Краткая история почти всего на свете
Шрифт:
Сегодня мы знаем, что поверхность Земли состоит из 8-12 крупных плит (в зависимости от того, что назвать «крупным») и около двадцати плит поменьше и что все они двигаются в разных направлениях с разной скоростью. Некоторые плиты велики и сравнительно инертны, другие невелики и активны. Они лишь отдаленно соотносятся с покоящимися на них массивами суши. Северо-американская плита, например, намного больше материка, с которым она связана. Она приблизительно соответствует очертаниям западного побережья материка (поэтому данный район из-за столкновений на краю плиты сейсмически активен), но совсем не совпадает с восточным побережьем, выдаваясь вперед на половину Атлантики, вплоть до срединноокеанического хребта. Исландия расколота посередине и тектонически принадлежит наполовину к Америке, наполовину к Европе. А Новая Зеландия является частью огромной плиты под Индийским океаном, хотя вовсе им не омывается. И так с большинством других плит.
Связи нынешних и прошлых массивов суши оказались неизмеримо сложнее, чем кто-либо мог себе представить. Оказывается, Казахстан был когда-то связан с Норвегией и Новой Англией. Один угол острова Статен, но только угол, относится к Европе. То же самое с частью Ньюфаундленда. Поднимите камень на побережье Массачусетса — сейчас его ближайший родственник обнаружится в Африке. Горная Шотландия и значительная часть Скандинавии в основном относятся к Америке. Считается, что горный хребет Шеклтона в Антарктике, возможно, когда-то был частью Аппалачских гор на востоке США. Словом, горы гуляют [177] .
177
Хотя общий характер движения плит за последние несколько сотен миллионов лет не вызывает сомнений, в его деталях специалисты сильно расходятся. По существующим палеотектоническим реконструкциям, за последние 200 млн лет перечисленные пары участков коры не находились рядом. Однако в более ранние периоды исключить подобное нельзя. Но надо учитывать, что такие утверждения основаны не на отслеживании движения плит и их фрагментов, а только на сходстве геологической структуры осадочных пород.
Непрерывное беспорядочное движение плит не дает им слиться в одну неподвижную плиту. Если исходить из продолжения нынешнего развития, Атлантический океан будет расширяться, пока наконец не станет намного больше Тихого. Значительная часть Калифорнии отплывет прочь и станет чем-то вроде тихоокеанского Мадагаскара. Африка двинется к северу на Европу, полностью выдавит Средиземное море и нагромоздит горы гималайского масштаба, которые протянутся от Парижа до Калькутты. Австралия колонизует лежащие к северу острова и соединится пуповиной с Азией. Это будущие результаты, но не явления. Явления имеют место и теперь. Мы сидим на своих местах, а материки в это время плавают, как листья в пруду. Благодаря глобальным системам позиционирования мы можем видеть, что Европа и Северная Америка расходятся примерно со скоростью роста ногтей — около двух метров за человеческую жизнь. Если вы готовы подождать достаточно долго, то можете доехать от Лос-Анджелеса до Сан-Франциско [178] . Лишь краткость человеческой жизни лишает нас возможности оценить изменения. Посмотрите на глобус — то, что вы видите, это, по существу, моментальный снимок континентов, какими они были всего лишь одну десятую процента истории Земли.
178
Это займёт примерно 3–4 млн лет, если считать, что Сан-Франциско при этом будет стоять на месте.
Земля — единственная из твердых каменистых планет, где существует тектоника, но почему — это до некоторой степени загадка. Дело не в размерах или плотности — в этом отношении Венера является почти двойником Земли, но тектонической активности на ней не наблюдается, — возможно, у нас просто есть нужные вещества в нужных количествах, чтобы Земля продолжала пузыриться [179] . Говорят, хотя это не более чем предположение, что тектоника играет важную роль в процветании органической системы планеты. Как выразился физик и писатель Джеймс Трефил, «трудно поверить, что непрерывное движение тектонических плит не оказывает влияния на развитие жизни на Земле». Он полагает, что проблемы, создаваемые тектоникой — изменения климата, например, — служат важным стимулом развития интеллекта. Другие исследователи считают, что дрейф материков мог стать причиной, по крайней мере, некоторых случаев вымирания обитавших на Земле видов. В ноябре 2002 года Тони Диксон из Кембриджского университета представил отчет, опубликованный в журнале Science [180] , где решительно утверждал, что между историей горных пород и историей жизни вполне может существовать связь. Диксон установил, что за последние полмиллиарда лет химический состав Мирового океана испытывал неожиданные и резкие изменения и что эти изменения часто соотносятся с важными событиями в биологической истории — бурной вспышкой роста крошечных живых существ, оставивших после себя меловые скалы на южном побережье Англии, внезапной модой на раковины у морских организмов в кембрийский период и т. д. Никто не может сказать, что заставляет химию океанов время от времени так поразительно изменяться, но возможно, виной тому служит раскрытие и закрытие подводных горных хребтов.
