Срединно-океанические хребты и дрейф континентов

В последние годы весьма расширились представления о дне океана. Новые приборы и методы исследования принесли обильную, весьма ценную информацию: океаническое дно оказалось не плоской равниной, а сложным комплексом структур, куда входят вулканы, срединные хребты, глубокие впадины и разломы. Мелких вулканических сопок на дне океана обнаружилось великое множество. На протяжении последних 10—15 лет открыта не ожидавшаяся особая форма горных образований протяженностью почти 80 000 километров. Эта горная система проходит через Ледовитый, Индийский и Тихий океаны и заканчивается в Калифорнийском заливе. Замечено, что кора в тех местах, где тепловой поток особенно велик, имеет малую мощность. Утоньшение коры происходит при этом за счет основного, так называемого третьего базальтового слоя. В верхних участках Восточно-Тихоокеанского поднятия этот слой уменьшился с 5,2 до 3,8 километра. Как уже было показано, толщина океанической коры целиком зависит от выхода горячих растворов из дренажной оболочки.

По средней осевой линии многих океанических хребтов местами тянутся глубокие ущелья — рифтовые долины. Глубина их достигает 2 километров, а ширина — 13—48 километров.

Ширина Срединно-Атлантического хребта составляет около трети всей ширины океана, и там, где океан шире, шире и хребет.

Эта система сооружений нестара, ей каких-нибудь 10 миллионов лет. На поверхности океана вдоль хребтовой гряды расположились такие острова и архипелаги, как Исландия, Азорские острова, Вознесения, Тристан-да-Кунья и др.

Как правило, вдоль океанических хребтов расположено и большинство эпицентров землетрясений. Если нанести их на карту, они выстроятся в полном соответствии с геометрией хребта. Исследователи обнаружили, что тепловой поток у горных гребней в рифтовых долинах в сравнении с другими участками океанического дна ненормально высок, в 2—5 раз выше среднего. На Восточно-Тихоокеанском поднятии тепла выделяется в 8 раз больше, чем в среднем, и потому считают, что изотерма с температурой 500° С находится здесь не глубже 3 километров. Такой дополнительный обогрев, как полагают ученые, может идти только из недр мантии.

Общепризнанного объяснения большой тектонической и длительной вулканической активности вообще и особенно активности океанического дна, как мы видим, до сих пор не предложено.

По мнению некоторых ученых, эта активность объясняется тем, что Земля расширяется и объем ее увеличивается. В результате такого «раздувания» земного шара материки расползаются. Новые поверхности Земли покрываются изливающимися в районе срединных хребтов базальтами, которые теперь слагают кору дна океана. Предположение о расширяющейся планете получило, как считают многие, убедительное подтверждение в обнаруженных полосчатых магнитных аномалиях, расположенных симметрично по обе стороны от срединных хребтов. В этих большой длины полосах запечатлено существовавшее в разные эпохи древнее магнитное поле, имевшее различную силу и знак.

Однако трудно представить, что Земля вследствие совершенно неясных причин смогла увеличить свой размер по диаметру вдвое и даже втрое. Объем земного шара при этом должен возрасти соответственно в 8 и даже в 27 раз. Некоторые защитники этой гипотезы считают, что расширение Земли происходит без привноси нового вещества извне. Увеличивается только объем. Но это невозможно, так как средняя плотность вещества Земли сегодня равна 5,52 грамма на кубический сантиметр, и если Земля была раньше по диаметру в 2 раза и по объему в 8 раз меньше, то ее плотность в то время должна была составлять 44,16 грамма на кубический сантиметр. Но такая плотность вещества ни у планет, ни у спутников в нашей системе, да и в нашей Галактике, пока не встречается.

Другие защитники гипотезы расширения пытаются объяснить изменение размеров Земли в результате постепенного разогрева нашей планеты и ее недр. Но и это невероятно, так как разогрев может привести лишь к незначительному росту объема. Более радикальные варианты гипотезы расширения и увеличения объема Земли усматривают причины этого явления в постоянном поступлении каких-то частиц и излучений из космоса, что и ведет к росту массы Земли. Но поступление материи из космоса на Землю нельзя считать процессом, получившим обоснование.

Для объяснения процессов образования коры океанов и срединных хребтов привлекают и гипотезы циркуляции глубинного вещества мантии. Авторы таких гипотез считают, что различии в нагреве и в охлаждении вещества недр под материками и под океанами могут вызвать восходящие и нисходящие потоки вещества мантии, которые разрывают земную кору, раздвигают в стороны ее части и образуют океанические рифты. Это положение является краеугольным камнем в ныне популярной теории тектонических плит.

С этих позиций весь Атлантический океан рассматривается как развитый гигантский рифт. Предполагается, что когда-то в прошлом восходящие потоки разделились под первичным континентом Пангеей, разломили его и раздвинули на части, образовав Европейско-Африканский материк и обе Америки.

