Один из парадоксов современной науки состоит в том, что мы знаем об околоземном и дальнем космическом пространстве гораздо больше, чем о недрах самой Земли. Этот прискорбный факт жестоко, а порой и трагически напоминает о себе после каждого мощного землетрясения или катастрофического вулканического извержения. Он подстегивает ученых, занимающихся разработкой новых методов исследования недр нашей планеты… А пока многое в истории и современном состоянии земной сейсмичности и земного вулканизма остается неясным…
Постановка вынесенного в заглавие данного подраздела вопроса определяется несколькими причинами. Во-первых, имеющиеся научные данные неоспоримо свидетельствуют: существуют планетарные как вертикальные, так и горизонтальные тектонические движения. Они охватывают нашу планету в целом. Зарождение этих движений происходит, по-видимому, в земном ядре, возможной же причиной следует считать изменения объема ядра. Под воздействием этих движений непрерывно изменяется лик Земли: возникают и исчезают континенты и океаны, растут горы, движутся материки. Чем же вызваны эти незаметные на первый взгляд (увы, человек живет лишь геологические мгновения), но такие глубокие геологические преобразования? Попытка ответить на этот вопрос породила новые оригинальные представления о причинах геологического развития нашей планеты, с некоторыми из которых мы и познакомимся ниже.
Во-вторых, некоторые положения тектоники плит не всегда находят веские подтверждения и поэтому вызывают сомнения в реальности их существования. Так, например, в пользу процесса непрерывного подъема к поверхности глубинного вещества (спрединга) свидетельствуют многочисленные факты. Противоположный же процесс — субдукция, т. е. движение океанической коры на активных окраинах континентов и ее «поглощение» недрами с целью компенсации избытков поднятого наверх материала, вызывает большие сомнения. По мнению ряда ученых-тектонистов, субдукция является лишь «остроумным предположением». Действительно, согласно тектонике литосферных плит, за последние 150 миллионов лет в зонах субдукции должны были исчезнуть около 2/3 всей поверхности Земли. Если же предположить, что этот механизм действовал в течение последних 1,5 миллиарда лет жизни Земли, то через него должна была пройти вся… земная кора. Однако этого не наблюдается: большая часть площади континентов сложена земной корой, возраст которой более 1,5–2,0 миллиарда лет…
Отсутствие гипотез, объясняющих планетарные движения вещества, отрицание одного из основных положений тектоники плит (субдукции) и признание другого (спрединга) — все это привело к выдвижению альтернативных гипотез, в частности, о расширяющейся и пульсирующей Земле… Некоторые геотектоники пытаются объединить обе эти гипотезы, считая, что они хорошо дополняют друг друга и могут объяснить то, что не удается новой глобальной тектонике…
Возможность расширения земного шара была высказана еще естествоиспытателями XVIII столетия. Это предположение бытовало в геологической науке вплоть до середины XIX века, когда общее признание получила версия сжатия планеты по мере охлаждения ее недр. На рубеже XIX и XX веков идея сжатия Земли сменилась гипотезой расширяющейся Земли. Корни ее лежат, в частности, в трудах М. В. Ломоносова. Однако в более или менее законченном виде гипотеза была сформулирована в трудах немецкого геофизика О. Хильгенберга (1933 г.) на основе данных того времени.
Так, например, было установлено, что океаническая кора принципиально отличается от континентальной отсутствием гранитного слоя. Более того, донные отложения морей и океанов оказались намного моложе осадков материков. Сложилось представление и о молодости океанических впадин.
По мнению О. Хильгенберга, первоначально земной шар был маленьким и весь покрывался континентальной корой. В силу каких-то причин более чем 100 миллионов лет назад земной шар стал резко увеличиваться в объеме.
И этот процесс ничем нс прерывался и продолжается до сих пор. В середине мелового периода — более 135 миллионов лет назад — гранитная кора материков лопнула и стала расползаться. Раскрылись океанические впадины, в которые хлынула вода, ранее покрывавшая Землю. В результате сформировались моря и океаны, а осушенные участки старой коры образовали шесть континентов. Согласно подсчетам ученого, в каменноугольном периоде (350–300 миллионов лет назад), когда планета была покрыта сплошной корой, диаметр ее составлял 69 % современного. Следовательно, с того времени поверхность земного шара должна была более чем удвоиться.
Если признать возможным расширение земного шара в прошлые геологические эпохи, то удается логично объяснить происхождение гигантских океанических впадин, рифтовых зон, не привлекая для этого процесс поглощения земной коры, пододвигаемой под литосферные плиты. Иными словами, можно будет отказаться от процесса субдукции. Впрочем, наряду со сторонниками гипотезы расширяющейся Земли в первой половине XX века были и ее противники. В частности, по подсчетам некоторых ученых, увеличение радиуса Земли на протяжении последних 300 миллионов лет либо вообще не происходило, либо оно не превышало нескольких процентов. И все же, несмотря на некоторые «против», многие ученые отстаивали и до сих пор продолжают отстаивать гипотезу расширяющейся Земли.
