Куда плывут континенты?

Новые данные, которые были получены учеными за последние два десятка лет, заставили переосмыслить некоторые фундаментальные представления, которые ранее считались незыблемыми.

Исследования морского дна и наблюдение за планетой из космоса позволили по-новому взглянуть на развитие Земли. В итоге была сформирована новая теория, согласно которой на поверхности Земли перемещается порядка 9 больших литосферных плит. Эта теория, в свою очередь, способствовала быстрому развитию теории глобальной тектоники, которая представляет собой развитие гипотезы дрейфа материков, зародившейся в начале прошлого столетия.

Само определение «земная твердь» уже давно вошло в привычный обиход и укоренилось в сознании людей. Именно поэтому с самого начала развития геологии как самостоятельной науки в ней были сформированы представления о том, что горизонтальные перемещения больших по размеру геологических тел невозможно. Тем более невозможно перемещение целых материков. Фундаментом геологии стала контракционная гипотеза, согласно которой образование гор объяснялось остыванием планеты и постепенным сокращением ее радиуса. Однако в начале двадцатого века появились новые данные, в частности, были обнаружены области, в которых было отмечено сжатие земной коры, а буквально по соседству – ее растяжение, в результате чего престиж данной гипотезы был необратимо подорван. Основная же причина полного падения престижа контракционной гипотезы стало обнаружение в земной коре значительного количества радиоактивных элементов и непосредственно само открытие радиоактивности. В итоге, после крушения данной гипотезы в геологии наступил кризис. И никакие попытки спасти или хотя бы подкрепить какими-то новыми фактами красивую, и, казалось бы, естественную гипотезу, не увенчались успехом.

В этот непростой период времени и появились две статьи, авторами которых стали немецкий геофизик А.Вегенер и американский геолог Ф.Тейлор. В своих работах ученые допускали возможность горизонтальных перемещений континентов. В итоге таким образом, с теоретической геологии стало развиваться совершенно новое направление, получившее название мобилизм.

Гипотеза дрейфа материков, как правило, связывается с именем немца Вегенера, ведь именно ему принадлежат наиболее полные разработки этой идеи в начале 20-х годов прошлого века. В первую очередь геофизика поразило удивительное сходство, которое было присуще очертаниям континентов, ранее разделенных водами Атлантики.

Ученый проанализировал относительное распределение глубины моря и высоты суши по площади, что позволило ему выдвинуть гипотезу о том, что состав пород, которые составляют океаническое дно, и континентальных пород существенно отличаются между собой. Дно океана в своем составе имеет более сложные вещества, в частности, кремний и магний. В то же время, материки состоят в основном из кремния и алюминия. Такая разница в строении континентов и океанского дна обусловлена тем, что Индийский и Атлантический океан были образованы после расхождения материков. Начало этого раздвигания считается впадина Красного моря и Аденского залива, которая появилась после удаления на две сотни километров от Африки Аравийского полуострова (кстати, это можно очень легко проверить: достаточно совместить контуры данных частей земного шара).

Конечно. Процесс этот длится крайне медленно. Но даже если предположить, что скорость движения материков составляет примерно один сантиметр в год, то этого вполне достаточно, чтобы за сотню миллионов лет произошло перемещение на тысячу километров. С точки зрения геологии – этот срок очень маленький, ведь он составляет всего два процента от общего времени существования планеты.

На основе данного предположения Вегенер создал достаточно простую, но в то же время весьма правдоподобную модель строения верхних оболочек планеты.

В доказательство правильности своей гипотезы геофизик, как и его последователи, приводили большое количество фактов. Наиболее простым доводом было поразительное сходство материковых береговых линий, которые находились по разные стороны Атлантики. Не такое четкое, однако все-таки весьма убедительное сходство удалось установить и для тех материков, которые окружали Индийский океан. Реконструкция расположения континентов в прошлом дала возможность ученому сделать предположение, что порядка 200 миллионов лет назад (в период мезозойской эры) все материки были единым огромным континентом, который носил название Пангея. Он был сформирован около 300 миллионов лет назад, и состоял из нескольких больших частей. Северная часть, или Лавразия, объединяла в себе сегодняшние Азию (за исключением Индии), Европу, и территории Северной Америки. Южная часть Гондвана в своем составе имела Африку, Южную Америку, Индостан, Антарктиду и Австралию.