Пространство между ними постепенно увеличивалось и заполнялось всплывавшим из мантии базальтом.

Эта точка зрения объясняет многое в происхождении как подводной горной цепи в Атлантике, так и всей системы срединных хребтов. Она объясняет, почему древние слагающие дно породы расположены вдали от хребтов и почему молодые породы, образующие магнитные аномалии, лежат ближе к хребтам.

Что касается гипотезы расширяющейся Земли, то она может объяснить так называемую молодость океанического дна (ведь на дне океана не найдены образцы древних пород) и небольшую мощность слоя осадков на дне. Этот слой должен быть в десятки и даже сотни раз толще в том случае, если бы океан имел такой же возраст, как и материки.

Но гипотеза расширяющейся Земли не отвечает на вопросы: почему же все-таки увеличивается земной шар и где в прошлом размещалась вода Мирового океана? На земном шаре, диаметр которого меньше современного в 2 раза, существующее ныне количество воды образовало бы слой в 4 раза большей глубины. Остается без ответа и вопрос: почему кора океана такая сложная? Ведь она всюду состоит из двух слоев базальтов, на которых лежит тонкий слой осадочных накоплений. Неясно также, почему в океане столь бурно действовал вулканизм.

А может ли объяснить эти странные особенности строения коры дна океанов гипотеза существования дренажной оболочки? Как будет видно из дальнейшего — может. Ведь постоянно проникающая в дренажную оболочку вода перемещается под океан и поднимается сквозь его кору к океаническому дну. Но как же образуются хребты?

Вода из дренажной оболочки должна вначале проникать сквозь кору преимущественно вблизи береговой линии. Но просачивание растворов сквозь эту береговую зону океана может интенсивно происходить только до тех пор, пока породы проницаемы и для пара, и для воды. Со временем породы цементируются и уплотняются выпадающими из растворов солями. Кроме того, вода как таковая присоединяется ко многим минералам и увеличивает их объем. Возникают распирающие усилия, которые делают породы этой полосы более плотными и непроницаемыми. Они могут отжимать впереди лежащие породы к средине океана. Новые порции растворов не могут подниматься здесь вверх и «осваивают» следующую полосу, лежащую несколько дальше от берега. Фронты цементации, уплотнения и расширения объема пород, перемещаясь навстречу друг другу, сдвигают к средней полосе между материками впереди лежащие, менее уплотненные и поэтому более податливые породы. Там, где эти два фронта встречаются, возникает срединно-океанический хребет.

Подводные хребты на лабораторном столе

Долгое время путешествовавшие в дебрях дренажной оболочки в основном с помощью понятий, образов и логики, мы намерены представить на суд читателей действующую модель океанического дна.

Все начиналось в прозрачной кювете из органического стекла, где моделировались очертания материков и дна Атлантического океана. Приготовили смесь, моделирующую поведение коры океанического дна, — 80 процентов гипса и 20 процентов прокаленных аммонийных квасцов. Упор делался в основном на способность этих химических соединений присоединять воду и набухать, увеличивая свой объем. Хорошо уплотнив материал в кювете, воспроизвели общие очертания берегов океана: палево — Америки, направо — Африки и Европы. А ровное пространство посредине — дно Атлантического океана.

После этого в действие были запущены «глубинные» воды: они поступали по «береговой линии» со стороны «материков», смачивали смесь, увеличивая объем порошка, при этом начинали сдвигать еще не смоченную смесь вглубь от береговой линии к срединной линии кюветы. Когда вода смочила всю смесь, на «дне океана» по его средней линии возник извивающийся горный хребет, который общими очертаниями напоминал подводный Срединно-Атлантический хребет с разломом посредине.

Вот, собственно, и все.

Опыт продемонстрировал удивительный процесс рождения горных образований на дне океана. В лабораторной кювете они были порождены водой, движущейся подобно дренажным растворам в тонком слое пород земной коры.

Аналогия не доказательство, а модель не объемлет явления во всем его многообразии. Однако она все же создает образ, вероятную схему действительного природного процесса. А это уже немало, особенно если учесть нашу пока еще слабую осведомленность о том, что в самом деле происходит на океанических глубинах.

Модель все же достаточно убедительно подтверждает правдоподобность основной идеи о причине появления системы срединных хребтов. Образование их начинается у побережий материков. Поэтому наиболее древние породы коры, как это и наблюдается в действительности, находятся у берегов, а наиболее молодые — у срединного хребта.

И еще одну характерную черту строения дна объясняет модель — полосчатость коры океана. Причина этого явления в том, что перемещение коры от берега к средине океана происходит только тогда, когда увеличение объема пород создает усилие, достаточное, чтобы сжать и смять относительно узкую полоску набухших пород. Эта полоска разбивается множеством продольных и поперечных трещин. По трещинам из дренажной оболочки выходят горячие растворы, которые, цементируя, уплотняют и упрочняют породы. После этого растворы, идущие из дренажной оболочки в океан, осваивают следующую узкую полоску, и процесс повторяется.

