Разные - Журнал «ОТКРЫТИЯ И ГИПОТЕЗЫ», 2012 №1
Изучая морские отложения на современной суше, геологи установили, что на протяжении, по-видимому, всей геологической истории Земли морские воды периодически покрывали значительную часть континентов. Затем вода уходила обратно в океаны, и материки осушались. Эти события — наступления и отступления моря, или трансгрессии и регрессии, чередовались многократно.
Динамика исполинского дыхания Мирового океана постоянно уточняется, но и теперь уже ясно, что он дышал аритмично: не устанавливается строгой периодичности в чередовании эпох преобладания океана и суши. Размах затоплений и осушений менялся во времени также незакономерно. Так, по данным В.Е.Хаина, в кембрийском периоде водой было покрыто около 40 % суши, в ордовикском — около 55, в силурийском — более 50, в девонском — 50, в каменноугольном — от 40 до 20, в пермском — 20, в триасовом — более 20, в юрском — от 20 до 40, в меловом — 40, в кайнозое — от 0 до 30%
Откуда берется вода?…Разверзлись все источники великой бездны, и окна
небесные отворились: и лил на Землю дождь сорок дней и сорок ночей (гл. 7).
Долгое время считалось, что морские воды проникают в глубь континентов лишь в тех местах, где земная кора проседает. Это справедливо для ограниченных территорий, но для объяснения одновременного затопления половины площадей всех континентов такой подход не годится. Чтобы покрыть приподнятую над поверхностью океана сушу, нужны огромные объемы свободной воды. Где ее взять? Возможны лишь два варианта: либо откуда-то появляется «новая» вода, либо какая-то сила вытесняет «старую» из океанического ложа.
Первый вариант самый простой: в наше время новая вода в океане может появиться в большом количестве при таянии всех ледников на поверхности Земли. Подсчитано, что в этом случае суша (если ее мысленно выровнять) покроется слоем воды толщиной более 70 м. Учитывая, что суша всегда неровная, этой воды вполне достаточно, чтобы объяснить присутствие морских осадков как в центральной части Сибирской и Русской равнин, так и на Североамериканском континенте. Наиболее убедительный пример такого предположения — широкое географическое распространение морских осадков четвертичного (иногда называемого ледниковым) периода. Чередование ледниковых и межледниковых эпох зафиксировалось в геологической летописи «слоеным пирогом» из ледниковых и морских отложений по северной периферии Евразии и Северной Америки.
Свидетельствами тому, что Земля в своем развитии неоднократно переживала своеобразные зимы — состояния, называемые в зарубежной литературе «icehouse», — служат находки пород с признаками древних морен*. Наиболее изученные из них датированы началом вендского периода — 600 млн. лет, концом ордовика — 440, концом девона — 380, концом каменноугольного периода — 300 и концом перми — 250 млн. лет. Полагают, что высокий уровень в середине венда, начале кембрия, начале силура, конце девона и начале триаса был обязан именно таянию покровных ледяных щитов в районах Северного и Южного полюсов.
Однако невозможно объяснить все высокие стояния Мирового океана в истории Земли только этим. Во многих временных интервалах в докембрии и палеозое, во всем мезозое и в большей части кайнозоя существовал равномерный теплый климат. В отложениях этого возраста нигде на Земле не найдены древние морены[1]. Более того, нет прямых доказательств наличия в мезозое и палеогене ледяных полей даже в приполярных морях. На Земле в интервале 240—30 млн. лет назад преобладали тепличные условия («greenhouse»).
Следовательно, в течение 210 млн. лет новая вода, образующаяся при таянии льда, не могла поступать в Мировой океан.
Тут мы подошли к одной из самых загадочных страниц истории Мирового океана: он продолжал дышать в мезозое, хотя новой воды от таяния льда не поступало. Более того, самый значительный за всю историю мезозоя и кайнозоя выдох океана произошел в конце мезозоя — в позднемеловое время (туронский век). Никогда до и после того морские воды не покрывали столь обширные пространства на Земле. По подсчетам некоторых ученых, водная поверхность океана поднялась над современным уровнем почти на 250 м. Из-за резкого углубления на дне некоторых морей и океанов возникли аноксидные (бескислородные) условия. Откуда же взялась вода? Так как новой воды не было, ответ может быть только один: сушу затопила старая вода, которую что-то вытеснило с ее прежнего места. Геологи все больше склоняются к тому, что этим «чем-то» могли быть подводные океанические горы-хребты. Этот процесс идет и в наше время. Вот как он представляется специалистам.
