100 великих загадок географии

Геофизик Н.И. Павленкова обработала данные сейсмического зондирования глубоких недр до глубины 700 км, полученные по результатам землетрясений и ядерных подземных взрывов. Не подтвердилось чёткое деление на монолитную каменную оболочку и нижележащую пластичную или текучую астеносферу. Видны сложные структуры, не похожие на плиты, плавающие на полужидком субстрате.

Под континентами прослеживаются «корни», уходящие на глубину до 400 км, чего нет под океанами. По словам Н.И. Павленковой: «Не обнаружено признаков конвективных круговоротов в мантии, предполагаемых плитотектоникой. Вместо них – слоистая структура».

В науке практика обычно является критерием истины. Но тогда поклонники ГТП должны были бы испытать глубокое разочарование: за полвека её господства не улучшились прогнозы землетрясений и цунами, не открыты месторождения полезных ископаемых.

Странно, что академик Хаин утверждал, будто горы возникают из-за столкновения плит. Как геолог, он должен был знать, что это не отвечает реальности. Однако, приняв как истину ГТП, он увлёкся её пропагандой, пренебрегая критическим анализом.

Горные страны нередко занимают огромные территории, достигая в поперечнике сотен километров. У них сложное, но вполне закономерное геологическое строение, а растут они в зонах преимущественного растяжения земной коры. Поэтому там залегают мощные осадочные и метаморфические толщи, нередки вулканы, а в центральных зонах обнажаются наиболее древние породы.

При лобовом столкновении гигантских каменных плит образовался бы хаос раздробленных скал, «перемолотых» чудовищным сжатием. Ничего подобного в горных странах нет. Достаточно не полениться и взглянуть на геологические карты и профили. (Мне довелось работать в Сванетии; там в горных породах Кавказского хребта преобладали силы растяжения.)

Схема субдукции. На месте столкновения плит не горы, а впадина

…Теории в науках о Земле – не просто упражнения для ума. Они тесно связаны с практикой. Можно случайно обнаружить месторождение полезного ископаемого. Но за недолгий срок обнаружить и разведать крупные месторождения в сложных природных условиях можно только на основе науки. Наша страна в прошлом веке показала непревзойдённые примеры успешного сочетания мысли и дела.

До Гражданской войны большинство полезных ископаемых в Россию ввозили из-за рубежа. Затем страна оказалась в блокаде и вынуждена была обходиться в основном своими природными и интеллектуальными ресурсами. В кратчайшие сроки наши геологи обследовали огромные, преимущественно труднодоступные территории. Были открыты тысячи месторождений разнообразных полезных ископаемых.

Нелепо думать, будто эти достижения сделали бродяги-романтики, которые едут «за туманом и за запахом тайги». Всё, что лежит на поверхности, давно учтено. Да и мало только обнаружить месторождение. Требуется разведать его, подсчитать запасы руды, выяснить её качество, условия залегания и разработки.

В СССР геологическими поисками руководили выдающиеся учёные, и достижения были грандиозными: Курская магнитная аномалия, золото Колымы, алмазы Якутии, редкие металлы Забайкалья, урановые Средней Азии, калийные соли Белоруссии, нефть Татарии, газ и нефть Западной Сибири… Нигде в мире не было сделано ошеломляюще быстро столько крупных открытий!

В 60-х годах энтузиасты глобальной плитотектоники уверяли, что их разработки дадут большой практический эффект. Результат нулевой. Нет ни открытых месторождений, ни успешных прогнозов землетрясений и цунами, наносящих колоссальный урон.

…Во второй половине ХХ века учёные продемонстрировали печальное единомыслие в разных областях знаний. Они предпочитают проторённые пути научной мысли, умозрительные схемы, избегая творческих исканий и пренебрегая реалиями удивительного мира, создавшего и пронизывающего нас.

Глобальная тектоника плит направила мысли и дела многих представителей наук о Земле по ложному пути. Она оказалась бесплодной. То, что придумана такая теория, – нормально. На то и наука, чтобы выдвигать и разрабатывать разные идеи. Но ещё требуются убедительные доказательства, сомнения, проверки и перепроверки на фактах.