Конечно, формирование земной коры не заканчивается на стадии образования срединного хребта. Труднопроницаемые породы, образовавшиеся у береговых линий, под весом новых наслоений осадочных пород опускаются к дренажной оболочке, а сверху накапливаются новые, более проницаемые осадки, и фронт цементации вновь начинает перемещаться от берегов к срединному хребту. Поэтому не исключено, что в некоторых местах наиболее молодые породы будут встречены у берегов, а не у срединного хребта.

Как уже было показано, твердое вещество океанического дна постоянно погружается в мантию у береговых линий континентов и уходит под материки, где, проходя сквозь дренажную оболочку, включается в их состав. Что же происходит со срединными хребтами по мере их роста?

Если исходить из законов, по которым работает дренажная оболочка, то хребты океанов в отличие от хребтов горных участков суши не должны становиться более высокими, так как они не промываются водами, проникающими в дренажную оболочку.

По мере роста океанических хребтов увеличится их вес и возрастет положительная аномалия силы тяжести, и, значит, возможно их частичное погружение. Не исключены и выходы наиболее высоких участков подводных. хребтов на поверхность в виде островов. Тогда водная эрозия уменьшит их вес. Вода, проникающая сквозь их толщи в дренажную оболочку, уменьшит плотность и вес таких участков и увеличит корни коры под островами. Появятся отрицательные аномалии силы тяжести, увеличится мощность земной коры под островами, и кора океанического дна постепенно превратится в кору суши. Есть тому подтверждающие примеры: остров Мадагаскар и Сейшелы прошли процессы континентизации океанической коры.

Что такое океанизация?

Таким образом, если сквозь какой-нибудь участок океанической коры начнется нисходящее движение водных растворов в дренажную оболочку, то кора этого участка начнет преобразовываться в кору материков. Она станет более мощной, в ее верхней половине начнется процесс формирования гранитов.

Имеются ли примеры обратного процесса — процесса преобразования коры материков в океаническую кору? Ответ на этот вопрос можно найти при рассмотрении особенностей строения и химического состава коры морей, расположенных на территории материков. Известно, что в коре Черного, Каспийского, Балтийского и многих других морей кора, сохраняя явные следы коры материков, становится все более тонкой, а ее граниты теряют кремнезем и радиоактивные элементы. Такое превращение материковой коры в кору океаническую можно объяснить тем, что моря, как и океаны, являются областями разгрузки для растворов, заполняющих дренажную оболочку. В дренажную оболочку растворы поступают сквозь кору материков, преимущественно сквозь кору возвышенностей и горных областей. Разгрузка растворов идет, конечно, не только в коре океана, но и в коре морей. Вынос тепла и веществ растворами, идущими из дренажной оболочки, приводит к подъему температуры в коре морей, а следовательно, и к поднятию изотерм, на которых растворы переходят в паровое состояние и кора становится тоньше, а породы, подвергаясь цементации, становятся более плотными. Нисходящее же движение растворов здесь отсутствует. Уже было показано, что в таких условиях граниты существовать не могут: они преобразуются в базальты. Материковая кора превращается в океаническую.

Океанические желоба

В океанах обнаружены длинные впадины с крутыми склонами, уходящими на огромные глубины — до 11 километров. Они часто тянутся параллельно береговым линиям. Из 30 известных таких глубоководных желобов 3 находятся в Атлантическом, 2 — в Индийском, а остальные — в Тихом океане. Дно у них ровное, покрытое слоем глинистого ила.

Насчет происхождения этих желобов выдвинуто немало интересных гипотез и предположений. Большинство исследователей склонно считать их разломами. Причиной появления последних называют движение континентов, когда, отдаляясь один от другого, они растягивают кору океанического дна, и на ней возникают желоба — разломы. Но есть в этой гипотезе неувязка: желоба возникают и на той стороне, откуда континент отходит, и на той, куда он движется, то есть там, где кора должна по идее находиться под сжатием.

Причины появления глубоких желобов становятся более понятными, если рассматривать их в связи с ролью воды в образовании земной коры.

Интересно, что на моделях Срединно-Атлантического хребта, построенных в кювете, тоже возникает некое подобие желобов. Кора дна как бы отталкивается от континента в тех местах, где береговые линии делают изгибы.

Заметим, что «глубинные разломы» на модели имеют две разновидности. Одни как бы окружают выступы и впадины береговой линии материков, несколько отодвигаясь от нее, другие перпендикулярны к берегу. Причина тех и других разломов одна и та же. Ведь порошок, моделирующий кору дна, в результате присоединения воды увеличивается в объеме, то есть и в длину, и в ширину. Узкая полоска порошка, находящаяся у самого берега, после смачивания становится длиннее. Это приводит к удлинению береговой линии коры дна относительно береговой линии коры суши и потому вызывает отодвигание ее в некоторых местах от коры материков. Одни разломы при этом огибают материковые выступы, другие перпендикулярны этим выступам. Первые являются следствием удлинения береговой линии, а вторые возникают в результате изгибов отодвигающихся участков.

