Александр Городницкий - Тайны и мифы науки. В поисках истины
Три раза Вегенер предпринимал сложные экспедиции в Гренландию, в 1906-1907, 1912-1913 и 1929-1930 годах. Последняя экспедиция стала для него роковой. Выжив в свинцовую вьюгу на полях Первой мировой, он умер от сердечного приступа в палатке за тонкими стенками, в которой свистел сильный восточный ветер и царила полярная ночь. Рядом с ним был только верный друг – эскимос Расмус, с которым они прошли без отдыха 600 километров. Так 2 ноября 1930 года завершилась последняя экспедиция Альфреда Вегенера. Теперь его ледяной саркофаг постоянно перемещается при дрейфе льдов, сползая к западному побережью Гренландии.
Альфред Вегенер был великим ученым, намного опередившим свое время. Согласно его предположению, 300 миллионов лет назад, в конце палеозоя и начале мезозоя, все континенты находились в одном месте, образуя гигантский сверхконтинент, которому он дал название Пангея. Все остальное пространство на поверхности нашей планеты было занято океаном. Современные океаны – Атлантический, Индийский, Северный Ледовитый – образовались на нашей планете гораздо позднее за счет распада Пангеи и отодвигания современных континентов друг от друга. Так, Атлантический океан, по геологическим меркам, возник относительно недавно – около 120 миллионов лет до нашей эры.
Надо сказать, что эта идея первоначально вызывала огромный интерес, но вскоре была отвергнута подавляющим большинством геологов. «Следует просить автора соблюдать необходимую дистанцию и в дальнейшем не удостаивать геологию своим вниманием, а искать другие области знания, где пока еще забыли написать на своих дверях: «О, Флориан святой, пощади этот дом, подожги другой»». Такой была реакция одного из крупнейших ученых того времени на гипотезу Вегенера, одну из самых ярких научных идей ХХ столетия. Связано это было с тем, что тогда еще не было достаточного и убедительного фактического материала, который мог бы подкрепить эту смелую гипотезу.
Гипотеза Вегенера бросила дерзкий вызов всей классической геологии. Камнем преткновения был вопрос: если материки движутся, то за счет каких сил? Вот этого Вегенер объяснить не смог, и теория начала рушиться. Смертельный удар ей нанес знаменитый британский геофизик Гарольд Джеффрис (1891-1989). Он показал, что как будто нет силы, способной двигать континенты по твердой мантии, слою, подстилающему земную кору, и назвал дрейф континентов «физически нереальным». К началу 1930-х годов теория Вегенера, родившаяся в 1912-м, была похоронена окончательно, ненадолго пережив своего автора. Окончательно ли?
Новые драматические события, воскресившие идею дрейфа континентов, развернулись на рубеже 50-60-х годов прошлого века. Толчок дало изучение магнетизма горных пород. Начиная еще с XIV столетия, для того, чтобы отыскать дорогу в океане, моряки используют магнитный компас. Придворный врач английской королевы Елизаветы I Уильям Гильберт (1544-1603) еще в 1600 году предположил, что сама Земля представляет собой огромный круглый магнит, у которого полюса совпадают с географическими. Как показало изучение горных пород, большинство из них, особенно те, которые образовались при застывании магмы, обладают сильной намагниченностью. Когда порода застывает, образующиеся в ней магнитные минералы ориентируются на юг или на север. Значит, определив географические координаты изучаемой породы и направление вектора намагниченности, можно узнать, где находился магнитный полюс Земли в то время, когда порода застывала. Если поверхность Земли всегда была неподвижна, то положения древних магнитных полюсов для пород разного возраста должны полностью совпадать с современным. А если нет?
Много лет посвятил изучению этой проблемы питерский геофизик, профессор Алексей Никитович Храмов (1927-2014), оппонировавший мою докторскую диссертацию. Год за годом он и его немногочисленные помощники отбирали ориентированные образцы в разных областях нашей огромной страны, на Русской платформе, на Сибирской платформе. В лаборатории эти образцы распиливали, подвергали нагреванию и обработке переменными магнитными полями, чтобы выделить ту самую первичную намагниченность, по которой определяется древний магнитный полюс.
