Сенсационная история Земли - Андрей Скляров

Да, законы природы одни и те же. Но результат-то в разных условиях они дают разный!.. А условия эти могут меняться. И ничто им не запрещает этого делать!..

Утверждая постоянство значения 9,8 м/с2 для ускорения свободного падения, авторы учебника автоматически (!) ограничили студентов рамками всего лишь одной из гипотез, возведя ее в ранг самого общего принципа!.. Рамками гипотезы о неизменности условий по силе гравитации на нашей планете и гипотезы неизменности ее размеров. А вот это уже никоим образом не может быть принципом!.. Это надо еще доказать!..

Между тем реальные факты указывают на то, что эти положения (о постоянстве радиуса Земли и силе притяжения на ее поверхности) не только не доказаны, но и являются глубоко ошибочными!..

* * *

Разбегающиеся материки

Наверное, вряд ли вообще кто-нибудь когда-нибудь задумался бы о том, что планета, на которой мы живем, может менять свои размеры. Мы живем и не видим абсолютно никаких признаков того, чтобы Земля «раздувалась» или «усыхала». Но житейский субъективный опыт на самом деле не так уж и редко бывает обманчив.

Мы же видим, например, что каждый день Солнце бегает по небосводу с востока на запад. И из нашего субъективного опыта следует, что Солнце вращается вокруг Земли. Однако мы знаем, что все происходит с точностью до наоборот – Земля вращается вокруг Солнца (и это один процесс), а видимое движение нашего светила по небосводу является следствием вращения Земли вокруг своей оси с запада на восток (а это другой процесс). И потребовалось немалое развитие науки, чтобы это понять и отойти от ошибочного субъективного опыта…

Как бы то ни было, с проблемой «что вокруг чего движется» мы уже разобрались. А вот в вопросе о постоянстве или изменении размеров нашей планеты согласия среди исследователей нет до сих пор, хотя споры идут уже довольно давно…

Все началось с простейшего геометрического сходства очертаний восточного побережья Южной Америки и западного побережья Африки – они так и просятся «вложиться друг в друга». На это сходство впервые обратил внимание еще Френсис Бэкон в 1620-х годах. Немецкий теолог Теодор Лилиенталь в 1756 году высказал утверждение, что побережья двух материков не просто похожи, а в точности соответствуют друг другу. А в 1858 году Антонио Снидер (американец, живший в Париже) предположил, что Африка и Южная Америка – это осколки некоего единого материка, расколовшегося некогда в прошлом на составные части. Дальнейшие многочисленные геологические и палеонтологические исследования подтвердили, что ранее два континента действительно составляли единое целое, а затем – вследствие неких причин – разошлись в разные стороны.

Рис. 56. Сходство очертаний берегов Южной Америки и Африки

Естественным логическим следствием было предположение, что аналогичный процесс мог иметь место и с другими материками. Опять же многочисленные исследования достаточно уверенно это подтвердили. И теперь уже практически никто не сомневается, что в некоем далеком прошлом все известные материки нашей планеты составляли единое целое.

Факт не просто любопытный, а требующий объяснения. Почему был сначала один большой материк, а потом стало несколько, но меньших размеров?.. Почему осколки этого некоего единого целого не остались на месте, а разбежались друг от друга?.. Что заставило их это сделать?.. Целый каскад вопросов, на которые необходимо было дать ответы.

В итоге сложились две принципиально разные теории.

Первой появилась на свет теория растущей Земли. Согласно ей, материки представляют из себя «осколки» коры молодой планеты, имевшей ранее существенно меньший размер. В процессе и из-за увеличения размеров Земли в ходе неких процессов, исходная единая кора раскололась на отдельные материки, «осколки» начали постепенно удаляться друг от друга, и процесс этот продолжается до сих пор.

Разные исследователи указывают разное время появления этой теории и различных авторов идеи расширения. Но самые ранние упоминания ссылаются на две публикации 1889 и 1909 годов итальянского геолога Роберто Мантовани.

Другая теория получила название теории дрейфа материков. Автором ее является Альфред Вегенер, выдвинувший в 1913 году идею о том, что материки являются более легкими «платформами», которые могут медленно передвигаться по более тяжелым недрам планеты подобно тому, как дрейфуют льды по поверхности воды. Эта теория, по умолчанию, подразумевала постоянство размеров планеты. По крайней мере сам Вегенер, формулируя свою теорию, ни о каком расширении не упомянул. И хотя, строго говоря, сама по себе идея дрейфа материков не нуждается в постоянстве размеров Земли, ныне эта теория воспринимается именно в совокупности с этим весьма жестким ограничением.