Почему же ГТП приобрела такую популярность? Ответ на этот вопрос важен не только для развития наук о Земле, но и для понимания современного господствующего мировоззрения.

Очевидна сила и влияние электронных средств массовой рекламы, агитации, пропаганды (СМРАП). Оказывается, успешная реклама важна не только в торговле. Критиковали глобальную тектонику плит главным образом советские специалисты (хотя первыми критиками были американские геологи), а с развалом СССР их стали считать ретроградами.

Отказаться от ГТП не так-то просто после того, как ей были посвящены тысячи научных работ, прочитаны миллионы лекций. У немногих учёных хватает мужества признать свои заблуждения. Чем больше рекламируют эту концепцию, тем меньше желающих её критиковать.

Привлекательность глобальной тектоники литосферных плит в том, что она предлагает простую и наглядную модель динамики литосферы. Многих учёных завораживает эта наглядность и простота.

Понять их можно. В науках о Земле бесчисленное множество самых разнообразных фактов и сведений, связанных с биологическими, астрономическими, химическими и физическими науками. Если уподобить факты кирпичам и блокам разной формы, станет ясно, как трудно выстроить из них добротное прочное здание научной теории. Проще всего выбрать кирпичи-факты более или менее одинаковой формы и без особых забот и головоломок выстроить «теоретическое сооружение» красивое, но имеющее лишь косвенное отношение к сложной и противоречивой реальности. В таких случаях наиболее эффектно выглядят механические наглядные модели.

Такова разгадка необычайной популярности глобальной тектоники плит литосферы. Какая от неё польза? Она обобщила сведения, добытые исследователями морского дна, пробудила интерес к моделированию динамики литосферы. К сожалению, при этом не учитываются достижения исследователей континентов и не осуществлён синтез знаний.

Интересную мысль высказали английские географы П. Хаггет и Р. Дж. Чорли: «Все модели приходится улучшать по мере поступления новых данных или с открытием новых перспектив. И чем удачнее была построена первоначальная модель, тем более вероятно, что подобные улучшения приведут к появлению совсем новой модели».

Какая новая модель может сменить ГТП? Мне кажется, наиболее перспективна разработка идеи А. Вегенера о движении материков (не плит, включающих материковую и океаническую литосферы!). Это приводит к моделям круговоротов литосферы (не мантии!), а также изодинамики.

При этом, конечно, не следует идти по стопам легендарного злодея Полипемона по прозвищу Прокруст. Древнегреческая легенда гласит, что он изготовил два ложа. Предлагая путникам ночлег, он низких укладывал на длинное ложе и растягивал их, разрывая. Высоким предлагал короткое ложе и отрубал им ноги или головы по мерке.

Научная модель, как бы ни была она хороша, не может полностью отражать реальность. Пользоваться такими моделями удобно. Но всегда есть риск, попав под их обаяние, начать мысленно «урезать» реальные сложнейшие природные объекты, чтобы они укладывались в данную схему. Подгонка под готовый ответ даёт лишь иллюзию решения задачи.

Модель для Земли

Научная модель (от латинского «модулюс» – «образец, подобие») служит для упрощения реальности. Моделью может быть система формул, схема, график, карта, механическая конструкция, макет. Для доказательства теории относительности А. Эйнштейн придумывал мысленные опыты-модели, в действительности невозможные.

С появлением компьютеров учёные стали активно разрабатывать математические модели географических объектов. Научные модели обрели наглядность и популярность.

Английские географы П. Хаггет и Р. Дж. Чорли поясняют: «Модели призваны быть тем мостом, который перебрасывается над пропастью между наблюдениями и теорией. Сфера их действий – упрощение, упорядочение, конкретизация, экспериментирование, облегчение практической деятельности, обобщение вплоть до глобального масштаба, разработка теории и объяснение явлений реального мира. Одной из главных функций модели следует признать её психологическое воздействие, поскольку она позволяет вообразить или постичь целую группу явлений, которые иначе остались бы для нас непостижимыми из-за их огромных масштабов или сложности».

