100 великих загадок географии

По моему мнению, главная причина в том, что дно океана закрыто от воздействия лучей Солнца мощным пластом воды. Вдали от берегов глубины океана пустынны. Животный и растительный мир здесь скуден.

Именно лучистая энергия движет геохимические круговороты, которые активно преобразуют поверхность континентов. В эти круговороты вовлечены атмосфера, природные воды, живые организмы. Происходит не просто разрушение горных пород. Они дробятся, перерабатываются, насыщаются энергией, обогащаются химическими элементами. Погружаясь в недра Земли, они испытывают сложные превращения (метаморфизм разных видов), а затем снова выходят на поверхность для нового цикла переработки.

Существующие теории Земли не дают сколько-нибудь убедительных объяснений диссимметрии нашей планеты и обособления со временем континентов и океанов. Хотя некоторые идеи на этот счёт имеются. Например, на основе модной в наше время глобальной тектоники плит литосферы (ГТП). Но это – тема спорная, и её следует изложить подробно. Сначала постараемся ответить на простой вопрос:

Чем объяснить разнообразие рельефа?

Почему существуют возвышенности и низменности? Почему горы вытягиваются грядами, а реки текут в определённых направлениях? Почему на суше есть впадины озёр и морей, а в океане – глубоководные желоба?

Такие вопросы задавали себе люди с древнейших времен. Легенд придумано много. По мнению ненцев, бог Нум сотворил землю ровной. Но великан Мамонт рыл её своими клыками, продавливал своими тяжеленными ступнями. Накопал множество холмов и впадин. Бог Нум рассердился на Мамонта и поселил его навеки под землю.

Греческий философ Аристотель два с половиной тысячелетия назад высказал мудрую мысль: «Море приходит туда, где прежде была суша; суша вернётся туда, где теперь мы видим море». Римский географ Страбон отметил колебания земли медленные, охватывающие острова и даже континенты, и быстрые, сотрясающие земную твердь.

В Средние века философы предпочитали обходить эту тему, чтобы не войти в противоречие с библейскими преданиями. Редкие мыслители высказывали трезвые мнения, выработанные в результате пристального изучения природы. Леонардо да Винчи считал, что земная поверхность временами оседает – то там, то тут. Оставшиеся части и есть горы.

Немецкий горняк и геолог Агрикола придавал большое значение разрушительной деятельности рек. Флорентиец Николаус Стено был убеждён, что после ухода моря в недрах суши образуются пустоты. В них проваливаются горные породы, изгибаясь и трескаясь. Затем снова наступает море, отлагая ровные слои, и снова, после его ухода, слои обрушиваются в подземные пустоты.

Немецкий философ и учёный-энциклопедист Лейбниц предполагал: раскалённая в прошлом Земля застывает неравномерно. Горы – будто морщины планеты. Как сохнущее яблоко, как лицо старика, как шар, испускающий воздух, Земля постепенно сжимается, покрывается всё новыми складками, коробится всё новыми хребтами.

Эволюция геосинклинали (сверху вниз)

…Двести пятьдесят лет назад академик Паллас путешествовал по России, изучая её растительность, воды, земли и полезные ископаемые. На берегу Волги, возле Самары, ему рассказали любопытную историю.

По преданию, некогда здесь, среди лесистых холмов и серых береговых обрывов, проходило неисчислимое войско. Устроил полководец привал. И велел каждому воину принести и ссыпать в одно место полную шапку земли. Вырос огромный холм. Прозвали его «Царёв Курган».

Паллас решил проверить сказку. Пошёл на гору, осмотрел её. И высказал своё мнение: «Она, к опровержению сей небылицы, состоит из таких больших диких камней, которые ни в какую шапку не вместятся и никакой воин их нести не сможет». Округлость холма, будто нарочито приданная ему, объясняется просто: «Сей холм бесспорно от прочих гор отделён рекой Соком и сделался круглым от наводнений».

Да что там говорить о суевериях неграмотных крестьян! Известный философ и писатель Вольтер находки раковин вдали от моря, в горах, объяснял тем, что это – сувениры и украшения, которые приносили с собой паломники из святой земли. С помощью этой небылицы Вольтер хотел опровергнуть священные легенды.

Продуманные обоснованные ответы на происхождение рельефа Земли удалось найти сравнительно недавно, в XVIII веке. До этого наиболее популярной идеей была катастрофическая: прокатился по земле Всемирный потоп, где-то нагромоздив горы, а где-то промыв долины. Моря и озёра – это следы, оставшиеся от него.

Однако одним потопом всего не объяснишь. В вулканических районах можно наблюдать, как меняется облик гор после извержений вулканов, как вырываются из недр камни и чёрные облака пыли, изливается огнедышащая лава. Мощные землетрясения тоже свидетельствуют о том, что на земную поверхность воздействует не только вода, но и внутренний жар планеты.

