Технопарк юрского периода. Загадки эволюции
Шрифт:
Английский геофизик С. Ранкорн решил, что поначалу, при маленьком ядре, медленные течения в мантии Земли приобрели вид, изображенный на рисунке. С одной стороны, у северного полюса, они были направлены снизу вверх. Здесь, у земной коры, «струи течений» поворачивали и устремлялись через всю Землю, вдоль ее поверхности, к южному полюсу, у которого поворачивали снова вниз, к ядру, и конвективная общепланетарная ячейка замыкалась. Круг повторялся снова.
Расслаиваясь, Земля выделяла из себя самые легкие вещества, которые поднимались небольшими порциями к поверхности там, где выходил из недр главный поток. Поток устремлялся вдоль меридиана к южному полюсу и соответственно угонял комочки легких силикатных пород. Но у южного полюса цикл разрывался: легкие комочки не могли утонуть в более тяжелой
Время шло, континент рос, но росло и ядро Земли. В какой-то момент оно выросло настолько, что стало мешать свободной конвекции мантии: главный кругооборот разорвался на несколько более мелких конвективных ячеек. Пангею перерезала гигантская трещина. Суша разделилась на два континента - Лавразию и Гондвану. Это случилось в конце триаса - ранней юре, 180- 200 миллионов лет назад. Потом ядро выросло еще, конвективные ячейки стали еще дробнее, мельче. И вот в юре раскалываются Лавразия и Гондвана: первая - на Северную Америку и Евразию, вторая - на два куска: Южную Америку с Африкой - и все прочее. От этого прочего отделился и поплыл на север Индостанский субконтинент. Примерно в это же время - в конце юры, сто тридцать пять миллионов лет назад,- раскололась единая глыба Африки с Южной Америкой и начался рост Атлантического океана. К началу кайнозоя Атлантика была уже солидным водоемом, но Гренландия, Северная Америка и Евразия еще составляли единое целое. Здесь формировался свой животный мир (мир плацентарных млекопитающих).
В этот же момент и Австралия с Антарктидой были еще едиными. Именно в Антарктиде зародился запасной вариант эволюции млекопитающих - сумчатые. В какой-то момент к единому материку Антарктиды и Австралии снова ненадолго присоединилась Южная Америка. Потом Южная Америка опять отделилась от Антарктиды и в третичном периоде присоединилась к Северной Америке. Эти непостоянные связи Южной Америки хорошо проявились в удивительной пестроте животного мира этого континента. Собственная ветвь эволюции - низшие плацентарные «неполнозубые» млекопитающие (броненосец, муравьед, ленивец) смешались здесь с сумчатыми (сумчатая крыса опоссум) и северными, негондванскими млекопитающими, например с родственницей верблюда ламой, древним слоном мастодонтом (карфагеняне или римляне, доплыви они случайно до Южной Америки, еще могли бы на него поохотиться).
И вот сейчас конвективные ячейки образуют современный рисунок карты мира. Пятьдесят тысяч километров - такова протяженность системы рифтовых долин земного шара. На дне океана эти долины связаны со «срединными» океаническими хребтами. (Правда, только в Атлантике и в Красном море этот хребет действительно расположен посредине.) Здесь, в этих долинах, из недр земных идет повышенный поток тепла: все говорит о том, что сюда направлен снизу восходящий ток конвективной ячейки. Втискиваясь в трещины рифтовых долин, подкоровой материал застывает в виде черных базальтовых хребтов, расталкивает края трещин. А повернувший отсюда по горизонтали поток движется под дном океана, ныряет под материк, отодвигает от трещины гигантскую плиту - материк плывет вместе с прилегающим участком океанического дна.
