100 великих рекордов стихий - Николай Непомнящий

Чем выше горные системы материков, тем больше напор уходящей вниз воды, тем толще здесь земная кора. Но если напор и проникновение воды уменьшаются, то кора становится тоньше. Дренажная оболочка поднимается ближе к поверхности. И совсем близко она подойдет к ней, когда в данное место придут из глубин горячие растворы. Поэтому гранитов нет в океанической коре – им просто негде возникнуть. Верхняя часть дренажной оболочки сузилась, ее нижняя граница поднялась до глубины 7–8 километров, а верхняя попросту отсутствует. Отсутствует раздел Конрада, минуя который вещество превращается в граниты или в базальты. И действительно, он под океанами нигде не встречен.

Для образования гранитов необходимы кремнезем, доставляемый восходящими водяными парами, и соединения, богатые кальцием, магнием и железом. Их выносят нисходящие водные растворы. Встречное движение происходит только в коре материков, в коре океанов пары и водные растворы движутся вверх.

Подведем итог: кора суши образовалась в результате взаимодействия литосферы с нисходящими нагревающимися растворами, кора океанов – с восходящими охлаждающимися растворами.

Дренажная оболочка, как мы видим, свободно перемещается вверх или вниз в недрах Земли – ее положение зависит от перераспределения тепла на глубине. Работа этой оболочки в течение миллиардов лет сформировала ту земную кору, историю которой мы сегодня стараемся выяснить. Но началась работа не сразу – молодая Земля, по-видимому, была одета в кору одинаковой мощности.

Предположим, что градиент температуры мало изменился за прошедшие миллиарды лет. Тогда, в далекие времена, до 450 °C нагревались слои на глубине 16 километров. Здесь пролегала граница Мохоровичича. Мощность первоначальной коры 16 километров. Сейчас она равна 37 километров на суше, 7 километров – под океанами. Выходит, что за прошедшие тысячелетия кора под континентами опустилась на 21 километр – это мощность охлажденных пород. Приведенный расчет – одно из многих подтверждений, убеждающих в существовании дренажной оболочки.

Гипотеза С. Григорьева по-своему решает проблему дрейфа континентов. О ней много спорят на страницах специальных и научно-популярных журналов. Даже неспециалисты знакомы с гипотезой Вегенера и ее толкованиями.

Наиболее трудно объяснить, как передвигаются континенты в жесткой земной коре. Приведем в пример айсберг: может ли он двигаться, вмерзнув в ледяное поле величиной с океан! Только превратившись в ледокол…

Континенты – это утолщения земной коры. Чтобы перемещаться, им необходимо обладать качествами ледокола.

Разрушать лед можно no-разному, например, нагревая его. Фантастический «теплый» айсберг мог бы так двигаться. Вокруг него – тонкая прослойка воды, впереди лед тает, сзади, так сказать, за кормой, намерзает новый.

Континенты окружены потоками горячих растворов. Континенты выжимают их к окраинам, в прибрежную часть. Континенты находятся как бы в «мешке», скроенном из слоев, в которых горячие растворы взаимодействуют с окружающими породами.

В этих «размягченных» слоях идет интенсивный обмен веществом. Кора океанов у континентов постоянно нагружается и прогибается – континенты наезжают на нее. Для их перемещения достаточно воздействия центробежных сил вращения Земли. Словом, материки могут путешествовать в земной коре в оболочке из более мягких, податливых пород. Земная кора океанов как бы «тает» перед ними, подобно льду перед «теплым» айсбергом.

Гораздо больше противодействует дрейфу верхняя мантия. Но как раз этот вопрос сегодня разработан лучше других. Многие геологи считают, что кора материков может плавать на верхней мантии. Ее породы более пластичны благодаря высоким давлениям и температурам, при которых водяные пары хорошо растворяют горные породы.

По-новому объясняет С. Григорьев происхождение срединно-океанических хребтов. Океаническая кора вблизи материков не только прогибается. Горячие растворы, поднимающиеся из дренажной оболочки, резко увеличивают ее объем.

Например, вода присоединяется к минералам. Кора вынуждена расширяться, но потеснить материк она не в силах, усилие в основном передается на соседние участки океанической коры. Они сдвигаются и сминаются в складки.

Тем временем происходит изменение маршрута восходящих растворов. Они натыкаются на непроницаемую полосу, которую сами же зацементировали. Растворы направляются дальше от береговой линии, встречают более проницаемые породы и опять увеличивают их в объеме. Полоса земной коры, попавшая в зону их действия, также расширяется. И опять усилие распространяется в сторону от берега – ведь в тылу лежит полоса прочных пород, зацементированных перед этим растворами.

