Критика палеомагнитных реконструкций неомобилизма

Приведенного материала, видимо, достаточно, чтобы поставить под сомнение методы и весь смысл палеомагнитных реконструкций в современной «глобальной тектонике плит».

Попытки же использовать для доказательства дипольности поля и совпадения его оси с осью вращения Земли осредненных данных Ф и L за 2000 и 7000 тыс. лет (Ботт, 1974), по существу, еще дальше уводят от реальности. Ведь за столь ничтожный период поле не стало дипольным. Наоборот, оно оказалось еще в большей степени, чем современное, «загрязнено» недипольной составляющей. И вообще, осесимметричный диполь отражает высшую степень симметрии планеты, которой она может достигнуть (а может и не достигнуть) на определенной ступени своей эволюции. Следовательно, у нас нет оснований считать, что на раннем фанерозойском этапе развития Земля имела симметрию в главных своих полях более высокую, чем в настоящее время. Современный разбаланс осей вращения и диполя не является чем-то исключительным для Земли. Он наблюдается и на других планетах. Например, у Марса угол между осью вращения и осью диполя составляет 15 – 20°, у Юпитера – 15-24°, а на Меркурии диполь смещен относительно центра на 0,47 его радиуса (Долгинов, 1974).

Из вышесказанного ясно, что чем дальше мы будем уходить в прошлое Земли, тем больше и хаотичнее разброс виртуальных геомагнитных полюсов будем получать. Причина же этого заключается не в дрейфе материково-океанических глыб, а в существенной недипольности земного магнитного поля, росте мультипольности его в прошлые эпохи, усугубленном влиянии аномальных составляющих.

Теперь рассмотрим другой, не менее важный для данной проблемы вопрос, а именно – предположение об отсутствии каких-либо перемещений блоков коры (кроме видимых складок и наклонов пластов) с момента своего образования (и, следовательно, намагничивания) и до настоящего времени.

Выше было показано, что Земля вследствие непрерывной потери (диссипации) водорода, гелия, тепла, уплотнения протопланетного вещества в связи с ростом металлического ядра теряет массу и уменьшается в объеме, т. е. испытывает сжатие (контракцию). В результате, как показали расчеты, только за период фанерозоя радиус планеты уменьшился на 261 км (Орлёнок, 1980). Каменная оболочка Земли (перисфе­ра) будет пассивно следовать за сокращающимся объемом планеты. Поэтому внешним проявлением контракции станут нисходящие разноамплитудные и разновременные проседания вдоль радиуса отдельных блоков перисферы. Возникающие при этом глобальные наклоны крупных сегментов оболочки и связанные с ними гравигенные течения осадочных и метаморфических пород будут приводить к нарушению пространственной ориентации блоков пород вместе с жестко связанной с ними первоначальной геомагнитной системой координат (см. рис. 41, с. 170). Следовательно, на поверхности Земли не будет ни одного абсолютного уровня отсчета палеомагнитных векторов. С момента своего образования блок, которому принадлежит взятый для определения Ф и L образец, претерпел в ходе нисходящей динамики перисферы столько наклонов и поворотов, что совершенно невозможно решить, относительно какого направления ориентирована в настоящее время структура. Учет видимых деформаций, как мы теперь понимаем, не решает проблемы, ибо они характеризуют только относительное, а не абсолютное смещение.

Таким образом, даже отрешась от природы поля (пусть оно было бы дипольным), мы все равно не можем установить положение первоначального магнитного меридиана, измеряя I и D для той или иной эпохи. Поэтому получаемые элементы палеомагнетизма – это не истинные значения, а какие-то «кажущиеся» I* и D*, которые в лучшем случае смогут характеризовать суммарную амплитуду вертикальной динамики и наклонов локальных блоков и крупных регионов каменной оболочки в геологическом прошлом, а не «истинное» положение древних геомагнитных полюсов. Прямая корреляция между вариациями палеомагнитных широт с ускорением вертикальных прогибаний перисферы на всех континентальных платформах в известные периоды фанерозоя как нельзя лучше подтверждает сказанное.

Итак, результирующий характер и существенная недипольность поля, а также вертикальная ундуляция поверхности каменной оболочки Земли в процессе контракции исключают сколько-нибудь удовлетворительное использование палеомагнитных «определений» координат кажущихся виртуальных полюсов для целей реконструкции горизонтальных перемещений отдельных участков земной поверхности в геологическом прошлом. Поэтому широко распространенную методологию подобных построений следует признать ошибочной. Весь же «палеомагнитный фундамент» тектоники плит можно квалифицировать как цепь умозрительных построений, не имеющих ничего общего с реальными процессами и моделями.

Остаточная намагниченность горных пород осадочного, метаморфического и магматического происхождения представляет собой вектор, направление которого является равнодействующей суммы векторов дипольного поля Земли , поля данной материковой аномалии , поля локальной аномалии и поля вмещающих пород .

