РАЗВИТИЕ И СОВРЕМЕННОЕ СОСТОЯНИЕ ПРОБЛЕМ РАСШИРЕНИЯ И ПУЛЬСАЦИЙ ЗЕМЛИ

Смотрите также:

Гипотеза расширяющейся Земли...

НАУКИ О ЗЕМЛЕ

ГЕОЛОГИЯ

Палеонтология

Палеогеография 

космический вулканизм планет

Вегенер. Происхождение континентов и океанов

Океан Тетис и гипотеза дрейфа материков

СЛЕДЫ КОСМИЧЕСКИХ ВОЗДЕЙСТВИЙ НА ЗЕМЛЮ

Камни и геология

ПРИЧИНЫ ГОРО-ОБРАЗОВАНИЯ. Гипотеза Вегенера

Плейт-тектоника - новая глобальная тектоника

Причины вымирания организмов

Метеоритная и вулканическая гипотезы вымирания организмов ...

Е.Е. Мипановский

Идея о возможном расширении или росте Земли в ходе геологической истории зародилась уже более ста лет назад, но, как и высказанные впервые несколько позже предположения о периодических пульсациях ее объема, она до недавнего времени не привлекала серьезного внимания. В последние годы, однако, возрос интерес к этим гипотезам как возможному средству разрешения противоречий, с которыми сталкиваются конкурирующие фиксистские и мобилистские концепции тектонического развития Земли.

С фиксистских позиций хорошо описывается историческое развитие континентов, в особенности их древних, относительно "жестких" ядер — платформ или кратонов. Огромная длительность унаследованного развития обширных поднятий и впадин платформ (для щитов она измеряется 1,5—2,0 млрд. лет) указывает на тесную, неразрывную связь их коры с подстилающей мантией до глубин, достигающих, вероятно, многих сотен километров. Однако ортодоксальная фиксистская концепция встречает затруднения при попытках объяснить происхождение складчато- покровной структуры бывших геосинклинальных областей, несущей признаки сильного горизонтального сжатия, и в частности природы так называемых офиолитовых зон, а также происхождения океанических впадин и особенно внутриокеанических рифтовых хребтов, в которых предполагается горизонтальное расширение и новообразование коры океанического типа. С позиций фиксизма трудно объяснить и сходство конфигурации контуров некоторых океанических впадин (например, Атлантики) и рифтовых поясов внутри них.

Современная версия мобилизма — концепция тектоники литосферных плит — объясняет формирование складчато-покровной структуры геосинклинальных областей как следствие их сильного горизонтального сжатия, а явления, происходящие в средин- но-океанических рифтовых хребтах, — как результат длительно происходящего в их осевых зонах подъема глубинного нагретого мантийного материала и связанного с этим последовательного расхождения флангов срединных хребтов и прилегающих частей океанических впадин в разные стороны. Реальность последнего процесса — так называемого спрединга — и его важнейшая глобальная роль, по крайней мере на протяжении позднего мезозоя и кайнозоя, ныне вызывают мало сомнений, и разногласия сводятся в основном к оценке масштаба, скорости этого процесса и ширины охваченной им зоны окена.

Однако существование и тем более огромный масштаб компенсирующего спрединг гипотетического процесса субдукции, в ходе которого при неизменности размеров нашей планеты должно происходить "поглощение" участков земной коры, равновеликих вновь возникающим в ходе спрединга, не получили пока надежного подтверждения ни данными сейсмических исследований, ни материалами глубоководного бурения. Согласно гипотезе тектоники плит, начиная с середины мезозоя, т.е. за последние 150 млн. лет, в зонах субдукции и других зонах столкновения (коллизии) литосферных плит должна была быть "поглощена" часть земной коры, составляющая около 2/3 всей поверхности Земли. Если же, как предполагают многие сторонники этой гипотезы, механизм спрединга и субдукции "работал" и раньше, хотя бы в течение всего фанеро- зоя и позднего протерозоя (т.е. 1,5 млрд. лет), то зоны "коллизии" должны были бы "поглотить" массивы земной коры, площадь которых в несколько раз превышает всю поверхность Земли. В это трудно поверить, поскольку ббльшая часть площади современных континентов обладает древней корой континентального типа, возраст которой превышает 1,5—2 млрд. лет. С большими трудностями концепция тектоники плит сталкивается и при попытках объяснения тектонических и магматических процессов, протекающих во внутренних частях континентов, и в частности в пределах древних платформ. Если бы последние в составе относительно тонких (около 100 км) литосферных плит скользили по астеносферному слою, то было бы непонятно, каким образом крупные участки платформ площадью в миллионы квадратных километров могли бы на протяжении сотен миллионов и даже 1—2 млрд. лет сохранять свойственный им характер вертикальных движений (например, постоянную тенденцию к поднятию на щитах).

