К истории развития идей А. Вегенера — Часть 6

Иногда, особенно в период после 1945 г., в геологической литературе при изложении идей А. Вегенера, к сожалению, можно было встретить в их адрес немало весьма эмоциональных и безусловно далёких от науки выражений. Относясь с уважением к данному изданию, мы не станем все эти выражения цитировать здесь, тем более персонифицировать. Кроме того, надо полагать, история развития идей А. Вегенера уже преподнесла геологии достаточный урок в отношении судьбы действительно ярких и глубоко аргументированных идей, ещё раз подчеркнув при этом недопустимость резких выражений в ходе ведения научной дискуссии. Порою, очевидно, для того чтобы как-то сгладить резкость своих суждений о мобилизме, фиксисты пытались усилить предпринимаемые ими полемические атаки на мобилизм словами: «объективное рассмотрение», «серьёзный научный экзамен» и т. п. Однако даже подобная терминология не добавляла убедительности излагаемым доводам и, естественно, не способствовала по-настоящему объективному рассмотрению обсуждаемой темы. И уже тем более фиксистская критика мобилизма не достигала своей цели, когда, например, использовались доводы вот такого рода.

Как читатель мог убедиться, Вегенер, говоря в начале своей книги об одинаковости очертаний береговых линий Бразилии и Африки, имел в виду только «историю вопроса» создания своей гипотезы. На самом же деле в дальнейшем он все время оперирует понятием «шельф», вполне справедливо полагая, что именно океанический край континентальной ступени определяет собой истинные границы сопоставляемых им материковых плит. Ведь собственно океанические края шельфа и есть истинные границы континентальной и океанической коры. В связи с этим Вегенер и положил в основу своей мобилистской реконструкции Пангеи сходство очертаний краёв континентальной ступени материков, а не очертания их побережий.

Между тем некоторые критики гипотезы мобилизма по-прежнему упорно утверждают, что Вегенер сравнивал между собой не очертания краёв континентальной ступени, а очертания берегов Атлантического океана (!?). Но ведь очертания берегов и океанического края шельфа в плане, как правило, совершенно не совпадают друг с другом. Зачем же так упорно приписывать Вегенеру то, чего он никогда не думал, а главное, не писал в своей книге (см., например, с. 171 и др.)? Неужели для того, чтобы легче было потом критиковать саму идею? Такого рода неточность может только дезинформировать неискушённого читателя. Не потому ли иногда в целях критики этого основополагающего пункта концепции Вегенера о сходстве очертаний материковых плит почему-то сопоставляют не очертания континентальных склонов, а очертания именно береговых линий различных материков, изображённых к тому же весьма схематично и в неизвестном масштабе?

Надо ли говорить о том, сколь «доказательны» такого рода доводы. Тем не менее они приводятся чуть ли не в качестве одного из самых убедительных аргументов против идеи мобилизма, к сожалению, при полном неуважении к читательской памяти и игнорировании упоминавшихся выше серьёзных картографических исследований Булларда и других учёных, проведённых как раз с помощью тех самых квалифицированных расчётов, на необходимость которых так любят менторски указывать фиксисты.

Для объяснения все того же сакраментального параллелизма в очертаниях материковых плит иногда ссылаются на то, что границы материков определяются глубинными разломами, образующими правильную сетку на поверхности Земли. Но при этом забывают, что в той же самой работе, откуда взято это утверждение, несколько ранее говорится о том, что было бы ошибочно пытаться распространять одну сетку простираний глубинных разломов на весь земной шар... Как же тогда быть с правильной сеткой глобального масштаба в предыдущем утверждении?! Что и говорить, удивительная «логичность» и «последовательность», лишь бы только появился ещё один «аргумент» для критики мобилизма.

А чего стоит, например, бытующий до последнего времени упрёк А. Вегенеру в том, что он практически недостаточно учёл в своём труде учение о геосинклиналях (которое, как известно, в той форме, в какой мы его знаем, было развито значительно позднее)? Если следовать такой логике, то одну концепцию (которая критику не нравится) необходимо обосновывать другой концепцией (которая ему по душе), иначе критик не будет считать оппонируемые им построения убедительными и порекомендует сдать их в архив науки. Ему и дела нет до того, что раньше всегда было принято концепции обосновывать только фактами.

