и в южном полушарии, но они менее изучены.
Возможность некоторого изменения оси вращения Земли определенно отвергалась Лапласом и всеми последующими астрономами как теория, заключающая такие изменения, которых нельзя допустить, почему мысли эти, в конце концов, геологами были брошены как нечто, что защищать невозможно. Однако заслуживающими упоминания Эванс признал незадолго до него высказанные сомнения Джемса, а равно давние указания Леббока. По его мнению, если имеется сравнительно тонкая негибкая кора, сочетающаяся с расположенным внутри жидким ядром, состоящим из расплавленной минеральной материи, то хотя эта кора не может быть причиной большого нарушения равновесия, но все же могут иметь место изменения в относительном положении твердой коры и жидкого ядра по отношению к оси вращения.
Автор иллюстрировал движение материков и аргументировал его многочисленными фактами нахождения в прежнее время экваториальных растений в нынешней арктической области. Эванс вновь вернулся к этому вопросу через десять лет в 1876 г. В речи в Геологическом обществе он говорил, что «опасна мысль о том, что географическое положение полюса могло быть постоянным в течение всего геологического времени» (Ewans, 1876).
Следующей необычайно яркой фигурой, к которой мы вновь вернемся, является Дарвин. Он был сторонником движения материков, а возможность движения полюсов Земли, вслед за астрономами, очень ограничивал. Рассматривая проблему ледникового периода, Дарвин в связи с этим обсудил и возможность смещения полюса. Он поставил при этом такой вопрос: «Так ли необходима геологам гипотеза перемещения полюса и не заменят ли они ее предположением о новом положении материков» (Darwin, 1910). Это было написано еще в 1877 г., т. е. одновременно с выходом в свет работы уже упоминавшегося Быханова, и за десятки лет до Вегенера.
В другом своем труде, относящемся к 1879 г., Дарвин приводил большую выдержку из работы французского ученого Жюля Каре, где автор прямо говорил о том, что под влиянием воздействия Солнца и Луны «кора земная» должна скользить по пластической внутренности (Darwin, 1879, 1908). Она захватывает частью эту внутренность, ибо «остается параллельной себе, допуская лишь незначительные отклонения». И далее: «Существует неравенство движения коры и внутренности, откуда возникает перемещение полюса по сфере».
Надо заметить, что сам Дарвин, обсуждая эту проблему в 1879 г. уже высказался иначе по поводу перемещений земной коры в отношении полюса, называя их не вековыми перемещениями коры (displacement of the Crust), а незначительными приливными искривлениями (Darwin, 1898). Он давал при этом конкретные примеры названных структур и движений.
Общая конфигурация материков (широтная складчатость земной поверхности) кажется, по его мнению, интересной в сопоставлении с этими результатами. Здесь может возникнуть сомнение по поводу того, что высокие горы являются экваториальными и что общее простирание большого материка протягивается на север и на юг от этой области. Однако это тоже теоретические направления береговой линии, они не столь хорошо отмечены в частях, отодвинутых от экватора. Большая линия берега от Северной Африки через Испанию к Норвегии имеет северо-восточное направление, и длинный китайский берег имеет примерно ту же тенденцию. То же можно наблюдать в линии, идущей от Гренландии к Мексиканскому заливу, но здесь мы встречаемся с неблагоприятным для данной теории случаем отклонения в Панаме, Мексике и с длинной Калифорнийской береговой линией.
Вследствие малого количества суши в южном полушарии указания там не столь ясны, но тоже очень благоприятны для идей об этих соответствиях, связанных с экватором. Большая линия поднятия, которая проходит от Борнео через Квинсленд к Новой Зеландии, рассматривается как пример северо-западного простирания. Кордильеры тянутся близко к северо-южному направлению, но несомненен северо-западный поворот в Тьери дель Фуего; другой слабый изгиб такого же характера имеется в Боливии.
Но если это та причина, которая определяет характер земных пространств, то должен быть принят взгляд, что общее положение континентов всегда примерно такое же, как сейчас. При этом раньше, чем образовалась складчатость, поверхность достигла значительной прочности, так что неравенства могут создаться в течение продолжительной выработки форм равновесия Земли, относящихся к каждому периоду удлинения. Ввиду важности этого положения следует отметить мнение многих геологов о том, что континенты всегда занимали более или менее теперешнее положение в смысле простирания с севера на юг. Иными словами, это значит, что Дарвин допускает большие тангенциальные смещения с севера на юг и ограничивает возможность этих смещений с запада на восток.
Далее Дарвин отметил (1908), что фигура Земли всегда приспособлена к данной скорости вращения. «Более глубокие области, — писал он, — под влиянием вращательной скорости, должны были подвергаться большим натяжениям, т. е. влияние вращения должно было распространяться и на них». Это говорилось Дарвином в 70-х годах, и то же самое он неустанно продолжал повторять до своей смерти. В геологии его идеи остались мало замеченными. Будучи геофизиком и математиком, Дарвин стоял в стороне от основного движения геологической мысли. Его не знали ни геологи, ни географы.