Рис. 57. Альфред Вегенер

Довольно продолжительное время обе теории занимались сугубо умозрительными спорами. Проблема в том, что Вегенер, сформулировавший теорию дрейфа материков, не дал никаких объяснений причин этого явления. Но и у теории расширения не было сколь-нибудь толкового объяснения причин весьма существенного изменения размеров планеты кроме невнятных ссылок на некие «внутренние процессы, связанные с магматической и вулканической активностью». Обе теории находились в равных условиях и выбор между ними определялся лишь субъективными предпочтениями геологов и геофизиков.

Так бы две теории и оставались еще долго в состоянии гипотетических споров, если бы не известный геолог Артур Холмс, который высказал идею о том, что движение материков (впрочем, и не только материков, но и других участков земной коры в виде тектонических плит) происходит по поверхности планеты вследствие воздействия на них конвективных потоков в мантии – восходящих горячих и нисходящих холодных.

Рис. 58. Артур Холмс

«В своем широко известном и авторитетном учебнике «Начала физической геологии», впервые опубликованном в 1944 году, Холмс изложил теорию дрейфа континентов, основные положения которой признаны и сегодня. Для того времени она была довольно радикальной и широко критиковалась, особенно в Соединенных Штатах, где противодействие теории дрейфа продолжалось дольше, чем где-либо. Там один обозреватель не на шутку беспокоился, что Холмс изложил свои доводы настолько ясно и убедительно, что студенты действительно могут ему поверить.

Правда, в других странах новая теория получила устойчивую, хотя и осторожную поддержку. В 1950 году голосование на ежегодном собрании Британской ассоциации содействия развитию науки показало, что около половины присутствовавших к тому времени стали сторонниками идеи дрейфа континентов. (Вскоре после этого Хэпгуд ссылался на эту цифру как на свидетельство прискорбных заблуждений британских геологов.) Любопытно, что сам Холмс порой колебался в своих убеждениях. В 1953 году он признавался: «Мне так и не удалось избавиться от мучительного предубеждения против идеи дрейфа континентов. Можно сказать, я всем своим геологическим нутром чувствую, что гипотеза эта нереальна»» (Б.Брайсон, «Краткая история почти всего на свете»).

Однако с обнаружением Срединно-Атлантического разлома, а затем и аналогичных разломов в других океанах с горячими восходящими мантийными потоками, гипотеза Холмса получила широкое признание. Тем более, что даже сугубо психологически было проще принять положение о постоянстве размеров планеты, чем их изменение…

Рис. 59. Срединно-Атлантический разлом (тектоническая карта)

Правда, в ходе того же исследования океанического дна вслед за открытием разломов обнаружилась пара «досадных» фактов.

Во-первых, была выявлена принципиальная разница по химическому составу между материковыми (преимущественно гранитными) и океаническими (исключительно базальтовыми) плитами. А во-вторых, оказалось, что если материковые плиты имеют возраст, исчисляемый миллиардами лет (по принятой геохронологической шкале), то океанические существенно моложе – нигде их возраст не превышает всего пары сотен с половиной миллионов лет. Разница кардинальная – на целый порядок!

Обойти эти (и другие) сложности помогла гипотеза субдукции – гипотеза «подныривания» тяжелых океанических плит под более легкие материковые. Обогатившись этим и подобными (не важными для нас) дополнениями, теория дрейфа материков переросла в теорию тектоники плит. И в итоге сложилась следующая картина, которую я представлю в упрощенном варианте.

Рис. 60. Схема движения плит

На срединно-океанических разломах под воздействием восходящих горячих мантийных потоков близлежащие участки океанических плит раздвигаются в разные стороны, попутно сдвигая и более отдаленные участки. При этом в месте раздвига из поднявшейся к поверхности мантийной массы образуется новая океаническая кора. Конвективный поток, расходясь в стороны под корой, дополнительно сдвигает в направлении своего движения и океанические плиты. Дойдя до границы материковой плиты и успев к этому времени уже изрядно остыть, конвективный поток становится нисходящим холодным и опускается вглубь мантии. Океаническая плита, будучи более плотной и, соответственно, более тяжелой, нежели материковая, «подныривает» под материк и, увлекаемая все тем же конвективным потоком, устремляется вглубь мантии на переплавку. Это, по мнению приверженцев данной теории, «объясняет» и отсутствие океанических плит старше 250 миллионов лет – такие участки коры уже якобы переплавились. Совокупность же всех этих передвижений и «толканий» плит отвечает и за смещение материков друг относительно друга.