Можно привести и другие примеры аналогичной аргументации против мобилизма, но думается, что и всего вышеприведённого вполне достаточно. Автор умышленно избегал персонификации приведённых примеров критики мобилизма, чтобы избежать в дальнейшем обострения полемики. И когда со стороны фиксистов слышатся упрёки в том, что их возражениям (см. выше) уделяют мало внимания, то в известной степени это справедливо. Мобилистам, увлечённым разработкой своей концепции, некогда заниматься полемикой, ведущейся сколь эмоционально, столь и необъективно.

Однако из стана мобилистов почти не слышно раздражённых реплик по поводу иных идей. Начало этой похвальной традиции было положено, как мы видим, ещё самим Вегенером.

В настоящее время, вопреки воле все ещё упорствующих фиксистов, идеи мобилизма победно шествуют по Земле. В ряды мобилистов переходят крупнейшие учёные, в том числе и те, которым были когда-то глубоко чужды эти идеи (например, тот же ван Беммелен). С середины 60-х годов, т. е. с момента поступления новой многочисленной информации о геологическом строении дна океанов, начался третий этап развития неомобилизма в виде учения о плейттектонике, или так называемой новой глобальной тектонике.

Ещё в 1956 г. геологический мир потрясла сенсация: на основании изучения результатов изысканий океанографического корабля «Вема» М. Эвинг, Б. Хизен и М. Тарп заявили, что дно Мирового океана рассечено гигантской, поистине глобальных масштабов, трещиной, имеющей общую протяжённость не менее 60 000 км и проникающей на многие километры в недра планеты. Эта трещина, выходы которой на поверхность океанического дна соответствуют осевым линиям таких подводных хребтов, как Атлантический, Индоокеанский, Восточно-Тихоокеанский и другие, имеет в поперечном разрезе вид глубокой и узкой расщелины — рифта, окаймлённого многочисленными островершинными грядами, которые вытянуты параллельно осевой линии упомянутых (особенно Атлантического) океанических хребтов и генеральному простиранию континентального склона материковых глыб. Более того, оказалось, что осевая линия, а следовательно, и связанная с ней расщелина подводного Индоокеанского и особенно Атлантического хребта практически совпадает с осевой (медианной) линией всей впадины этого океана. Указанное обстоятельство дало основание называть такие хребты срединноокеаническими, что, как будет показано ниже, имеет теперь вполне определённый генетический смысл.

Американские исследователи подчеркнули, что такого рода глобальная трещина сопряжена с многочисленными проявлениями подводного вулканизма и, пожалуй, с ещё более многочисленными проявлениями эпицентров землетрясений, т. е. она является тектонически весьма активной структурой земной коры. Наблюдения показали, что над вершинами срединно-океанических хребтов заметен аномально высокий приток глубинного тепла, который служит дополнительным подтверждением реальности существования очень глубокой трещины вдоль осевой поверхности хребта, играющей роль своеобразного тепловода из разогретых недр планеты.

Все эти данные, собранные воедино, привлекли пристальное внимание учёных к изучению строения срединно-океанических хребтов как одной из важнейших глобальных тектонических структур. И результаты такого научного наступления на структуру недр океанического дна не замедлили сказаться.