Какая из этих двух сил преобладает? Естествоиспытатели разделились на два противоборствующих лагеря: на нептунистов, сторонников Всемирного потопа, и плутонистов, сторонников подземных огненных сил.

В середине XVIII века М.В. Ломоносов одним из первых (если не первый) предположил, что существование Земли исчисляется миллионами лет и за такие сроки даже медленные изменения её поверхности могут иметь значительные последствия. Но он высказал только самые общие соображения, которые тогда никто не принял во внимание. Более определённо он не мог утверждать, ибо по церковным канонам от Сотворения мира прошло немногим больше шести тысячелетий.

Во Франции в начале XIX века Жорж Кювье доказывал существование катастрофических эпох на Земле, когда резко меняются климатические зоны, быстро воздымаются горы, вымирают многие виды животных и растений. В то же время он отметил, что происходят и медленные подъёмы и опускания земной коры, в результате которых моря то накатываются на сушу, то отступают.

В Англии Чарльз Лайель предложил обходиться без гипотезы катастроф. Он подчеркнул: многие из тех, кто пытался объяснить происхождение земного рельефа, заблуждаются от того, что недооценивают огромную длительность геологических эпох. События, растянутые на сотни миллионов лет, они пытаются уложить в считаные тысячелетия, а потому вынуждены выдумывать невиданные катастрофы.

Лайель доказал, что на планете преобладают вертикальные движения земной коры. Он упомянул и о возможности горизонтальных перемещений материков. Только так, по его мнению, можно объяснить существование на Земле тёплых и ледниковых эпох.

Но почему земная кора не остаётся в спокойном состоянии? Чем вызваны её движения? Французский учёный Эли де Бомон разработал гипотезу контракции, сжатия Земли от общего охлаждения. При этом, как на поверхности высыхающего яблока, должны образоваться «морщины», складки. Такую мысль ещё раньше высказывал Жорж Бюффон, исходя из своей гипотезы первоначально раскалённой планеты.

В середине XIX века австрийский геолог Зюсс чётко разделил горизонтальные и вертикальные движения земной коры и создал учение о геосферах и их взаимодействии.

Американский учёный Джемс Дэна разработал учение о геосинклиналях – зонах устойчивых прогибов земной коры. Когда слои горных пород погружаются на значительную глубину, они начинают сминаться и раскалываться под действием высоких температур и огромных давлений, образуя горы. Дана считал, что происходит это из-за контракции. Другой американский учёный, Джемс Холл, предположил, что кора прогибается под тяжестью накапливаемых осадков.

Идея геосинклиналей появилась потому, что в таких зонах было установлено скопление толщ осадочных пород большой мощности, смятых в складки и прорванных вторжениями (интрузиями) магматических пород. Мысль парадоксальная: горы возникают там, где прогибалась земная кора.

Устойчивые территории между геосинклиналями получили название платформ. Здесь активные движения коры закончились сотни миллионов лет назад. С той поры преобладали спокойные поднятия и опускания на сравнительно небольшую высоту, подобные волнам, движущимся необычайно медленно.

Австрийский географ и геофизик Альфред Вегенер в начале ХХ века обосновал оригинальную теорию перемещения континентов по горизонтали на тысячи километров. Её назвали теорией дрейфа (пассивного плавания) материков. Движение происходит по ослабленному пластичному слою астеносферы и напоминает перемещение айсбергов. Теорию геосинклиналей Вегенер признавал.

Чуть позже немецкий учёный Хильгенберг выдвинул гипотезу расширения Земли. Она объясняла причины загадочного перемещения материков, хотя оставляла открытой ещё более таинственную проблему: почему планета раздувается, как растущий плод?

Советский учёный Б.Л. Личков развивал катастрофическую гипотезу Кювье и теорию Вегенера. Он подчёркивал важную роль космических сил, изменяющих фигуру Земли (при вращении нашей Галактики).

Ответить на вопрос о разнообразии земного рельефа можно в общем виде так: сказывается действия внутренних сил планеты и внешних не только действующих на её поверхности, но и космических. Впрочем, последние могут влиять главным образом на фигуру Земли.

В середине XX века группа американских геофизиков предложила гипотезу горизонтального перемещения не материков, а гигантских плит литосферы. Идею подхватили сначала некоторые специалисты, а затем популяризаторы науки. Сейчас эту теорию изучают в школах и институтах, называя глобальной тектоникой плит (плитотектоникой). На схемах она выглядит просто, наглядно и убедительно.

Другая привлекательная черта: возможность объяснить многие явления одной причиной (так было с гипотезой Всемирного потопа). Почему громоздятся горы? Потому что здесь сталкиваются плиты литосферы. Почему существуют подводные горы и ущелья между ними? Потому что здесь растягивается и лопается земная кора из-за движения плит. Почему глубоководные желоба находятся на океанических окраинах, а не в центре океанов? Потому что здесь одна плита подползает под другую…

Возникают вопросы: почему движутся плиты литосферы? Почему они наползают одна на другую или ныряют в мантию Земли? Почему в одних случаях при столкновении плит возникают высокие горы, а в других – глубокие впадины? Убедительных ответов нет. Есть дополнительные гипотезы. Хотя если в научной концепции много гипотез, её приходится принимать на веру.