Рассматривая снимок модели, нельзя не воздать должное роли экспериментов в познании природы. Модель была сделана, чтобы проверить предположение о процессах образования срединных хребтов, а рассказала и о том, как образуются разломы. В этом эвристическое значение экспериментальных работ. Они не только подтверждают или опровергают проверяемые предположения, но и дают новые, неожиданные сведения и ответы на незаданные вопросы. К таким же незаданным вопросам относится и вопрос о происхождении уже упоминавшихся нами полосчатых магнитных аномалий.

Полосчатые магнитные аномалии

Среди новых и весьма неожиданных сведений об особенностях строения коры океанического дна особое внимание привлекли полосчатые магнитные аномалии, покрывающие дно в такой степени, что их стали называть зеброй. Некоторые полосы тянутся вдоль срединных океанических хребтов на большие расстояния параллельно хребту с обеих сторон. Ширина полос в среднем около 40—50 километров. Одни из них намагничены существующим полем, другие «запомнили», что при их образовании северный полюс был там, где теперь южный. Такие обращения поля симметрично повторяются в полосах по обе стороны. Причем наиболее молодые лежат рядом с хребтом, а наиболее старые — вдали, и, чем они старше, тем ближе к берегам. Эта особенность аномалий в Атлантическом океане считается убедительным доказательством процесса формирования новой, молодой океанической коры. Согласно взглядам сторонников теории плит, под срединным хребтом непрерывно образуется пластическое вещество океанической коры, которое периодически поднимается и растекается в обе стороны от хребта.

В результате новая кора, по их мнению, образует полосы параллельно хребту, в особенностях намагниченности которых и запечатлевается история постепенного появления новых порций коры, отжимающих старые по направлению к материкам. По ширине полос и их расстоянию от хребта подсчитаны скорости их перемещения. Они оказались лежащими в пределах от одного до десяти сантиметров в год. Инверсии магнитного поля, перевороты его полюсов на противоположные происходят в среднем через 200—400 тысяч лет.

Особого внимания заслуживает то, что в коре Тихого океана, на его восточном побережье, обнаружены свидетельства различной скорости перемещения полос магнитных аномалий между широтными разломами, которые уходят от западного берега Северной Америки в глубь океана на 2 и более тысячи километров. Одни и те же полосы магнитных аномалий с одной стороны таких разломов находятся далеко, а с другой стороны отстали, причем некоторые из них — на много сотен километров. Наибольшая разница в скорости обнаружена по разлому Мендосино. Вдоль южной стороны разлома одна и та же полосчатая аномалия ушла ближе к берегу Северной Америки на 1170 километров, чем вдоль северной стороны. У разломов Пионер и Меррей смещение аномалий соответственно составляет 250 и 640 километров. В отличие от симметричного расположения полос по обе стороны Срединно-Атлантического хребта, где все представлялось ясным, в Тихом океане очень много неясного. От какого хребта движутся полосчатые аномалии? Здесь скорость движения определяют широтные разломы.

Надо сказать, что кора океана совсем не отражает периодических излияний базальтов из глубоких недр. Она сложена из трех слоев, в ней захоронены остатки древней фауны и флоры, она результат деятельности сложной системы корообразующих процессов.

Если же рассматривать аномалии магнитного поля как следствие работы водных растворов, входящих из дренажной оболочки в уже описанном процессе образования Срединно-Атлантического хребта, то и их образование, и их особенности получают убедительные объяснения. Дело тут в следующем. Растворы, поступающие из оболочки коры материков, поднимаются вначале сквозь кору океана в береговой полосе. Породы под влиянием цементации уплотняются и увеличиваются в объеме. Это делает их труднопроницаемыми. Растворы проходят по дренажной оболочке дальше от берега и там образуют следующую полосу восхождения растворов. Но восходящее движение растворов изменяет состав пород, нагревает их и превращает еще недавно бывшие осадочные породы в метаморфические, кристаллические. Процесс кристаллизации и процессы затвердевания густых, выпадающих из растворов масс обязательно происходят с ориентированием частиц, способных намагничиваться существующим магнитным полем. Затвердевание «замораживает» намагниченные частицы, и каждый новый фронт цементации все дальше находящейся от берега полосы «запоминает» более новое поле. Оно тем моложе, чем дальше от берега и чем ближе к хребту находилась та еще проницаемая полоса пород, сквозь которую поднимались цементирующие растворы. Породы, образующие кору дна, формируются из тех осадочных пород, которые постоянно и непрерывно выносятся речным стоком с материков. Плотность этих пород невелика: вначале она не превышает 2 граммов на кубический сантиметр, но по мере накопления, под давлением вышележащих слоев повышается и достигает 2,5 грамма на кубический сантиметр. Дальнейшее повышение плотности происходит за счет привноса тех элементов, которые несут с собою растворы, поднимающиеся из дренажной оболочки. В их число входят преимущественно те соединения, которые были вымыты из пород мантии при вхождении их в состав коры материков. Это прежде всего соединения магния, железа, кальция и титана, которые не только повышают плотность пород, но и увеличивают способность их намагничивания.

