Континентальный дрейф

В начале XX века Альфред Вегенер, молодой немецкий ученый, выдвинул теорию континентального дрейфа. Основная идея такова: в далеком прошлом все континенты на Земле были частью огромного материка, который он назвал Пангеей, а те материки, которые мы видим сегодня, откололись от него около 200 миллионов лет назад и, как гигантские айсберги, величественно плывут по поверхности планеты.

Сегодня эта идея ни у кого не вызывает сомнений, более того, она лежит в основе всей современной науки о Земле. Но когда Вегенер впервые высказал ее, последовавшая реакция была не только негативной, но и настолько сильной, что многие, кто мог бы склониться на его сторону, в страхе отшатнулись от ученого, чтобы не навредить своей карьере. В течение 50 лет ученые но обе стороны Атлантики презрительно отмахивались от редких сторонников этой теории, но особенно усердствовали в этом исследователи из США. В критических отзывах часто звучали такие слова, как нелепая, архаичная, серьезное заблуждение, вольность и даже опасная.

Причин отвергать и идею, и ее автора было много, причем некоторые из них довольно показательны. Отчасти это можно объяснить связью, хотя и отдаленной, этой теории с идеей катастрофизма, которая к тому времени уже утратила свою популярность. Сегодня мы знаем, что в истории Земли наблюдались элементы как катастрофизма, так и униформизма. Значит, лорд Кельвин интуитивно верно выступил в защиту катастрофизма, а Томас Генри Гексли, со стороны геологов, имел все основания поддерживать идею униформизма.

Частично же такая реакция была вызвана тем, что Вегенер — астроном и метеоролог — показался геологам чужаком. Действительно, континентальный дрейф не входил в сферу его основных интересов. Его собственный свекор, уважаемый метеоролог, стал одним из первых критиков Вегенера и пытался убедить его не выходить за пределы своей компетенции.

Реакция была настолько сильной, что редкие сторонники Вегенера на первых порах не раз упоминали имя Галилея. Например, в 1926 году ученый из Гарварда Реджинальд А. Дейли опубликовал книгу под названием Our Mobile Earth, где на титульной странице стояли слова E pur su Muove («И все-таки она вертится», лат.), которые, по преданию, Галилей пробормотал после своего унизительного отречения.

Хотя сходство с Галилеем довольно явное, но в истории Вегенера намного больше общего с Дарвином. Более того, вся суть как раз и заключается в удивительных параллелях между этими двумя ситуациями.

 

Очевидное сходство

Альфред Вегенер (1880–1930), как и Дарвин, родился и вырос в благополучной семье. Под влиянием мечты исследовать северную Гренландию, он развивал выносливость во время долгих прогулок, катания на коньках и лыжах, походов в горы. Активный, здоровый и смелый, он принимал участие в нескольких дерзких авантюрах, в том числе (вместе с братом Куртом) летал на воздушном шаре более 52 часов. Этот полет оказался рекордным и был чрезвычайно рискованным, если учесть примитивное оборудование, которое существовало в то время.

Как Дарвин, так и Вегенер в юности участвовали в долгих и трудных экспедициях и активно собирали материал — Дарвин преимущественно во время пятилетнего путешествия на корабле «Бигль», а Вегенер — в ходе нескольких продолжительных зимовок в Гренландии. В 1913 году экспедиция Вегенера оказалась в опасности из-за схода ледника, когда крупная трещина прошла очень близко от лагеря. Переход длился два месяца, и завершить его удалось с огромным трудом.

Подобно Дарвину, Вегенер специализировался в той области, которая была мало связана с самым известным его достижением. Дарвин изучал медицину и теологию, а также провел одни из первых геологических исследований. Вегенер получил докторскую степень по астрономии и стал практикующим метеорологом. Вернувшись домой после первой экспедиции в Гренландию (1906–1908), он читал лекции по астрономии и метеорологии в Университете Марбурга в Германии. Говорят, он был хорошим и популярным лектором.

Храбрый и сильный в юности, он в то же время был и очень миролюбивым человеком. Именно поэтому военная служба во время Первой мировой войны оказалась для Вегенера столь сложной. К тому же, как и Дарвин, он завершил свою главную работу в разгар болезни. Дважды раненый, он больше не мог воевать, поэтому был переведен на полную занятость в военную метеорологическую службу. Хотя впервые Вегенер высказал идею континентального дрейфа в своей статье и лекции в 1912 году (до Первой мировой войны), прославился он благодари книге, которую написал во время войны (опубликована в Германии в 1915 году). Это значит, что он каким-то об» разом смог создать объемную, сенсационную книгу, пока находился на лечении, а затем заканчивал войну военным метеорологом.

