Новые открытия на «старой» Земле

Чем больше подробностей узнают люди о своей планете, тем сложнее и загадочнее она им кажется. Впрочем, так ли это удивительно? Ведь только человеку, ничем не интересующемуся, все кажется ясным и понятным. Его ничем не удивишь. Способность интересоваться новым, восхищаться красивым, удивляться невиданному – талант, которым обладают немногие. Но его можно развить в себе. Как? Прежде всего услышав или прочитав что‑нибудь новое, нужно обязательно стремиться узнать чуть‑чуть больше. Хоть самую малость. Когда я начинал писать эту книжку, мне очень хотелось построить ее именно по такому принципу. Сначала напомнить о том, что вы знаете, а потом рассказать о новом. И при этом рассказать так, чтобы кому‑нибудь обязательно захотелось узнать еще чуть‑чуть…

Помните, на уроках географии пятого класса учитель рассказывал вам о составе земной коры, об осадочных, изверженных и метаморфических породах? Пожалуйста, вспомните, это очень важно. И еще – что такое осадочные породы? Откуда они берутся и сколько их должно быть на поверхности Земли?

Осадочные – значит выпадающие в осадок. К ним прежде всего следует отнести все то, что смывают с континентов реки, дожди и наводнения. Все то, что сдувают ветры, ураганы и уносят смерчи. И наконец – вулканический пепел. Не думайте, что его мало. По подсчетам вулканологов каждый год на поверхность Земли выпадает не меньше 2–3 миллиардов тонн продуктов извержения. А в прошлые геологические эпохи его могло быть и больше. Да, мы чуть не забыли еще и вклад живого мира. Останки разного рода растений, рыб и животных… Ученые тщательно все это подсчитали и пришли к выводу, что на дне океана, с учетом существующей плотности осадочных пород, за тысячу лет нарастает примерно три сантиметра осадков.

Вы разочарованы! Всего‑то три крошечных сантиметрика за тысячу лет?! А давайте немного посчитаем. Сколько лет нашей Земле? Это известно – около четырех с половиной миллиардов. Три сантиметра за тысячу лет – это три сотых доли миллиметра в год. Вообще ничто. Но помножим это «ничто» на четыре с половиной милиардолетия. Получается… 135 километров! Представляете себе слой такой толщины?

Не может быть! Ведь по самым строгим расчетам, подкрепленным результатами сейсмических исследований, вся земная кора, состоящая не только из осадков, но и из изверженных и метаморфических пород, не превышает в среднем по толщине и 33 километров. А на осадки вообще пустяк приходится: на континентах – каких‑нибудь три километра, а на океаническом дне и вовсе меньше километра осадков. Куда же девалось все остальное?

Открытие, право же, неожиданное и не очень приятное. Значит, опять где‑то в наших расчетах ошибка. Что‑то мы преувеличили, что‑то преуменьшили… Кроме того, раз осадков в действительности так мало – должен существовать какой‑то процесс, который превращает осадочные породы в изверженные и метаморфические, а последние вообще как‑то убирает из коры. Может быть, накапливаясь на поверхности, осадки опускаются. Под давлением и под действием температуры претерпевают превращения. Они «тонут» и со временем растворяются в вязком и загадочном веществе мантии?.. Еще одна загадка! Да не одна, мы как‑то легко прошли мимо того, что на континентах осадочный слой оказывается куда толще, чем на океанском дне. Как это может быть?

Надо сказать, что океан за последнее время преподнес ученым столько неожиданностей, что разбираться с ними можно будет еще долгие годы. Вот пример: в конце 50‑х годов, пробурив дно океана в Атлантике, между западным побережьем Африки и Южной Америкой, исследователи обнаружили, что коренные породы здесь куда моложе тех же пород на континентах. Но разве может ложе океана, его чаша быть моложе самого океана? Но оказалось – вовсе не чепуха…

Начиная с середины нашего столетия разные специалисты стали усиленно интересоваться строением океанического дна. И вот в местах, где чаще всего случались землетрясения (или, вернее, «днотрясения»), где то и дело просыпались подводные вулканы, океанологи обнаружили узкие дугообразные впадины. Они оказались самыми глубокими участками на всей планете. Советское экспедиционное судно «Витязь» в 1957 году промеряло одну из таких впадин в Марианском желобе, расположенную у острова Гуам.