Следовательно, вектор в реальных средах должен отличаться от истинного направления геомагнитного поля даже в момент своего образования, что и подтверждается существующим разбросом вычисленных по остывающим лавам действующих в настоящее время вулканов геомагнитных полюсов и их отклонения от современного положения геомагнитного полюса. Этот факт, с одной стороны, свидетельствует как будто бы в пользу действенности вывода палеомагнитных измерений о миграции геомагнитных полюсов, наиболее заметных для пород возраста свыше 30 млн. лет. С другой стороны, он должен был бы насторожить исследователей относительно более отдаленных экстраполяций векторов по древним породам.

Измеряемый в современных лавах и осадочных породах (прошед­ших стадию диагенеза) вектор является, по существу, некоторой эффективной величиной. Его разность с направлением вектора современного геомагнитного поля позволяет определить наклоны (уклонения) поверхности отдельных сегментов перисферы на настоящей стадии аккреции Земли: , а величина - меру этого уклонения.

Построение такой карты «магнитной ундуляции» позволит установить глобальный характер современных опусканий поверхности Земли и уточнить конфигурацию главных волн контракции, основные черты которых отражены в современной топографии планеты и на карте геоида.

Вся совокупность геологических и геофизических данных свидетельствует о пространственной и вертикальной нестабильности земной коры. Причем амплитуда вертикальных перемещений и их производных по другим направлениям достигает сотен и тысяч метров в относительном исчислении и сотен километров – в абсолютном. В пределах современных главных волн контракции, каковыми являются материковые и океанические области, в глобальном плане будут фиксироваться основные направления перемещений перисферы – от свода к периферии и от склонов к центру впадины и их более высокие составляющие. Так не эти ли региональные направления палеомагнитных векторов принимаются за смещение геомагнитных полюсов? В разные эпохи разные участки перисферы испытывали различные ускорения проседаний и сопровождающие их региональные наклоны обширных сегментов перисферы. Не эту ли закономерность фиксируют изменения направления палеомагнитных векторов в различные геологические эпохи?

Метод восстановления динамики локальных геологических структур по палеомагнитным реконструкциям векторов ныне успешно применяется в практике геологических изысканий. Этот метод в свете вышесказанного может быть успешно применен для более широких реконструкций динамики перисферы без перемещений материковых глыб. Современный палеомагнетизм довольно односторонне изучает богатейшую информацию, выделяя лишь воздействие геомагнитного поля эпохи образования пород. Однако горные породы несут в себе следы более сильных воздействий, а не только магнитного поля Земли. В результате опускания обширных сегментов перисферы на более низкие уровни и, как следствие этого, образования наклонов и связанных с ними течений осадочных пород, их смятия происходит нарушение пространственной ориентации пород и обширных участков поверхности Земли вместе с жестко связанной с ними системой магнитных координат. Эти явления, а не гипотетический дрейф континентов определяют кажущуюся миграцию геомагнитных полюсов. Таким образом, интерпретация палеомагнитных данных пока еще не однозначна, а их изучение нельзя считать завершенным.

Если обратить внимание на то, что большинство реконструкций выполнено по образцам вулканических и осадочных пород, взятых в складчатых областях (т.е. в зонах перисферы, характеризующихся наиболее высокими амплитудами вертикальных и других перемещений пород), то остается только удивляться, каким образом удается получить «согласование» измерений даже в пределах одного региона. Другой до конца не решенной проблемой является вращение вектора намагниченности под действием одноосного давления. А как поведет себя этот вектор при объемном всестороннем сжатии, сочетающемся с изменением температуры нагрева пород, фактором времени и т. д.? Много неясного в оценке стабильности остаточной намагниченности и уверенного разделения ее с вторичной намагниченностью. Нередко последняя оказывается не менее стабильной, чем первичная, а если ее вектор близок к I_n или совпадает с ним, то выделить ее вообще нельзя. Л.Е. Шолпо приводит пример несогласованности докарбоновых палеомагнитных векторов по Русской и Сибирской платформам, обусловленной высокой вторичной намагниченностью, которую трудно «отчистить». Недостаточно изучены также явления магнитной анизотропии различных видов, ее изменчивость при длительных и высоких давлениях.

Резко отличаются от неомобилистских реконструкций палеоклиматические реконструкции Н. М. Страхова, согласно которым билатеральная зональность на континентах существовала на протяжении всего фанерозоя. Смещение же линии экватора к северу в девоне и карбоне вполне объяснимо сравнительно небольшим изменением наклона оси вращения Земли, что, возможно, регулировалось приливным взаимодействием системы Земля – Луна.

Таким образом, в современных палеореконструкциях векторов наклонения магнитного поля отсутствуют исследования, позволяющие уверенно отделять горизонтальные смещения блоков от их наклонов и возможных при этом поворотов. Последнее возможно лишь при сопоставлении материалов по обширным площадям как в пределах одного блока, так и по их совокупности. Вследствие асинхронной и разноамплитудной вертикальной ундуляций перисферы с поверхностью Земли нельзя связывать жесткую систему магнитных координат и тем более отсчитывать в ней вращение палеовекторов. Именно поэтому палеореконструкции неомобилизма следует признать ненадежными и крайне дискуссионными.