ЧАСТЬ
ЖИДКОГО
ЯДРА
внутренняя ЧАСТЬ I
ТВЕРДОГО 'j ЯДРД
"30 КМ
Рис, 44. Эти рисунки демонстрируют основные современные представления
о строении Земли и глобальных процессах, происходящих в ее недрах.
На этой схеме Земля "разрезана" как арбуз, из нее вырезан ломтик.
Вверху - слой атмосферы, далее - земная кора, внизу она ограничена так
называемой границей Мохоровича. Затем - мантия (верхняя и нижняя);
внешняя (жидкая) часть земного ядра и, наконец, твердая, внутренняя,
часть ядра. Земная кора вместе с верхней частью мантии образует так
называемую литосферу, глубже лежит пластичная астеносфера.
ЗАГАДКИ БЕРМУДСКОГО ТРЕУГОЛЬНИКА 245
является, по-видимому, близкой к расплавленному состоянию. Плотность
вещества внутреннего ядра достигает
13 г/см3 и более.
О химическом составе ядра Земли существуют два мнения. Одни
исследователи считают ядро железным, но состоящим из никеля и железа.
Другие же считают, что оно сложено силикатами, которые находятся в
"металлизированном" состоянии. Однако последнее предположение ставится
под большое сомнение. Сейчас преобладает промежуточная точка зрения,
согласно которой внутреннее ядро - все же железо-никелевое, а внешнее
сложено сверхплотными силикатами, которым, однако, присуще высокое
содержание железа и никеля.
Удивительная находка американских геологов стала "последней каплей",
которая склонила чашу весов в пользу модели земного ядра, состоящего
из внешнего слоя, сложенного сверхплотными силикатами, и внутреннего,
железо-никелевого субъядра...
В 1974 году в обломках гравия горного хребта Кламат в штате Орегон был
обнаружен минерал, не имеющий ничего общего ни с одним из известных на
Земле минералов. Первоначально предположили, что это обломок
метеорита, но на образце не было следов обжига, ударного воздействия.
Кроме того, на метеоритах остаются космические метки за счет жесткого
облучения Солнцем, здесь же было все чисто. Вывод был сделан один -
это минерал чисто земного происхождения. Что же в нем было
необычного?.. Его химический состав.
Геологи и геохимики Корнуоллского университета США определили, что
минерал, названный, кстати, ими джозефинитом, состоит на 86 процентов
из металлов и на
14 процентов из силикатов. Металлическая фракция сложена никелем (69,9
процента) и железом (30,1 процента). По своему составу обсуждаемый
минерал как нельзя лучше
246
А.И. ВОЙЦЕХОВСКИЙ
соответствует гипотетическому веществу внешнего ядра Земли, у него
высокая плотность и своеобразная уплотненная структура. Ученые
предполагают, что кусочек самых глубоких внутренних сфер нашей планеты
был вынесен на ее поверхность мощными потоками мантийного материала.
Таким образом, современные данные о внутреннем строении Земли, с
которыми мы конспективно ознакомились выше, позволяют сравнить нашу
планету с вращающимся толстостенным шаром (кора и мантия) с внутренней
полостью, заполненной жидкостью (внешнее ядро), в которой плавает
сравнительно небольшое, также шарообразное, твердое субъядро.
В центре этой системы внутреннее ядро удерживается силами
ньютоновского тяготения, оно может вращаться иначе, чем мантия. По
существующим представлениям, именно благодаря этому эффекту
(динамо-механизм) и возникает геомагнитное поле Земли.
ПРОИСХОЖДЕНИЕ И ВОЗРАСТ ЗЕМЛИ
Только относительно недавно человечество получило фактический
материал, позволяющий строить научно обоснованные гипотезы о
происхождении Земли, но эта проблема волновала умы философов еще в
глубокой древности.
Хотя первые представления о жизни нашей планеты и основывались лишь на
эмпирических наблюдениях природных явлений, тем не менее в них
главенствующую роль чаще занимали фантастические вымыслы, чем
объективная реальность. Однако уже тогда, в далекие от нас времена,
возникали идеи и воззрения, которые и сегодня
ЗАГАДКИ БЕРМУДСКОГО ТРЕУГОЛЬНИКА 247
жают нас своим сходством с нашими представлениями о происхождении
Земли.
Так, например, римский философ и поэт Тит Лукреций Кар, известный как
автор дидактической поэмы "О природе вещей", считал, что Вселенная
бесконечна и в ней существует множество миров, подобных нашему. О том
же писал в своих трудах и древнегреческий ученый Гераклит (500 лет до
н.э.): "Мир, единый из всего, не создан никем из богов и никем из
людей, а был, есть и будет вечно живым огнем, закономерно
воспламеняющимся и закономерно угасающим".