Примечательно, что книга называлась «Происхождение материков и океанов». Как и Дарвин, он использовал в названии слово происхождение и, по сути, работал с понятиями эволюции.

В обоих случаях основная мысль прослеживается во многих отрывках. «Эта книга, — писал Вегенер во введении, — адресована в равной мере геодезистам, геофизикам, геологам, палеонтологам, зоогеографам, фитогеографам и палеоклиматологам. Ее цель — не только объяснить исследователям в этих областях суть и значение теории континентального дрейфа в сфере их деятельности но и в первую очередь рассказать им, как данная теории связана с другими областями знания».

Другими словами, подобно Дарвину, он собрал воедино данные из самых разных отраслей. Именно поэтому Вегенеру и его малочисленным сторонникам пришлось столкнуться с различными оппонентами, каждый из которых воспринимал его как выскочку, вмешивающегося в чужие дела. Например, в то время большинство геологов по-прежнему придерживались идеи об остывающей сжимающейся Земле, поэтому они считали, что охлаждение и сжатие — это единственно возможное объяснение разнообразных явлений, в том числе и образования гор. Эти ученые полагали, что Земля, как гниющий сморщенный помидор, создает на своей поверхности возвышенности и равнины. Вегенер указывал на открытие радия и утверждал, что теория остывающей Земли уже устарела, поэтому он и предложил вместо нее собственную идею, по которой континенты, в далеком прошлом начавшие медленное движение, намного лучше объясняют причины появления горных цепей.

И тем не менее он, как и Дарвин, признавал наличие в своей теории слабых мест, поэтому тоже выпустил несколько изданий своей книги, каждое из которых было основательно пересмотрено в свете новой информации и полученной критики. В четвертом, исправленном издании книги Вегенер (1929) писал: «Несмотря на все мои усилия, в данной книге обнаружится множество пробелов, причем весьма серьезных».

Подобно Дарвину, он не первым пришел к мысли о континентальном дрейфе. В широком смысле такая идея несколько раз уже высказывалась в скрытой форме. Вегенер писал: «Я обнаружил множество точек соприкосновения между своими взглядами и утверждениями более ранних авторов». Один из тех, кого он упоминает, — X, Уэттстайн, который в 1880 году «написал книгу, где (помимо многих глупостей) можно найти и мысль о крупном горизонтальном перемещении континентов… Однако Уэттстайн… считал океаны утонувшими материками и высказывал фантастические точки зрения, которые мы здесь опустим».

Идеальное совпадение континентов по форме было очевидным, и заметили его еще в XVI веке, когда появились первые достаточно точные карты Нового Света. Фрэнсис Бэкон первым отметил такое совпадение контуров в своем великом труде «Новый Органон» в 1620 году. Правда, он говорил только о схожести очертаний Южной Америки и Африки. В 1994 году профессор из Бард-колледжа Джеймс Ромм проследил идею о континентальном дрейфе вплоть до голландского картографа по имени Абрахам Ортелиус. По словам Ромма, Ортелиус высказал такую идею в 1596 году.

Но именно Вегенер придал этой идее осмысленность и развил на ее основе теорию, которую нельзя было не заметить. Как и в случае с Дарвином, «Происхождение» Вегенера оказалось в центре внимания. В результате появилась теория не только сенсационная, но и настолько всеобъемлющая, что мало кто из его оппонентов отваживался нападать на нее в целом, Поэтому они делили ее на составные части в зависимости, конечно же, от собственных интересов и представляемых дисциплин.

 

Детали, детали

На теорию в деталях действительно можно было наброситься, поскольку в то время о Земле было известно куда меньше, чем сегодня. Глубина океана, покрывающего целых 70% земной поверхности, оставалась тайной за семью печатями. Сонар, глубоководное бурение и многие другие современные технологии были вопросом будущего, поэтому территория намного ниже материковой суши была такой же неведомой, как и дно океана. В результате Вегенеру пришлось строить догадки о множестве деталей. Но он чувствовал, что главное — это общее следствие его идеи.

