Движутся ли материки? Часть первая

Автор: Zeke · Дата: 2 сентября 2010 · Прокомментировать

Движутся ли материки? Часть первая

Некоторые геологи и геофизики считают, что материки в течение геологического времени передвигались с места на место. При этом обычно ссылаются на то, что очертания обоих берегов Атлантического океана почти в точности параллельны друг другу. Если весь материк Северной и Южной Америки передвинуть к востоку, то его побережье почти полностью сойдется с побережьем Европы и Африки. Аналогичные соответствия можно найти и в очертаниях других материков. На этом основании высказано предположение, что первоначально на Земле был единственный огромный материк, включавший в себя все нынешние материки. Затем он раскололся на куски, которые разошлись в стороны, а между ними открылись океаны. Такое происхождение приписывается Атлантическому и Индийскому океанам.
На первый взгляд гипотеза кажется привлекательной. Она как будто позволяет объяснить некоторые до сих пор еще неясные явления. Например, известно, что земная кора под континентами значительно толще, чем под океанами, причем на континентах она, кроме осадочных пород, содержит гранитный и базальтовые слои, тогда как под океанами имеется только базальтовый слой, а гранитный отсутствует. Иначе говоря, материки — это как бы толстые «льдины», глубоко погруженные в мантию Земли и плавающие по ней, а океаны — это те области земной коры, где мантия почти обнажена на поверхности и покрыта лишь тонкой пленкой базальтов толщиной всего в несколько километров.
Та же гипотеза объясняет, как кажется на первый взгляд, и то, почему многие геологические структуры, известные на том или ином материке, обрываются у его края — на дне океана они не продолжаются. Отсюда следует вроде бы естественный вывод. Эти структуры продолжались где-то на ином материке, который раньше соприкасался с первым материком.
Ту же гипотезу используют и для объяснения некоторых особенностей распределения климатических зон на поверхности Земли в прежние геологические периоды. Вот пример. В конце палеозойской эры (около 300 миллионов лет назад) ледники одновременно покрывали огромные пространства в Южной Америке, Африке, Индии и Австралии.
1. Океан. Средняя глубина океана — 5 километров.
2. Осадочные породы на поверхности земной коры.
3. Слой земной коры, состоящий из гранитов и расположенный под материками.
4. Слой земной коры, состоящий из базальтов. Глубина его залегания под океанами —10 —12 километров, под материками — 30 — 60 километров. Наибольшей глубины базальтовый слой достигает под возвышенными участками материков.
5. Граница верхней мантии, то есть поверхность, по которой должно было бы происходить перемещение материков, в случае справедливости гипотезы о движении материков.
6. Размягченный слой мантии (астеносфера), играющий особо важную роль в геологических процессах, протекающих и в мантии и в земной коре. Глубина подошвы и верхней границы этого слоя равна соответственно под океанами 400 и 50 километрам, под материками — 250 и 100 километрам. Глубина его залегания под возвышенными частями материков меньшая, чем под низменностями.

Схематический рисунок
Это легче объяснить, если допустить, что в то время все эти материковые области были соединены вместе.
И тем не менее, несмотря на всю свою привлекательность, гипотеза «плавания материков» все же не выдерживает серьезного научного экзамена.
И первый аргумент против гипотезы — равный размер так называемых тепловых потоков на материках и в океанах. Из недр Земли постоянно выделяется тепло — в буровых скважинах или шахтах температура с каждым километром глубины, как известно, повышается в среднем на 30°. По тому, как повышается с глубиной температура, и по теплопроводности горных пород можно определить, какое количество тепла (в калориях) в каждую секунду или каждый год вытекает из недр Земли наружу на каждую единицу площади земной поверхности. Такие измерения показали, что интенсивность теплового потока в среднем одинакова на материках и под океанами.
Установлено, что земное тепло образуется при распаде радиоактивных элементов, содержащихся в горных породах, но в гранитах радиоактивных элементов много больше, чем в базальтах, а в последних, в свою очередь, больше, чем в породах мантии Земли. Поскольку земная кора под материками содержит слой гранита, то основное количество радиоактивных элементов, естественно, должно быть сосредоточено именно в этом слое. И действительно, высчитано: две трети всего тепла, выделяемого из недр на материках, приходится на кору, и только одна треть образуется где-то в более глубоких слоях.
Следовательно, если передвинуть материк, то есть кусок континентальной земной коры, то вместе с последней передвинутся и источники радиоактивного тепла, а на прежнем месте, откуда материк сдвинулся, для питания теплового потока останется только одна треть от былого наличия
Картина теплового излучения материка: А — тепловое излучение гранитного слоя земной коры, Б — тепловое излучение базальтового слоя земной коры, В — тепловое излучение мантии.
Так бы выглядела картина теплового излучения океанов и материков в случае справедливости гипотезы о движении материков.
Картина теплового излучения океанов и материков, наблюдаемая в
действительности.