Однако увлечение моделированием природных объектов и явлений таит серьёзную опасность: потерю реальности. На примере ГТП (глобальной тектоники плит литосферы) видно, как привлекательная своей простотой и элегантностью модель способна вводить в заблуждение учёных. В таких случаях моделирование становится чем-то вроде интеллектуальной компьютерной игры.

П. Хаггет и Р. Дж. Чорли пришли к выводу: «Успешное применение моделей в географии отнюдь не приблизит нас к метафизической цели полного понимания, ибо развитие науки не только не уменьшает число проблем, подлежащих решению, а, напротив, увеличивает его».

Надо, чтобы наше понимание природы и самих себя прояснялось, а не затуманивалось нагромождением всё новых проблем.

Самое главное и сложное – понять, в каких случаях и какие модели полезны, а в каких вредны. По-видимому, наиболее простое их разделение – на механические и органические. Первые сравнительно легко перевести в математическую форму. Вторые подобны литературному сравнению.

Механические модели превосходно показали себя при изучении движения крупных небесных тел по закону гравитации, всемирного тяготения. Это породило мнение, будто язык математики – универсален для мироздания вообще и в частностях. Внедрение в Биосферу машин укрепило такое мнение.

Столетие назад Максимилиан Волошин выразил демоническую завораживающую и опасную суть такого мировоззрения:

Я дух механики. Я вещества
Во тьме блюду слепые равновесья.
Я полюс сфер – небес и поднебесья.
Я гений числ, я счётчик, я глава.

Мне нужны формулы, а не слова.
Я всюду и нигде. Но кликни – здесь я!
В сердцах машин клокочет злоба бесья.
Я князь земли! Мне знаки и права!

Я враг свобод. Создатель педагогик.
Я – инженер, теолог, физик, логик.
Я призрак истин сплавил в стройный бред.

Я в соке конопли, я в зёрнах мака.
Я тот, кто кинул шарики планет
В огромную рулетку Зодиака.

В виде механической модели можно представить что угодно, вплоть до живого организма или духовной структуры личности. Таков логичный инженерный или физико-математический подход к решению задач. Всё зависит от сути задачи и цели решения. Можно создать физико-математическую модель человека. Получится робот. Можно создать художественную (образную) модель робота. Получится подобие человека.

Испанский философ Х. Ортега-и-Гассет отметил: «Человеческое ускользает от физико-математического разума, подобно воде, вытекающей из решета».

Часто используют моделирование в экономической географии. Например, для оптимального размещения промышленности, рациональной планировки городов и т. д. Для теоретических изысканий это полезно. На практике в условиях частной собственности на средства производства, на землю ситуация становится тупиковой. Не исключено, что географическое моделирование на практике чаще и успешнее всего используется для военных целей.

В СССР один из первых опытов локального географического моделирования с помощью компьютера провела в 1961 году группа учёных под руководством Н.Н. Моисеева (впоследствии академика). Они разработали программу оптимального следования грузовых машин одной из автобаз Москвы. За три месяца работы по научной модели одни плановые показатели у автобазы улучшились, другие ухудшились, а в целом, как признался Н.Н. Моисеев, «наша автобаза очутилась в глубочайшем прорыве».

Теоретически всё было сделано корректно. Вмешались факторы, которые трудно или невозможно учесть: дорожные происшествия, психология и личные интересы водителей, скорость загрузки и разгрузки материалов, погодные условия… Короче говоря, даже на таком узкоограниченном пространстве и с одним предприятием реальная ситуация оказалась слишком сложной.

Математические модели наиболее успешно применяются в технике и физике. От них принципиально отличается география как естественная наука. Приходится учитывать конкретные условия на данной территории, в данной стране.

Может показаться, что применение моделей наиболее сложно в экономической географии, где большое значение имеют не только экономические, но и политические, демографические факторы, народные традиции, природные условия. Хотя в действительности именно географы-экономисты успешно пользуются физико-математическими моделями.