Сегодня нас поражает смелость гипотезы, которая не только объясняла происхождение гор и океанов, но и давала ответ на множество загадок, возникших перед всем и специалистами, упомянутыми Вегенером во введении к своей книге. Среди этих загадок была необъяснимая схожесть по обеим сторонам огромных океанов — схожесть в скальных образованиях, а также среди живущих и вымерших организмов. Еще один секрет — распределение климатических поясов в прошлом, отличавшееся от современного, о чем свидетельствуют, например, остатки ледника в Африке или тропические виды далеко на севере и на юге.

Однако во времена Вегенера зоогеограф, изучающий сходство живых организмов в Африке и Южной Америке, никогда не заметил бы странное совпадение в скальных образованиях, которое заинтересовало бы геолога. Вегенер, чужак, смог взглянуть на проблему со стороны и увидеть лес, пока специалисты замечали там только деревья. И все же, как и в случае с теорией эволюции, эта идея сначала привлекла всеобщее внимание, а затем надолго исчезла из виду, и только в середине столетия к ней снова проснулся интерес, когда новые факты начали подтверждать основательность и красоту гипотезы Вегенера.

 

Механизм

Еще одно поразительное сходство между двумя случаями — это тот факт, что Вегенер, как и Дарвин, не смог предложить удовлетворительный механизм действия своей теории. Как вы помните, у Дарвина не хватало генетических аспектов естественного отбора, которые были обнаружены лишь недавно.

Хотя Вегенер знал, что прав и что все указывает в нужном направлении, он тоже не смог описать подходящий механизм — в его случае для величественного сдвига континентов. Какой двигатель мог бы привести в движение целые материки?

Лучшее, что он смог предложить, — это два варианта. Первый получил название Polflucht, центробежной силы, которая возникает вследствие вращения Земли и вызывает перемещение материков по направлению к экватору. Второй вариант, который касается вторичного перемещения, Вегенер относил на счет некоего приливного торможения из-за воздействия силы притяжения Солнца и Луны.

Он подозревал, что этих сил недостаточно, чтобы сдвинуть с места материки и сформировать горы, но считал, что они могут все же оказать подобное воздействие, если будут влиять в течение длительного времени. Лучшего предположения у Вегенера не было. Скромный и рассудительный, он признавал: «Ньютон для теории дрейфа еще не появился».

Этот слабый момент оказался сильным оружием в руках критиков. Гарольд Джефрис, влиятельная книга которого The Earth, Its Origin, History and Physical Constitution («Земля, ее происхождение, история и физическое строение», 1924) заложила прочную математическую основу геофизики, провел определенные вычисления и доказал, что центробежные силы и приливное торможение составляют лишь одну миллионную часть той силы, которая требуется для перемещения континентов и формирования гор. Кроме того, он сформулировал сложную количественную теорию охлаждения и дифференциального сжатия, согласно которой, как утверждал Джефрис, как раз и возникали необходимые силы. Логика в духе лорда Кельвина была неопровержима и успешно затмила теорию дрейфа на несколько десятилетий.

Наконец, как и Дарвин, Вегенер не мог доказать свою теорию. Масштабные теории, подобные эволюционной или континентального дрейфа, по своей природе труднодоказуемы. Любую геологическую теорию крайне сложно проверить в лабораторных условиях, и даже полевые наблюдения затруднены, поскольку требуют больших затрат времени и пространства. В результате Вегенер мог представить только косвенные доказательства.

Вегенер думал, что нашел кое-что конкретное, когда сравнил исторические наблюдения за долготой Гренландии с теми, что были сделаны в его дни. К сожалению, эти показатели не подходили для объяснения вопроса, что легко доказали его критики.

 

Отличия

Но никакая аналогия не бывает идеальной, поэтому и между Дарвином и Вегенером есть свои поразительные различия. Одно из самых важных связано со временем и подготовкой. Впервые Вегенер заметил удивительное сходство контуров континентов в 1903 году и сказал об этом своему однокурснику-астроному. То, что случилось потом, лучше всего объяснят его собственные слова, написанные несколькими годами позже.

