Анатолий Череповский
Рельеф дна Мирового океана. Иллюстрация из книги «Познание продолжается». М., 1970.
До конца 60-х годов прошлого века в науках о Земле, в частности в глобальной тектонике, с переменным успехом конкурировали как минимум три направления.
Фиксизм, мобилизм или расширение
Первое – традиционный фиксизм. Сторонники этого направления отдавали предпочтение вертикальным движениям или циклам геосинклинального развития земной коры на планете фиксированного размера. Тем не менее считалось, что площадь океанов и континентов может меняться во времени благодаря геохимическим процессам в земной коре.
Второе направление допускало изменение размеров планеты. Сюда относились гипотезы о сжатии (контракции), пульсации и расширении Земли. Сторонники расширения планеты близки к фиксистам в том, что материки практически не испытывают больших горизонтальных перемещений.
Третье направление – мобилизм. У мобилистов доминировали горизонтальные перемещения блоков океанической и континентальной коры. Мобилисты, как и сторонники расширения Земли, придерживаются того мнения, что в современную эпоху в срединно-океанических хребтах (СОХ) генерируется новая океаническая кора и дно всех океанов разрастается.
За рубежом уверенную победу одержали мобилисты. И можно понять, почему. Дело было не только в логичности и обоснованности той или иной концепции.
«Победа» мобилистов
Шестидесятые годы были временем кардинальных перемен во всем: в науке, в технике и в обществе. Это было время первых полетов в космос, время бурного развития телевидения и других средств массовой информации, время хиппи и студенческих беспорядков во Франции. Можно сказать, что в Европе и Америке существовал общественный заказ на перемены во всем и любая научно-техническая фантастика шла «на ура», а любые сказки, казалось, вот-вот станут былью…
В такой обстановке кропотливые геологи-фиксисты, бережно обращавшиеся с огромным объемом информации, накопленной предыдущими поколениями ученых, и не позволявшие себе выносить на публику недостаточно проверенные или субъективно подобранные факты, были обречены. Мобилизм оказался золотой серединой между скучным фиксизмом и пугающими и опережающими свое время гипотезами о расширении Земли. Мобилизм будоражил геологов и геофизиков, был понятен околонаучной публике и отлично вписывался в эпоху востребованных перемен.
В те же 60-е годы обширная программа глубоководного бурения позволила установить молодость горных пород на дне океанов. Хотя некоторые морские геологи говорили о том, что при составлении карты возраста пород замалчивались факты обнаружения древних пород и минералов в центральных частях океанов, победила концепция, согласно которой молодая базальтовая океаническая кора формируется в срединно-океанических хребтах, где все новые порции магмы из глубин мантии поднимаются ко дну океана, застывают и расклинивают его, таким образом расталкивая континенты. И этим процессам будто бы способствует конвекция в мантии.
Казалось бы, закономерное увеличение возраста пород на дне океанов от их центров к окраинам должно было привести геологов к представлениям о неуклонном увеличении размеров Земли в последние 170–180 млн лет. Нет, это было бы слишком, и революционеры-мобилисты решили, что размеры Земли должны быть неизменны. Один только дрейф континентов плюс предполагаемое периодическое открытие и закрытие океанов между ними уже выглядели как важнейшая революция в геологии!
В 2015 году Николай Короновский, профессор геологического факультета МГУ им. М.В. Ломоносова, в своей лекции использовал слайд, на котором было написано: «И все-таки континенты перемещаются!!!!» Именно с четырьмя восклицательными знаками.
Но была ли в действительности победа теории тектоники плит революцией в геологии?
Ни субдукции, ни конвекции
В 2018 году в Париже было отпраздновано 50-летие теории тектоники плит в форме трехдневной конференции. И первый слайд презентации на юбилейной конференции назывался так: «Освещение и картирование зон субдукции: 50 лет ограниченного успеха геофизических методов и что нам делать с многочисленными остающимися проблемами?» Почему же за 50 лет не удалось, как говорится, отполировать аксиомы этой теории, которую уже стали называть классической, и отвести от нее все сомнения и вопросы?
Дело в том, что основные идеи тектоники литосферных плит – о субдукции океанической коры и конвекции в мантии – встречали и продолжают встречать серьезные затруднения. Противоречия и нестыковки были видны, что называется, невооруженным глазом с самого начала существования этой механистичной гипотезы. Это прежде всего относится к субдукции, то есть к самозатягиванию тонкой океанической коры в глубины мантии на стыке с некоторыми континентами. Благодаря этому гипотетическому процессу размеры Земли у плейт-тектонистов остаются постоянными, несмотря на процессы расширения дна во всех океанах.
Но ведь с физической точки зрения невозможно затянуть тонкую и относительно легкую пластину океанической коры в значительно более плотный и твердый материал мантии даже в геологическом масштабе времени? Уловка плейт-тектонистов заключается в следующем: они утверждают, что базальтовая океаническая кора по мере отодвигания от СОХ остывает примерно от исходной тысячи градусов по Цельсию почти до нуля у континентальных окраин. В результате холодная и ставшая более плотной океаническая кора будто бы приобретает отрицательную плавучесть и может самозатягиваться в горячую мантию.
