Хал Хеллман - Великие противостояния в науке. Десять самых захватывающих диспутов
Поначалу эта идея оказала не большее влияние, чем гипотеза Вегенера, — но на помощь к ней уже спешили другие. Благодаря работе некоторых ученых{253} появилась возможность рассматривать перемежающиеся силовые линии магнитного поля как своего рода окаменевшую магнитную ленту. Когда расплавленная горная порода появляется на поверхности и остывает, то ориентация магнитного поля Земли сохраняется в этом веществе.
Известно, что магнитное поле планеты много раз на протяжении долгой истории Земли меняло свое направление (зарегистрировано 16 инверсий магнитных полюсов с северного на южный и обратно за последние 10 миллионов лет. — Примеч. ред.), и перемежающиеся силовые линии показывают направление поля в момент появления и охлаждения вещества. Вещество, вытолкнутое от центра, сохраняло свою магнитную ориентацию, и когда после поворота магнитного поля выбрасывалось новое вещество, оно имело уже противоположную полярность.
Стало очевидно, что огромные участки земной поверхности движутся. Вот еще одно подтверждение гипотезы континентального дрейфа.
Идея Хесса полу ч ила название теории расширения океанического дна. Среди многих загадок, на которые она дала ответ, была и та, почему породы возле срединно-океанических хребтов всегда моложе, чем те, которые находятся дальше. Но для нашего рассказа важнее то, что благодаря идее Хесса у континентального дрейфа Вегенера появился достаточно мощный двигатель. Континенты приходят в движение из-за всеобщего процесса, причина которого — конвекционные потоки в мантии (толстом слое под земной корой, внутри которого находится ядро). Хесс так обозначил различие: «Континенты не приводятся в движение по поверхности океанической коры какими-то неизвестными силами, а, скорее, пассивно передвигаются вместе с веществом мантии, когда оно поднимается к поверхности хребта, а затем стекает в сторону»{254}.
Таким образом, о континентальном дрейфе снова заговорили. Не будучи законченной самостоятельной теорией, эта идея стала частью другой развивающейся гипотезы под названием «тектоника плит». Данная теория сделала для геологии то же, то современный синтез — для эволюции.
Тектоника плит
Согласно этой новой идее, континенты — не отдельные корабли в море, скользящие по земной коре. Скорее, поверхность Земли представляет собой ряд твердых, жестких плит разной толщины. По последним данным, эти плиты охватывают не только земную кору, но еще и часть верхней мантии. Под океанами толщина плит варьируется от 6,5 до 130 километров на самых старых участках океанического дна. Материковые плиты, как правило, намного толще — от 32 до 290 километров.
Эти плиты, внешний слой Земли, называются «литосферой» (от греч. lithos — камень). Плиты перемещаются на эластичном слое нижней мантии, который получил название «астеносфера» (от греч. asthenes — слабый). Эти громадные плиты, которые не всегда соответствуют границам континентов, движутся под воздействием медленных, но мощных потоков расплавленного вещества.
Там, где края плит сходятся, происходят самые интересные вещи. Одна плита может погрузиться в мантию или же подмять под себя более легкий блок, а иногда они сталкиваются и образуется горная гряда. Западный контур Северо-Американского континента и восточный контур Азии считаются границами движущихся плит. По мере их перемещения по краям происходят разломы, что может объяснить частые землетрясения и юный возраст гор в этих районах. Кроме того, в местах столкновения двух плит из-за трения вырабатывается огромное количество теплоты, которая может расплавить нижний слой вещества. Вследствие этого большое давление внутри Земли выталкивает магму наверх, из-за чего появляются вулканы и вытекающая из них лава.
Сегодня
К счастью для геологов, в этой развивающейся области знаний остается еще множество нерешенных вопросов. Более того, механизм той идеи, которую выдвинул Вегенер, до конца не раскрыт даже в наши дни. Тектоника плит успешно объясняет движение океанической коры. Но ей сложнее удается объяснить движение континентов, которые толще океанических плит и глубже проникают в мантию Земли. В 1995 году было высказано предположение, что движущей силой для большинства плит является притяжение древнего океанического дна, которое опускается вглубь Земли.