Получилось 11 022 метра – самая большая глубина на всем земном шаре.

Что же представляют собой эти глубоководные желобы? В общем – это трещины или ущелья в океаническом дне. Ширина их порой достигает 100 километров. А в длину они тянутся иной раз на тысячи километров. Но как же могли образоваться на поверхности планеты такие страшные шрамы?

Впрочем, у нас еще будет возможность поговорить о существующих попытках объяснения. А пока – наша задача: новые открытия на «старой, доброй» Земле.

Пожалуй, одним из величайших открытий в науке о Земле за все времена можно считать срединноокеанические хребты. Начало их изучению было положено еще в конце прошлого века. Экспедиционный парусник «Челленджер», пыхтя небольшой паровой машиной, измерял глубину океана. При этом он пользовался еще обычным лотом, то есть грузиком на веревке. Вот тогда‑то океанологи и обнаружили, что посредине Атлантического океана на дне идет какой‑то странный горный хребет. Они назвали его Срединно‑Атлантическим. Потом этот хребет исследовали многие экспедиции. И в первой четверти нашего столетия нанесли его на карты. Оказалось, что он тянется ни много ни мало как на 28 тысяч километров, занимая солидное пространство между обеими Америками и западными берегами Европы и Африки. Эхолоты и другие приборы позволили уточнить его вершины, пики, гигантские сбросы. Они показали ущелья, рифы с окружающими их вулканами, горячими гейзерами и бурными придонными течениями.

Все это таилось в непроницаемой черноте километровых глубин на океанском дне.

Постепенно срединно‑океанические хребты были открыты и во всех других океанах. И к концу пятидесятых годов вырисовалась единая планетарная система этих потрясающих геологических образований, скрытых до тех пор от человеческого глаза.

И вот пример того, как научное открытие, можно сказать, сенсация, в короткое время становится обычной истиной. Как известно, многие люди любят что‑нибудь собирать. Одни – марки, другие – книги, третьи еще что‑нибудь. Мне нравятся географические карты. Не то чтобы я их собирал и коллекционировал. Это занятие сложное. Мне они интересны. И потому когда я вижу незнакомую карту, то обязательно стараюсь добыть ее копию, пусть хоть фотографию. Недавно пошел я в книжный магазин у нас в Ленинграде на Литейном проспекте и увидел там новенькие школьные атласы для четвертого, пятого, шестого классов. Развернул я их и залюбовался. В атласе для четвертого класса, то есть для ребят, которые еще и географию‑то не начали изучать, на последней странице физическая карта полушарий. Да какая? Со всеми океаническими хребтами, с глубоководными желобами и впадинами. В атласе для пятого класса – физическая карта океанов, на которой написаны названия многих подводных хребтов, поднятий, котловин и желобов… В атласе для шестого класса – прекрасные «комплексные» карты материков. Они такие рельефные, такие наглядные, что раз взглянул – и навсегда отпечатался их рисунок в памяти. Не удержался я, купил все атласы, какие только были в магазине.

Единый праматерик Пангея 200 миллионов лет назад.

Пришел домой, родные спрашивают: «Зачем?». А я и не знаю, что ответить. Красотой соблазнился. Даже жалко стало, что давно окончил школу и не придется мне больше никогда учиться по таким прекрасным пособиям.

Между прочим, на спинке атласа для четвертого класса прочел я такие слова: «Космические снимки для атласа предоставлены Московским институтом инженеров геодезии, аэрофотосъемки и картографии». Вы представляете, для четвероклассников – космические снимки!.. Вот вам новое, которое становится достоянием школьников младших классов.

