Мир океана. Рассказы о морской стихии и освоении ее человеком.
Шрифт:
Так выглядело море в силурийский период, то есть около 420 миллионов лет назад.
Океан создал условия для зарождения и поддержания жизни на нашей планете, для образования ее биосферы, в чем заключается второе существенное отличие Земли от других известных небесных тел.
Имеется несколько доказательств существования океана на протяжении всей геологической истории Земли. Еще в катархее благодаря круговороту воды между океаном, атмосферой и сушей начали образовываться осадочные породы. Английские геологи С. Мурбат, Р. О’Найон и Р. Панкхерстон недавно нашли на юго-западе Гренландии осадочный бурый железняк, возраст которого оценивается в 3760 миллионов лет. По-видимому, это самое древнее свидетельство существования гидросферы.
Советский вулканолог Е. Мархинин подсчитал, что при извержении вулкана на долю водяных паров приходится примерно 3 процента массы изверженных веществ. Соотношения между массами современной гидросферы (1,46 · 106) и земной коры (4,7 · 107) почти точно соответствует этой величине, в чем заключается второе доказательство постоянного присутствия гидросферы на земном шаре. Можно представить себе, что по мере утолщения земной коры пропорционально увеличивался и океан, пока он не достиг современного состояния.
Поскольку вулканическая деятельность на Земле не прекратилась, объем гидросферы продолжает постепенно нарастать.
Третьим доказательством извечного и непрерывного существования океана служат находки останков и отпечатков тел живых организмов. Жизнь на нашей планете, ни на мгновение не прерываясь, существует в течение трех миллиардов лет, и ее процветание обеспечивается океаном.
Материки плывут
К концу XVI века, когда на глобус более или менее правильно были нанесены материки (кроме Австралии и Антарктиды, которые к тому времени еще не были открыты), географы невольно обратили внимание на сходство очертаний Западной Африки и восточного побережья Южной Америки. В самом деле, берега двух континентов, разделенных огромным водным пространством Атлантического океана, как бы дополняют друг друга: каждому заливу и каждой бухте в Африке соответствует равный по форме и размерам мыс в Южной Америке, и, наоборот, африканским мысам соответствуют американские бухты. Долгие годы это негативное сходство считалось случайным, его рассматривали как величайший по масштабу природный курьез. Первым человеком, которому это удивительное совпадение показалось не лишенным закономерности, был не географ и даже не моряк, а философ Фрэнсис Бэкон. В своем сочинении «Новый Органон», вышедшем в Англии в 1620 году, Ф. Бэкон прямо указал на взаимную зависимость извивов береговых линий Южной Америки и Африки, но причину такого сходства он объяснить не смог. Прошло более двух столетий, и вот итальянский ученый Антонио Снидар-Пеллегрини в 1858 году высказал совершенно невероятное и вместе с тем предельно простое предположение. По его мнению, Старый и Новый Свет некогда составляли единый праматерик, который в результате космической катастрофы раскололся надвое, причем осколки разошлись в разные стороны, а постепенно увеличивавшаяся щель между ними заполнилась водой и стала Атлантическим океаном. Свою идею А. Снидар-Пеллегрини подкрепил несколькими доказательствами. Он первым обратил внимание на то, что положение месторождений угля в Европе и Америке совпадает по широте, что по обеим сторонам Атлантики обнаружены очень сходные между собой ископаемые растения. Фактическая сторона гипотезы была почти безупречной, но причина раскола праматерика и силы, которые должны были двигать континентами, оставались недоказанными.
Конечно, столь оригинальная идея о подвижности (мобильности) материков не могла не привлечь внимания ученых того времени. Одни сразу же последовали за А. Снидаром-Пеллегрини, другим же самая мысль о возможности перемещения континентов показалась настолько крамольной, что они образовали противоположный лагерь и твердо встали на позиции полной неподвижности (фиксизма) материков в продолжение всей истории Земли. По мере получения новых фактов то мобилисты, то фиксисты одерживали верх. До сих пор в ученом мире нет единого мнения по этому вопросу, однако новейшие сведения о строении земной коры дали в руки первых ряд таких решительных аргументов, которые уже невозможно опровергнуть.
Теория мобилизма, выдвинутая в середине прошлого века, получила наиболее полное и серьезное обоснование в трудах выдающегося немецкого геофизика Альфреда Вегенера, опубликованных в 1912 и 1915 годах.
Опираясь на ряд новых данных, А. Вегенер впервые определил пути дрейфа материков и характер их развития в продолжение длительной истории нашей планеты. Он решительно отверг туманную идею о вмешательстве космических сил для объяснения причин движения континентов. Вместо этого им была предложена новая, вполне земная концепция. Как известно, наша шарообразная планета на самом деле вовсе не шар, а геоид. К тому же благодаря возвышающимся континентам она имеет неровную поверхность. При вращении Земли вокруг своей оси континенты под влиянием так называемой полюсобежной силы Этвеша стремятся занять равновесное положение поближе к экваториальному вздутию. Этим А. Вегенер и объяснял движение материков. Следует сказать, что причина движения была установлена им неверно. Как показали подсчеты, полюсобежная сила Этвеша не настолько значительна, чтобы сдвинуть с места материк, зато под ее влиянием происходит смещение земных полюсов, чем и достигается известное равновесие.
