Ричард Докинз - Магия реальности. Откуда мы знаем что является правдой
«Скорость, с которой растут ногти» — это средняя скорость, с которой перемещаются континенты. Но ногти растут с довольно постоянной скоростью, тогда как континенты движутся рывками: рывок, затем пауза примерно на сотню лет, пока нагнетается давление, чтобы двигаться снова, затем ещё рывок, и так далее.
Возможно, сейчас вы начинаете догадываться, чем в действительности являются землетрясения? Правильно: землетрясение — это то, что мы чувствуем, когда происходит один из этих рывков.
Я говорю вам это как известный факт, но откуда мы знаем об этом? И когда мы впервые это обнаружили? Это увлекательная история, которую я сейчас обязан рассказать.
Разные люди в прошлом обратили внимание на почти полное соответствие между Южной Америкой и Африкой, но они не знали, как это понимать.
Около 100 лет назад немецкий учёный по имени Альфред Вегенер сделал смелое предположение. Оно было настолько смелое, что большинство людей подумало, что он немного сумасшедший. Вегенер предположил, что континенты дрейфуют подобно гигантским судам. Африка, Южная Америка и другие огромные южные массивы суши, с точки зрения Вегенера, когда‑то были соединены вместе. Затем они порвали друг с другом и поплыли через море в своих различных направлениях. Вегенер так думал, и люди за это над ним смеялись. Но сейчас оказалось, что он был прав — скажем так, почти прав, и конечно, гораздо более прав, чем люди, смеявшиеся над ним.
Современная теория тектоники плит, подтверждаемая огромным количеством свидетельств — не совсем то же самое, что идея Вегенера. Вегенер был определённо прав, что Африка и Южная Америка, Индия и Мадагаскар, Антарктида и Австралия когда‑то были соединены и позже отделились друг от друга. Но то, как это произошло, согласно теории тектоники плит, немного отличается от того, что предполагал Вегенер. Он считал, что континенты бороздят моря, плывя не по воде, а по мягким, расплавленным или частично расплавленным слоям земной коры. Современная теория тектоники плит рассматривает всю земную кору, включая морское дно, как полную систему взаимосвязанных плит. («Plates» — это плиты, а не тарелки, из которых вы едите.) Так что перемещаются не только континенты: перемещаются плиты, на которых они лежат, и не существует ни малейшего участка поверхности Земли, который бы не являлся частью плиты.
Большая часть поверхности большинства плит находится под водой. Континентальные массивы, которые мы знаем как континенты, являются возвышенностями плит, торчащими над водой. Африка — просто вершина намного большей африканской плиты, которая простирается до середины Южной Атлантики. Южная Америка — вершина южноамериканской плиты, которая простирается до середины Южной Атлантики с другой стороны. Другие плиты — это индийская и австралийская плиты; евразийская плита, которая состоит из Европы и всей Азии, за исключением Индии; аравийская плита, довольно маленькая и вставленная между евразийской и африканской плитами; и североамериканская плита, которая включает Гренландию и Северную Америку и достигает середины северной части Атлантического океана.
Существует несколько плит, которые практически не несут на себе сушу, например, обширная Тихоокеанская плита.
Здесь на рисунке вы можете видеть, что граница между южноамериканской и африканской плитой проходит прямо посередине южной части Атлантического океана, далеко от любого из континентов. Вспомните, что плиты включают в себя морское дно, что означает твёрдые породы. Так как же могли Южная Америка и Африка прижиматься друг к другу было 150 миллионов лет назад? Для Вегенера здесь не было бы никакой проблемы, потому что он думал, что дрейфуют сами континенты. Но если Южная Америка и Африка когда‑то были вместе, как теория тектоники плит объясняет весь подводный хребет, который сейчас разделяет их? Как же подводная часть каменистых плит могли вырасти?
Спрединг морского дна
Да. Ответ заключается в самом названии «спрединг морского дна». Вы конечно знаете эти движущиеся ленты, которые вы можете увидеть в крупных аэропортах, помогающие людям с крупным багажом преодолевать большие расстояния между входом в терминал и залом вылета? Вместо того, чтобы идти пешком весь этот путь, люди становятся на движущуюся ленту и доставляются непосредственно туда, где им приходится идти пешком. Движущаяся лента в аэропорту имеет ширину, достаточную для двух людей, стоящих плечом к плечу. Но теперь представьте движущуюся ленту шириной в тысячи миль, простирающуюся от Арктики до Антарктики Антарктики. И представьте, что вместо того чтобы двигаться со скоростью пешехода, она движется со скоростью, с которой растут ногти. Да, вы догадались. Южная Америка, и вся Южно — Американская плита, были унесены прочь от Африки и Африканской плиты на чем‑то напоминающем движущуюся ленту, лежащую глубоко под морским дном, и простирающуюся с далёкого севера далеко на юг Атлантического океана, движущуюся очень медленно.