В океанической коре и в осадочных породах, лежащих на ней, возникает «волна» – она движется медленно, миллионы лет. Навстречу ей, от другого берега океана катится другая волна. Они встречаются – возникает поднятие. Например, волны, пришедшие от берегов Северной и Южной Америки и от берегов Европы и Африки, образовали Срединно-Атлантический хребет.

Волны в океанической коре возникают непрерывно – с точки зрения геологической истории. Полоса плотных и тяжелых пород у берега нагружается осадками с континента, в конце концов прогибается и уходит вниз. Ее место занимают рыхлые осадочные породы. Растворы вновь проникают в них, цементируют – все повторяется. Застывшие волны ученые сейчас наблюдают в Атлантическом, Индийском и Тихом океанах.

Процесс образования срединных хребтов был проверен на моделях в лаборатории С. Григорьева. Кору представляла смесь гипса и прокаленных аммонийных квасцов. После уплотнения смесь смачивалась водой, поступавшей со стороны «материков». Хорошо было видно, как смоченная полоса увеличивалась в объеме и чуть сдвигала сухой порошок, образуя модель срединного хребта.

Во время последнего ташкентского землетрясения было зарегистрировано 700 толчков. Впечатление было такое, что на глубине происходили обвалы больших масс. Причем эти обвалы постепенно приближались к поверхности.

Во времена контракционной гипотезы обвалы в глубинных пустотах не вызывали сомнений. Под жесткой корой остывало и потому уменьшалось в объеме расплавленное вещество – вот откуда полости и обрушения в них. Но от самой гипотезы контракции отказались, отказались и от подземных обвалов. Правда, обрушение пород, вызывающих землетрясение, признается и сейчас, однако только для тех редких случаев, которые приводят к провалам суши.

Дренажная оболочка возрождает идею об обвальных процессах. Расчет показывает, что за год сквозь земную кору к дренажной оболочке просачивается 100–200 куб. км воды. У нее есть свои пути – по наиболее проницаемым породам. Скажем, с площади 30–40 млн кв. км она выносит 5 миллиардов тонн вещества в год. Чистая вода растворяет хлористые и сернокислые соли и карбонаты щелочных металлов; вода, содержащая двуокись углерода, – растворяет карбонаты и разлагает силикаты. Не может устоять даже гранит – от него остаются лишь зерна кварца. Вода способна создать на глубине более 10 километров области с менее плотным веществом, а в некоторых случаях и карстовые пещеры. Кровля таких пещер может слой за слоем обваливаться – тогда сейсмографы регистрируют на поверхности подземные толчки.

Энергия крупных землетрясений равна 10 в 24-й степени – 10 в 25-й степени эрг. Это значит, что с высоты в 1 километр должно упасть 4–40 куб. км пород с плотностью 2,5 г/куб. см. Падение происходит не в один момент, а последовательно. Именно поэтому часто регистрируют перемещение гипоцентра землетрясения вверх – первый толчок зарождается на глубине 10 километров, а последующие – в 5–7 километров от поверхности. Примерно так проходили многие землетрясения в Южной Италии, Средней Азии и Японии.

Но не все: землетрясения происходят в результате тектонической деятельности. Обвальные процессы – лишь один из ее видов.

Под Антарктидой не возникают пустоты. С этого материка не сносится вещество, в его толще нет нисходящих растворов – он закрыт льдом. Отсутствие глубинных вод отменяет круговорот твердого вещества на глубине. Поэтому в Антарктиде землетрясений почти не бывает.

Вулканы – дети дренажной оболочки. Разлом может связать ее с дневной поверхностью и превратиться в канал, по которому выплеснутся наверх высокотемпературный пар и водные, надкритические растворы. Ведь они находятся под высоким давлением.

В результате выброса давление и температура в дренажной оболочке уменьшаются, снижается и растворимость, происходит выпадение веществ. В устье канала и в нем самом появляются густые массы. При последующем выбросе они поднимаются наверх и выходят на поверхность в виде лавы, песка и пеплов.

Сегодня на суше насчитывается до полутысячи вулканов, проявляющих активность. Более трехсот из них составляют «огненное кольцо» – они расположены на берегах Тихого океана. Подводных вулканов – несравненно больше. Известный советский исследователь Г. Удинцев писал, что на дне Тихого океана их столько, сколько можно отразить на карте в соответствии с ее масштабом.