Л. С. Берг ссылался на него как на механика-математика, который показал невозможность смещения земной оси и тем самым сделал беспредметным разговор о движении материков. А между тем он был сторонником этого движения и в полной мере его признавал. Этого очень многие не знали и не подозревали, например тот же Берг, приводивший его соображения против идеи движения материков.
Назовем еще двух сторонников движения материков, Жюля Каре и Пероша. Об их идеях здесь говорить не будем.
Продолжателей в Англии Дарвин не имел, и после него из английской школы не выходило больше ярких представителей данного направления.
Может быть, причина этого в том, что течение, к которому принадлежал Дарвин, идущее от знаменитого английского физика Томсона (лорда Кельвина) зашло в вопросах строения Земли в известного рода тупик. Томсон явился одним из инициаторов перехода к взгляду на Землю как на тело твердое в противность господствовавшему до этого представлению о большой роли в теле Земли жидких масс. Томсон прочность Земли сопоставлял в связи с этим с прочностью стали и стекла.
Дарвин вторил Томсону в этом отношении. Он тоже считал, что Земля — это твердое тело с большей несгибаемостью (Darwin, 1908 а, б). Земля, по его мнению, насквозь тверда и на тысячи миль от поверхности породы тверды, как гранит, и даже крепче гранита. Это высказывание Дарвина подтверждает мнение Томсона, что теперь Земля целиком тверда. А так как Земля тверда, то ее структура только унаследованная.
Из высказываний Томсона, Дарвина, Лева и других английских исследователей этой школы получается впечатление, что в связи с изложенными идеями у англичан создалась определенная доктрина, что, когда жидкая планета превращается в твердую, создается новая фаза бытия планеты — поздняя форма твердого тела резко отделена от ранней фазы жидкости. В эту позднюю фазу получилась неизменность формы вследствие отвердения. Здесь, по Кельвину, перестали действовать силы тяготения, их заменили силы трения. Это и выразилось в совершенно неправильном стремлении английских теоретиков приравнивать твердость Земли к твердости малых конкретных тел на нашей планете, о чем мы уже говорили, касаясь истории геотектоники.
Дарвин позже, не дойдя до такой крайности, все же говорил, что Земля есть тело с очень большой несгибаемостью (Darwin, 1879, 1882).
Против этих взглядов приходится возразить и сказать, что процесс развития и для твердой Земли неизбежно ведет к изменениям формы, в связи с которыми создается фигура равновесия. Между тем, английские мыслители запутались в этом вопросе.
Современником Дарвина был уже упоминавшийся русский исследователь Быханов (1877, 1894). Содержание книги Быханова охватывает строение планетной системы Солнца и нашей планеты. Основное обстоятельство, которое заставило автора написать книгу, — это противоречие между выведенным и доказанным Лапласом постоянством солнечной системы и эмпирическими данными, противоречащими этому постоянству, указывающими на замедление вращения Земли и, следовательно, других планет.
Процесс горообразования автор связывал с вращением Земли, именно с его замедлением. «Горы тем более обнаруживались на поверхности Земли, — говорил он, — чем больше замедлялось вращение земного шара». По мнению автора, центробежная сила должна была при замедлении вращения уменьшиться, а центростремительная — увеличиться. Отсюда вытекает вывод об уплотнении вещества планеты во всех ее частях, кроме околополярных стран, о создании гор вследствие усиленной химической деятельности в земной коре. Источники тепла в земной коре находятся в пластах, и не следует их искать в каком-то земном ядре.
Быханов объясняет теплоту слоев химическими процессами в пластах и отвергает мысль, впервые высказанную Гумбольдтом, будто вулканы — это реакция расплавленного ядра планеты против отвердевшей земной коры. Быханов настаивал на том, что о ядре Земли мы ровно ничего не знаем и что толщина земной коры невелика, а вулканические явления гнездятся в коре земной близ самой ее поверхности. Далее он доказывал несостоятельность доводов в пользу существования центрального огня.
При вращении Земли ось вращения никогда не проходит через центр тяжести точно, а всегда обращается около него по малому кругу с запада на восток. Быханов видел большую зависимость отклонений оси от распределения суши и воды на земном шаре.
Все эти мысли необычайно интересны, и хотя не все они верны, но многие из них далеко опережают свое время и примыкают к взглядам, появившимся гораздо позже. Далее, касаясь материков, он описывал побережья Атлантического океана и затем делал сопоставлен ля восточного берега Австралии именно с западным берегом Южной Америки. Автор при этом описании особенно для Атлантического океана вполне убедительно доказывал сходство обоих берегов и совпадение их очертаний. Его предшественником в этом, как мы уже отмечали, был аббат Пласе, который, как мы знаем, в XVII в., именно в 1668 г., дал схематическую карту Атлантического океана, где совпадения очертаний обоих берегов ясно видны, и это повторил Снидер в 1856 г.