Стройная и захватывающая дух картина. Но есть в ней и изъяны. Первый: геологи никак не могли согласиться с тем, что Пангея - пусть она даже и существовала в пермокарбоне - была «от века». Современную Евразию, например, они всегда делили и делят на ряд древних платформ, аналогичных индостанской или австралийской. Евразия - это мозаика древних небольших континентов: Русской платформы, ЗападноСибирской, Восточно-Сибирской, Китайской, Казахстанской, северо-восточного участка суши (который, кстати, ограничен отнюдь не Беринговым проливом - его геологическая граница с Америкой скорее пересекает перешеек полуострова Аляска). , Палеомагнитные данные подтверждают: эти платформы были независимы в прошлом.
Выходит, пермотриасовая Пангея - это случайность, миг в огромной истории Земли. И не единственный - многое говорит за то, что таких пангей было несколько, только составляющие осколки комбинировались по-иному. Континенты всегда
И еще изъян. От океанических хребтов кора растекается. От срединного Атлантического и от юго-восточной, например, части Тихоокеанского - тоже. Оба хребта - по обе стороны, на равном расстоянии от Южной Америки. Выходит, они давят на нее одинаково с двух сторон? Причем от Тихоокеанского хребта дно течет даже быстрее, чем от Атлантического. Мы же говорим о дрейфе Южной Америки от Африки, о расширении Атлантики. Что же происходит с Тихим океаном? Дно его расширяется, а сам он сужается! Как это может быть? И вот на горизонте появляется новая мобилистская теория - теория пластин, или литосферных плит. За границей ее разрабатывали и пропагандировали видные ученые француз X. Ле Пишон, американец У. Морган, англичанин сэр Эдвард Буллард. У нас ее поддерживали тектонисты члены-корреспонденты Академии наук СССР П. Кропоткин и В. Хайн. Они и представляли новую тектонику общему собранию отделения геологии, геофизики и геохимии Академии наук СССР 29 февраля 1972 года.
Не лоскуты, а ломти!
Главное отличие нового мобилизма от старого: движется не земная кора (очень уж она тонка и хрупка для того, чтобы без поломок ползти по твердой верхней мантии лоскутами многотысячекилометровой длины и ширины). Движутся литосферные плиты, то есть кора с верхним слоем мантии,- ломти примерно стокилометровой толщины. Движутся не по поверхности Мохоровичича, разделяющей всего лишь две фазы твердого вещества - кору и верхние горизонты мантии, а по вязкому пластичному слою, открытому в мантии в середине XX века, - астеносфере. В астеносфере литосферная плита поистине плавает, и ничто не мешает ей двигаться, подобно льдине, по воле астеносферных течений.
Плиты раздвигаются. У каждой пары плит - свои полюса расширения, не обязательно совпадающие с земными полюсами вращения
Второе отличие: плиты астеносферы движутся не как попало, а в строгом соответствии с шарообразностью Земли. Легче всего это пояснить на примере расширяющегося Атлантического океана. Структура этого океана тянется чуть ли не от полюса до полюса. И в соответствии с этим расположением раздвигаются его края: быстрее всего расширение идет вблизи экватора, медленнее - у полюсов. Получается, что у пары раздвигающихся пластин есть как бы свой экватор расширения и соответственно полюса расширения - там, где сходятся восстановленные от экватора меридианы-перпендикуляры.
Немного избитая, но необходимая аналогия: представьте себе апельсин, кожура которого нарезана лепестками, по «меридианам», от полюса до полюса. Для простоты нужно убрать пока все лепестки, кроме двух соседних. Они-то и будут изображать собой пластины литосферы. Лепестки можно раздвигать так, чтобы концы продолжали оставаться на полюсах. Между ними образуется «океан» в виде сектора, отдаленно напоминающий Атлантический. Конечно, реальные пластины вовсе не похожи по форме на эти идеальные лепестки: их края изломаны, а концы - там, где должны быть полюса,- «обломаны». Полюса оказываются вне плит. Тем не менее движение плит происходит так, как будто полюса не обломаны, дольки раздвигаются, «опираясь» на эти мнимые полюса.