В начале 60-х годов снова три американских исследователя — Г. Менард, Д. Дитц и Г. Хесс, но на сей раз независимо друг от друга, выступили со сходными гипотезами для объяснения всех перечисленных особенностей срединно-океанических хребтов. По мнению этих учёных, наличие высоких значений потока глубинного тепла над гребнями срединно-океанических хребтов является не только прямым доказательством в пользу существования тепловой конвекции (перемешивания) вещества мантии, но также того, что в этих местах под хребтами в мантии соседствуют две термические конвекционные ячейки с восходящими, но направленными в разные стороны от оси хребта движениями струй разогретого вещества. Такого рода движения и приводят в конечном счёте к образованию осевой расщелины на хребтах, поскольку расходящиеся под ними в разные стороны струи вязкого вещества мантии стремятся разорвать и растащить в разные стороны вышележащие участки океанической коры. Естественно, что в таких местах разогретое вещество мантии получает свободный доступ к поверхности разверзающейся таким образом океанической коры (чем в данном случае и объясняется интенсивный вулканизм) и наращивает её собой, образуя срединно-океанический хребет. В свою очередь взаимные перемещения глыб земной коры в пределах этих хребтов в условиях её общего растяжения порождают те многочисленные землетрясения, которые с ними обычно сопряжены.

Явления разрастания земной коры от оси срединно-океанических хребтов к их периферии хорошо подтверждались также данными магнитных съёмок дна океанов. Так, к началу 60-х годов было уже хорошо известно, что характер расположения аномалий магнитного поля над материками и океанами резко различен, это ещё одно существенное доказательство различия в строении материковой и океанической коры. Если над материками эти аномалии распределены в виде достаточно разнородных и хаотически расположенных пятен, то над океаническими бассейнами они, наоборот, образуют строго упорядоченный полосовидный («зеброидный») рисунок, в котором полосы обычно идут параллельно осевым линиям срединно-океанических хребтов.

В 1963 г. англичане Ф. Вайн и П. Мэтьюз, основываясь на данных палеомагнитных наблюдений о возможности изменения полярности магнитного поля, при котором через неправильные отрезки времени — в несколько сотен тысяч лет — северный и южный магнитные полюсы Земли меняются местами, показали, что упомянутая выше полосовидность аномалий магнитного поля над океанами — ещё одно веское доказательство в пользу разрастания их дна. Дело в том, что вещество мантии, извергаясь на поверхность и наращивая базальтом стенки разверзающейся расщелины осевой линии подводного хребта, должно запечатлевать в своих магнитных минералах именно ту ориентировку магнитного поля, которая была на Земле к моменту отложения новых порций базальта. В итоге на склонах срединно-океанических хребтов и образуются полосы аномалий, расположенные в соответствии со знаком своей намагниченности симметрично относительно осевой линии срединно-океанического хребта. Такого рода полосы должны отражать длительность эпох с одноимённым расположением магнитных полюсов, а также скорость расширения океанического дна в области подводных хребтов. А именно это и наблюдается в природе.

Новые данные в пользу расширения океанического дна в области срединно-океанических хребтов поступили и со стороны учёных, занятых изучением строения рельефа и осадков дна океанов. Прежде всего они установили, что по мере продвижения в стороны от осевого гребня срединно-океанических хребтов резкость очертаний их склонов существенно сглаживается за счёт процессов подводного выветривания скал, а также за счёт их перекрытия накоплениями донного ила, толщина которых постоянно возрастает в сторону подножия склонов хребтов. Это ли не доказательство постепенного увеличения возраста склонов хребтов от их гребней к подножиям?

Кроме того (и это особенно важно!), по данным органических остатков, а также по определениям абсолютного возраста илов было неопровержимо установлено, что возраст илов океанического дна непрерывно увеличивается по обе стороны от гребней срединно-океанических хребтов к подводным склонам континентов. И если, например, в районе вершинной поверхности Срединно-Атлантического хребта были обнаружены только современные илы, то по мере продвижения к континентальным склонам Северной и Южной Америки, с одной стороны, и Европы и Африки — с другой, возраст донных отложений постепенно возрастал, вплоть до мелового и даже юрского периодов.