Объяснение появления полосчатых магнитных аномалий процессами изменения состава, строения и магнитных свойств в процессе формирования пород земной коры не требует ее перемещения от срединного хребта, хотя само такое перемещение происходит постоянно, как это было показано при рассмотрении процесса круговорота твердого вещества, смываемого с материков в океаны.

Нет никаких принципиальных трудностей в объяснении различной скорости перемещения полосчатых магнитных аномалий между широтными разломами Мендосино, Пионер, Меррей и другими, которые делят восточное побережье Тихого океана. Природа их не ясна, но можно считать, что они делят кору на блоки, которые разделены смятыми или зацементированными прослойками настолько, что растворам дренажной оболочки легче двигаться в широтном направлении между разломами, чем сквозь разломы в меридиональном направлении. Скорость перемещения растворов в глубь океана, конечно, зависит и от интенсивности поступления вод в данный участок дренажной оболочки.

Преимуществом такого объяснения причин появления полосчатых аномалий является и то, что из него видно, какими сложными могут быть процессы образования тех или иных характерных особенностей коры и как незначительны возможности их объяснения с использованием только чисто механических процессов: передвижек, расплываний, засасываний и т. п.

В геологических науках, по-видимому, чаще, чем в других, имеется много примеров того, как одно и то же явление или факт получают приемлемые для геологов объяснения с помощью, казалось бы, исключающих друг друга гипотез. Образование гранита и других пород объясняют и гипотеза магматизма, и гипотеза метаморфизма. Одна основывается на плавлении при высоких температурах, другая ограничивается невысокими температурами, но привлекает на помощь работу флюидов, которые привносят недостающие компоненты и выносят избыточные. Непримиримыми представляются эти гипотезы: одни все базируют на огне, другие — на флюидах.

Существование дренажной оболочки подводит обоснование под гипотезы, базирующиеся на большой роли флюидов. Правда, вместо широкого ассортимента флюидов она рекомендует в качестве главнейшего воду, ее растворы и пары. Жидкие и паровые растворы (а в недрах они могут быть в смеси с парами других веществ и с газами) могут выполнять роль самых разнообразных флюидов, которые предполагались для объяснения каждого отдельного явления и факта.

На примере объяснения причин появления срединных хребтов, океанических желобов и полосчатых магнитных аномалий вода и ее растворы в дренажной оболочке показывают свои преимущества перед огнем.

Блуждающие материки

Одну из старейших гипотез о причинах оледенения Земли выдвинул немецкий ученый А. Вегенер. Он предположил, что материки обладают некоторой свободой передвижения на поверхности планеты и в далеком прошлом побывали на полюсах. Там, как известно, Земля во время долгих ночей не получает солнечного тепла, и море, и материки в тех краях сильно охладились. Началось великое оледенение.

Гипотезу плавания материков подтверждают сходство в геологическом строении Южной Америки и Африки, а также близость и сходство древнейшей фауны и флоры этих континентов. Контуры восточных берегов Северной и Южной Америки повторяют контуры западного побережья Европы и Африки. Совпадение береговых линий Америки и Европы свидетельствует о том, что когда-то, по мнению Вегенера и сторонников его гипотезы, здесь существовал единый гигантский материк, затем Америка отделилась и стала двигаться на запад. Впрочем, таких материков по другим теориям предполагалось несколько: Пацифида — на месте Тихого океана; Гондвана — в районе Австралии и Африки; Лавразия, объединявшая Канадский, Балтийский и Сибирский щиты; Атлантида — между Америкой и Африкой. Все это хорошо известно из многочисленной специальной и популярной литературы.

Меловой и третичный периоды оказались трагичными для этих гипотетических континентов. Часть из них якобы даже погрузилась в океанические бездны, как Атлантида, а другие раскололись и разошлись.

Блуждающие материки приближались и к полюсам. И это значит, что некогда оледенение покрывало страны, сейчас лежащие в тропиках.

Геологи, находившие следы покровных ледников в Африке и Индии, приветствовали гипотезу Вегенера. Все становилось вроде вполне ясным: блуждающие материки сами себя охлаждали, оказываясь на полюсах. Особенно обрадовались перемещению материков биогеографы, так как современное совпадение фауны и флоры Южной Америки и Африки, присутствие одинаковых остатков тропических растений в Африке и Гренландии и многое другое находило объяснение в блуждании материков.