Проблема движения материков (по другой версии – плит литосферы) важна для многих наук о Земле. Это геотектоника («тектос» по-гречески – «строение»), изучающей структуру и динамику земной коры; геоморфология, изучающая формы рельефа и их происхождение; палеогеография (историческая геология). Ещё в середине ХIХ века Чарльз Лайель полагал, что глобальные изменения климатов Земли можно объяснить перемещением материков.

Головоломка ГТП

Ныне считается, что глобальная тектоника плит литосферы (ГТП) объясняет суть динамики Земли. Советский геолог академик В.Е. Хаин так объяснял её суть: «Литосфера, состоящая из коры и непосредственно подстилающей её верхней части мантии, разделена на крупные плиты, движущиеся в горизонтальном направлении со скоростью 20 сантиметров в год и на расстояния в тысячи километров. Плиты расходятся, сближаются, скользят относительно друг друга, и именно на их границах рождаются горы, происходят землетрясения и вулканические извержения, образуются рудные месторождения, залежи нефти и газа».

Правда, скорость плит нигде вроде бы не превышает 10 см/год, а многие горы, так же как крупные рудные месторождения и залежи горючих ископаемых, находятся вдали от предполагаемых границ плит (Западно-Сибирский нефтегазовый регион, редкие и драгоценные металлы Забайкалья, Курская магнитная аномалии и т. д.).

Но это, как говорится, детали. В общем, описана простая механическая система, которая якобы порождает не только горы и вулканы, но даже месторождения разнообразных полезных ископаемых. Хаин считал, что «произошла настоящая научная революция» (первым это провозгласил американский геолог Э. Хэллем).

Можно было бы порадоваться такому решительному прорыву научной мысли. Но возникают сомнения. Сторонники этой теории утверждают, что развивают идеи немецкого геофизика Альфреда Вегенера. Это неверно. Он создал концепцию перемещения материков и островных дуг, подчёркивая принципиальную разницу литосферы континентов и океанов. ГТП этого не учитывает. Она соединяет их в пределах плит.

Горизонтальное перемещение материков предполагал «отец геологии» Чарльз Лайель почти двести лет назад. При этом он отдал приоритет вертикальным движениям земной коры. Сотни тысяч геологов, изучившие континенты, пройдя их вдоль и поперёк, убедились в правильности его выводов. Теория Вегенера тоже учитывает вертикальные движения земной коры, определяющие строение и развитие континентов. Впрочем, она не претендовала на статус глобальной тектоники.

Геофизики Р. Дитц, Г. Хесс, Д. Мэтьюс, С. Ранкорн и некоторые другие попытались по данным морской геологии объяснить развитие основных форм рельефа. В предисловии изданного у нас в 1966 году сборника «Дрейф континентов» геолог Е.Н. Люстих отметил: «Гипотеза дрейфа стала ведущей за рубежом не столько благодаря глубоким научным исследованиям её сторонников, сколько в результате настойчивой шумной пропаганды».

С тех пор ГТП ещё более укрепила свои позиции во всём мире, вошла даже в школьные учебники, на неё постоянно ссылаются, словно она внесла луч света во тьму земных недр. И это, пожалуй, главная её загадка. Почему так популярна плитотектоника, несмотря на то что она вызывает большие сомнения и не оправдала тех ожиданий, которые с ней были связаны?

Как она объясняет то, что в океанах небольшой осадочный слой не старше 160 миллионов лет? Тем, что в некоторых зонах плиты дна океана «поддвигаются», подныривают под континент. Этот гипотетический процесс назвали субдукцией (в науке иной раз термин подменяет смысл). Но как сравнительно лёгкие осадки погружаются в более тяжёлую и плотную мантию вопреки закону Архимеда?!

Нет ответа. Не представлены никакие расчёты, подтверждающие возможность столь странного процесса.

Что должно происходить там, где одна гигантская каменная плита движется на другую и вторгается в более плотные массы под ней? Мощные силы трения и давления должны сминать и дробить осадочные слои, состругивать их с океанической коры.

В зонах «субдукции» нет этого, словно трения не существует. Если одна плита подныривает под другую, на этом месте должна увеличиться толщина земной коры и образоваться поднятие. А здесь находятся глубоководные желоба, и в них спокойно залегают осадочные породы!

Эти факты опровергают глобальную тектонику плит.

Чтобы как-то объяснить движение плит, придумана гипотеза круговоротов сверхплотного вещества мантии. Их обнаружить так и не удалось, а гипотеза, основанная на гипотезе, вдвойне сомнительна.

Схема образования гор при столкновении плит