Поиски продолжаются в разных областях. Одно из направлений исследований связано с борьбой, которая в настоящее время происходит между континентальными плитами под Индией и остальной Азией. В течение 50 миллионов лет Индия продвигается на север вглубь Азиатского континента со средней скоростью пять сантиметров в год. Геолог из Сиракузского университета К. Дуглас Нельсон говорит, что пока «она подняла вверх Гималаи и Тибетское плато, а части центральной Азии, как арбузные семечки, выдавливаются в Тихий океан»{255}.
Другими словами, индийская плита проскальзывает под Азией, что приводит к описанным результатам. Недавние исследования придают всей ситуации дополнительную интригу: похоже, что под этой территорией находится некий бурлящий котел. Это оказалось неожиданным, но может ответить на давний вопрос: почему Тибетское плато, местность, окруженная горами, такое ровное? Исследователи предполагают, что мягкая прослойка каким-то образом позволяет суше выровняться точно так же, как выровняется любая вязкая жидкость, например кокосовое масло, если ей предоставить достаточно времени. Полученные сведения можно также использовать для лучшего понимания более ранних коллизий{256}.
А как насчет самих плит? Что определяет их размер? Согласно теории, их ширина не может превышать 3000 километров. Но почему плита под Тихим океаном в четыре раза больше? В ходе новых исследований установлено, что в глубине мантия имеет большую вязкость, чем считалось раньше, а это в свою очередь может сказываться на размере плиты{257}.
Спорным может быть даже само количество таких плит. По последним подсчетам, существует целая дюжина крупных плит и еще несколько поменьше. Но возможно, тектоническая плита, на которой расположены Индия и Австралия, сейчас распадается, поэтому число крупных плит возрастет до тринадцати{258}.
Но если так много вопросов еще не решено, то разве удивительно, что и Вегенер не смог ответить на все? Из-за сложности всех построений догадка Вегенера о том, что Пангея начала распадаться около 200 миллионов лет назад, кажется еще поразительнее, потому что это один из тех немногих вопросов, по которому все, похоже, сходятся во мнении.
Вегенер смог, продолжить карьеру, несмотря на все трудности. В 1919 году он получил место в Департаменте метеорологических исследований в Гамбурге, где мог выполнять как служебные, так и исследовательские функции. Через пять лет, в 1924 году, его приняли на недавно созданную кафедру метеорологии и геофизики в Университете Граца в Австрии.
В свои 50 лет, будучи все еще очень активным, он планировал в 1930–1931 годах совершить экспедицию в Гренландию, четвертую по счету в его жизни. Но все обернулось катастрофой: он погиб, пытаясь перебраться из лагеря на центральной вершине ледника на базу на западном побережье. Когда в 1930 году Вегенера не стало, его теория по-прежнему пребывала в забвении. Но наследие ученого живет — теперь оно больше, величественнее, понятнее и великолепнее, чем он когда-либо мог себе представить.
ГЛАВА 9.
Джохансон против Лики.
Недостающее звено
Нечасто противостояние в научном мире становится темой для публикации на первой странице газеты New York Times. Однако утром 18 февраля 1979 года случилось именно это, в статье появилась фотография шириной в три столбца, под которой стоял заголовок:
СОПЕРНИЧАЮЩИЕ АНТРОПОЛОГИ РАЗДЕЛИЛИСЬ ИЗ-ЗА «ДОИСТОРИЧЕСКОЙ» НАХОДКИ
В этом нет ничего невероятного. Нас же интересует, почему подобная тема появилась на первой странице. Статья начинается так.
Сегодня два известнейших антрополога вступили в спор, который может перерасти в широкомасштабное соперничество по поводу того, действительно ли сделанная в прошлом месяце находка представляет собой новый вид доисторических существ, которые стали предками как человека, так и всех человекообразных обезьян. Ричард Лики, антрополог из Кении, оспаривает сделанное в прошлом месяце заявление двух американских ученых о том, что они обнаружили такой новый вид. Доктор Дональд К. Джохансон, один из этих специалистов, встретился с господином Лики на симпозиуме, посвященном эволюции человека, и яростно отстаивал свою трактовку.
«Яростно»? Это значит с оскорблениями? В драке? На ножах? Нет, ничего подобного. Так что же тогда могло заставить редакторов придать этой новости такое значение? Один вариант: американский выскочка против ведущего специалиста из степенного британского истеблишмента. Подобно Давиду и Голиафу, причем доктор Джохансон выступает в роли Давида. Или Голиафа? Обратите внимание, что в статье о Лики говорится только как о «господине».