179
На Венере не наблюдается тектонических движений плит, однако плюмовая тектоника, приводящая к характерным поднятиям местности, там есть. Об этом говорят данные радиолокации поверхности Венеры.
180
Science («Наука») — один из самых престижных научных журналов в мире, главный конкурент журнала Nature. Основан в 1880 г.
Во всяком случае, тектоника плит дала объяснение не только поверхностной динамике Земли — например, как древний Hipparion попал из Франции во Флориду, — но и многим внутриземным явлениям. Землетрясения, образование цепочек островов, углеродный цикл, расположение гор, наступление ледниковых периодов, происхождение самой жизни — вряд ли найдешь явление, к которому не имеет прямого отношения эта новая удивительная теория. У геологов, как отметил Макфи, голова пошла кругом, когда они обнаружили, что «все на Земле вдруг обрело смысл».
Но лишь до определенного предела. Расположение материков в прежние времена представляется далеко не таким ясным, как думает большинство людей, далеких от геофизики. Хотя в учебниках изображаются определенные на вид очертания массивов суши, называемых Лавразией, Гондваной, Родинией и Пангеей, они порой основываются на заключениях, которые признаются далеко не всеми. Как замечает в своей книге «Ископаемые и история жизни» Джордж Гейлорд Симпсон [181] , древние виды растений и животных имеют неудобную привычку обнаруживаться там, где им не место, и не находиться там, где следует.
181
Джордж Гейлорд Симпсон (George Gaylord Simpson, 1902–1984) — американский палеонтолог, специалист по ископаемым млекопитающим и их межконтинентальной миграции. Один из основателей современной синтетической теории эволюции.
Очертания Гондваны, когда-то громадного материка, объединявшего Австралию, Африку, Антарктиду и Южную Америку, в значительной мере обосновывались распространением рода древнего языковидного папоротника, названного Glossopteris, который находили во всех нужных местах. Однако значительно позже Glossopteris также обнаружили в частях света, насколько известно, не имевших связи с Гондваной. Это неудобное несоответствие в основном оставалось — и до сих пор остается — без внимания. Подобным же образом листрозавр, рептилия триасового периода, была обнаружена на территории от Антарктики до Азии, подтверждая идею прежних связей между этими материками, но ее никогда не находили в Южной Америке или в Австралии, которые, как считают, в то время были частью того же материка.
Имеется также множество деталей поверхности, которые не в состоянии объяснить тектоника. Возьмите Денвер. Он, как известно, расположен на высоте в милю, но подъем этот произошел сравнительно недавно. Когда по Земле бродили динозавры, Денвер был частью дна океана и находился на многие тысячи метров ниже. В то же время породы, на которых покоится Денвер, не разломаны и не деформированы, как если бы Денвер поднялся при столкновении плит. Да и в любом случае он находится слишком далеко от краев плит, чтобы попасть под их воздействие. Это все равно, как если бы вы толкали один край ковра, намереваясь создать складку на другом его конце. Похоже, что каким-то непостижимым образом Денвер миллионы лет поднимался, подобно хлебу в печи. Это же в значительной мере относится и к Южной Африке. Часть ее шириной в 1600 километров за сто миллионов лет поднялась на полтора километра без какой-либо известной тектонической активности. А Австралия тем временем наклонялась и тонула. Последние сто миллионов лет она дрейфовала к северу в сторону Азии, причем передний край ушел под воду почти на двести метров. Похоже, что и Индонезия очень медленно тонет, увлекая за собой Австралию. Ни одна из тектонических теорий не может объяснить эти явления [182] .
182
Австралийская плита, охватывающая также крупнейшие индонезийские острова, довольно быстро (6–8 см/год) движется на северо-восток и погружается под тихоокеанскую плиту, которая с такой же скоростью движется ей наперерез в северо-западном направлении. Именно эти движения стали причиной мощных землетрясений в этом районе, вызвавших катастрофические цунами.
Альфред Вегенер не дожил до подтверждения своих идей. В 1930 году, в свой пятидесятый день рождения, во время экспедиции в Гренландию он в одиночку отправился искать сброшенные с воздуха припасы. И не вернулся. Несколько дней спустя его нашли замерзшим на леднике.
Там же его и похоронили, только теперь он примерно на метр ближе к Америке, чем в день своей гибели.
Эйнштейн тоже не дожил до того, чтобы увидеть, что поставил не на ту лошадь. Он умер в Принстоне, штат Нью-Джерси, в 1955 году, еще до опубликования хулы, которой Чарлз Хэпгуд удостоил в своем труде теорию дрейфа континентов.
Еще один главный виновник появления на свет учения о тектонике плит, Гарри Хесс, в то время тоже был в Принстоне и работал там до конца своей научной карьеры. Одним из его студентов был одаренный молодой человек Уолтер Альварес, который со временем изменит мир науки совсем в другом отношении.
Что касается собственно геологии, ее катаклизмы только-только начались, и именно юный Альварес способствовал началу этого процесса.
IV
Опасная планета
История любой отдельной части Земли, подобно жизни солдата, состоит из долгих периодов скуки и коротких мгновений ужаса.