Особенно важны следующие выводы Быханова: а) его указание на связь генезиса гор с вращением земного шара; б) указание на то, что о земном ядре мы ничего не знаем, поэтому не можем противопоставить ядру кору; в) указание на несостоятельность утверждения о существовании «центрального огня» и г) конкретное впервые в мировой литературе сделанное указание на соотношение в очертаниях материков, говорящее о древних связях материков.
О его первой, весьма важной идее, мы говорили несколько выше. Но не менее интересна вторая мысль автора о том, что о ядре мы ровно ничего не знаем и что вулканические явления — это явления в земной коре.
На этом основании автор пришел к третьему из тех своих положений, которые мы считаем важными, что нет никаких данных утверждать наличие у нашей планеты «центрального огня».
Особенно для нас интересно четвертое утверждение автора, в котором дается описание побережий материков, и указывается на сходство их побережий между собой и где они друг с другом соединялись. Однако дело не в простом сходстве очертаний берегов. В 1868 г. А. Б. Гортон (Horton, 1868) указал на поразительное сходство геологии Бразилии и Золотого Берега Африки и отметил, что эти факты дают уверенность считать, что впоследствии, когда ресурсы алмазов Золотого Берега будут использоваться полнее, то они будут найдены не только в восточных разрезах, но также в Азомахе и Дагомее. В Африке действительно были найдены алмазы, а черты сходства тектоники и стратиграфии Африки с Южной Америкой последующие после Гортона геологи продолжали отмечать, не понимая причин этого сходства. Эти наблюдения Гортона, хотя в них нет никакой теории, тем не менее представляют большой интерес, ибо это реальные факты, подкрепляющие ту теорию, которую выдвинул по отношению к Атлантике Быханов, а затем подробнее развил Вегенер.
После Быханова развитие идей о движении материков произошло в России, где мы назовем двух более поздних ее представителей, А. П. Карпинского и П. Н. Чирвинского. Имеет большой интерес совершенно оригинальная мысль Карпинского о тихоокеанской границе материков, о чем мы подробно писали выше. Если движение «на левую сторону», применительно к данным им в 1888 г. широко известным схематическим изображениям горных кряжей земного шара, расшифровать, то получится, как мы отмечали, движение Америки на запад, а Евразии и Австралии с Африкой на восток.
Если продумать указанное «надвигание», ясно станет, что это — движение материков. В таком виде идея относится к 1888 г. Данные движения материков в статье Гортона рассматриваются в соотношении с осью вращения планеты.
Вращательное движение Земли или внешние астрономические причины могут, по его мнению, влиять на образование материков, так что известное законное соотношение очертания суши к земной оси существует. Вместе с тем влияние внутренних сил привело к тому, что Земля не сохранила правильной формы эллипсоида вращения. Границы моря, наоборот, больше сохранили зависимость структур материков от оси вращения. Надо сказать, что данный вопрос освещен Карпинским не совсем ясно, ибо оказывается, что клиновидные формы материков, направленные на юг, созданы вращением Земли и в то же время являются новыми.
И заметьте, что, несмотря на «негибкость» Земли, о которой в то время сказали свое слово англичане и которая должна была спаять, по их представлениям, в одно целое вращающуюся Землю, не допуская движения в ней при вращении отдельных частей, Карпинский допускал такое самостоятельное движение верхних слоев по отношению к остальному телу. Русская школа пошла иным путем, чем английская. Таким образом, Карпинский является замечательным выразителем мысли о важной роли вращения Земли в создании и движении самых больших земных структур — материков.
Правильность способных к движению материков, по его идее, связана с положением оси вращения. Данное нормальное для нашей планеты явление на Земле с течением времени все больше стушевывается, что Карпинский объясняет внутренними причинами, которые все сильнее затемняют влияние вращательного движения Земли на ее структуры. Все же закономерное взаимоотношение очертаний материков и земной оси имеется, по его мнению, и сейчас. Проявляется оно в существовании тех самых двух материковых долготных «островов», на которые указывал еще Ляйель. Карпинский только добавил к этому свою «правильность».
Карпинский подчеркивал производность горных хребтов по отношению к материкам и указывал, что «правильность» в расположении материков отражается и на горных хребтах. Материки несут на себе горы и последние тем выше и сложнее, чем более значительным по величине является материк. Некоторые горные хребты Земли являются широтными и параллельными экватору, другие закономерно отвечают направлению «правильности» и близки к меридиональному направлению, располагаясь по деформированному кругу сечения поверхности Земли, не проходящему через центр.
Созданы они движением материков в левую сторону, т. е. на запад, в группе материков Нового Света, и на восток, на материковом «острове» Старого Света. Хотя Карпинский этого сам не подчеркивал резко, но из его идей вытекает, что основа материков, по которой они движутся, находится на Земле гораздо глубже основания зоны горных тектонических процессов, чего не учел в своей теории Вегенер. Такие идеи Карпинского несомненно были еретичные для своего времени, непонятые современниками, они не поняты и сейчас, поскольку их до сих пор не заметили. Эти идеи заслуживают исключительно бережного к себе отношения. Изложенные в небольшой сравнительно статье 1888 г. они дальнейшего развития не получили у самого автора и не нашли продолжателей.