После падения Римской империи для Европы наступила тяжелая пора
средневековья - период господства богословия и схоластики. Этот период
затем сменился эпохой Возрождения, труды Леонардо да Винчи, Николая
Коперника, Джордано Бруно, Галилео Галилея подготовили появление
прогрессивных космогонических идей. Они были высказаны в разное время
Р. Декартом, И. Ньютоном, Н. Стеноном, И. Кантом и П. Лапласом.
Так, в частности, по мнению Р. Декарта, Земля прежде была раскаленным
телом, подобно Солнцу. Однако впоследствии она остыла и стала
представлять собой потухшее небесное тело, в недрах которого все же
сохранился огонь. Раскаленное ядро покрывала плотная оболочка,
состоявшая из вещества, подобного веществу солнечных пятен. Выше
находилась новая оболочка - из мелких осколков, возникших в результате
распада пятен.
Немецкий философ И. Кант в 1755 году предположил, что вещество, из
которого состоит тело Солнечной системы - все планеты и кометы, до
начала всех преобразований было разложено на первичные элементы и
заполняло весь тот объем Вселенной, в котором движутся теперь
образовавшиеся из них тела. Эти представления И. Канта о том, что
Солнечная система образовалась в результате
248
А.И. ВОЙЦЕХОВСКИЙ
скопления первичного дисперсного рассеянного вещества, кажутся сегодня
удивительно правильными.
Несколько позже, в 1796 году, французский ученый П. Лаплас высказал
сходные идеи о происхождении Земли, ничего не зная о существовании
трактата И. Канта. Появившаяся гипотеза о происхождении Земли
получила, таким образом, название гипотезы Канта-*Лапласа. Согласно
этой гипотезе Солнце и движущиеся вокруг него планеты образовались из
единой туманности, которая, вращаясь, распадалась на отдельные сгустки
вещества - планеты. Первоначально огненно-жидкая Земля остывала,
покрывалась коркой, которая коробилась по мере остывания недр и
уменьшения их объема. Нужно сказать, что гипотеза Канта-Лапласа более
150 лет преобладала в ряду других космогонических воззрений. Именно
исходя из этой гипотезы, геологи объясняли все геологические процессы,
протекавшие в недрах нашей планеты и на ее поверхности.
Большое значение для разработки достоверных научных гипотез о
происхождении Земли несомненно имеют метеориты - пришельцы из далекого
космоса. Дело в том, что метеориты падали на Землю всегда. Но далеко
не всегда их считали пришельцами из космоса. Одним из первых, кто
правильно объяснил появление метеоритов, был немецкий физик Э. Хладни,
доказавший в 1794 году, что метеориты - это остатки болидов, имеющих
неземное происхождение. По его мнению, метеориты являются
странствующими в космосе кусками межпланетной материи, возможно и
осколками планет.
Однако подобные мысли в то время разделяли далеко не все, но, изучая
каменные и железные метеориты, ученые получали интересные данные,
которые использовались в космогонических построениях. Был, например,
выяснен химический состав метеоритов - в основном
ЗАГАДКИ БЕРМУДСКОГО ТРЕУГОЛЬНИКА
249
лось, что это окислы кремния, магния, железа, алюминия, кальция,
натрия. Следовательно, появилась возможность узнать состав других
планет, который оказался сродни химическому составу нашей Земли.
Удалось определить и абсолютный возраст метеоритов: он находится в
пределах 4,2-4,6 миллиардов лет. В настоящее время к этим данным
добавились сведения о химическом составе и возрасте пород Луны, а
также атмосфер и пород Венеры и Марса. Эти новые данные показали, в
частности, что наш естественный спутник Луна образовался из холодного
газопылевого облака и начал "функционировать" 4,5 миллиарда лет тому
назад.
Огромная роль в обосновании современной концепции происхождения Земли
и Солнечной системы принадлежит советскому ученому, академику О.Ю.
Шмидту, который внес значимый вклад в решение этой проблемы.
Так по крупицам, по отдельным разрозненным фактам постепенно
складывалась научная основа современных космогонических взглядов...
Большинство современных космогонистов придерживается следующей точки
зрения.
Исходным веществом для образования Солнечной системы послужило
газопылевое облако, располагавшееся в экваториальной плоскости нашей
Галактики. Вещество этого облака находилось в холодном состоянии и
содержало в основном летучие компоненты: водород, гелий, азот, пары
воды, метан, углерод. Первичное планетное вещество было довольно
однородным, а его температура очень низкой.