Первое понимание континентального дрейфа… пришло ко мне еще в 1910 году, когда я рассматривал карту мира и был буквально поражен прямым соответствием береговой линии по обеим сторонам Атлантического океана. Сначала я не обратил внимания на эту идею, потому что посчитал ее невероятной. Осенью 1911 года я совершенно случайно наткнулся на обзорный доклад, из которого впервые узнал, что существуют палеонтологические доказательства существования в прошлом сухопутного моста между Бразилией и Африкой. В результате я провел поверхностное изучение соответствующих исследований в геологии и палеонтологии, и это сразу же оказало такое мощное воздействие, что убежденность в фундаментальной обоснованности такой идеи прочно укрепилась у меня в голове. {238}

Впервые он изложил свою гипотезу в двух выступлениях в январе 1912 года, всего через четыре месяца после изучения тех исследований. Но даже если, придерживаясь хронологии, мы подождем до выхода в свет «Происхождения» Вегенера, то временные рамки между моментом открытия и его публикацией охватывают всего пять лет, намного меньше 20 лет, которые потребовались Дарвину для создания своего шедевра. Кроме того, хотя сравнительно поверхностное знакомство Вегенера с различными областями знания, использованными в его работе, возможно, позволило ему быстрее увидеть слабые стороны этих исследований, это означало также и то, что он готовился представить свою идею, не подозревая об ожидающей его буре, — и опять лишь отдаленное сходство со всеми страхами и колебаниями Дарвина.

Еще одно отличие состоит в том, что атака на Вегенера не была связана с религией. Отсутствие религиозного подтекста, возможно, объясняет, почему теория континентального дрейфа сегодня считается если и не идеальной, но все же достоверной картиной эволюции Земли, а теорию эволюции Дарвина по-прежнему называют неправдоподобной, по крайней мере фундаменталисты.

 

Любимые (и удачные) теории

Когда Вегенер в 1912 году впервые представил свой доклад, научный мир только освобождался от ограничивающих подсчетов возраста Земли, проведенных лордом Кельвином. Эта относительная свобода позволила намного откровеннее рассуждать о доисторических условиях развития нашей планеты, а интерес был значительно сильнее, чем когда бы то ни было. Но идея об остывающей и сжимающейся Земле все еще оставалась популярной.

Начало XX века к тому же было тем временем, когда считалось, что огромные пласты науки о Земле имеют прочное научное основание. Мало кто приветствовал идею, которая подрывала практически все устои геологии. Даже в 1928 году американский геолог Р. Т. Чемберлин мог по-прежнему писать: «Если мы поверим в гипотезу Вегенера, то должны забыть все, что узнали за последние 70 лет, и начать все сначала».

Например, было установлено, что широкий Атлантический океан когда-то должна была пересекать суша, только так можно было бы объяснить растущее число сообщений о поразительном сходстве, обнаруженном по обе стороны Океана. Показательный пример таких сообщений касается глоссоптериса, отлично сохранившегося папоротника, обнаруженного в.угольном месторождении позднего палеозоя (около 250 миллионов лет назад). Идеально сохранившиеся окаменелости этого папоротника находили в таких отдаленных друг от друга районах, как Индия, Южная Африка, Австралия и Южная Америка. Глупо было бы считать, что один и тот же вид растения мог появиться независимо на столь разных территориях. Нужна была определенная связь.

Что ж, если такие континенты, как Северная и Южная Америка, могут соединяться сухопутным перешейком, то почему это же не могло относиться, скажем, к Африке и Южной Америке? Единственное отличие было бы в том, что мост между Северной и Южной Америкой остался на месте, а другой со временем ушел под воду. Еще одна идея, получившая широкое распространение, заключалась в том, что когда-то существовали целые континенты, которые позже были затоплены. Самым вероятным ответом казался сухопутный перешеек.

В других отраслях знания появлялись другие специфические идеи. К концу XIX века активное изучение силы притяжения подтвердило идею под названием «изостазия», согласно которой горы и расположенная под ними земная кора содержат материал менее плотный, чем дно океана. Если бы и континенты, и океаны покоились на более плотном веществе, то легко представить, что более легкие участки материков поднимались бы в этой массе выше остальных. Если основание гор имеет самую низкую плотность, то это объяснило бы, почему горы возвышаются над другими участками суши. Было известно, что вертикальное движение на самом деле имеет место: тщательные исследования показали, что Скандинавия опустилась под тяжестью ледника в период плейстоцена и с тех пор с потеплением климата снова поднимается. Если изостазия объясняла процесс формирования гор, то тем самым она подтверждала и еще одну популярную идею того времени: постоянство расположения материков и океанов. В связи с этим появляется аргумент против теории о сжимающейся Земле.

Столкнувшись со всеми этими факторами, Вегенер в своей книге утверждал: «Итак, мы наблюдаем странное зрелище — две совершенно противоположные теории доисторической конфигурации Земли развиваются одновременно — в Европе практически единогласная приверженность идее о существовавших некогда сухопутных мостах, в Америке — теории постоянства океанических бассейнов и материковых блоков».

