Происхождение океанов
Происхождение океанов тесным образом связано с эволюцией поверхности Земли. В частности, происхождение Тихого, Атлантического и Индийского океана связано с разломом и движением материков. Исследования показывают, что ориентация ферромагнитных зерен в изверженных и осадочных земных породах на дне океанов вполне соответствует представлениям геологов о подвижности континентов.
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 прама-терик, 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 прама-терика 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»!
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.
Другое доказательство былого единства нынешних материков заключается в сходстве составляющих их горных пород. История обнаружения одной из таких пород совершенно необычна.
На юге Индии, невдалеке от жаркого Мадраса, у самого берега Бенгальского залива в тени пальм и ка-зураин находятся высеченные в скалах пещерные храмы и дворцы. Между ними в неподвижном шествии застыли каменные слоны, также вырубленные на месте. Их огромные скульптуры составляют единое целое с подножием скалы. Здесь же можно видеть самый большой в мире многофигурный наскальный рельеф, изображающий сошествие на Землю богини Ганги, принесшей благополучие народу Индии.
Огромные каменные изваяния составляют всемирно известный комплекс Махабалипурам, создание которого относится к IV— VIII векам нашей эры. Тысячи безвестных ваятелей, вооруженных лишь примитивными орудиями — молотками и долотами,— превратили скалы в неподражаемые произведения искусства. Самое интересное то, что плоды их трудов почти не тронуты временем, материал оказался поистине благородным, не подвергающимся воздействию эрозии.
Храмами и скульптурами Махабалипурама в течение полутора тысяч лет восхищались простые люди и художники, их подробно изучили и описали археологи и историки, но никто не поинтересовался, из какого именно материала все это сделано.
В конце прошлого века Индию посетил английский геолог Т. Холланд. При осмотре достопримечательностей Калькутты (тогдашней столицы британской колонии) он обратил внимание на надгробную плиту, установленную на могиле основателя города Джоба Чарно-ка. Подобный камень не был известен геологам. В окрестностях Калькутты таких горных пород нет, камень был явно привезен издалека. Впоследствии Т. Холланд установил, что этот камень (он назвал его чарно-китом) в изобилии встречается на юге Индии. Оказалось, что весь комплекс Махабалипурама высечен в чарнокитовых скалах.
С тех пор геологи стали находить чарнокиты и в других частях земного шара — в Южной и Центральной Африке, в Австралии. Казалось, что в распространении этой горной породы нет никакой закономерности. Но вот во время одной из антарктических экспедиций известный советский геолог и активный сторонник мобилизма Михаил Равич делает завершающее открытие.
Оказывается, что самые крупные горные хребты, наполовину сложенные из чарнокита, находятся в Восточной Антарктике. Находка его была далеко не случайной. М. Равич давно подозревал, что найдет эту горную породу в Антарктиде, и, собственно говоря, ради нее туда и отправился.
Вот что он говорит о своем открытии: «В Восточной Антарктиде на сотни километров протянулись скалистые горы. Коричневатые и синеватые породы этих каменных громад, напоминающк ' издали то развалины замков, то караваны верблюдов, то армады парусных кораблей, были подняты сотни миллионов лет назад из глубин земли и образовали гигантские глыбовые горы. Тщательно исследуя многочисленные природные разрезы, нам удалось проследить процессы образования чарнокитов из древнейших лавовых покровов, переслаивающихся с осадочными породами».
После разлома праматерика основная часть чарно-китового горного массива осталась в Антарктиде, а отроги этих гор поплыли вместе с Африкой, Индией и Австралией в разные стороны. Стоит приложить Индостан к Антарктиде, и храмы Махабалипурама расположатся рядом с родными им горами ледяного континента. В этом соседстве не будет ничего противоестественного. Индостан Действительно некогда был приполярной землей. На нем даже обнаружены явные следы древнего оледенения. Кстати, ни в соседней Бирме, ни на Аравийском полуострове ничего подобного не наблюдается. Оледенение охватывало также Австралию, Южную Африку и юго-восточный край Южной Америки.
Чтобы быть объективным, нужно сказать, что чарнокиты находят и в противоположном, северном, полушарии: на Украине, в Сибири, в Финляндии и даже на Кольском полуострове, но здесь ими занято едва 15 процентов площади кристаллических фундаментов, платформ и материков, тогда как в южном полушарии они составляют 30, а в Антарктиде 50 процентов. По-видимому, эта горная порода вообще характерна для древнейших материковых щитов, Антарктида же была главным местом выхода на поверхность этих глубинных формаций.
Идея подвижности континентов получила мощное подтверждение в результате новейших исследований явления магнетизма. Некоторые горные породы, содержащие зерна ферромагнитных веществ, то есть соединений железа, при определенных условиях способны намагничиваться под влиянием магнитного поля Земли. Так, при извержении вулкана содержащиеся в лаве ферромагнитные зерна располагаются параллельно магнитному полю Земли, а после охлаждения извергнутой породы застывают в этом положении. Если такой участок земной коры впоследствии изменит свое положение, направленность магнитных полей ферритовых зерен уже не будет совпадать с магнитным полем Земли.