Здесь необходимо сказать, что еще в середине XVIII века идея о раздвижении материков была высказана М. Ломоносовым. В работе «О слоях земных» гениальный русский натуралист говорил о перемещении «больших частей земного шара», то есть материков. Причину этих перемещений он видел в процессах, происходящих в глубинах Земли. К сожалению, труд М. Ломоносова, значительно опередивший современную ему научную мысль, не был тогда оценен по заслугам, а затем на долгие годы затерялся в архивах.
Согласно новейшим представлениям о древней истории Земли в середине протерозоя, то есть около 1,7 миллиарда лет назад, океан уже имел глубину и объем, равные примерно двум третям современного. Мнения большинства геологов сходятся на том, что в это время над поверхностью воды возвышался всего один континент, который получил название Пангея — «Единая Земля». Пангея, состоявшая из относительно легких пород, плавала на раскаленной полужидкой и более тяжелой верхней мантии. Внутри последней (как в то отдаленное время, так и теперь) постоянно происходит перемещение магматических масс. Вещество мантии, расплавившись в более горячих глубинах, в виде восходящих потоков устремляется вверх. Это несколько напоминает передвижение жидкости в кипящем котле. Всплыв к поверхности, горячий поток растекается в стороны и по мере остывания опускается нисходящими струями в глубину, где снова подвергается нагреванию.
Мощные восходящие потоки конвекционных течений мантии, ударяя снизу в Пангею, разорвали праматерик, подобно тому как кипящая в котле вода разносит в стороны сгустки плавающей на поверхности пены. Осколки Пангеи, подгоняемые расходящимися горизонтальными потоками, поплыли в разные стороны. Конечно, этот процесс не носил характера всемирной катастрофы. Вязкость мантии настолько велика, что она движется не быстрее нагретого в котле асфальта. Скорость дрейфа частей разорванного первичного материка ничтожна. Потребовалось 250 миллионов лет, чтобы Новый Свет отплыл от Старого на расстояние ширины Атлантического океана.
Так в самых общих чертах выглядит концепция сторонников мобилизма. Какие же доказательства приводят они в пользу теории плавающих континентов? Какова была конкретная история рождения материков и расчленения океана? На эти вопросы современная наука может дать исчерпывающие ответы.
Наверное, каждому из читателей известна игра-головоломка «мозаика». Яркую картинку разрезают на множество частей разной формы. Задача заключается в том, чтобы из них сложить целую картину, при восстановлении которой руководствуются совпадением формы частей и нанесенных на их поверхностях деталей рисунка. Мобилисты для составления карты праматерика так и этак прикладывали друг к другу континенты и крупные острова. Кое-где совпадение берегов было почти полным, в других местах между ними оставались заметные промежутки. Иногда для более полного совмещения приходилось частично надвигать один берег на другой.
Трудности собирания «мозаики» из осколков Пангеи были преодолены, когда стало понятным, что линия разрыва вовсе не обязательно должна совпадать с береговой. Ведь материки «плывут» вовсе не по океану, а перемещаются по поверхности расплавленной горячей мантии. (О механизме этого движения еще будет сказано в главе «Геология моря».) Если взять за основу конфигурацию внешнего края континентального склона на уровне километровой изобаты (глубины), то соответствие будет гораздо более точным. Правда, и в этом случае нужно несколько повернуть отдельные материки, оторвать Индостан от Евразии, слегка прижать Пиренейский полуостров и сделать еще кое-какие «поправки». Тем не менее даже при таких вольностях в обращении с континентами конфигурация Индостана и Австралии плохо совпадает с берегами африканско-американского монолита. Фиксисты видели в этом почти полный провал идеи подвижности материков, но они радовались преждевременно. В 1937 году английский ученый А. Дю-Тойт предложил поместить в самый центр древнего материка Антарктиду, чем и заполнил брешь в палеогеографической (древней) карте мира. Мозаичная картина была собрана почти без огрехов, но идея А. Дю-Тойта в то время ученым показалась совершенно дикой фантазией. В самом деле, разве может здравомыслящий человек поместить ледяной материк вплотную к трем тропическим: Африке, Южной Америке и Австралии, приладить к нему Индостан и после этого утверждать, что «это так и было»!
Карта Гондваны.
Поскольку одного совпадения береговых линий для доказательства подвижности континентов оказалось недостаточным, мобилисты начали искать другие факты, подтверждающие их идею. Особенно много новых данных было получено в самое последнее время в результате изучения Антарктиды. Через Трансантарктические горы на протяжении 4 тысяч километров тянется желоб, названный геосинклиналью Росса. Почти столь же длинный (около 3 тысяч километров) желоб, известный под названием геосинклиналь Аделаида, пересекает юго-восточную Австралию. Если приложить Австралию к Антарктике, их желоба будут переходить один в другой. Этого мало. Геосинклиналь Росса как будто имеет продолжение в основании южноафриканских Капских гор. По-видимому, до разделения континентов все три желоба составляли единое гигантское понижение земной коры длиной почти 8 тысяч километров.