Итак, на основании всех этих данных можно было считать доказанным, что дно океана действительно расширяется в области срединноокеанических хребтов. Но тогда, быть может, расширяется и вся наша планета? Такой вопрос становится вполне правомерным, тем более, что и до обнаружения новых данных о строении океанического дна уже существовала гипотеза расширяющейся Земли, имевшая одно время (правда, не очень многочисленных) сторонников как в нашей стране, так и за рубежом (В. Б. Нейман, Ю. В. Чудинов, Л. Эдьед, Р. Фербридж и некоторые другие). Эти исследователи рассуждали так. Если, как это мы уже видели раньше, не только контуры материковых плит (а следовательно, блоков континентальной коры) хорошо совпадают один с другим, но и детали их геологического строения, то не проще ли предположить, что ранее диаметр Земли был значительно меньше, океанов на ней не было и континентальная кора закрывала собой, подобно панцирю, всю поверхность Земли. Затем в силу каких-то причин, быть может, связанных с развитием агрегатного состояния внутреннего вещества планеты или же с более общими космогоническими причинами (например, с предполагаемым П. Дираком уменьшением силы тяжести во Вселенной), Земля стала постепенно расширяться. В таком случае жёсткая континентальная кора должна была неизбежно растрескаться на глыбы современных континентов, а по трещинам между ними из мантии должно было выделиться вещество океанической коры и, следовательно, начаться зарождение и развитие океанических впадин. Такого рода гипотеза, хорошо отвечающая большинству изложенных фактов относительно особенностей строения океанического дна и движения материков, на первый взгляд невольно подкупает своим изяществом и простотой. Однако более пристальное рассмотрение показывает, что о значительном расширении Земли с необходимым изменением её радиуса от первоначального 3500–4000 км до современного, к сожалению (или к счастью?!), говорить не приходится. Убедительная критика этой гипотезы приводилась в трудах известного советского геофизика академика А. В. Магницкого, Ю. М. Шейнмана и других учёных. Остаётся лишь добавить, что для предполагаемого сторонниками гипотезы полного закрытия поверхности прежней маленькой, как они думают, Земли современными плитами материковой коры эти исследователи вынуждены прибегать за пределами Атлантики к достаточно произвольным их сочленениям. В итоге эти сочленения не только не подтверждаются данными исторической геологии, но и вообще не мыслимы с точки зрения основ самой же гипотезы (например, необходимость больших поворотов таких глыб для более точной подгонки их друг к другу). Кроме полной неясности внутрипланетарных причин расширения Земли, предположения о космогонических (т. е. всеобщих) причинах её расширения также не убедительны, ибо в таком случае мы должны были бы наблюдать аналогичные явления и на других космических телах, например на Луне. Между тем, как известно, ничего подобного там не наблюдается.

Но если земной шар не испытывал за всю историю своего существования сколько-нибудь значительных изменений объёма, то тогда, естественно, возникает другой вопрос. Раз расширение океанической коры в области срединно-океанических хребтов следует, по-видимому, полагать твёрдо установленным фактом, то куда же тогда исчезают постоянно нарастающие избытки этой коры? И вот здесь-то мы, наконец, подходим к изложению основных идей новой глобальной тектоники, сформулированной достаточно чётко американскими учёными к началу 1968 г.

Прежде всего эта гипотеза основывается на представлении о трёхслойном строении периферических частей Земли, в котором на первый план выступают не коренные различия в строении и составе океанической и континентальной коры, а различия ещё более существенные и общие — прочностные. При этом под термином «прочность» понимается способность вещества оказывать достаточно продолжительное сопротивление на растягивающие напряжения ограниченной величины. Таким образом, в периферических частях нашей планеты выделяются: литосфера, астеносфера и мезосфера. С указанных позиций литосферой называют твёрдую земную оболочку, состоящую из земной коры (подчёркиваем: без её подразделения на континентальный и океанический типы) и надастеносферной части мантии, общая толщина литосферы принимается равной 50–100 км. Под литосферой находится астеносфера, обладающая, как уже отмечалось, более подвижным пластичным состоянием своего вещества благодаря царящей в этом месте высокой температуре (напомним, что вязкость вещества астеносферы не менее чем на несколько порядков ниже вязкости покрывающего и подстилающего её слоев). Толщина астеносферы, как мы уже говорили, меняется в пределах 100–350 км. В остальной части мантии Земли, называемой мезосферой, вещество, очевидно, снова обладает достаточно высокой прочностью, сопоставимой с прочностью литосферы.