Следующим нашим отечественным исследователем, так сказать, до вегенеровского периода, который вполне оригинально выразил идею движения материков, является П. Н. Чирвинский. От Карпинского он вполне независим, и его идеи к построениям Карпинского не примыкают. Из факта неоднородности вещества послойного состава земного шара, с которым оперировали в это время на разные лады англичане, он сделал не вывод о том, что Земля «окостенела» и движения отдельных зон Я ней остановились, а как раз противоположный, что как следствие этого должна была получиться неодинаковость угловой скорости разных зон земного шара при его вращении. В 1923 г. он повторил свою идею о неодинаковости угловых скоростей, которой объясняются некоторые грандиозные геологические явления» (Чирвинский, 1923). Земной шар, подчеркнул он, не закостенелое целое, так что «у самой земной коры в руках находится рычаг для собственного поворота. В правильности этих воззрений я не сомневаюсь», заключил автор свои рассуждения.
В первой работе 1909 г. П. Н. Чирвинский подчеркнул, что фактически существующая неоднородность в послойном составе Земли должна следствием своим иметь угловые скорости разных зон земного шара, отчего между ними могли возникнуть напряжение и разрывы, так что каждая зона, подобно кольцам Сатурна, могла начать обращаться с иной скоростью. Я позволю себе отметить отличие этой точки зрения от взглядов Дарвина и Томсона. Последний рассматривал шар «без взаимного тяготения частей» (Thomson, 1864), а Дарвин называл это «большою несгибаемостью». У Чирвинского, наоборот, огибающие шар сферы, охватывающие шар и движущиеся с разными угловыми скоростями, зависящими от вращения и связанные между собой явно силами тяготения, а не сцепления, и потому несгибаемости у них нет. Значит «части», в противоположность предположению Томсона, взаимно тяготеют, и это тяготение преодолевает силы сцепления.
Чирвинский указывал, что напряжение в поверхностных зонах может быть одной из причин создания выгибающейся цепи мировых гор, делящих лик Земли на северный край и южный, как представлено в работе Карпинского. Это напряжение, по мнению автора, могло особенно сильно проявиться между полупластической массой подкоровой магмы и неравномерно толстой твердой земной корой на границе Тихого и Атлантического океанов, а равно материков, ими омываемых; оно усугубило изломы, сдвиги, складчатость. Как и Карпинский, Чирвинский отмечал, что по обе стороны океана, у Азии и Америки, горные цепи расположены различно относительно широтного давления. Именно по этому у Андов отличаются крутизной западные склоны, а у восточных азиатских гор — восточные. Так как Чирвинский в то время стоял на точке зрения контракциоиной теории, он принимал сжатие Земли как следствие охлаждения. Поэтому он вводил сюда представление о складчатообразовании.
Вторая работа Чирвинского (1912) дает применение идее перемещения материков к событиям четвертичного времени. Перемещение здесь сводилось к передвижению более легкой, но и более плотной наружной оболочки, ей подлежащей. Автор большое значение приписывал погружению Северной Атлантиды как фактору, сместившему земную поверхность в новое положение.
Третья из работ Чирвинского (1923) посвящена образованию солнечных пятен. Она дальше развивает идеи автора о движении материков. Здесь вновь говорится о различии угловых скоростей вращения разных зон земного шара. Автор писал: «В угловой скорости вращения земной коры и пиросферы как промежуточной огненножидкой зоне, отделяющей кору от твердого ядра, угловые скорости, вероятно, несколько отличны как от коры, так и от ядра».
По мнению Чирвинского, весь земной шар распадается на несколько зон, каждая из которых при вращении имеет разные скорости. Автор признавал погружение Атлантиды и полагал, что оно обусловливает создание рычага, с помощью которого подкорковая магма сместила полюсы. Это не столько смещение полюсов по отношению ко всему земному шару, сколько перемещение их по отношению к земной коре. Подобные явления в истории Земли должны были возникать неоднократно, они являлись причиной или одной из причин асимметрии Евразии (складчатость смещалась в Азии и Европе от севера к югу).
Обе эти работы Чирвинского были напечатаны задолго до появления теории Вегенера. Даже третья работа, относящаяся к 1923 г. и составляющая продолжение двух предыдущих работ, хотя и была опубликована после первых набросков Вегенера, однако ее происхождение было до появления в свет его главного труда. Ни в какой мере труды Чирвинского не отражают влияния мысли Вегенера и являются совершенно оригинальными.
Книга Быханова, замечательная статья Карпинского и три статьи Чирвинского — все это вполне самостоятельные произведения оригинальной отечественной научной мысли, несомненно прокладывающие новые пути.
Несмотря на то, что все эти работы отделены друг от друга промежутками времени в десятилетие и больше, тем не менее в направлении их есть нечто общее. Они чужды тому направлению научной мысли, которое мы выше наблюдали у англичан Томсона и Дарвина и для части которого типично смешение сцепления с притяжением. У наших теоретиков движения материков этого смешения нет.