Движение Америки на запад, считал Вегенер, продолжалось до тех пор, пока она не встретила твердое дно Тихого океана, в итоге чего образовались горные цепи Анд.

В подтверждение блуждания материков накопилось немало всяких доказательств.

Среди новейших из них сюда относятся и данные палеомагнетизма. Ученые установили, что изливающаяся из вулканов лава содержит соединения железа, которые способны намагничиваться. Во время застывания лавы магнитное поле Земли накладывает на нее свой отпечаток, и через много миллионов лет оно упрямо показывает своими «микромагнитиками» положение магнитного полюса в прошедшие времена. Таким образом было обнаружено, что магнитные полюса непрерывно блуждали по поверхности Земли. Иногда, и довольно часто, они даже менялись местами: северный полюс становился южным, и наоборот.

Из современных подтверждений дрейфа материков напомним об изменениях некоторых расстояний. Установлено, что с 1823 по 1870 год расстояние между Европой и Гренландией увеличилось на 420 метров, а к 1907 году — еще на 1190 метров. Расстояние между Парижем и Вашингтоном ежегодно увеличивается на 4 метра. Буэнос-Айрес с 1926 по 1933 год переместился к западу на 15 метров.

А теперь остановимся на возражениях фиксистов — противников материкового «своевольства», обратимся к доказательствам, которые выдвигаются против теории А. Вегенера.

Возражения фиксистов

Первое и главное возражение заключено в так называемой проблеме Атласа. Мифологический герой олицетворяет те силы, которые могли протащить гигантские материки по мантии. Дрейф континентов в западном направлении А. Вегенер связывал с воздействием Луны и Солнца. Но вызываемая ими приливная сила оказалась незначительной, направление ее периодически меняется, и весьма сомнительно, чтобы под ее действием материки раскалывались и расходились в разные стороны.

Второе возражение связано с вопросом о жесткости коры и подстилающей ее оболочки. По А. Вегенеру, хотя тяжелые породы мантии тверды, все же они способны течь под давлением земной коры.

Вместе с тем А. Вегенер утверждал, что горные цепи образовались на передней границе дрейфующих континентов: материковая масса испытывала сопротивление со стороны и сминалась в складки, формируя горы. Тогда следует вывод — кора мягче мантии! Правда, образование таких окаймляющих материки горных кряжей можно объяснить смятием той тонкой океанической коры, в среде которой происходит дрейф материка.

Странным для фиксистов представляется и то, что А. Вегенер относит начало дрейфа к сравнительно недавнему геологическому прошлому — мезозойской эре. Грандиозный катаклизм — расхождение материков — совершился за короткий промежуток времени, за 1/60 — 1/70 всей истории Земли.

Палеонтология тоже подвела А. Вегенера. Только у 5 процентов представителей фауны по обе стороны Атлантического океана было найдено сходство вместо 50—75 процентов, названных А. Вегенером.

Но главное возражение против дрейфа континентов фиксисты видят в том, что в том виде, как его предложил Вегенер, он не связан с системой срединных хребтов и не объясняет целого ряда особенностей коры океана и полосчатых магнитных аномалий, которые принимаются фиксистами неоспоримым свидетельством «дрейфа» не материков, а океанической коры от срединных хребтов. Все прежние гипотезы образования разновидностей коры не могут объяснить совокупность особенностей коры океанической, что и вызвало появление совершенно новых, резко отличающихся от прежних гипотез образования земной коры, и особенно коры океанов.

Как известно, крупный советский геолог А. Н. Заварицкий и американский Г. Беньофф первыми высказали предположение о существовании наклонных глубинных разломов, уходящих под материки. Наличие этих разломов служит доводом, по мнению защитников новой гипотезы, в пользу постоянного перемещения глобальных плит, на которые якобы разбита толща корового, подкорового и мантийного вещества мощностью 150—300 километров. Эти огромные плиты, на которых находятся континенты и океаны, разделены мировой системой срединно-океанических хребтов, которые делят поверхность земного шара на семь-восемь частей. По этой гипотезе каждая из таких плит может перемещаться относительно соседних, надвигаться или пододвигаться под них. Плавают глобальные плиты на относительно пластичном веществе астеносферы, из которого выплавляются те огромные массы базальтов, что якобы всплывают из разломов срединных хребтов и растекаются от них в обе стороны по направлению к берегам континентов.

Читатель уже знает, как просто и экономно решает все труднейшие для прежних гипотез вопросы гипотеза о дренажной оболочке. Происхождение полосчатых аномалий — следствие перемещения уплотнения пород восходящими растворами. Молодость океанического дна — следствие постоянного накопления осадочных пород и постоянного погружения коры в мантию. Наклонные глубинные разломы, уходящие под материки, — следствие круговорота твердого вещества.