«Где же истина? — продолжал он. — В отдельно взятый период времени Земля может иметь только одну конфигурацию. Существовали ли тогда сухопутные мосты, а может, материки были отделены друг от друга широкими океанами, как сегодня?.. Очевидно, возможен лишь один ответ: в утверждениях, считающихся несомненными, должно быть, кроется ошибка».

Если возможно вертикальное движение крупных участков Земли, тогда почему не может быть горизонтального? Вегенер бросил вызов, реакцией на который было глубокое возмущение ученых не только из разных наук, но и по разные стороны Атлантического океана.

 

Возражение!

Первое немецкое издание «Происхождения» Вегенера, всего на 94 страницах и без всякого предметного указателя, не заинтересовало публику. Через четыре года, в 1919 году, в Германии появилось еще одно издание, теперь уже лучше структурированное, с большим количеством доказательств и с предметным указателем. На этот раз оно привлекло внимание ученых Европы. Коллеги из США оставались в счастливом неведении относительно разразившейся бури, пока, наконец, в 1922 году книга не была переведена на другие языки, в том числе и на английский.

Два видных геолога — британец Филипп Лейк и американец Гарри Филдинг Райд — написали критические отзывы, и теперь агрессивный хор звучал уже на уровне визга, вплоть до высказывавшихся сомнений в состоятельности Вегенера как ученого. Лейк заявлял: «Он не ищет правду, а отстаивает свое мнение, не замечая никаких фактов и утверждений, которые противоречат ему».

Кроме того, он говорил: «Легко сложить кусочки головоломки, если изменить их форму, но если вы это сделаете, то достигнутый успех не будет служить доказательством, что вы положили их на исходное место. Он даже не подтвердит, что эти кусочки относятся к одной и той же головоломке или что собраны все ее элементы».

Американцы тоже всерьез ополчились против Вегенера. Палеонтолог И.У. Берри назвал его теорию «избирательным поиском в литературе подходящих доказательств, игнорирующим большинство фактов, противоречащих идее, и приводящим к состоянию самоотравления, при котором субъективная идея воспринимается уже как объективный факт». Американский геолог Р. Томас Чемберлин (сын одного из влиятельных сторонников лорда Кельвина) вопрошал, можно ли геологию все еще считать наукой, если в ней «может существовать подобная теория». Бейли Уиллис, еще один уважаемый американский геолог, утверждал, что «ее дальнейшее обсуждение обременит литературу и затуманит умы коллег. Она так же устарела, как и физика, существовавшая до Кюри». Кроме того, он называл ее «сказкой».

Самые серьезные возражения высказывали геофизики. Вегенер утверждал, что континенты состоят из скального вещества под названием «сиаль» и скользят по более плотному, но мягкому материалу, который он назвал «сима». Эту мягкость он объяснял тем, что сима, возможно, плавится (т.е. переходит в жидкое состояние) при более низкой температуре, чем сиаль. К сожалению, физические эксперименты противоречили его предположениям о температуре плавления симы. Кроме того, наблюдения за сейсмическими волнами показали, что океаническое дно не мягкое, а твердое, поэтому всю теорию сочли ненаучной.

Сегодня мы знаем, что Вегенер был в основном прав. Удивительно, но как будет ясно из данной главы, он мыслил не слишком смело, а слишком робко. Вспомните его гипотезу о том, что центробежные и гравитационные силы, действуя долгое время, могут привести к континентальному дрейфу. Вегенер был достаточно хорошим ученым, чтобы признать, что именно эти силы представляли самую большую проблему, поэтому механизм континентального дрейфа и оставался самым слабым звеном теории.

Среди тех, кто оспаривал этот аспект его работы, был Гарольд Джефрис, о котором уже говорилось в данной главе. Джефрис называл идею дрейфа «очень опасной и способной привести к серьезным заблуждениям».

Беспомощный против такой атаки, Вегенер мог только жаловаться. Своему свекру он писал: «Письмо профессора П. типично! Он не позволяет никому учить себя. Те люди, которые настаивают на работе исключительно с фактами и не хотят иметь дела с гипотезами, сами отталкиваются от ложной гипотезы, не признавая этого!.. В его письме ничего не сказано о попытке докопаться до сути вещей, а есть лишь удовольствие от того, что ему удалось указать на оплошности другого человека».

Вегенер считал, что отдельные нападки на теорию дрейфа не смогут сокрушить ее. В этом он ошибался. Но с другой стороны, он также был убежден, что доказать истинность теории можно, лишь собрав все доказательства, И похоже, он относился к тем немногим, кто способны на это.