Не случайно, что именно в нашей литературе появились труды И. Д. Лукашевича (1908), где были ясно разграничены молекулярные и гравитационные или молярные силы и указано, что именно последние определяют прочность планетарных тел и в сотни раз превосходят в них по величине сцепление. Хотя Лукашевич сам не был выразителем идеи движения материков, тем не менее его работы о силах, действующих в теле Земли, многое дали для изучения этого вопроса другими авторами.
Естественно, что позже Вегенер, опираясь в обосновании своей теории на Лукашевича, ряд остроумных мыслей (1925) от него заимствовал.
Вернемся от русских исследователей к исследователям западным. На Западе развитие идеи движения материков в 80-е годы не прекратилось, а только приостановилось, да и то лишь в Англии. В других странах мы найдем в 80-е годы и позже много сторонников этой идеи движения материков.
К 80-м годам в Германии сторонниками движения материков были геологи Неймайр и Натгорст. У обоих их мобилизм вырос на стратиграфо-палеонтологической почве. Это было начало нового течения, которое позже развилось в Советском Союзе (А. А. Борисяк, А. Н. Криштофович, Е. В. Вульф и др.). Более поздним выразителем этого течения на Западе был Э. Кайзер (Kayser, 1918).
Веттштейн (Wettstein) в 1880 г. высказал мысль о широких перемещениях и одновременных с ними деформациях материков. Это перемещение он объяснял, как и раньше Жюль Каре, волнами движений, вызываемыми Солнцем в вязком жидком ядре и, следовательно, в значительной мере примыкал к течению, берущему начало от Лапласа.
В 1886 г. Лёффенгольц фон Кольберг (С. F. Lollelhollz von Colberg) выдвинул идею перемещения материков при сохранении взаимного расположения их частей.
К 1901, 1905, 1907 гг. относятся труды Н. Рейбиша, который в нескольких небольших статьях развивал мысль о движении материков и вообще земной коры около ядра, выдвигая наряду с этим положение о том, что твердая оболочка Земли, кроме перемещений, должна испытывать еще маятникообразные качания.
Близок к идеям Рейбиша Зимрот (Simroth), который в 1907 г. выпустил книгу, где высказал так называемую пендуляционную гипотезу о передвижении всей земной оболочки по отношению к полюсам и о маятникообразном ее качании, как у Рейбиша, то в одну, то в другую сторону. Зимрот этими качаниями объясняет изменения климата отдельных мест, которые в противоположных квадрантах идут в противоположных направлениях.
Итальянский геолог Ф. Сакко (Sacco) в 1895 и 1906 гг. сделал попытку формулировать основные законы горообразования. Он подчеркнул поразительные совпадения в очертаниях взаимнопротивоположных берегов материков, ярко изображенных им на цветных схематизированных рисунках, из которых вытекает былая связь этих материков. Берега Атлантического океана и их взаимное соответствие Сакко изобразил совершенно так же, как до него это сделали Снидер и Быхапов, а после него — Вегенер. Из текста и из этих схем Сакко ясно вытекает идея об устойчивости материков.
К 1910 г. относятся работы Ф. Б. Тайлора (Taylor) о движении материков, в идеях о котором он опередил Вегенера. Тейлор для третичного времени принимал большие горизонтальные перемещения материков, сочетавшиеся с образованием грандиозных складок.
Но особенно следует остановиться на произведениях Крейхгауера, Вегенера и Дю Тойта. Крейхгауер (Kreichgauer) в 1902 г. сделал очень остроумную и интересную попытку разобраться в горизонтальных перемещениях материков. По этой идее, земная кора может под действием центробежной силы скользить по внутреннему ядру Земли и вызывать тем самым смещение всей системы материков. При этом части, движущиеся к экватору, вследствие расширения Земли на экваторе растягиваются, а у полюса они, естественно, сжимаются. Экватор в связи с этим играет роль той границы, на которой встречаются два противоположных движения. Здесь, по мнению автора, должна возникать мульда, которая углубляется, а перед экватором, с одной и с другой стороны, должны создаваться горы. Для восстановления изменившегося вследствие полярного сжатия Земли должны, по Крейхгауеру, создаваться при каждом горообразования и цепи меридиональных гор. Восстанавливая расположение гор для известного геологического периода, можно установить, где в этот период был полюс, т. е. с каким участком оболочки он совпадал. Крейхгауер попытался для разных периодов истории Земли восстановить начиная с докембрия это положение полюса. Наиболее, пожалуй, интересным в построениях Крейхгауера является то, что он связал перемещение участков земной коры с горообразованием и этим создал основу для широкого толкования связей движения материков с другими явлениями на планете.
К 1912 г. относится работа Веронце, основные идеи которой были нами рассмотрены в начале книги и в которой дается математическая теория вращения Земли как гетерогенного эллипсоида. Автор близко подходит к мысли о движении материков в меридиональном направлении, но еще не формулирует этой мысли. В 1924 г. Вегенер совместно с климатологом В. П. Кеппеном (русским по происхождению) выпустил свою широко известную книгу «Die Klimate der geologischen Vorzeit» (1924).
