История Земли в 25 камнях: Геологические тайны и люди, их разгадавшие - Дональд Протеро
Еще одним легендарным калифорнийским геологом был Мейсон Хилл, которого друзья называли Мейзом. Он вырос в Помоне (Калифорния) и учился в Помонском колледже, где его увлек геологией легендарный ученый Альфред Освальд «Вуди» Вудфорд. После чистки картофеля в качестве полевого помощника Вуди Мейсон Хилл в 1926 г. окончил колледж, поработал на золотом руднике Блэк-Хок, затем в компании Shell Oil, затем окончил еще Клермонтский колледж и Калифорнийский университет в Беркли. Там он провел и описал первое полное исследование геологии хребта Сан-Гейбриел. Далее он перешел в Висконсинский университет, где в 1934 г. получил докторскую степень, занявшись механикой разломов.
В 1936 г. Хилл начал работать в компании Richfield Oil, где познакомился с Томом Диббли. Впоследствии они неоднократно сотрудничали – Хилл, в частности, использовал карты Тома, чтобы разобраться с «ощущением смещения» в слабо проявленных разломах, и по ходу работы обнаружил много нефтяных месторождений под скрытыми от глаз надвигами. Он трудился в «Ричфилде» до конца своей карьеры, достигнув перед выходом в отставку должности главного геолога. Хилл ввел стандартную терминологию для сдвиговых разломов, сделал ряд открытий в районе Норт-Слоп на Аляске и внес основной вклад в труд «Геология Южной Калифорнии», опубликованный Калифорнийской службой горнодобычи и геологии в 1954 г. Окончательно Хилл ушел на пенсию в 1969 г. после многих лет работы не только в Atlantic Richfield (ARCO), но и во многих других профильных организациях.
Диббли и Хилл видели больше геологических особенностей Калифорнии, чем кто-либо в прошлом и, вероятно, в будущем. К 1953 г. они пришли к удивительному выводу, который изложили в знаменательной статье: со времен юрского периода (всего 140 млн лет назад) смещение разлома Сан-Андреас составило сотни километров. Большинство геологов ранее утверждали, что разлом смещался в лучшем случае не более чем на несколько километров.
Как же Хилл и Диббли пришли к такому поразительному заключению? Во время картирования Диббли обнаружил, что на одной стороне разлома Сан-Андреас встречаются комплексы пород, которые четко совпадают с породами на противоположной стороне, но при этом «двойники» находятся на расстоянии многих миль друг от друга (рис. 23.4). Хилл, в свою очередь, использовал свои навыки анализа разломов, чтобы распознать признаки перемещения деформации такого типа. В частности, они нашли совпадения пород позднего миоцена (всего 7 млн лет назад), которые находились на расстоянии 100 км друг от друга, пород раннего миоцена (не более 20 млн лет назад), находившихся на расстоянии 280 км друг от друга, и пород поздней юры (около 150 млн лет назад) на расстоянии примерно 480 км. Если бы вы могли переставить блок Калифорнии, лежащий к западу от разлома Сан-Андреас, в его «юрское» положение, то увидели бы, что этот блок начинался значительно южнее нынешней мексиканской границы и продвинулся за прошедшее время на огромное расстояние.
Рис. 23.4 Смещение разных точек соответствия вдоль разлома Сан-Андреас в разные моменты в геологическом прошлом, показывающее, что в юрском периоде (врезка в верхней части) бо́льшая часть западной Калифорнии находилась южнее нынешней границы с Мексикой. Предоставлено Калифорнийской службой горнодобычи и геологии, Geology of Southern California, Bulletin 170 [1954]
Естественно, такую эпатажную идею тут же оспорили многие геологи. Они сомневались в том, что сходство между сдвинувшимися комплексами с обеих сторон настолько хорошо выражено, или в точности датировки этих комплексов. Однако после 1953 г. обнаруживалось все больше и больше совпадений, подтверждавших смелое предположение Хилла и Диббли. Например, эффектные породы в Национальном парке Пиннаклс в центральной части Береговых хребтов (рис. 23.5) – это вулканические лавы, извергнутые примерно 23 млн лет назад. С северо-восточной стороны они обрубаются разломом Сан-Андреас, и им соответствуют вулканические породы потухшего Нинаха в западной части пустыни Мохаве к западу от Палмдейла, находящиеся на расстоянии более 313 км. На это расстояние «двойники» переместились всего за 23 млн лет.
Рис. 23.5 Смещение пород Национального парка Пиннаклс и их соответствие породам вулкана Нинах в пустыне Мохаве. Предоставлено Геологической службой США
Эоценовый песчаник Бутано к северу от Санта-Круза соответствует песчанику Пойнт-оф-Рокс в хребте Темблор, что говорит о смещении примерно на 354 км, произошедшем за 40 млн лет. Почти такое же смещение отмечается для эоценового сланца Пелона в северной части хребта Сан-Гейбриел и его «двойника» – сланца гор Орокопия восточнее озера Солтон-Си. Палеоценовые породы хребта Ла-Панза в центральной Калифорнии соответствуют формации Сан-Францискито в Поперечных хребтах (рис. 23.4).
Когда добираетесь до более древних пород, смещение становится еще более удивительным. Меловые породы блока Гуалала к северу от Пойнт-Арена соответствуют породам в Поперечных хребтах, доказывая, что они передвинулись на 514 км примерно за 100 млн лет. А юрский фундамент под блоком Гуалала совпадает с фундаментом Сьерры, что заставляет предположить перенос на 560 км примерно за 140 млн лет.
Эту удивительную версию, рассказывающую, насколько далеко ушла западная половина Калифорнии, было весьма трудно проглотить в 1950-х и 1960-х гг., даже несмотря на то, что чем больше геологи проверяли гипотезу, тем весомее становились доказательства. Никто не мог вообразить такой огромный горизонтальный сдвиг в разломах или блоки, перемещающиеся на сотни километров по неподвижной континентальной коре. Но все изменилось с рождением нового научного представления – признания тектоники плит.
Трансформации в трансформном разломе
На заре развития тектонической теории происходило взаимообогащение многих творческих умов, прежде всего в нескольких передовых институциях, таких как Кембриджский университет, Геологическая обсерватория Ламонт-Доэрти, Принстонский университет и Институт океанографии Скриппса. В 1965 г. все эти исследователи оказались в Кембридже. Канадский геофизик Джон Тузо Вильсон проводил там свой годичный отпуск, Фредерик Вайн и Драммонд Мэтьюз решали проблему спрединга морского дна и магнитных аномалий (глава 21), Гарри Хесс был приглашен в Кембридж из Принстона, сэр Эдвард Буллард корректировал представления о совпадениях между континентами и занимался физикой движения плит земной коры по земной сфере, а такие блестящие исследователи, как Дэн Маккензи, Джон Склейтер и Роберт Паркер, работали над ключевыми проблемами тектоники плит в качестве кембриджских аспирантов. Вильсон обратился к идее дрейфа континентов еще в 1960 г., а в 1963-м опубликовал поворотную во многих отношениях статью, показывающую, что Гавайские острова образовались, когда Тихоокеанская плита проходила над какой-то неподвижной горячей точкой в мантии. Сейчас над горячей точкой находится Большой остров (остров Гавайи), и вулкан Килауэа на нем все еще активен. Что касается других островов архипелага, то чем дальше находится остров в цепочке, уходящей на северо-запад, тем он старше: вулканы образовывались и извергались, когда находились над горячей точкой, но извержения прекращались, когда