Именно эти явления пытаются объяснить с помощью гипотезы глобальной тектоники. Но эта гипотеза, как и все другие, ограничивающие природу сложных явлений чисто механическими процессами, бессильна. Защитники ее, отрицая возможность плавания континентов в среде тонкой коры океана, допускают возможность плавания тех огромных семи-восьми плит, на которые якобы разбит верхний слой земного шара. Никаких причин, никаких постоянно действующих сил, которые могли бы объяснить такую «работоспособность» плит, авторы этой гипотезы назвать не могут. Они знают одно — такое движение плит может вызывать путем трения одной о другую расплавление магмы и выжимание ее наверх. Магма, растекаясь, может образовать полосы с различной намагниченностью, и самые молодые будут примыкать к срединным хребтам.

Наукой многократно установлено, что природа «работает», как правило, с минимальными затратами труда и материалов и создает продукцию «со знаком качества».

С этой точки зрения метод «производства» тонкой коры океанов полосчатым рисунком не выдерживает критики. Кора океанов при этом механическом способе не может получиться такой, как она есть, ведь она обязательно состоит из трех слоев: первый — осадки, второй — базальты, третий — тоже базальты. Но между вторым и третьим слоем проходит граница, которая, как и граница Конрада в коре материков, прослеживается в океане почти всюду. Такая кора выжиманием и растеканием на тысячи километров в обе стороны от срединных хребтов получиться не может. Странно и то, что жидкая, изливающаяся магма почему-то обходит те места, куда легко течь. Многочисленные глубоководные желоба, глубиной до 11 километров, рифтовые долины, размещенные именно там, где вытекает магма, остаются не заполненными ею.

Но мысль человеческая не может терпеть загадок и тайн — она ищет, а найти правильное решение удается далеко не сразу. Прошло только 10—15 лет с тех пор, как обнаружены многие новые особенности коры океана, и объяснение их еще впереди. Недавно дано новое объяснение той силы, под влиянием которой растекается кора океанов. Предполагается, что земная кора подобна плавающим на воде коврам. Когда вещество глубин изливается через трещины срединноокеанических хребтов, земная кора как будто гигантскими руками раздвигается в стороны. Слегка сминаются края «ковров», а дальше они целиком — все океаническое дно по обе стороны от хребта — начинают двигаться. «Ковер» движется, пока не столкнется внешним краем с таким же дном-«ковром», медленно плывущим навстречу.

«Ковер» земной коры уравновешен вертикального не горизонтально. Любое его утолщение будет стремиться растечься в стороны с силой, достаточной, чтобы привести в движение весь остальной ковер. Во всяком случае таково утолщение в районе океанических хребтов. А если так, то движение континентов — поверхностное явление. Растекание дна океана подобно растеканию капли масла в супе. Кора движет самое себя. При этой гипотезе не нужно привлекать космические, глубинные источники энергии, конвекцию, течения в мантии. Движение — естественное состояние земной коры.

Конечно, нельзя считать, что аналогия является доказательством, тем более что растекание масла по поверхности воды не аналогично оползням или разрушению гор выветриванием и обрушениями. Растекание масла определяется силами поверхностного натяжения, а оползни — тяготением. Но главное не в этом. Гипотеза глобальных плит не объясняет основного. Кора — чудо природы. Она имеет сложное слоистое строение и обогащена различными, в том числе радиоактивными, элементами. Причем обогащена сугубо избирательно — они сконцентрированы в гранитах. Ни всплывание, ни расплывание не может придать коре этого свойства.

Как происходит дрейф?

Сама гипотеза глобальной тектоники уже потеряла, правда, кажущуюся простоту, чем она претендовала на гениальность. Сейчас в числе «работающих» плит уже не семь-восемь, а около сотни. Они уже не глобальные, ибо некоторые из них совсем небольшие. Гипотеза оказалась недолговечной, хотя, как всякая новая, она помогла накопить и обобщить большой фактический материал.

Самое труднообъяснимое в гипотезе дрейфа — то, как материки могут перемещаться в теле самой коры. Обратимся к полюбившейся нам аналогии — айсбергам и льдинам. Представим себе айсберг, вмерзший в ледяное поле. Такой айсберг смог бы двинуться в какую-либо сторону, если бы он вследствие какого-то фантастического обстоятельства вдруг повысил температуру своей наружной поверхности. Тогда на границе с ледяным полем у него образовалась бы прослойка жидкой воды. Его поведение в этом случае резко изменилось бы: центробежная сила вращения Земли прижимала бы его к одной стороне кромки ледяного поля, и в этом месте тесного контакта начал бы протаивать новый слой, а на противоположной стороне намерзла бы тонкая корочка льда. Такой «теплый» айсберг мог бы блуждать в твердом ледяном поле, лишь движение его было бы очень медленным, но зато точно ориентированным в направлении приложенных сил.