Реконструкция суперконтинента была подтверждена и сходством в геологических разрезах пород периода позднего палеозойского и раннего мезозойского периодов на смежных материках. В некоторых случаях ученым удавалось даже установить сходство пород в Африке и Южной Америке, которые сейчас разделены водами Атлантики на много тысяч километров. Первые же отличия в береговых породах появились примерно 130 миллионов лет назад, то есть в тот период времени, когда, по мнению ученых, произошел раскол Пангеи.

Еще одним неоспоримым доказательством движения материков Гондваны и Лавразии стали окаменелые остатки растений и животных. Вся древняя флора и фауна южных территорий образует единое сообщество, которое в древности населяло данные области. Наиболее яркий пример – листрозавры (животные, которые внешне очень напоминали небольших бегемотов и обитали в пресных водоемах примерно 200 миллионов лет назад). В начале прошлого века их остатки были обнаружены в Южной Америке и Африке, а во второй половине их же остатки были обнаружены в Антарктиде. Очень сложно себе представить, что такие неуклюжие животные были способны преодолеть сотни тысяч километров по океану, если бы его разделяла вода, как сейчас эти континенты.

Последовательность и простота выдвинутой Вегенером модели перемещения материковых глыб, а также убедительные аргументы, которые приводились в ее доказательство, дали возможность данной гипотезе завоевать большую популярность в середине 20-х годов двадцатого века. Однако после смерти ее автора в 30-х годах произошло весьма быстрое охлаждение к ней со стороны здравомыслящего геологического сообщества. Начало критике теории мобилизма положили геофизики. Один из крупнейших английских геофизиков-теоретиков Х.Джефрис, проанализировав и количественно оценив центробежную модель дрейфа материков, предложенную Вегенером и Тейлором, и доказал, что центробежная сила недостаточна для смещения материков. Следующим ударом по гипотезе стали доказательства геологов, которые привели достаточно большое количество примеров, свидетельствовавших о том, что процесс образования земной коры на континентах имеет глубинную природу и не имеет никакого отношения с внешними силами. Затем за дело вновь взялись геофизики, которые открыли несколько зон очагов землетрясений (на глубине более 600 километров), которые стали называть расколами твердой мантии. Соответственно, ни о каких перемещениях континентальной коры относительно этой мантии речи не шло.

Критика была настолько аргументированной, что к началу 40-х годов двадцатого века у гипотезы мобилизма практически не осталось сторонников, а в середине века большинство ученых уже были уверены в том, что данная гипотеза имеет исключительно историческое значение.

Что касается современной науки, то необходимо отметить, что большинство ученых принимает гипотезу Вегенера, потому как аргументирована она довольно основательно. В настоящее время уже доподлинно известно, что земная мантия нагрета до высоких температур. Она вязка, пластична, и в ней постоянно происходят различные перемещения. Вместе с этой массой происходит и перемещение материковых глыб.

В процессе изучения схемы перемещения континентов было определено, что материки, постепенно удаляясь от центров Атлантического, Индийского и Северного Ледовитого океанов, наползают на Тихий океан. Помимо этого, материки сближаются между собой и за счет так называемого пояса сжатия земной коры, проходящего через Балканы, Альпы, Кавказ, Карпаты, Гималаи и Памир. В этом поясе, по мнению геологов, происходит деформация материков (таким образом образуются горы).

Помимо поясов сжатия, на планете существуют и пояса растяжения, которые пересекают все океаны примерно посередине и представляют собой целую систему подводных горных хребтов. Эта система берет свое начало в Северном Ледовитом океане, затем следует в Атлантический океан, после чего огибает африканский континент с юга. Из вод Индийского океана подводный горный хребет тянется между Антарктидой и Австралией и уходит в воды Тихого океана. В этой местности постоянно наблюдаются землетрясения.

Исследования, которые проводились в Индийском океане, показали, что глубокие и узкие рвы по своему рельефу очень напоминают впадины Ньясы, Танганьики и Байкала. А ведь ранее уже было доказано, что впадина в озере Байкал была образована после растяжения земной коры вследствие землетрясений. Таким образом, теорию дрейфа материков также подтверждают сейсмические пояса океанов.

Таким образом, можно сделать вывод о том, что несмотря на то, что картина смещения материков в целом хорошо изучена, сам механизм, который приводит материки в движение, практически не изучен. Единственное, что можно с уверенностью утверждать, — это то, что верхние слои планеты постоянно смещаются в горизонтальном направлении. Вполне возможно, что в ближайшем будущем ученые, после детального изучения внутреннего строения нашей планеты, смогут, наконец, ответить на вопрос: «куда же все-таки плывут континенты?