Геофизические данные, полученные в последние годы различными методами, показали, что под внутренними стабильными частями континентов астеносфера не имеет сплошного распространения и мощность литосферы составляет не 100—150 км, как это предполагается в модели тектоники плит, а достигает, по крайней мере, 300-500 км [Алексеев, Рябой, 1981; Рябой, 1979; Jordan, 1979]. Если эти толстые континентальные глыбы вообще "скользят" по какой-то пластичной зоне, то она располагается значительно глубже, чем поверхность, астеносферы, по которой должны перемещаться литосферные плиты согласно модели тектоники литосферных плит. Данные палеомаг- нитных исследований, указывающие на то, что в течение мезозоя и кайнозоя, т.е. последних 250 млн. лет жизни Земли, расстояния между отдельными континентами существенно изменялись (в основном увеличивались), показали вместе с тем, что на протяжении всего раннего протерозоя (2,5—1,5 млрд. лет назад) относительное положение платформенных ядер современных континентов (например, Австралии, Африки, Америки и других) оставалось неизменным [Embleton, Schmidt, 1979; Schmidt, Emble- ton, 1981]. При этом южные, Гондванские материки, составляющие более половины от общей площади древних платформенных ядер континентов, продолжали сохранять свое неизменное взаиморасположение вплоть до начала или даже середины мезозоя. Эти данные ограничивают возможность применения гипотез^ предполагающих значительные относительные горизонтальные перемещения отдельных континентальных блоков, главным образом последними этапами геологической истории, составляющими 3—5% от всей жизни Земли.

Итак, одна часть фактов и эмпирических закономерностей истории Земли находит удовлетворительное объяснение с позиций фиксизма, а другая — с позиций мобилизма, и в частности гипотезы литосферных плит. Вместе с тем такие важнейшие геологические явления, как существование планетарных эпох и фаз усиления складчато-по- кровных деформаций, с одной стороны, и рифтогенеза — с другой, периодические усиления и ослабления проявлений вулканизма, плутонизма и регионального метаморфизма в глобальном масштабе, планетарные регрессии и связанные с ними циклы морфогенеза, корообразования, седиментогенеза, не вытекают непосредственно ни из фиксистской, ни из мобилистской концепций и требуют для своего объяснения привлечения дополнительных факторов, которые могут обусловить глобальную периодичность всех этих тектонических, магматических и других сопряженных с ними процессов. Нуждаются в объяснении также многие геологические явления, отражающие эволюцию Земли. К их числу следует отнести эволюцию типов и парагене- зов главных структурных элементов земной коры; перемещение основной арены проявлений вулканической активности из одних типов структур в другие и смену типов магматической активности и особенностей химизма магматических продуктов на протяжение геологической истории; существенное усиление интенсивности й расширение площадей проявления вулканизма в глобальном масштабе в мезозойско-кайнозойское время по сравнению с поздним протерозоем и палеозоем; эволюцию типов рудообра- зования, как экзогенного (вероятно, в значительной мере связанную с изменением состава атмосферы, гидросферы, а также с изменениями в биосфере), так и эндогенного; резкие изменения в проявлениях регионального метаморфизма и в целом существенное уменьшение их распространения и интенсивности в ходе геологической истории. Наличие геологических явлений, отражающих периодичность и направленную эволюцию процессов, вещественных комплексов, структур, и стремление дать им естественное и непротиворечивое объяснение заставляет мысль геологов обращаться к различным гипотезам и, в первую очередь, к предположениям о возможном расширении и (или) пульсациях размеров Земли в геологическом прошлом.