Однако необходимо заметить, что первые свои идеи о движении материков Вегенер дал в 1912 г.; отдельная его книга по этому вопросу появилась в 1920 г. Книга этих двух авторов настолько нашумела и вызвала большие споры и дискуссии, что едва ли нужно подробно пересказывать ее содержание.
Сам Вегенер о роли своего соавтора, Кеппена, говорил, что вся его теория носит следы совместной работы с Кеппеном (предисловие к третьему изданию книги «Происхождение материков и океанов»). Кеппен и самостоятельно писал о движении материков, а в только что названной книге ему принадлежит обширный последний раздел, посвященный четвертичному времени.
Первые две главы знаменитой книги Вегенера о происхождении материков и океанов содержат краткую характеристику пути теории перемещения материков, причем автор начинает с такого же описания берегов Атлантического океана, какое было в свое время дано Быхановым; далее, Вегенер сопоставил теорию перемещения с теорией сжатия и дал предварительные выводы.
Затем начинается раздел «доказательства», который делится на доказательства геофизические, геологические, палеонтологические и биологические, затем палеоклиматические и, наконец, геодезические. Следующий раздел — «объяснения и выводы». Здесь даются основные положения теории, которые свою опору имеют в идеях Лукашевича, что и видно по первой главе этого раздела «О вязко-жидком состоянии земного шара». Это — основа всей книги.
Большим недостатком книги Вегенера является то, что из его изложения выпал вопрос о вертикальных движениях и создании гор.
Силы, вызывающие вращение, освещены в последней главе. Нечетко, неярко и недостаточно обрисована связь этих сил с вращением планеты. Не показано, что тяготение вместе с центробежной силой — причина всего, и поэтому глава первая о вязко-жидком состоянии оказалась оторванной от главы последней о движениях, а они должны были бы быть спаяны тесно.
По всему ходу изложения Вегенера видно, что для него глубины движения материков и глубины тектонических процессов были одни и те же. Ему непонятно было то, что почти за сорок лет до него понимал Карпинский, что горные цепи имеют гораздо менее глубокую основу, чем материки, и что материки с океанами — это главные наиболее крупные структуры Земли, что силы, вызывающие вращение, освещены были им нечетко и неярко. Он не смог ясно отграничить движение материков от движения полюсов всей планеты, тогда как движение материков говорит лишь о движении полюсов оболочки планеты.
Вместе с тем для него были неясны основы зональности тектоники земного эллипсоида, в связи с чем он не понял, что главным движением материков является движение северо-южное, а восточно-западное движение имеет несколько меньшее значение. Несмотря на все эти большие недостатки, книга Вегенера представляла собой выдающееся явление и объясняла ряд явлений геологии, палеогеографии и палеонтологии, которые без нее не имели объяснения.
Следует заметить, что Аппель (1936) поддерживал представления о движении материков, считая, что на это движение большое воздействие оказывают постоянные ветры, «зацепляющиеся» за неровности поверхности материков. Если земные процессы — результат взаимодействия оболочек Земли, как формулировал Григорьев, то учет роли не только прецессионных качаний земной коры и гидросферы в движениях материков, но и атмосферы, вполне естествен. Аппель говорил по этому поводу, что преобладание восточных ветров должно было оказать гораздо значительное влияние, чтобы увлечь европейский и африканский материки к западу. Подобным же образом дело обстоит с Америкой. Различие их зависит от высоты гор.
В работах Дю Тойта (Toit, 1937) особенно детально разработана история движения материков южного полушария, причем перемещения материков автор изобразил на весьма показательных и убедительных чертежах, где между прочим, видно, что для Африки и Южной Америки совпадают не только очертания материков, но и тектоника на обоих берегах. В построениях Дю Тойта получили свои толкования старые, упоминавшиеся нами колебания Гортона. Своеобразное отличие Дю Тойта от Вегенера состоит в том, что вместо единого материка Пангеа, с которого начинает Вегенер историю материков, он принял существование двух групп полярных материков — Лавразию у северного полюса и Гондвану у южного. Это та же первоначальная зональность материков, о которой говорил Лукашевич, и то, о чем писал Ляйель для эпох ускорения вращения нашей планеты, когда материки должны собираться у полюсов.
Не могу не отметить интересные работы китайского геолога Ли Сы-гуана, который, несмотря на некоторые сомнения, присоединился к концепции движения материков. Начиная с 1927 г. до настоящего времени Ли Сы-гуан поддерживает идею движения материков, а равно мысль о большой роли вращения Земли в создании тектонических структур. Сюда относится его «Геология Китая», переведенная в 1952 г. на русский язык, нельзя не упомянуть также о его труде о вихревых структурах Китая.
К числу отечественных исследователей, продолжавших идеи Вегенера, как мы упоминали, относятся А. А. Борисяк (1918 и др.), Е. В. Вульф (1933, 1944), А. Н. Криштофович (1941), Б. Л. Личков (1931—1936) и в последнее время Н. И. Леонов (1949 б, в). Борисяк стремился показать совместимость теории Вегенера с теорией геосинклиналей Ога. Личков движение материков связал с зональностью структур вращения Земли, которое нужно положить в основу их движения. Криштофович и Вульф дали блестящие палеофитологические доводы в пользу движения материков.