Вследствие сил тяготения межзвездные облака начинали сжиматься.
Вещество уплотнялось до стадии звезд, одновременно возрастала его
внутренняя температура. Движение атомов внутри облака ускорялось, и,
сталкиваясь друг с другом, атомы иногда объединялись. Возникали
термоядерные реакции, в процессе которых водород
250
А.И. ВОЙЦЕХОВСКИЙ
превращался в гелий, при этом выделялось огромное количество энергии.
В неистовстве мощных стихий возникло Протосолнце. Рождение его
произошло в результате вспышки сверхновой звезды - явления не такого
уж редкого. В среднем такая звезда появляется в любой Галактике каждые
350 миллионов лет. При вспышке сверхновой звезды излучается гигантская
энергия. Вещество, выброшенное в результате этого термоядерного
взрыва, образовало вокруг Протосолнца широкое, постепенно
уплотнявшееся газовое плазменное облако. Оно представляло собой
своеобразную туманность в виде диска с температурой в несколько
миллионов градусов Цельсия. Из этого протопланетного облака в
дальнейшем возникли планеты, кометы, астероиды и другие небесные тела
Солнечной системы. Образование Протосолнца и протопланетного облака
вокруг него произошло, вероятно, около 6 миллиардов лет назад.
Минули сотни миллионов лет. Постепенно газообразное вещество
протопланетного облака остывало. Из горячего газа конденсировались
наиболее тугоплавкие элементы и их окислы. По мере дальнейшего
охлаждения, которое продолжалось миллионы лет, в облаке появились
пылевидные твердые частицы, и ранее раскаленное газовое облако вновь
стало относительно холодным.
Постепенно вокруг молодого Солнца в результате конденсации пылевидного
вещества образовался широкий кольцеобразный диск, который в дальнейшем
распался на холодные рои твердых частиц и газа. Из внутренни* частей
газопылевого диска начали образовываться планеты типа Земли, состоящие
в основном из тугоплавких элементов, а из периферических частей диска
- большие планеты, богатые легкими газами и летучими элементами. В
самой же внешней зоне возникло огромное количество комет,
ЗАГАДКИ БЕРМУДСКОГО ТРЕУГОЛЬНИКА
251
Так приблизительно 5,5 миллиарда лет назад из холодного планетного
вещества возникли первые планеты, в том числе и первичная Земля. В это
время она была космическим телом, но еще не планетой, у нее не
существовали ядро и мантия и не было даже твердых поверхностных
участков.
Образование Протоземли было чрезвычайно важной вехой - это было
рождение Земли. В то время на Земле не протекали обычные, хорошо нам
известные геологические процессы, поэтому этот период эволюции планеты
называют догеологическим, или астрономическим.
Протоземля представляла собой холодное скопление космического
вещества. Под влиянием гравитационного уплотнения, нагревания от
беспрерывных ударов космических тел (комет, метеоритов) и выделения
тепла радиоактивными элементами поверхность Протоземли стала
нагреваться. О величине разогрева среди ученых нет единого мнения. По
мнению советского ученого В. Фесенкова, вещество Протоземли нагрелось
до 10 000°С и вследствие этого перешло в расплавленное состояние. По
предположению же других ученых, температура едва достигла 1000°С, а
третьи отрицают даже саму возможность расплавления вещества.
Как бы там ни было, но разогрев Протоземли способствовал
дифференциации ее материала, которая продолжалась в течение всей
последующей геологической истории.
Дифференциация вещества Протоземли привела к концентрации тяжелых
элементов во внутренних ее областях, а на поверхности - более легких.
Это, в свою очередь, предопределило дальнейшее разделение на ядро и
мантию.
Вначале Земля не имела атмосферы. Это объясняется тем, что газы из
протопланетного облака были потеряны
252
А.И. ВОЙЦЕХОВСКИЙ
на первых стадиях образования, поскольку тогда еще масса Земли не
могла удержать легкие газы вблизи своей поверхности.
Образование ядра и мантии, а в дальнейшем и атмосферы завершило первую
стадию развития Земли - догеологическую, или астрономическую. Земля
стала твердой планетой. С этого момента и начинается ее длительная
геологическая эволюция, но это уже тема особого разговора.
Таким образом, 4-5 миллиардов лет назад на земной поверхности
господствовали солнечный ветер, жаркие лучи Солнца и космический
холод. Поверхность беспрерывно подвергалась бомбардировке космическими
телами - от пылинок до астероидов...