Но базальты имеют очень низкий коэффициент линейного теплового расширения – менее одной стотысячной (см. справочник «Физические величины»). Это значит, что при остывании на 1000 градусов плотность базальтовой пластины увеличится менее чем на 2%. Таким образом, плотность базальта можно считать постоянной и равной 2,9 г/см3. В то же время, согласно общепринятым моделям Земли, плотность верхней мантии считается равной 3,3 г/см3, а плотность нижней мантии достигает на границе с ядром 5,5 г/см3. Одно это уже не позволяет всерьез рассматривать модель самозатаскивания базальтовой океанической коры, увлекаемой тепловой конвекцией в мантии.
Еще одна плохая для плейт-тектонистов новость заключается в том, что, по данным глубинного сейсмического зондирования, в мантии прослеживается целый ряд промежуточных границ, по-видимому, соответствующих фазовым или вещественным изменениям. Одна из наиболее отчетливых границ на глубине примерно 690 км считается границей между средней и нижней мантиями. Расслоенность мантии исключает гипотезу о ее перемешивании по всей глубине, то есть гипотезу о полномантийной конвекции.
Таким образом, субдукция и конвекция – при своей кажущейся геометрической правдоподобности – очень маловероятны с физической точки зрения. Но отказаться от этих концепций плейт-тектонисты не могут, поскольку без них разваливается вся теория тектоники плит. Ведь ее шестой, заключительный постулат звучит так: «Движение литосферных плит представляет собой поверхностную форму мантийной конвекции…»
Учите матчасть!
Среди давно известных и сложных для плейт-тектонистов проблем назовем еще одну – это стабильность центров конвективных ячеек, то есть СОХ. Если мантийная конвекция и существует, то она должна представлять собой очень длительный и устойчивый в пространстве процесс. Однако факты говорят о другом.
Например, считается, что Африканская плита ограничена СОХ в Атлантическом и Индийском океанах, то есть с двух сторон. Растущая океаническая кора в Атлантике должна толкать Африку на восток, а в Индийском океане – на запад. Очевидно, что если оба океана расширяются, то как минимум один из срединно-океанических хребтов не остается на месте, поскольку признаков сжатия Африки нет. Более того, скорость раскрытия Атлантики увеличивается с севера на юг в ее северной и южной котловинах, и хребтам приходится делиться на сегменты и вращаться?! Поскольку плейт-тектонистам отступать некуда, они отвечают просто: «Да. Значит, хребты могут перемещаться и вращаться».
Что касается российских геологов, то они как никто в мире долго и активно противились принятию грубых схем дрейфа континентов и тектоники плит. Из тех, кто призывал скрупулезнее и критичнее отнестись к новым концепциям западных коллег и не отворачиваться от отечественного геологического наследия, в первую очередь можно назвать академиков Д.Ю. Пущаровского, Е.Е. Милановского, Ю.А. Косыгина и А.А. Трофимука, членов-корреспондентов РАН В.В. Белоусова и Г.Б. Удинцева, докторов геолого-минералогических наук А.Е. Шлезингера и Н.Я. Кунина и многих других.
В Московском университете жаркая полемика между фиксистами и мобилистами продолжалась не одно десятилетие. Приведу цитату из письма, написанного в 1977 году профессором геологического факультета МГУ Владимиром Белоусовым: «Следует помнить, что наука развивается там, где есть противоречия, и что исследователь должен прежде всего выискивать не то, что подтверждает его идею, а то, что ей противоречит. Только преодолевая противоречия, он укрепляет свою идею. Учение, которое не терпит противоречий, избегает их, неминуемо выпадает из сферы науки и превращается в догму. Такой научно непознаваемой догмой является сейчас тектоника плит».
Я придерживаюсь принципа все подвергать сомнению и тем, кто считает, что альтернативы тектонике плит стоит изучать в оригинальных работах двух геологов, мыслителей, опередивших свое время и, естественно, пока не признанных официальной наукой. Это доктор геолого-минералогических наук Владимир Ларин (1939–2019), автор гипотезы об изначально гидридной Земле и книги «Наша Земля». И скорее философ, чем геолог, Виталий Блинов (1929–2019), автор книги «Растущая Земля: из планет в звезды». Возможно, эти книги будут оценены по достоинству только к концу нашего века. И вот тогда произойдет настоящая революция в геологии!
Мне кажется, что Ларин и Блинов подошли к пониманию ключевых вопросов мироздания ближе всех. Ближе, чем Ньютон, Ломоносов или Эйнштейн, Ларин и Блинов поняли, что в недрах Земли (и других больших небесных тел) происходит что-то необычное. Действительно, откуда в глубоких слоях земной коры столько водорода, гелия, воды и углеводородов? Были ли водород и другие газы изначально запрессованы в ядре и мантии Земли? Или водород постоянно, миллиарды лет генерируется в центре растущей планеты – страшно сказать! – нарушая закон сохранения вещества? Наука пока не готова ответить на эти вопросы.
Накапливаемые геологами-тектонистами факты дают все больше оснований сказать: «И все-таки она расширяется!» Причем расширение планеты ускоряется в современную геологическую эпоху. Так что держитесь, земляне!
комментарии(0)