А что с Африкой? Почему Африканская плита не переместилась в том же самом направлении, и почему она не осталась соединённой с Южно — Американской плитой?
Ответ в том, что Африка находится на другой движущейся ленте, на той, которая передвигается в другом направлении. Африканская лента движется с запада на восток, в то время как Южно — Американская лента движется с востока на запад. Что происходит между ними? В следующий раз, когда вы будете в большом аэропорту, остановитесь перед тем как шагнуть на движущуюся ленту и понаблюдайте за ней. Она выходит из щели в полу и уезжает от вас. Это лента, оборачивающаяся снова и снова, перемещающаяся вперёд над полом и возвращающаяся к вам под полом. Теперь представьте другую ленту, выходящую из той же щели, но движущуюся в совершенно противоположном направлении. Если бы вы пос поставили одну ногу на одну ленту, а вторую на другую, вы были бы вынуждены разделиться на части.
Аналог щели в полу на дне Атлантического океана пробивается сквозь океанское ложе от далёкого юга до далёкого севера. Он называется Срединно — Атлантическим хребтом.
Эти две «ленты» изливаются из Срединно — Атлантического хребта и направляются в разные стороны, одна несёт Южную Америку постоянно на запад, другая относит Африку на восток. И, подобно лентам в аэропорту, огромные ленты, перемещающие тектонические плиты, вращаются и возвращаются обратно глубоко в недрах Земли.
В следующий раз, когда вы будете в аэропорту, зайдите на движущуюся ленту и позвольте ей нести вас, при этом представив, что вы — Африка (или Южная Америка, если хотите). Когда вы доберётесь до другого конца ленты и сойдёте с неё, понаблюдайте, как лента ныряет под пол, готовая проделать свой путь обратно туда, откуда вы только что пришли.
Ленты в аэропорту приводятся в движение электродвигателями. Что движет лентами, несущими огромные земные плиты с грузом континентов? Глубоко под поверхностью Земли есть то, что называется конвекционными течениями. Что такое конвекционный поток? Возможно, у вас дома есть электрический конвекционный воздухонагреватель. Вот как он работает, нагревая комнату. Он нагревает воздух. Горячий воздух поднимается, потому что он менее плотный, чем холодный (таков принцип работы воздушных шаров). Горячий воздух поднимается, пока не достигнет потолка, где он не может больше подняться и вынужден опускаться вдоль стен, вытесняемый новым горячим воздухом, поступающим снизу. Когда воздух движется в сторону, он охлаждается, после чего опускается. Достигнув пола, он снова движется в сторону, ползёт по полу, пока его не подхватывает нагреватель, и он снова не поднимется. Такое объяснение слишком простое, но основная идея состоит в том, что в идеальных условиях конвектор может заставить воздух двигаться по кругу — циркулировать. Такая циркуляция называется «конвекционным потоком».
То же самое происходит в воде. На самом деле, это может произойти в любой жидкости или газе. Но как могут существовать конвекционные потоки под поверхностью Земли? Она же внутри не жидкая, не так ли? Ну да, жидкая — вроде как. Не жидкая, как вода, но полужидкая, как густой мёд или патока. Потому что она настолько горячая, что всё плавится. Жар возникает в глубине. Центр Земли в действительности очень горяч, и Земля продолжает быть горячей довольно близко к поверхности. Иногда тепло вырывается через поверхность в месте, которое мы называем вулканом.
Движимые теплом
Плиты состоят из скальных пород, и, как мы видели, большинство из них находится ниже уровня моря. Каждая плита имеет толщину в несколько километров. Этот толстый слой брони называется литосферой, что буквально означает «каменная сфера». Под каменной сферой лежит ещё более толстый слой, если вы можете поверить, который вообще‑то не называется сферой патоки, но, вероятно, должен был бы (это — фактически верхняя мантия). Твёрдые скалистые плиты каменной сферы, можно сказать, «плавают» по сфере патоки. Глубинный жар под сферой патоки и внутри неё служит причиной мучительно медленных, медленных, размалывающих конвекционных потоков в патоке, и именно эти конвекционные потоки несут большие скальные плиты, плавающие выше.