По мысли авторов излагаемой гипотезы, в силу относительно более высокой плотности надастеносферных частей мантии (литосферы) по сравнению с более разогретым и, следовательно, менее плотным веществом астеносферы возникает гравитационная нестабильность (более плотное вещество над менее плотным), вследствие которой обширные и относительно тонкие пластины литосферы начинают горизонтально соскальзывать по астеносфере, погружаясь в неё своими краевыми частями в местах особо ослабленных зон на поверхности Земли. Такими зонами, по мнению авторов гипотезы, являются островные дуги или некоторые дугообразные складчатые структуры, расположенные в краевых частях материков.

Напомним, что островными дугами называют специфические образования глобального рельефа, развитые преимущественно в западных окраинах Атлантического и особенно западных и северных окраинах Тихого океанов (Алеутская островная дуга и др.) В общем виде островные дуги представляют собой дугообразные в плане цепи вулканических островов, окаймлённые с выпуклой океанической стороны длинными глубоководными желобами — своеобразными вмятинами на поверхности океанической коры, развитыми параллельно самой дуге. О происхождении этих во многом ещё достаточно загадочных образований земного рельефа написано много работ, в которых отразились и отражаются самые различные точки зрения. Так, например, ряд учёных предполагают, что на линиях островных дуг по особым пологим сколам литосферы материки (в частности Азия) надвигаются на океаны, подминая под себя океаническую кору.

Однако авторы гипотезы новой глобальной тектоники уверены как раз в противоположном: под островными дугами океанические части литосферы сами соскальзывают в разогретые и размягчённые глубины планеты. Именно таким образом в недрах Земли исчезают те избытки площадей океанической коры, которые зарождаются на осях срединноокеанических хребтов. Авторы гипотезы рисуют грандиозную картину современной тектонической жизни Земли: «В главных зонах тектонической активности (океанических хребтах, островных дугах или им подобных структурных и крупных сдвигах) литосфера не непрерывна, во всех же других местах она непрерывна. Следовательно, литосфера состоит из относительно тонких блоков (некоторые из них огромных размеров), которые в первом приближении могут рассматриваться как бесконечные жёсткие в горизонтальном направлении. Крупные тектонические структуры являются результатом относительного движения и взаимодействия этих блоков, которые расходятся на рифтах срединноокеанических хребтов, скользят друг относительно друга вдоль больших сдвиговых нарушений и поддвигаются в недра Земли на островных дугах и аналогичных структурах. В. Моган и К. Ле Пишон в общих чертах с успехом показали, что такое движение самоупорядочено в глобальном масштабе и что конкретные движения поддвигов согласуются с распределением скоростей разрастания океанического дна, определённым по магнитным аномалиям в океане, и с ориентировкой зон океанических разломов. Д. Мак-Кензи и Р. Паркер использовали концепцию мобильной литосферы для объяснения механизмов землетрясений, вулканизма и других тектонических структур в северной части Тихого океана».

В заключение остаётся лишь несколько развить приведённую цитату из статьи В. Айзекса, Д. Ж. Оливера и Л. Сайкса. На основании распределения поясов современных землетрясений и вулканизма авторы гипотезы выделяют шесть основных подвижных пластин литосферы, делая при этом оговорку, что при более детальном изучении этой проблемы их, по-видимому, можно будет выделить и значительно больше. Необходимо добавить, что в пользу возможности существования таких подвижных жёстких пластин литосферы, допускающих не только однонаправленные вековые горизонтальные смещения, но также и малоамплитудную раскачку относительно друг друга, недавно высказался пулковский астроном Н. Н. Павлов. Занимаясь обработкой многолетних данных служб времени различных астрономических обсерваторий мира, он опубликовал в «Известиях Главной астрономической обсерватории в Пулкове» (№ 183 за 1968 г.) большую статью, в которой указывает на то, что континентальные блоки материкового полушария Земли могут испытывать в течение года, на основании обнаруженных им изменений долгот, горизонтальные колебания относительно друг друга в пределах десятка метров.