 

Союзники

Вегенер, как бы его ни преследовали, все же был не одинок. В 1928 году, года за два до его смерти, профессор геологии из Эдинбургского университета Артур Холмс, проделавший важную работу по геологической датировке, подсчитал, что тепла, вырабатываемого вследствие радиоактивности, недостаточно, чтобы объяснить вулканическую деятельность. Тем самым он высказал идею о термических конвекционных потоках в недрах Земли. Процесс похож на тот, что наблюдается в большой кастрюле с кипящей водой. Тепло, исходящее от горелки в центре, приводит к появлению потоков воды, которые поднимаются со дна и движутся к периферии. Это мог оказаться тот самый мощный двигатель для континентального дрейфа, и Вегенер сразу же включил его в издание своей книги 1929 года. К несчастью для Вегенера, хотя такие конвекционные потоки могли бы послужить двигателем, по-прежнему было неясно, как именно все происходит. Кроме того, оставалось множество других нерешенных проблем, поэтому, хотя идея по сути была верной, она не принесла заметной пользы.

Примерно в то же время Алекс дю Тойт из Южной Африки, один из виднейших геологов того времени, отметил поразительное сходство между мезозойскими и палеозойскими отложениями в своей стране и на территории Южной Америки. Он собрал другие доказательства и стал активным сторонником идеи континентального дрейфа. Вегенер использовал некоторые из его доказательств в издании своей книги в 1929 году.

Но доказательств все еще было слишком мало, чтобы заглушить все споры, касающиеся теории Вегенера. Важнейший вопрос о механизме по-прежнему не получил, удовлетворительного ответа. Даже многие из тех, кто склонялся к теории дрейфа, понимали, что лучше об этом помалкивать и посмотреть за развитием событий. Более того, кое в чем отношение к теории, казалось, менялось только к худшему.

Даже в 1943 году (через 13 лет после смерти Вегенера) американский палеонтолог Джордж Гейдорд Симпсон отмечал практически единодушное ее неприятие своими коллегами. Сам он утверждал: «Известное расселение сухопутных млекопитающих в прошлом и настоящем нельзя объяснить с помощью гипотезы о дрейфе континентов… расселение млекопитающих определенно свидетельствует в пользу теории о том, что континенты были стабильны на протяжении всей истории существования млекопитающих». А в 1950 году Т. У. Джеверс, ученик дю Тойта, говорил о «заметном отходе от теории континентального дрейфа».

 

Поворот

Во время прокладки трансатлантического кабеля на дне океана в середине XIX века, где-то на середине пути между берегами Нового и Старого Света было обнаружено интересное образование. Названное Срединно-Атлантическим хребтом, оно оказалось частью длинной подводной горной системы, сравнительно точно повторяющей очертания береговой линии двух континентов, между которыми она пролегла.

Вегенер знал об этом подводном хребте, но не думал, что он имеет какое-либо отношение к его гипотезе. Описывая движение континентов, он сказал, что неважно, где находится центр этого перемещения, поскольку значение имеет лишь относительное движение. Он высказал три предположения — Африка, хребет и Южная Америка могут выступать в качестве центра, от которого отодвигаются остальные участки суши.

В том, что касается относительного движения, он был прав. Если растянуть резиновую полоску с нанесенными на ней двумя отметками, то не имеет значения, какую из отметок взять в качестве точки отсчета. Но в свете теории дрейфа вопрос о том, какой участок суши избрать центром, крайне важен. А ответ на него найти было не так-то просто.

Накануне Второй мировой войны ряд важных усовершенствований в картографическом оборудовании и технологии привел ко многим открытиям, которые позволили не только ответить на давний вопрос, но и в конечном итоге изменили судьбу теории в целом. Эти открытия были сделаны в двух отдельных областях.

Первое открытие, связанное с топографической съемкой океанического дна, показало, что Срединно-Атлантический хребет является лишь одним из многих подобных образований. В целом их (средин но-океанические хребты. — Примеч. ред.) можно назвать подводной горной цепью, раскинувшейся по всему миру, но совсем не похожей по форме и строению ни па один горный массив на суше.

Более того, во всех океанах были обнаружены подводные хребты. Они тоже образуют нечто вроде непрерывного пласта. Кроме того, то здесь, то там на поверхность этого пласта выходят подводные вулканы и вулканические острова, к которым относятся Галапагосский архипелаг, остров Пасхи и Исландия. Самые горячие и молодые участки хребтов, что примечательно, располагаются вблизи центра.