Аналогичное явление наблюдается при изучении осадочных пород, содержащих железо. Когда вынесенные в море мельчайшие частицы этих горных пород медленно оседают на дно, они ориентируются своими магнитными полюсами в точном соответствии с магнитным полем Земли и располагаются совершенно одинаково. Если этот участок в процессе геологической истории Земли станет сушей и вместе с ней изменит свое положение, то магнитная направленность отдельных частиц породы уже не будет совпадать с направлением магнитного поля Земли.
Исследования показывают, что ориентация ферромагнитных зерен в изверженных и осадочных породах вполне соответствует представлениям геологов о подвижности континентов.
Так как ферромагнитные зерна с предельной точностью документируют ориентировку материков в отдаленном прошлом, они в значительной мере способствуют восстановлению картины дрейфа осколков Пангеи.
Теперь на Антарктическом материке нет ни одного деревца или кустика, нет никаких наземных позвоночных животных (гнездящиеся невдалеке от побережья водоплавающие птицы — пингвины и поморники, а также выползающие на лед тюлени в счет идти не могут), но было время, когда этот южный материк покрывали леса, на нем водились земноводные и пресмыкающиеся.
О прежней фауне и флоре Антарктиды свидетельствуют ископаемые останки животных и залежи каменного угля. Древние антарктические леса состояли в основном из семенных папоротников из группы глоссоптерисовых. Это были примитивные высшие растения высотой до 10 метров.
На зиму они сбрасывали листву: климат Антарктиды, даже в наиболее теплые периоды ее истории, был достаточно суровым. Ископаемые останки глоссоптерисовых папоротников находят также на всех материках южного полушария и в Индостане. Это служит важным доказательством непосредственного соединения в прошлом всех этих земель.
Первые останки ископаемых антарктических позвоночных были обнаружены только в 1967 году; тогда американскому ученому П. Баррету посчастливилось найти плохо сохранившуюся часть челюсти вымершего земноводного животного. Три года спустя группа американских палеонтологов, возглавляемая Д. Эллиотом, извлекла из пластов песчаника в Трансантарктических горах несколько сотен костей, большинство из которых принадлежало вымершим пресмыкающимся из группы листрозавров. До этого останки листрозавров были найдены в Южной Африке и Индостане.
Сейчас эти области разобщены, но стоит объединить их в соответствии с реконструкцией древнего материка, как все места находок листрозавров окажутся рядом.
При всей убедительности доказательств, свидетельствующих в пользу дрейфа континентов, в обилии фактов можно увидеть и некоторые противоречия. В самом деле, мобилисты приводят на первый взгляд совершенно несовместимые друг с другом доводы: как можно, например, допустить факт одновременного существования оледенения, захватившего даже Индию, и густых лесов, якобы росших в Антарктиде? Но не следует
забывать, что Пангея и ее крупные части существовали не какой-то короткий срок, а миллиарды лет. За это время не раз похолодания сменялись потеплением климата планеты. Да и само название «Единая Земля» говорит о немалых размерах древнего материка. Поэтому естественно предполагать, что природные условия в разных его частях не могли быть одинаковыми.
Как же представить себе перемещение материков во времени и пространстве? Современная наука делает это с достаточной точностью и полнотой. Правда, конфигурация суши на карте самых древних времен имеет лишь приблизительные очертания и размеры, и тем не менее начиная с палеозойской эры (то есть за последние 570 миллионов лет) можно проследить историю континентов и океанов с высокой степенью точности.
Примерно 400 миллионов лет назад Пангея была разорвана надвое в области экватора. Ее южная половина, получившая название Гондваны, стала медленно отходить к югу. Северная же часть в палеозойскую эру не была материком в полном смысле этого слова, так как уже некоторое время почти полностью находилась под водой.
По сути дела, она представляла собой лишь подводное продолжение Пангеи, ее шельф. Материки или их части периодически испытывали то подъем, то понижение.
Впрочем, вскоре эта погруженная часть стала возвышаться над поверхностью океана и получила название Лавразии. Между ней и Гондваной заплескались волны теплого моря Тэтис, вытянувшегося в экваториальном направлении.
Во время мезозойской эры, около 260 миллионов лет назад, Гондвана распалась на четыре части. Каждая из них дала начало одному из современных континентов южного полушария — Антарктиде, Австралии, Южной Америке и Африке вместе с Аравией. Будущий Индостан в то время составлял единое целое с Антарктидой. В результате раскола Гондваны и расхождения ее частей в разные стороны возникли Индийский океан и южная часть Атлантического.
Затем наступила очередь распада Лавразии, от которой отделилась Северная Америка с Гренландией. Атлантический океан после такой перестройки увеличился вдвое и вытянулся в меридиональном направлении.
После этого от Антарктиды откололся Индостан. Огромный массив (его недаром называют подконти-нентом) поплыл на север и здесь столкнулся с Азией. В результате удара в месте стыковки земная кора вздыбилась и образовалась высочайшая в мире горная система Гималаев.
Самый молодой из океанов — Северный Ледовитый. Он возник в результате подъема материков Европы, Азии и Северной Америки и частичного смыкания их краев. Самый старый океан — Тихий. Его возраст равен возрасту первичного океана.
|
|
Читайте в рубрике «Вода океана»: |