Как меняется «выражение лица» нашей планеты

В конце 40‑х годов нашего века выдающийся советский геолог академик и лауреат Ленинской премии Александр Николаевич Заварицкий высказал предположение, что в некоторых подвижных поясах, отделяющих одну платформу от другой, океаническая кора может пододвигаться под континенты. Неимоверно медленно вдоль океанических желобов участки коры вместе с мантией изгибаются, деформируются и погружаются вглубь, будто подныривают под континентальную плиту. При этом в районе желобов и примыкающих к ним островных дуг пробуждаются вулканы, происходят землетрясения, и вообще районы эти ведут себя очень беспокойно в тектоническом смысле.

Распад Пангеи на континенты 135 миллионов лет назад.

Мало того, континентальная плита, под которую «подныривает» океаническая, словно соскабливает с нее верхний осадочный слой, громоздя уступы на уступы складчатых гор.

Некоторое время спустя американский сейсмолог Г. Беньоф выступил с заявлением, что очаги многих крупных землетрясений находятся в узких подвижных зонах, идущих вдоль глубоководных желобов. Эти зоны сейчас называют «зонами Заварицкого‑Беньофа».

А потом в ответ на парадоксальное открытие того, что дно океана моложе самого океана, возникла идея о раздвижении морского дна. Вот как это случилось…

Американский исследователь Г. Хесс в 1960–1962 годах предположил, что пластическое, подкоровое вещество – мантия Земли все время находится в движении. Как кипящий в кастрюле суп, она движется снизу вверх до самой поверхности, а потом опять вниз. На поверхности образуются как бы отдельные замкнутые ячейки «банановидной формы». В районах срединно‑океанических хребтов вещество из недр поднимается, а в зонах, окружающих, например, Тихий океан, снова опускается, будто ныряет в глубины Земли.

«Лик Земли» 25 миллионов лет назад.

Только в отличие от «супа в кастрюле» происходит все это страшно медленно.

От срединно‑океанических хребтов морское дно неуклонно ползет к континентам и там опускается в глубину. Таким образом, эти медленные течения все время как бы обновляют дно океана. Потому‑то на нем и осадков меньше, чем на материках.

Но это еще не все: расползающееся дно все время «растаскивает» и материки, везет их на себе в разные стороны.

Коллега Хесса Р. Диц назвал этот процесс раздвижением океанического дна. Восходящие потоки вещества могут возникать и под континентами. В этих местах образуются рифты – длинные, на тысячи километров, щелевидные растяжения земной коры, которые стремятся расколоть континент на отдельные глыбы. Такие рифтовые зоны хорошо видны на картах Африканского континента, особенно на комплексной карте Африки из атласа для шестого класса, о котором я уже говорил.

Новые идеи, подтвержденные исследованиями, привели не просто к обновлению некоторых классических представлений в геологии. Как говорят выдающиеся советские ученые – член‑корреспондент АН СССР Андрей Сергеевич Монин и доктор физико‑математических наук Олег Георгиевич Сорохтин, они «произвели подлинную революцию в науках о Земле». Положили начало теории, которая с единых позиций объясняет основные закономерности развития всей Земли в целом. Эта новая гипотеза получила название «тектоники плит», или «новой глобальной тектоники». И по мнению тех же ученых, «по своему значению для геологии новую теорию можно без всяких преувеличений сопоставить с квантовой механикой в атомной физике, молекулярной в атомной физике, молекулярной генетикой в биологии и кибернетикой в технике».

Современное положение континентов.

Сегодня развитием новой гипотезы заняты ученые в разных странах. Взгляды их находят подтверждение со стороны многих отраслей науки, хотя встречаются на пути и немалые трудности. Но как же представляют себе сторонники «новой глобальной тектоники» изменение лица нашей планеты?

