В течение многих лет, прошедших после землетрясения в Сан-Франциско 1906 г., геологи рассматривали разлом Сан-Андреас просто как некую протяженную структуру, смещение которой в долгосрочной перспективе составляет не более нескольких десятков метров. Да, это очень длинный разлом, но его сдвиг не казался чем-то необычным. Тем не менее мощный удар по такому представлению нанесло самое базовое из геологических умений – простое и старомодное полевое картирование. Люди, сделавшие открытие, о котором пойдет речь, принадлежали к числу самых удивительных геологов всех времен.
Одним из них был Томас Диббли, который занимался полевым картированием более 60 лет. Он умер в 2004 г., когда ему было 93, но даже в возрасте под 90 он все еще работал, хотя двигался не так быстро, как в молодости. Мне посчастливилось несколько раз встречаться с ним и общаться. Он был потомком мексиканского офицера, командовавшего фортом Санта-Барбара, и вырос на ранчо Сан-Хулиан среди холмов на западе округа Санта-Барбара. Когда однажды на семейное ранчо приехал геолог-нефтяник, искавший предполагаемые нефтеносные структуры, у юного Тома (тогда старшеклассника) зародился интерес к геологии. В 1936 г. он получил геологическое образование в Стэнфорде, затем работал в Калифорнийской службе горнодобычи и геологии, публикуя множество отчетов о месторождениях ртути и о других проектах. Затем Том работал для Union Oil Company и Richfield Oil (ныне ARCO) и обнаружил крупные нефтяные месторождения, первым проведя полевое картирование хребтов Темблор, Кальенте, Сан-Эмигдио и южной части хребта Дьябло, равнины Карризо, районов Каямы, Салинаса и Империал-Вэлли, гор Санта-Круз, района реки Ил-Ривер, территорий на западе Орегона и в Вашингтоне. В 1952 г. Том присоединился к Геологической службе США и до 1967 г. занимался базовым картированием пустыни Мохаве, где изучил больше обнажений и сделал больше открытий, чем кто-либо до него. После завершения этого проекта он перешел к Береговым хребтам в Калифорнии, а затем, закончив в 1977 г. работу в Геологической службе, закартировал еще около 7800 кв. км прибрежной Калифорнии для Лесной службы США. В общей сложности Диббли нанес на карту почти четверть Калифорнии, или около 100 000 кв. км, охватив бо́льшую территорию, чем сделал это кто-либо когда-либо.
О Диббли и его методах ходит множество легенд. Он отличался феноменальной выносливостью и даже в 70–80 лет мог ходить быстрее и дальше, чем люди втрое моложе его. Его интересовало только рекогносцировочное картирование, поэтому он не ходил и не осматривал каждый пятачок какого-нибудь квадранта[94], а использовал выемки дорог, вершины гор и хребтов, по которым мог видеть общую картину. Позднее геологи часто приходили к выводу, что детали были сложнее, чем представлялось Тому, но это был необходимый компромисс – Диббли сосредотачивался на рельефе в целом, а не на подробностях.
Основную часть времени он занимался картированием в крайне отдаленных районах, запасаясь едой и водой на неделю. Ночью укрытием от дождя и ветра для него становилась старенькая побитая машина. Он укладывался спать на сиденье, открыв одну дверцу и выдвинув наружу доску, на которую клал ноги. Такое простое устройство лагеря посреди рабочего участка (не требовалось преодолевать много километров, возвращаясь в городскую гостиницу) позволяло ему при минимуме затрат охватить огромное пространство. Он был известен своей экономностью и неприхотливостью – даже по сравнению с другими геологами, тоже вынужденными работать с ограниченным бюджетом. Один из его начальников в компании Richfield Oil, ошарашенный счетом по какому-то геологосъемочному проекту всего на 14,92 доллара, сказал, что не может представить, как удается прокормить себя на такую малую сумму. Том ответил: «О, в горах я нахожу много того, что люблю есть». Каковы бы ни были достоинства его предварительного картирования, любой геолог в Калифорнии действует в его тени и обычно начинает с копии карт Тома, чтобы выяснить, что уже известно, а с чем нужно разобраться. К счастью, после его смерти многочисленные коллеги-геологи и сторонники создали Геологический фонд Диббли, где хранятся все его распечатанные цветные карты, так что их можно в любое время заказать в интернете.
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.