Схема
радиоактивных элементов. И если бы гипотеза плавания материков была правильной, то в океанах, открывшихся между раздвинувшимися материками, из недр поднимался бы в три раза более слабый тепловой поток, чем на материках.
На самом же деле — об этом уже говорилось — размер теплового потока и на материках и в океанах один и тот же. А это значит, что и количество радиоактивных элементов одинаково и там и здесь. Только под материками они преимущественно сосредоточены в коре, и главным образом в ее гранитном слое, а под океаном, поскольку там кора бедна радиоактивными элементами, они распределены где-то на большой глубине.
Значит, не только кора различна под материками и океанами, но и мантия под ними имеет разный состав: в первом случае в ней меньше радиоактивных элементов, во втором их больше. А отсюда с полной очевидностью следует, что кора материков не могла перемещаться по мантии. Материки не плавают по мантии, а крепко и неподвижно с ней связаны.
Хотя этот один аргумент, основанный на твердо установленном факте равенства тепловых потоков под материками и океанами, вполне достаточен, чтобы опровергнуть гипотезу «плавания материков», приведем еще одно соображение.
Поверхность земной коры на материках разделена на области, или зоны, одни из которых медленно поднимаются, другие опускаются, на вулканические и сейсмические пояса. Геологическая история устанавливает, что многие из таких областей, зон и поясов с удивительным постоянством существуют на одном и том же месте в течение многих сотен миллионов лет. Например, Москва расположена внутри области очень медленного (измеряемого долями миллиметра в год) опускания земной коры. Этот так называемый Подмосковный бассейн, или . Московская «синеклиза», существует уже более шестисот миллионов лет. Не подлежит сомнению, что причину прогибания земной коры надо искать много глубже коры — в каких-то процессах, происходящих в мантии Земли, на глубине, возможно, нескольких сотен километров.
Если бы материки перемещались по мантии, то, очевидно, такая устойчивость в положении Подмосковного бассейна была бы невозможной: при перемещении коры относительно мантии наш бассейн перемещался бы относительно материка в обратном направлении, оставаясь все время над одним и тем же местом мантии. Но местоположение Подмосковного бассейна очень устойчиво. И таких устойчивых областей опускания и поднятия на поверхности Земли сотни, и все они ведут себя одинаковым образом.
Итак, сказанное убедительно показывает, что континентальная кора не перемещается по мантии. Одни и те же участки коры тесно и прочно связаны в течение сотен миллионов лет с одними и теми же участками мантии.
Значит, если все же думать о перемещениях материков, необходимо предположить, что вместе с корой перемещается и значительная часть мантии, во всяком случае, вся так называемая верхняя мантия, в которой идут различные активные процессы, результаты которых мы видим на поверхности: поднятия и опускания коры, вулканические извержения, смятие пород в складки.
Толщина верхней мантии — почти 1 тысяча километров. И вот весь этот тысячекилометровый слой должен перемещаться вместе с корой. Но этот слой охватывает весь земной шар, и поэтому двигаться ему некуда: нет таких «пустых» мест, куда бы он мог перемещаться. Если же предположить, что весь этот огромный слой в каких-то местах опускается на глубину, а в других местах снова поднимается к поверхности, образуя в Земле огромные петли, движение которых напоминает движение бесконечных ременных приводов, соединяющих колеса машины, то совершенно невероятно, чтобы при этом непрерывно не нарушался ход процессов, идущих в мантии и вызывающих поднятия и опускания земной коры, вулканические извержения и т. д. А мы только что говорили,
Зона устойчивого подъема (1) и опускания (2) земной коры. А — наблюдаемый объект. В случае справедливости гипотезы о движении материков наблюдаемый объект А через какой-то промежуток времени переместится из зоны опускания (2) в зону подъема (1). Однако подобная картина в действительности не наблюдается. Одни и те же участки коры тесно и прочно связаны в течение сотен миллионов лет с одними и теми же участками мантии.