Первые натурфилософские высказывания о росте и дыхании Земли, как своеобразного живого организма, мы находим у Леонардо да Винчи [1935]. Идея расширения Земли как допущение, позволяющее объяснить возникновение океанических впадин и сходство конфигурации береговых линий континентов на их противоположных сторонах, вероятно, впервые была выдвинута русским ученым-самоучкой Е.В. Быхановым в 1877 г. Спустя 12 лет русский инженер И.О. Ярковский [1889] высказал идею о постепенном росте массы и объема Земли, вытекающую из оригинальной трактовки природы гравитации как материального потока, направленного к Земле и другим небесным телам. Таким образом, в этих работах определились два направления, по которым в дальнейшем развивались гипотетические представления о расширении или росте Земли: геологическое, в котором идея расширения привлекалась для объяснения закономерностей строения и истории Земли или предполагаемых физико-химических процессов в ее недрах, и физическое, или космологическое, в котором она вытекала из того или иного своеобразоного понимания природы тяготения или, позднее, из допущения об изменениях гравитационного поля, и в частности уменьшении гравитационной постоянной в течение времени. Геологические данные в этом случае служат не основанием гипотезы, а лишь одним из средств ее проверки.

Высказывания основоположников идеи расширения или роста Земли остались незамеченными, но в первой половине 30-х гг. XX века идея расширения Земли снова почти одновременно и притом независимо появляется в трудах немецкого геофизика О. Хильгенберга [Hilgenberg, 1933; Колчанов, 197Т], южноафриканского астронома Дж.К. Холма [Halm, 1935; Милановский, 1936] и советских геологов М.М. Тетяева [1934] и В.М. Букановского. На этот раз гипотеза расширения Земли вызвала значительный интерес у геологов. В 30-50-х годах предположение о расширении Земли и других небесных тел высказывали многие физики: П. Дирак, затем Л. Эдьед, П. Иордан, Д.Д. Иваненко и другие, связавшие это явления с гипотетическим процессом изменения гравитационной постоянной, которая, согласно взглядам некоторых физиков теоретиков, должна уменьшаться пропорционально возрасту Вселенной при ее расширении.

По мере того как в результате широкого развития геолого-геофизических исследований дна Мирового океана начала вырисовываться мировая система внутриокеани- ческих рифтовых хребтов с ее континентальными ответвлениями, в пределах которой происходило значительное горизонтальное расширение земной коры, к идее общего расширения Земли почти одновременно пришел ряд геологов в Австралии [Carey, 1976 и др.]. Советском Союзе [Кириллов, 1958; Нейман, 1962], Западной Европе [Holmes, 1965] и США [Хизен, Т966; Schneiderov, 1961]. Эта идея, высказывавшаяся первоначально в довольно схематической, а подчас и примитивной форме, встречала на первых порах весьма скептическое отношение, но в 60—70-х годах стала постепенно крепнуть, развиваться и приобретать все большее число сторонников как в нашей стране [Блинов, 1977, 1978; Веселое, 1976; Ларин, 1980; Левченко, 1979; Летавин, 1980; Лишневский, Кременецкий, 1975; Любимова, 1968; Милановский, 1978а, 19786, 1980; Муратов, 1975; Смыслов и др., 1979; Соловьева, 1981; Удинцев и др., 1980; Штенгелов, 1980; Шуркин, Митрофанов, 1974; Milanovsky, 1980], так и за рубежом [Ciric, 1974; Crawford, 1979; Embleton, Schmidt, 1979; Clikson, 1980; Owen, 1976; Ricard, 1980; Schmidt, Embleton, 1981; Steiner, 1977].

К содержанию книги: Проблемы расширения и пульсаций Земли