Почти одновременно с появлением этой гипотезы была выдвинута и другая, как бы примирявшая сторонников сжатия и расширения Земли, — пульсационная. Ее отцом считают немецкого ученого А. Ротплетца. В начале 30-х годов американский геолог А. Грэбо, изучавший чередование в истории Земли эпох наступления морей (трансгрессии) и их отступления (регрессии), также пришел к выводу, что на протяжении многих миллионов лет объем нашей планеты периодически изменялся.
В дальнейшем эта гипотеза разрабатывалась американским ученым В. Бэчером, который и предложил назвать ее пульсационной, и советскими академиками М. Усовым и В. Обручевым. Первым из советских геологов М. Усов пришел к выводу о том, что на некоторых участках земная кора то опускается, то поднимается, и это является следствием борьбы двух вечных сил, двух противоположных начал в развитии любого процесса: притяжения и отталкивания, а в условиях земной коры — сжатия и расширения. Учитель М. Усова академик В. Обручев согласился с этим, но несколько дополнил идею пульсирующей Земли. Ее история слагается из продолжительных эволюционных периодов и кратковременных — революционных. И те и другие характеризуются сменой одних сил другими, однако в революционные промежутки эта смена происходит резко, скачкообразно…
Одна из слабых сторон гипотезы пульсирующей Земли в трактовке В. Обручева — отсутствие механизма периодического изменения объема земных недр. В связи с этим гипотеза не получила достаточно широкого распространения, что не помешало, впрочем, на Международном геологическом конгрессе, проходившем в 1984 году в Москве, некоторым ученым вновь высказаться в пользу пульсационной гипотезы…
Ученые периодически возвращаются к идее расширяющейся Земли. Почему она так притягательна и в наши дни? Скорее всего потому, что концепция расширения Земли наиболее проста для понимания.
Новый импульс развития гипотезы расширяющейся Земли получила у нас в стране в 60-е годы благодаря работам И. Кириллова и В. Неймана. Их рассуждения базировались в основном на «эффекте футбольной камеры». Любой из наших читателей может осуществить несложный эксперимент, подтверждающий эту идею… Для этого нужно взять футбольную камеру и слегка накачать ее. Потом обмазать глиной и дать ей высохнуть. Если начать подкачивать камеру еще несколько раз, то она раздуется, а глина — старая земная кора — растрескается на различные фрагменты (т. е. материки), которые будут все более удаляться друг от друга по мере новых подкачиваний камеры. В результате получится модель земного шара с материками из прежнего глинистого слоя и с новой океанической корой из резины футбольной камеры.
Более сложные построения предложил в 1974 году французский исследователь К. ле Пишон, который, учтя новые данные по системам океанических магнитных аномалий, использовал различные географические проекции. Будучи сторонником концепции глобальной тектоники плит, К. ле Пишон считал, однако, что процесс субдукции не компенсирует процесс спрединга. Исходя из этого он допускал возможность расширения Земли. Взяв на вооружение метод кройки, ученый доказывал, что литосферные плиты в своем движении по расширяющейся планете должны обязательно испытывать еще и вращение вокруг каких-то центров. Он указывал на существование нескольких центров вращения: Южно-Тихоокеанского, Атлантического, Индийского и некоторых других.
Итак, идея расширяющейся Земли довольно широко используется в наши дни, однако «камнем преткновения» здесь является механизм расширения. Его нужно искать в каких-то внутренних процессах и явлениях, к числу которых можно отнести следующие: разогрев земных недр с переходом вещества из твердого в жидкое состояние и увеличением объема; образование в недрах некоего нового вещества; увеличение скорости вращения Земли и рост центробежных сил и, наконец, уменьшение интенсивности гравитационного поля нашей планеты…
Удивительно, но еще одно свидетельство в пользу гипотезы расширяющейся Земли предоставила… ботаника.
Более 250 тысяч видов покрытосеменных растений (к ним, например, относятся злаки) существует сегодня на нашей планете. Семена растений, о которых идет речь, заключены в оболочках, а именно в плодах — отсюда и произошло их название. Впрочем, у них имеется и другое «имя», менее научное — цветковые. Его происхождение понятно без всяких пояснений.
Почему именно о цветковых ниже пойдет речь? Чем они отличаются в данном случае от других растений?.. Все дело, оказывается, в том, что более 100 миллионов лет назад, в меловом геологическом периоде, именно цветковые завоевали почти всю сушу нашей планеты. И даже под воду сумели пробраться. Шествие цветковых