Разрозненные наблюдения, касающиеся Мирового океана, продолжали накапливаться, как улики в деле об убийстве. Вот одно из них: когда были усовершенствованы технологии датировки, они показали, что максимальный возраст океанического дна не превышает 200 миллионов лет, что намного меньше возраста материковых гор. Это открытие вызвало настоящий шок. Не забывайте, что было принято считать, будто дно океана и континенты возникли одновременно. Исследования также показали, что а) земная кора на материке состоит из другого вещества, чем в океане; б) океаническая кора намного тоньше той, что лежит под материками; в) и под океанической, и под материковой корой находится более плотный материал.

Вторая область исследований, изменившая судьбу теории дрейфа, касалась магнитной информации, которая накапливалась в горах в течение всей истории Земли. К концу 1950-х годов данные, собранные за многие годы использования магнитометров на кораблях, продемонстрировали несколько удивительных явлений. Одно из них — странный рисунок силовых линий магнитного поля вдоль океанического дна. Они располагаются симметрично и более-менее параллельно по обеим сторонам от хребтов, а также с переменной полярностью. Эти линии были особенно поразительны, но понимание такого явления не заставило себя долго ждать.

 

Расширение океанического дна

В 1960 году Гарри X. Хесс из Принстонского университета высказал идею, которая, как и у Вегенера, объединяла информацию из разных источников. Она была проста и гениальна: океаническое дно образуется в районе срединно-океанических хребтов, поднимаясь из недр Земли в виде раскаленной вязкой лавы (или магмы). Подобно новому высокому вулкану, возникающему из земли, это вещество по мере появления формирует огромную горную цепь, которая поднимается на дне океана на целые мили. Магма распространяется в двух противоположных направлениях, по обе стороны от хребта, формируя новое морское дно. Во всех известных случаях возраст такого дна не превышает 200 миллионов лет.

Поначалу эта идея оказала не большее влияние, чем гипотеза Вегенера, — но на помощь к ней уже спешили другие. Благодаря работе некоторых ученых появилась возможность рассматривать перемежающиеся силовые линии магнитного поля как своего рода окаменевшую магнитную ленту. Когда расплавленная горная порода появляется на поверхности и остывает, то ориентация магнитного поля Земли сохраняется в этом веществе.

Известно, что магнитное поле планеты много раз на протяжении долгой истории Земли меняло свое направление (зарегистрировано 16 инверсий магнитных полюсов с северного на южный и обратно за последние 10 миллионов лет. — Примеч. ред.), и перемежающиеся силовые линии показывают направление поля в момент появления и охлаждения вещества. Вещество, вытолкнутое от центра, сохраняло свою магнитную ориентацию, и когда после поворота магнитного поля выбрасывалось новое вещество, оно имело уже противоположную полярность.

Стало очевидно, что огромные участки земной поверхности движутся. Вот еще одно подтверждение гипотезы континентального дрейфа.

Идея Хесса полу ч ила название теории расширения океанического дна. Среди многих загадок, на которые она дала ответ, была и та, почему породы возле срединно-океанических хребтов всегда моложе, чем те, которые находятся дальше. Но для нашего рассказа важнее то, что благодаря идее Хесса у континентального дрейфа Вегенера появился достаточно мощный двигатель. Континенты приходят в движение из-за всеобщего процесса, причина которого — конвекционные потоки в мантии (толстом слое под земной корой, внутри которого находится ядро). Хесс так обозначил различие: «Континенты не приводятся в движение по поверхности океанической коры какими-то неизвестными силами, а, скорее, пассивно передвигаются вместе с веществом мантии, когда оно поднимается к поверхности хребта, а затем стекает в сторону».

Таким образом, о континентальном дрейфе снова заговорили. Не будучи законченной самостоятельной теорией, эта идея стала частью другой развивающейся гипотезы под названием «тектоника плит». Данная теория сделала для геологии то же, то современный синтез — для эволюции.

 

Тектоника плит

Согласно этой новой идее, континенты — не отдельные корабли в море, скользящие по земной коре. Скорее, поверхность Земли представляет собой ряд твердых, жестких плит разной толщины. По последним данным, эти плиты охватывают не только земную кору, но еще и часть верхней мантии. Под океанами толщина плит варьируется от 6,5 до 130 километров на самых старых участках океанического дна. Материковые плиты, как правило, намного толще — от 32 до 290 километров.