_________Глава VI_________
ОСОБЕННОСТИ И ЗАКОНОМЕРНОСТИ ЗЕМЛИ
ДРЕЙФ МАТЕРИКОВ
Длительное время в геологической науке господствовали идеи фиксизма,
согласно которым крупные структуры литосферы, и прежде всего океаны и
континенты, в процессе своей эволюции остаются на одном и том же месте
и не перемещаются в горизонтальном направлении. Другими словами, было
принято считать, что континенты и океаны возникли сотни миллионов лет
назад и никогда не меняли своего положения. Лишь изредка, когда высота
континентов существенно снижалась, а уровень Мирового
ЗАГАДКИ БЕГМУДСКОГО ТРЕУГОЛЬНИКА 253
ана повышался, море наступало на низменности и затапливало их. Это
происходило благодаря медленным вертикальным перемещениям, что и
создавало наземный и подводный рельефы.
Представление о том, что "земная твердь" находится в беспрестанном
вертикальном движении, за счет которого формируется рельеф Земли,
разделяло большинство ученых. Часто эти движения имеют большую
амплитуду и скорость, что приводит к крупным катастрофам. Однако, как
было установлено, имеются еще и очень медленные, не ощутимые даже
самыми чувствительными приборами вертикальные движения с переменным
знаком. Это так называемые колебательные движения. Только за очень
продолжительный промежуток времени обнаруживается, что горные вершины
выросли на несколько сантиметров, а речные долины углубляются.
Но вот в конце XIX - начале XX века некоторые естествоиспытатели стали
сомневаться в справедливости этих предположений. Они стали осторожно
высказывать идеи о единстве материков в геологическом прошлом, в
настоящее время разделенных обширными океанами. Понятно, что такие
ученые находились в весьма затруднительном положении, поскольку их
гипотезы были бездоказательными. Действительно, если вертикальные
колебания земной коры можно было объяснить какими-то внутренними
силами (например, воздействием земного тепла), то перемещение
громадных континентов по земной поверхности сложно было представить.
В такой ситуации в начале XX века появилась смелая гипотеза немецкого
геофизика А. Вегенера о... горизонтальных перемещениях земных
континентов. Нужно сказать, что вначале А. Вегенер достаточно успешно
занимался метеорологией. Прочитав его труд "Термодинамика атмосферы",
известный русский климатолог того времени
1
254
А.И. ВОЙЦЕХОВСКИЙ
А. Воейков произнес: "В метрологии взошла новая звезда!" Однако
мировую славу и известность А. Вегенеру принесло не это научное
направление.
Весной 1910 года он познакомился с известным в Германии метеорологом
В. Кеппеном, сыном русского академика П.И. Кеппена. Беседы с этим
ученым натолкнули молодого А. Вегенера на интересную мысль.
Впоследствии он писал: "Впервые идея дрейфа континентов возникла у
меня еще в 1910 году при рассмотрении карты Мира в связи с
непосредственным впечатлением о совпадении очертаний береговых линий
по обеим сторонам Атлантики. Однако я ей вначале не придал значения,
считая невероятной. Осенью 1911 года в одном случайно попавшемся мне
сборнике докладов я познакомился с неизвестными мне до этого
палеонтологическими данными о существовавшей ранее материковой связи
между Бразилией и Африкой... Сразу же выявились такие важные факты,
которые укрепили во мне веру в принципиальной правильности постановки
вопроса". Все это побудило А. Вегенера провести более детальный анализ
имеющихся геологических и палеонтологических данных, в результате он
убедился в правильности своих предположений.
6 января 1912 года на собрании Немецкого геологического общества во
Франкфурте-на-Майне А. Вегенер сделал доклад о дрейфе материков.
Доклад подвергся жесткой критике. Немецкие геологи, сторонники
фиксизма, буквально высмеяли А. Вегенера. После этого ученый стал
подбирать новый фактический материал, обдумывая механизм дрейфа
материков. Так рождалась новая научная концепция. А в конце 1915 года
вышла в свет книга А. Вегенера "Возникновение материков и океанов",
давшая путевку в жизнь новой гипотезе дрейфа материков. В 1922 году
работа была издана на русском языке в Германии. Начался триумф А.
Вегенера.
ЗАГАДКИ БЕРМУДСКОГО ТРЕУГОЛЬНИКА 255
Впрочем, преодолеть господство хорошо разработанной концепции о
неизменности положения материков остроумным, но чисто умозрительным
предположением мобилистов о дрейфе материков, основанном пока только
на сходстве конфигураций противоположных берегов Атлантического
океана, в первое время было сложно. А. Вегенер считал, что он сможет
убедить всех своих оппонентов лишь тогда, когда будут собраны веские
доказательства, основанные на обширном геологическом и
палеонтологическом материале.