Невысокий, с тихим голосом и мягкой улыбкой, Храмов внешне мало походил на ниспровергателя основ классической геологии. Однако именно исследования его лаборатории показали: древние магнитные полюса не совпадают с современными при сегодняшнем расположении континентов, а вот если континенты сложить вместе так, чтобы получилась вегенеровская Пангея, то они совпадут для возраста около 300 миллионов лет. Аналогичные результаты получили и зарубежные палеомагнитологи Мак-Элхинни, Ирвинг и Ранкорн. Поэтому именно магнитологи стали первыми последователями преданной забвению теории Вегенера.
Но подлинное возрождение теории континентального дрейфа наступило только с началом изучения океанского дна, уже в середине 60-х годов. Именно тогда в океанских глубинах открыли срединные хребты, обрамляющие гигантские трещины, называемые «рифтовыми». По этим трещинам из земных недр, как было установлено при глубоководных исследованиях, постоянно поступают новые порции расплавленной магмы, «раздвигающие» океанское дно.
Такие наблюдения в зоне рифтовой трещины Красного моря были проведены на подводных обитаемых аппаратах «Пайсис» в 1979 году. Опустившись на глубину более полутора километров, геологи прямо наблюдали и смогли сфотографировать процессы раскрытия трещин в океанском дне, которые сопровождались излияниями базальтовых расплавов и соляных растворов.
Одновременно появились новые свидетельства дрейфа материков: специфическая картина магнитных аномалий над срединно-океанскими хребтами и глубоководными котловинами и результаты бурения океанского дна. Современная геофизика дала возможность предложить убедительный механизм движения континентов, объяснить, какие силы сталкивают с места казалось бы неподвижные материковые массивы. Согласно современным физическим моделям, таким энергетическим источником, движущим континенты, служит химико-гравитационная дифференциация вещества в глубинах нашей планеты. В результате возникают восходящие и нисходящие конвективные течения, преобразующиеся у поверхности Земли в горизонтальное движение материков.
Так старая гипотеза превратилась в новую убедительную теорию, получившую название тектоники литосферных плит. Согласно основным положениям этой теории, верхняя жесткая кристаллическая оболочка Земли – литосфера, подстилаемая снизу частично расплавленным веществом астеносферы, состоит из отдельных плит, которые могут перемещаться по астеносфере на большие расстояния – в десятки тысяч километров.
Там, где конвективные течения глубинного вещества в недрах нашей планеты идут вверх, плиты расходятся (как, например, в Атлантике), возникают рифтовые зоны и срединно-океанские хребты. Происходит раскрытие океана, и континенты, Африка и Европа с одной стороны и Северная и Южная Америка – с другой, отодвигаются друг от друга. Там, где конвективные течения идут вниз, например, вдоль Курильских островов и побережья Камчатки, плиты, наоборот, сближаются, сталкиваются, пододвигаются одна под другую. Процесс этот сопровождается землетрясениями, вулканическими извержениями и другими геологическими катаклизмами, приводящими иногда к катастрофам, уносящим тысячи человеческих жизней и разрушающим города. Когда два материка сходятся вместе, то разделяющий их океан «закрывается», а сами континенты, сталкиваясь своими краями, образуют в пограничной зоне высокие горные системы, такие, как Альпы или Гималаи. С этими процессами тесно связано образование полезных ископаемых, прежде всего нефти и газа. Сейчас считают, что нефтяные месторождения могут образовываться при поддвиге одной плиты под другую в осадочной толще края надвигающейся плиты.
В конце 1970-х годов мы с замечательным, ушедшим из жизни геологом Львом Павловичем Зоненшайном (1929-1993) составили серию карт-реконструкций расположения континентов и океанов на поверхности Земли во время «фанерозоя» – существования явной жизни, то есть от 570 миллионов лет до наших дней. Получилось несколько «древних глобусов» с интервалами 100 миллионов лет.
Согласно этим реконструкциям, около 200 миллионов лет назад, в юрскую эпоху, между северными континентами – Европой, Азией и южными – Африкой, Индией и Австралией располагался огромный океан Тетис, соединявший Палеотихий океан с начинавшим раскрываться Атлантическим. После раскола Гондваны и движения южных континентов на север Тетис начал уменьшаться в размерах и закрываться. На его северном краю в результате сближения Африки и Евразии возник гигантский пояс островных дуг с огнедышащими вулканами, протянувшийся от Юго-Восточной Европы до Гималаев и давший богатейшие месторождения золота, олова, вольфрама, полиметаллов. В кайнозойскую эру океан Тетис почти полностью закрылся, и Африка неотвратимо надвинулась на Европу, сминая ее южную часть. Так образовались Альпы.