Схема
что именно этим явлениям, а следовательно, и порождающим их более глубоким процессам как раз присущи исключительные устойчивость и постоянство.
Кроме того, если на минуту предположить, что такое всеобщее «круговращение» верхней мантии существует, то уже никак нельзя было бы согласовать между собой процессы, происходящие одновременно под разными океанами и под разными материками. И еще одно: опять-таки допустим, что Атлантический и Индийский океаны образовались благодаря расхождению материков — в первом случае Америки и Европы с Африкой, во втором— Африки и Индии; тогда и Евразия, и Австралия, и Америка должны были все надвигаться с разных сторон на Тихий океан. Но отсюда следует ожидать крупнейших отличий в возрасте, истории и строении Тихого океана от других океанов. Между тем геофизические данные показывают, что строение земной коры во всех океанах удивительно сходно и нет никаких данных в пользу особой истории Тихого океана. К тому же на дне Тихого океана, по его периферии, осадки лежат совершенно спокойно, ровными горизонтальными слоями и не обнаруживают никаких признаков надвигания соседних материков на океан.
Мы привели лишь некоторые аргументы против, гипотезы «плавания материков». Можно было бы привести и больше, но я думаю, что и сказанного вполне достаточно.
Однако читатель может спросить: а как же объяснить тогда параллельность береговых линий некоторых материков, и в первую очередь тех, которые окаймляют с двух сторон Атлантический океан?
Известный российский ученый Е. Н. Люстих проделал такой опыт: он нарисовал рядом большое число контуров различных материков. Оказалось, что очень многие среди них параллельны друг другу. И, что особенно примечательно, параллельными оказались контуры, которые заведомо никогда ни при каких условиях не могли соприкасаться, например, контуры противоположных окраин одного и того же материка.
Отсюда можно заключить, что очертания материков определяются какими-то общими закономерностями, не имеющими никакого отношения к тому, соприкасались ли раньше материки или нет. Эти закономерности, по-видимому, связаны с наличием в земной коре и мантии некоей правильной сетки параллельных глубоких разломов, и когда происходило разделение земной поверхности на материки и океаны, оно приспосабливалось к этой сетке. В результате и возникали параллельные контуры материков.
Наиболее вероятно, что разделение земной поверхности на материки — это результат длительного геологического развития, в течение которого шли процессы как образования и увеличения материков, так и их разрушения и образования на их месте новых океанических впадин. Мате-рики образовались путем выплавления из мантии относительно легких составных частей, которые и создали материковую кору.
Такой процесс выделения легкого материала из мантии продолжается и сейчас во многих вулканических областях Земли, например, на Камчатке, Курильских островах, в Японии и вообще вокруг Тихого океана. Выбрасываемый здесь на поверхность вулканический материал идет на пополнение материковой земной коры.
Но в наши дни происходит и разрушение материков. Изливающаяся в некоторых районах и внедряющаяся в материковую кору базальтовая и особенно так называемая ультраосновная (то есть бедная кремнеземом, но богатая магнием, и железом) магма, сильно уплотнившись после застывания, отяжеляет кору и заставляет отдельные ее куски тонуть в мантии. Так разрушается материковая кора, и на ее месте образуется кора океаническая, базальтовая. Одновременно с извержением глубинных пород выделяется вода, идущая на заполнение растущих впадин.
Оба эти процесса — рост материков и их разрушение— идут одновременно и обычно очень тесно переплетаются друг с другом. Например, на берегах Тихого океана рядом с зонами, где наращивается материковая кора, происходит и разрушение последней, наступление океана на материк. Совсем недавними завоеваниями океана стали Охотское, Японское, Южно-Китайское, а также Средиземное и Карибское моря. Всего несколько десятков миллионов лет назад на их месте была суша с материковой корой. А сейчас эти моря покрывают океаническую кору или кору, промежуточную по своему строению между материковой и океанической. Есть основания думать, что в течение последних ста миллионов лет процесс разрушения материков и разрастания океанов преобладал над процессом созидания материков.
То, о чем сказано выше, не должно создать у читателя впечатления, что все проблемы, которые были здесь затронуты, уже решены. Такое заключение было бы слишком поспешным. Мы находимся лишь в самом начале пути к решению этих труднейших проблем науки, и в дальнейшем предстоит сделать несравнимо больше, чем было сделано до сих пор. Наши сведения о глубинном строении Земли и составе ее недр еще слишком ограниченны. Во многих случаях нам просто не хватает самых основных фактических данных.
Но, находясь в начале пути, мы должны с особенной тщательностью и придирчивостью относиться к выбору наиболее перспективных направлений и решительно отвергать те идеи, которые при всей их внешней привлекательности уводят научную мысль в мир призраков и самообмана.

Рубрика: География Земли ·  

загрузка...


Оставить комментарий или два