Сильно упрощая реалии, можно сказать, что находящийся в центре Земли очаг (жидкое ядро) кипятит окружающие его и находящиеся в размягченном состоянии горные породы. В результате теплообмена создаются круговороты вещества в ячейках. На стыке соседних ячеек горячий материал поднимается к твердой коре, расплавляет ее и частично выходит на поверхность. Затвердевая на периферии шва, через который продолжают поступать новые порции, породы наращивают океаническую кору и раздвигают само дно океана. Избыток вещества, поступающего в зонах раздвига (спрединга) из недр Земли, идет на формирование гор-хребтов. Типичный пример таких образований в последние 130 млн. лет — Срединно-Атлантический хребет.
Находясь в постоянном движении, плиты сталкиваются между собой. Сближение плит приводит к скучиванию пород и образованию гор (например, Альп и Гималаев). В океане оно сопровождается погружением одной плиты (океанической) под другую (материковую) в так называемых зонах субдукции (например, погружение Северотихоокеанской плиты Кула в Курильский и Алеутский глубоководные желоба). Этот процесс провоцирует землетрясения на Курильских и Японских островах, подобно недавнему крупнейшему событию на юге о. Хонсю.
Таким образом, в одних местах Мирового океана возникают новые породы и подводные хребты, а в других древние части плит вместе с накопившимися на них осадками погружаются в верхнюю мантию, размягчаются и участвуют в мантийном круговороте. Процесс идет перманентно — то ускоряясь, то замедляясь. Именно поэтому подъемы и падения уровня океана, с одной стороны, периодичны, а с другой — разновелики. Геодинамическая гипотеза, объясняющая вековые дыхания океана, выглядит довольно убедительно.
Как глубоко дышал океан?И усилилась вода на Земле
чрезвычайно, так что покрылись все высокие горы, какие
есть под всем небом (гл. 7).
По данным Библии, в результате Всемирного потопа над поверхностью Мирового океана торчала лишь вершина Арарата. Таким образом, толщина водного столба, возможно, достигала более 4 тыс. м (вершина Арарата сейчас имеет отметку 5165 м). Для того чтобы поднять воду над поверхностью Земли на такую высоту, потребовалось бы 4 тыс. лет непрерывного дождя (при условии сохранения современных темпов осадконакопления и отсутствия испарения).
В научной литературе обсуждаются более скромные, но все-таки впечатляющие цифры максимального эвстатического подъема (до 350 м) в силурийское время. Однако геологам известны случаи, когда толщина слоя воды на континенте достигала многих сотен метров. Например, глубина Западно-Сибирского позднеюрского моря в конце юрского и начале мелового периодов составляла, скорее всего, не менее 500 м. Но здесь как раз тот случай, когда региональное погружение совпало с эвстатическим событием.
Главная проблема в изучении колебаний вод мирового океана состоит в том, что нет однозначного ответа на вопрос: почему инициальные осадки — самые ранние из тех, что ложатся на дно после очередного подъема вод океана (выдоха), — не равномерны в глобальном распространении? В самом деле, если поступает новая вода или вытесняется старая, она должна одновременно покрывать все места на Земле, находящиеся на одинаковых отметках от среднего уровня моря.
Подобные места всегда есть и были на всех континентах. Однако нет ни одного временного уровня в геологической летописи, который можно было бы рассматривать как изохронный.
В арсенале геологии есть несколько объяснений этому.
Наиболее простое — часть осадков размылась в более позднее время. О подобных пробелах в геологической летописи писал еще Ч.Дарвин.
Второе объяснение принимается практически всеми: в прошлом (как и ныне) происходили неравномерные вертикальные (наряду с горизонтальными) движения участков земной коры разной амплитуды и разного масштаба. Если на какой-то территории одновременно с подъемом вод океана земная кора поднималась с опережающей скоростью, ясно, что эту территорию вода не покроет. Таким образом, наступление и отступление морских вод на ограниченные территории и даже в крупные регионы не всегда следует связывать с дыханием океана.