Эти плиты, внешний слой Земли, называются «литосферой» (от греч. lithos — камень). Плиты перемещаются на эластичном слое нижней мантии, который получил название «астеносфера» (от греч. asthenes — слабый). Эти громадные плиты, которые не всегда соответствуют границам континентов, движутся под воздействием медленных, но мощных потоков расплавленного вещества.

Там, где края плит сходятся, происходят самые интересные вещи. Одна плита может погрузиться в мантию или же подмять под себя более легкий блок, а иногда они сталкиваются и образуется горная гряда. Западный контур Северо-Американского континента и восточный контур Азии считаются границами движущихся плит. По мере их перемещения по краям происходят разломы, что может объяснить частые землетрясения и юный возраст гор в этих районах. Кроме того, в местах столкновения двух плит из-за трения вырабатывается огромное количество теплоты, которая может расплавить нижний слой вещества. Вследствие этого большое давление внутри Земли выталкивает магму наверх, из-за чего появляются вулканы и вытекающая из них лава.

 

Сегодня

К счастью для геологов, в этой развивающейся области знаний остается еще множество нерешенных вопросов. Более того, механизм той идеи, которую выдвинул Вегенер, до конца не раскрыт даже в наши дни. Тектоника плит успешно объясняет движение океанической коры. Но ей сложнее удается объяснить движение континентов, которые толще океанических плит и глубже проникают в мантию Земли. В 1995 году было высказано предположение, что движущей силой для большинства плит является притяжение древнего океанического дна, которое опускается вглубь Земли.

Поиски продолжаются в разных областях. Одно из направлений исследований связано с борьбой, которая в настоящее время происходит между континентальными плитами под Индией и остальной Азией. В течение 50 миллионов лет Индия продвигается на север вглубь Азиатского континента со средней скоростью пять сантиметров в год. Геолог из Сиракузского университета К. Дуглас Нельсон говорит, что пока «она подняла вверх Гималаи и Тибетское плато, а части центральной Азии, как арбузные семечки, выдавливаются в Тихий океан».

Другими словами, индийская плита проскальзывает под Азией, что приводит к описанным результатам. Недавние исследования придают всей ситуации дополнительную интригу: похоже, что под этой территорией находится некий бурлящий котел. Это оказалось неожиданным, но может ответить на давний вопрос: почему Тибетское плато, местность, окруженная горами, такое ровное? Исследователи предполагают, что мягкая прослойка каким-то образом позволяет суше выровняться точно так же, как выровняется любая вязкая жидкость, например кокосовое масло, если ей предоставить достаточно времени. Полученные сведения можно также использовать для лучшего понимания более ранних коллизий.

А как насчет самих плит? Что определяет их размер? Согласно теории, их ширина не может превышать 3000 километров. Но почему плита под Тихим океаном в четыре раза больше? В ходе новых исследований установлено, что в глубине мантия имеет большую вязкость, чем считалось раньше, а это в свою очередь может сказываться на размере плиты.

Спорным может быть даже само количество таких плит. По последним подсчетам, существует целая дюжина крупных плит и еще несколько поменьше. Но возможно, тектоническая плита, на которой расположены Индия и Австралия, сейчас распадается, поэтому число крупных плит возрастет до тринадцати.

Но если так много вопросов еще не решено, то разве удивительно, что и Вегенер не смог ответить на все? Из-за сложности всех построений догадка Вегенера о том, что Пангея начала распадаться около 200 миллионов лет назад, кажется еще поразительнее, потому что это один из тех немногих вопросов, по которому все, похоже, сходятся во мнении.

Вегенер смог, продолжить карьеру, несмотря на все трудности. В 1919 году он получил место в Департаменте метеорологических исследований в Гамбурге, где мог выполнять как служебные, так и исследовательские функции. Через пять лет, в 1924 году, его приняли на недавно созданную кафедру метеорологии и геофизики в Университете Граца в Австрии.

В свои 50 лет, будучи все еще очень активным, он планировал в 1930–1931 годах совершить экспедицию в Гренландию, четвертую по счету в его жизни. Но все обернулось катастрофой: он погиб, пытаясь перебраться из лагеря на центральной вершине ледника на базу на западном побережье. Когда в 1930 году Вегенера не стало, его теория по-прежнему пребывала в забвении. Но наследие ученого живет — теперь оно больше, величественнее, понятнее и великолепнее, чем он когда-либо мог себе представить.