Для подтверждения дрейфа материков А. Вегенер и его сторонники
приводили четыре группы независимых доказательств: геоморфологические,
геологические, палеонтологические и палеоклиматические. Некоторые из
них не утратили своей значимости и в наши дни. Ознакомимся с основными
аргументами А. Вегенера.
Геофизические аргументы проводились, чтобы доказать сходство
геологического строения структур, расположенных по разные стороны
Атлантического океана и разделенных ныне многими тысячами километров.
Используя геологическое описание горных хребтов юга Аргентины и
Капских гор Южной Африки, А. Вегенер показал, что существует
идентичное строение пластов горных пород этих очень отдаленных в
настоящее время друг от друга геологических объектов. Одинаков у них и
состав сравнительных пластов. Анализ гранитных массивов Бразилии и
Африки также свидетельствует об их прежнем единстве.
Палеонтологические и биологические аргументы прежде всего касались
общности некоторых вымерших рептилий и ископаемых ракообразных для
упоминавшихся выше материков Южного полушария Земли. Много внимания
уделил А. Вегенер сбору и систематизации данных о современном
распространении организмов, характерных для южных континентов: червей,
двустворчатых моллюсков и
256
А.И, ВОЙЦЕХОВСКИЙ
т.д. На основе этих данных А. Вегенер составил серию схем
распространения ископаемой и современной фауны и флоры, подтверждавших
единство континентов Южной Америки и Африки в прошлом.
Таким образом, автору гипотезы о дрейфе континентов удалось собрать
воедино и заново осмыслить целый рад разрозненных до того фактов. Это
и позволило, в конечном итоге, А. Вегенеру прийти к выводу о том, что
первоначально все континенты были собраны воедино в виде огромного
материка Пангеи, который омывался водами единого для всей Земли
океана. В дальнейшем, по мнению А. Вегенера, Пангея, сложенная
гранитной корой, под влиянием сил вращения Земли на рубеже
палеозойской и мезозойской эр (250-200 миллионов лет назад)
раскололась на отдельные блоки - современные материки, которые как бы
стали "плавать" по более плотным породам мантии.
Однако эти образования двигались с различной скоростью, что и привело
к распаду суперматерика. Пангея стала распадаться на фрагменты,
которые совершали дальнейшее движение по индивидуальным траекториям.
Перед передним краем скользящих континентальных масс вещество
сминалось в складки с образованием горноскладчатых сооружений, а в
тыловой части возникали впадины и прогибы.
Понятно, что в гипотезе дрейфа материков было много недосказанного и
неподтвержденного: не было зафиксировано перемещение континентальных
масс, не установлены причины дрейфа и основные перемещающиеся силы.
В связи с этим в 1930 году А. Вегенер в очередной раз отправился в
Гренландию с надеждой найти там доказательство своей гипотезы. В
частности, он рассчитывал повторно измерить координаты острова. Если
оказалось бы, что они изменились после ранее выполненных замеров, то|
ЗАГАДКИ БЕРМУДСКОГО ТРЕУГОЛЬНИКА 257
1 млн. лет назад
Рис. 45. Так представлял А. Вегенер этапы раскола Пангеи
он был бы прав. К сожалению, это была последняя экспедиция ученого.
Первого ноября 1930 года в день своего пятидесятилетия А. Вегенер
погиб.
Нужно сказать, что противники А. Вегенера были очень активны,
напористы и умело использовали все слабые стороны его гипотезы,
поэтому вслед за стремительным успехом довольно скоро для нее наступил
кризис. В конце 1920-х годов некоторые геофизики стали называть
258
А.И. ВОЙЦЕХОВСКИЙ
гипотезу ученого "дикой фантазией". Они получили большое число фактов
и физических противоречий в цепи логических доказательств перемещения
материков. Это Позволило им обосновать несостоятельность способа и
причин дрейфа материков, в связи с чем к началу 1940-х годов гипотеза
А. Вегенера растеряла почти всех своих сторонников. Более того, к
1950-м годам большинству геологов казалось, что гипотеза движения
континентов должна быть окончательно "отброшена" и ее можно
рассматривать только как один из исторических- парадоксов науки, не
получивших подтверждения и не выдержавших проверку временем.
Однако через сорок лет после этого на Токийской объединенной
океанографической ассамблее большинство ведущих геологов и геофизиков
вновь решительно высказалось в пользу идеи дрейфа материков. Этому в
немалой степени способствовали следующие обстоятельства...
Достарыңызбен бөлісу: |