В 1949 г. Леонов в двух работах, посвященных движению материков, указал, что тектонику можно объяснять лишь на основе вращения Земли и что современная тектоника об этом вращении забыла. Движения материков и их расположение он связывал с вращением. Леонов в сущности повторил старую мысль Ляйеля о зонально широтном расположении материков и указал, что материки группируются в две околополярные зоны — Арктогею и Антарктогею (площадь примерно 140 млн кв. км, обе группы по величине равны между собой).
Автор объясняет генезис этой площади сиаля не только вращением, но также и тем, что из тела Земли по экватору была вырвана лента суши, составившая затем Луну. Ее площадь, если ее считать между 45° северной широты и 45° южной, составит около 360 млн кв. км. Это и есть площадь океанов, которая таким образом в два с лишним раза превышает величину материков. Леонов главным движением материков считает движение по меридиональному направлению, а широтному придает третьестепенную роль.
В. Ф. Бончковский в своей книжке о землетрясениях (1949) уделил много внимания перемещениям подкорового вещества Земли. Сейчас имеет место замедление вращения Земли, при котором совершается отток подкоровых масс от экваториальных областей к полярным. В более поздней своей работе (1953) он также допустил широкие возможности тангенционального перемещения земной коры, и в частности движения матери ков от полюса к экватору.
По словам Бончковского, несомненно, что горизонтальные движения в земной коре и в подкоровом веществе являются одной из главных причин формирования рельефа поверхности Земли. Он приводил данные Датской долготной экспедиции 1907 г. в сопоставлении с материалами наблюдений 1870 г. как доказательства изменения расстояния между Гренландией и Европой. Сопоставление наблюдений 1926 г. с наблюдениями 1933 г., по его мнению, также подтверждает происшедшее изменение расстояния между Европой и Америкой, хотя, как известно, эти изменения расстояний произошли в обратную сторону. Однако прямо о движении материков Бончковский почти не говорит. Лишь в одном месте мельком упоминается «движение континентов», но определенно как одно из реальных явлений бытия Земли.
К 1951 г. относится уже упоминавшаяся работа Стоваса, тесно связавшая движение материков с вращением Земли. Не касаясь критических параллелей, о которых мы уже говорили, отметим, что Стовас допускает движения материков и больших подкоровых перемещений масс, предшествующих на поверхности планеты каждому новому положению критических параллелей и экватора.
В 1956 г. о движении материков писал в своей книге «Учение о фациях» акад. Д. В. Наливкин, причем в самом начале он отверг идеи Вегенера, указав, что он понимает это явление иначе.
Предыдущее изложение с полной очевидностью показало, что идея о движении материков родилась гораздо раньше официального рождения геологической науки. Когда же эта наука появилась, данная идея сопровождала каждый ее шаг вперед. Говоря конкретно, для каждого хронологического этапа геологической науки на промежутке в 200 лет, от М. В. Ломоносова до наших дней, можно без труда назвать по нескольку имен ученых, придерживавшихся именно такой точки зрения. При этом данная идея не была чуждой науке, как говорил Б. Б. Белоусов (ПИВ). То была мысль, связанная с самыми недрами науки, связанная с решением больших, глубоких ее проблем. Исторически она возникла при самом построении геологии, когда последняя отмежевывала место своим проблемам и завоевывала им положение.
Если для геологии исторически исходным был учет движений Земли, ее вращения вокруг оси, а равно учет ее генезиса в аспекте представлявшегося тогда огненножидкого происхождения всех небесных тел, то после возникновения всех этих новых идей идея вращения Земли в дальнейшем представлялась непосредственно за ними следующей, из них вытекающей. Она выросла на основе именно таких предпосылок и поэтому представлялась опорой всех других геологических идей и построений. Такую роль она сохраняла и в дальнейшем, вплоть до наших дней. У изложенной идеи было развитие, в котором она претерпевала изменения, несомненно все глубже вникая в факты исторического бытия.
Идея о движении материков все глубже, теснее и определеннее связывалась в ходе своего исторического развития со всеми очередными проблемами науки, притом так, что количество ее связей становилось все более значительным, а самые связи делались все более конкретными и короткими.
На первых порах теоретики движения материков опирались на сходство очертаний береговых линий, указывающих на разрывы материковых структур (Пласе, Снидер и др.) и на распространение теплолюбивых фаун и флор в приполярных районах (Ломоносов, Эванс и др.). Позже методика исследования расширялась.
Я указывал на то, что палеогеографические и палеонтологические доказательства данной идеи являются самыми важными, а что геофизические лишь дополняли их гораздо позже. По поводу теории движения материков мне пришлось вести, в свое время, большие словесные спорые Вернадским, который до конца жизни отрицал теорию движения материков, но вместе с тем на протяжении ряда лет сделал ей большие уступки и, во всяком случае, признал большую ценность теории Вегенера как одной из возможных гипотез.