Нечто подобное может происходить и с материками, которые плавают в слоях верхней мантии, как поплавки в густой и вязкой жидкости. Кора океанов им в этом случае не помеха. Толщина коры океанов равна 7 километрам, а глубина погружения континентов в мантию в среднем составляет 37 километров, достигая, как уже говорилось, под горами 70—75 километров. Отсюда не исключено, что главное сопротивление в дрейфе материков должна оказывать не кора, а мантия.

Дрейф материков, исходя из представления о существовании дренажной оболочки, будет выглядеть примерно так: вода, проникая сквозь толщу материка в, дренажную оболочку и превращаясь в надкритические растворы, поднимается в ней на периферии материков к уровню дренажной оболочки океана и уходит по ней под океан, образуя в пределах оболочки ту «жидкую» прослойку, которая обволакивает, «смазывая», «днище» и «борта» материка на контактах его с мантией.

Важным обстоятельством является то, что горячие воднопаровые растворы поступают вверх именно по периферии материка. Интенсивность восходящего потока растворов здесь может быть высока. Каждый материк, как и упомянутый гипотетический айсберг, плавает в своего рода «мешке», отделяющем его от мантии. В стенках «мешка» совершаются самые главные и сложные процессы взаимодействия веществ коры и верхней мантии благодаря горячим водным растворам. Спрашивается, что же служит «моторами и винтами» материков? Какие силы заставляют континенты двигаться по Земле?

Это центробежные силы. Они подталкивают материки, нарушая их стабильное состояние. Свойства материков тоже непостоянны, они меняются во времени: материки «усыхают» в процессах эрозии, на них выпадают дожди и снег, нагружая поверхность суши и т. п. Отрицая дрейф, фиксисты утверждали, что если бы материки плавали, то все они под влиянием центробежной силы были бы сосредоточены вблизи экватора. Это утверждение было бы справедливо при условии, что материки перегружены и имеют положительные аномалии. В противном случае скорее следует ожидать обратного: материки в действительности должны удаляться от экватора, ведь они, как правило, обладают отрицательной аномалией тяжести.

Материк «наступает» на кору океана, как ледокол, подминая ее под себя. Вспомним загадку глубинных разломов Заварицкого — Беньоффа, уходящих под материки вглубь на сотни километров! Погружающаяся океаническая кора, участвуя в круговороте твердого вещества, сама уходит под материк, придавливаемая тяжестью все новых и новых слоев осадочных пород и тех масс минералов, которые выпадают из восходящих из дренажной оболочки растворов. Чем интенсивнее происходит на данном участке накопление осадочных пород и чем больше проходит растворов, тем быстрее этот участок коры погружается в мантию и перемещается под материки, включаясь затем в их состав.

Гипотеза дрейфа материков объясняет огромную совокупность фактов, начиная от миграции угрей из европейских озер и рек за тысячи километров в Саргассово море и кончая аналогией в геологическом строении материков. Правда, отдельные явления в этой совокупности фактов могут иметь самостоятельные объяснения, на которые особенно упирают фиксисты, противники дрейфа. Например, одинаковая ископаемая флора и фауна Америки и Африки легко объясняется существованием «мостов», соединяющих континенты. Такими мостами могли быть прежде всего срединные хребты. Положение их в океане и высота непостоянны; в свете работы дренажной оболочки и наблюдаемых фактов хребты могут как подниматься, образуя цепочки островов, так и погружаться и затем возникать в новом месте. Временного существования таких «мостов» достаточно для обмена флорой и фауной между материками. И сейчас еще на юге Атлантического океана существует перемычка, соединяющая Южную Америку с Африкой через подводное плато Рио-Гранде, остров Тристан-да-Кунья и подводный хребет Китовый. Когда-то в прошлом она, может быть, выступала из воды, образуя цепь островов или сплошной участок суши, служивший мостом для переселения растений и животных.

Подобная перемычка, по-видимому, существовала и. на севере — шла через Англию, Фарерские острова и Исландию к Северной Америке. Время упрятало под воду этот мост на небольшую глубину, и достаточно уровню океана снизиться на 500 метров, как он восстановится снова.

Дрейф же материков сегодня по-новому освещается многими фактами и теориями, которые не дают основания от него отказаться. Особенно убедительно подкрепили новыми данными дрейф континентов защитники гипотезы плитотектоники.

В. И. Вернадский писал: «Конечно, могут открыться смещения континентов, независимые от тех передвижений, которые предвидит Вегенер, но и в этом случае вопрос имеет все шансы быть решенным окончательно для этой теории, которая сейчас существует.

Замечу, что эта теория стоит в согласии с очень многими биологическими фактами…»

Источник: С.М. Григорьев, М.Т. Емцев. Скульптор лика земного. Изд-во «Мысль». Москва. 1977