Схема таких изменений приведена в работах Р. Дица и Дж. Холдена. Еще 200 миллионов лет тому назад, по их мнению, вся суша Земли была собрана в единый суперконтинент Пангею, берега которого омывались волнами единого океана Панталасса. Несколько морей, в виде протяженных заливов, вторгались в берега Пангеи.

Эпохи бурной геологической деятельности накапливали и накапливали в недрах напряжения до тех пор, пока суперконтинент не «затрещал по швам». Задымили, выбрасывая тучи пепла, многочисленные вулканы, расположенные по критическим линиям. Стала лопаться кора, уступая энергии, накопившейся в скрытых разломах. По трещинам из глубин к поверхности стала подниматься базальтовая лава.

Начался великий раскол Пангеи и медленный дрейф литосферных плит. Поплыли куски разорвавшегося единого континента в разные стороны.

Совсем недавно в одних и тех же геологических слоях Америки, Африки, Индии и Австралии, а потом и в Антарктиде палеонтологи откопали один и тот же вид древнего ящера – листрозауруса. Это было небольшое животное, размером с собаку. Массивное тело его крепко стояло на коротких мощных ногах. Зубы вдавливались внутрь, но два клыка по обе стороны морды торчали наружу. Жили листрозаурусы вблизи рек и озер в тропических и субтропических областях…

Вам ни о чем не говорит такая находка?

Так сдвинутся материки через 50 миллионов лет.

А не является ли это одним из подтверждений того, что когда‑то все материки были слеплены вместе? Именно тогда, можно предположить, и жили в одном месте эти симпатичные пресмыкающиеся…

Через двадцать миллионов лет после начала раскалывания Пангея оказалась разделенной широтным рифтом на две части: северную и южную. Причем южная часть также стала распадаться по рифту на два блока: Африкано‑Южноамериканский и Австрало‑Антарктический. А между ними стал «раскрываться» Индийский океан.

Позднее, уже в юрском периоде, Африка начала поворачиваться против часовой стрелки, закрывая на востоке ранее образовавшееся море. А в северной части Пангеи зародился рифт, по которому началось «раскрытие» Северной Атлантики.

Части океанической плиты южнее экватора стали пододвигаться под южный край Евразийского континента, а оторвавшаяся глыба Индостана отправилась в далекое путешествие на север.

Формирование Южной Атлантики закончилось к концу мела. И лишь после этого, к началу третичного периода новой кайнозойской эры, поверхность земного шара стала более или менее походить на то, к чему мы привыкли. Правда, еще не «доплыла» до Азиатского материка Индия. Не раскрылась крайняя зона Северной Атлантики. Австралия еще соединена с Антарктидой. Но это уже пустяки по сравнению с той работой и теми изменениями, которые были проделаны нашей трудолюбивой планетой.

Интересно, что если довериться предлагаемой теории, то можно попытаться прогнозировать и дальнейшее развитие дрейфа континентов на будущее. Пусть не на столь далекое, всего, скажем, лет так миллионов на пятьдесят вперед… За это время, с позиций сторонников новой глобальной тектоники, самое большое перемещение испытают Австралия и Южная Америка. Африка лишь немного повернется, еще уменьшив расселину Средиземного моря, и, возможно, все‑таки расколется по рифту, который проходит через Красное море и восточную часть континента. Отойдет еще немного к западу Северная Америка. А Индия еще теснее прижмется к Азии, увеличив тем самым и без того достаточно мощную горную часть Центральной Азии.

Стоп! Пришло время ответить на главный вопрос: а насколько можно доверять такому варианту истории Земли, изложенному с позиций новой гипотезы?

Что же, нужно сознаться сразу: еще не все ученые безоговорочно признали ее справедливость. Более того, кое‑кто, даже соглашаясь с выводами и признавая их прогрессивное значение, задает такие вопросы, на которые трудно дать ответ.

Однако сторонников новой гипотезы эти возражения не пугают. Раз существуют неясности, значит, не все еще выяснено. Не все продумано до конца, не все доказано. Значит, нужно работать, впереди – непочатый край дел.

И это прекрасно!