Так вот, Вернадский всегда убеждал меня, что самое главное для теории движения материков — геофизические аргументы. Фактически же это, конечно, не так. Поставили проблему именно палеоклиматологические и палеогеографические данные, а довершили ее решение данные геофизики. Хорошо помню относящийся к 1925 г. доклад Борисяка о движении материков, сделанный в Ленинграде. Против основных идей доклада выступал тогда математик акад. В. А. Стеклов, утверждая, что движение материков, с точки зрения геофизики, абсурд, и поэтому сообщаемые биологические факты ничего не стоят. Борисяк на это отвечал: «Мы предъявляем вам факты биологические. Они вот такие-то, и объяснить их без допущения движения материков нельзя. Вам, геофизикам, придется произвести новые исследования и найти ту форму геофизической основы, которая была бы с вашей точки зрения приемлема и объясняла в то же время наши фактические данные».
Акад. Стеклов в этом споре был, конечно, неправ. Во-первых, когда он высказывал свое суждение, уже существовало мнение Дарвина, который, как мы видели, приглашал, говоря упрощенно, геологов «не трогать полюсы, но попробовать двигать материки». Во-вторых, доказательств все-таки требовали именно земные палеонтологические и палеогеографические явления, которых сбрасывать со счетов было нельзя. Учитывая это, можно утверждать, что Вернадский был также неправ, когда отводил второстепенную роль палеонтологическим и биогеографическим аргументам. В серии доказательств они более важны, чем аргументы геофизические. Ведь именно они ставят проблему, а геофизикам остается после того, как проблема поставлена, искать как ее лучше решить.
Исторически мы видим, что на промежутке от Ломоносова до работ Криштофовича и Вульфа через Натгорста (1888) и Неймайра (1902) по подбору палеобиологических фактов была проделана огромная работа, которая привела к тому, что эти факты умножились и усложнились бесконечно. Приходится констатировать и признать, что прежде всего именно в этом выразился огромный рост самой теории: она, так сказать, обросла огромным материалом биологических фактов.
Здесь нельзя не обратить внимания на то, что лица, добросовестно освещающие биологическую историю живых существ, тщательно продумав ее, обязательно приходят к идее движения материков. Из наших специалистов, работавших по этой линии в течение последних десятилетий, можно назвать Криштофовича, Вульфа, Алехина, Н. В. Павлова (1948), Б. К. Штегмана (1936), И. И. Пузанова (1938), Н. А. Бобринского (1946), И. А. Рубцова (1940). Нельзя не подкрепить вывода о правильности идеи о движении материков новыми относящимися сюда фактами.
Сейчас, например, большое значение приобрели данные о намагничивании горных пород, образовавшихся в разные геологические эпохи. Остаточное намагничивание пород имеет в природе гораздо большее распространение, чем думали до сих пор. На основе данных об остаточном намагничивании можно нарисовать картину движения магнитных полюсов в геологические периоды. Ведь частицы осадочных пород ориентируются по направлению земного магнитного поля, которое существовало в момент их осаждения. Направление магнитного поля было явно иным в прежние эпохи и менялось от периода к периоду. Именно поэтому многие исследователи заговорили сейчас о передвижении полюсов (А. Дай, С. Рункорн, И. Госперс, Л. Рухни, А. Хабаков, Е. Ирвинг), все они допускают движение полюсов как магнитных, так и полюсов вращения. Укажу на интересную статью А. Г. Комарова об остаточном магнетизме горных пород и движении полюсов (1957).
Однако всем этим ученым (кроме Ирвинга) надо напомнить приводившееся уже нами указание Дарвина, что геологам легче «двигать» материки, чем полюсы, ибо на допущение движения полюсов требуется, грубо говоря, согласие астрономов, и поэтому геологи самостоятельно выносить решения по этому вопросу не имеют права. Ирвинг же говорит о движении именно материков.
Во всяком случае на основе только что сказанного можно прийти к выводу, что и данные «о расплывании» Земли при создании планеты из астероида и последующий ход изменении положения магнитных полюсов говорят в пользу движения материков.
Еще Борисяк в 20-х годах нашего столетия доказывал полную совместимость теории геосинклиналей и теории движения материков. Он был совершенно прав. Если Вегенеру в рамках его изложения геосинклинали были мало нужны, и оп в своей книге этим понятием почти не пользовался, то во всяком случае, как мы видели, он его не отвергал. Противоречия между этими двумя идеями нет.
Учитывая приведенные данные по истории развития идеи движения материков на протяжении более 200 лет, мы можем сказать, что за это время данная идея входила в сочетание с разными тектоническими теориями и проявила достаточную гибкость, чтобы, ничем основным не жертвуя, быть с этими теориями в согласии.
Соответственно этому даже и обсуждать серьезно вопрос о противоречии между современной тектоникой и идеей движения материков не приходится. Наоборот, только на идее движения материков можно эту тектонику построить.