Николай Грушинский - Антарктида

В пределах платформ выделяются щиты – участки, на которых фундамент платформы обнажается на земной поверхности, и плиты – участки, на которых фундамент закрыт осадочным чехлом.

Кратоны занимают большую часть континентов и дна океанов. В пределах первых они образуют два ряда: северный – включает в себя Северо-Американский, Восточно-Европейский, Сибирский и (условно) Китайско-Корейский кратоны, южный – Южно-Американский, Африкано-Аравийский, Индостанский, Австралийский и Антарктический.

К складчатым геосинклинальным поясам относятся, например, Альпы, Крым, Кавказ, Копетдаг, Памир, Гималаи в Евразии, Анды и Кордильеры в Южной и Северной Америке, Риф и Телль-Атлас в Африке и многие другие горные системы.

Казалось бы, осадочные слои земной коры должны залегать горизонтально и в хронологической последовательности. Однако тектонические движения различных направленности и интенсивности, особенно сильные в геосинклинальных поясах, часто сминают эти горизонтальные слои, нарушают их расположение, порой ставят их вертикально и даже могут запрокинуть так, что более древние породы будут лежать в разрезе выше более молодых (явление шарьяжа).

Возраст пластов определяется по содержащимся в них окаменелым остовам живых организмов. Есть целая наука – палеонтология, изучающая, когда, какие организмы и как долго жили. Этой наукой установлена приблизительная шкала времени различных циклов развития Земли и их последовательности. Нам она понадобится, когда мы будем говорить об образовании и эволюции Антарктиды.

Вся история земной коры делится на зоны, эры, периоды (табл. 1) и эпохи.

Фанерозойский эон, отличающийся от предыдущих бурным развитием жизни, делится на три эры: кайнозойскую – новая эра, насчитывающая приблизительно 65 млн. лет, мезозойскую – средняя эра длительностью 165 млн. лет и палеозойскую – самая древняя эра – 340 млн. лет. Слои земной коры, относящиеся к этим эрам, несут в себе самые значительные следы былой жизни. Хотя примитивные формы жизни, по-видимому, начали образовываться уже около 3 млрд. лет назад, древние пласты этого возраста имеют весьма глухие следы жизни или вовсе не имеют их. Они называются докембрийскими, т. е. лежат ниже самого древнего периода фанерозоя – кембрийского. Названия периодов даны либо по содержащимся в них породам (меловой, каменноугольный), либо по характерным местам, где были впервые описаны их разрезы и определена датировка (пермский, девонский, кембрийский, ордовикский).

Одной из первых научно обоснованных теорий эволюции земной коры была теория катастроф Кювье. Схематично она заключается в том, что в результате какой-либо общеземной или космической катастрофы вымирает существующий вид жизни. Новые формы жизни образуют следующие слои. Катастрофы же вызывают и изменения форм рельефа. Будучи внутренне противоречивой, эта гипотеза не могла просуществовать долго, хотя и объясняла многие явления. На смену ей пришла эволюционная концепция, которой мы придерживаемся и теперь, однако пути эволюции могут быть различными. Одной из эволюционных гипотез была контракционная гипотеза. Эта гипотеза, казалось, неплохо объясняла процесс горообразования, но не могла объяснить разновременность этого процесса и асимметричное расположение материков северного и южного полушарий. Гипотеза состояла в том, что по мере остывания Земли образовывалась твердая внешняя оболочка – земная кора, которая по мере дальнейшего сжатия внутреннего расплавленного вещества растрескивалась и сминалась, как печеное яблоко при остывании. Так в одних местах появились горные области, в других – образовались впадины. Опустившиеся области заполнялись водой и образовывали впоследствии океаны. При таком механизме по мере сжимания Земли горообразовательный процесс должен был идти более или менее равномерно по всей Земле, тогда как мы встречаем и совсем молодые складчатые области, где процесс не завершен и сейчас (Альпы), и совсем древние, даже разрушенные временем (например, Урал и Тиман).

В рамках этой гипотезы невозможно согласовать скорость охлаждения со сжатием. Исходя из коэффициента объемного сжатия, можно подсчитать, что для образования только одной горной цепи длиной несколько тысяч метров Земля должна охладиться на 1000 °C. Тысяча горных цепей или одна горная страна типа Гималаев потребуют охлаждения Земли на 1 млн. градусов. Такой температуры нет и в ядре Земли. Сейчас считают, что температура ядра около 4000–5000 °C.

Позже возникла идея расширяющейся Земли. Причиной могли быть радиоактивный разогрев, общее тепловое расширение вещества Земли и даже уменьшение гравитационной постоянной. Идеей механизма такого расширения, заимствованной из физики и искусственно приспособленной к геологии, была гипотеза П. Дирака об изменениях гравитационной константы.

Любой механизм контракционной гипотезы не может объяснить существенную разновременность процессов горообразования.

Расширение Земли должно вызывать растрескивание коры и образование океанических впадин. Неоднородные конвективные течения магмы, вызванные внутренним разогревом, могли явиться причиной вертикальных движений, подъемов и опусканий целых областей, в результате которых образовались горы. Но и в случае сжимания Земли, и в случае ее расширения должна сохраняться некоторая симметрия континентов и океанов северного и южного полушарий. Основываясь на этом соображении, задолго до открытия Антарктиды люди считали, что должны существовать один или даже несколько южных материков.

Более обоснованной явилась пришедшая на смену концепция холодного происхождения Земли. Разогрев происходит, с одной стороны, от сжатия, с другой – от радиоактивных процессов. Этот механизм может объяснить неравномерность во времени разогрева различных областей. Этот же разогрев может вызывать явления вулканизма и конвективные движения в мантии (так называется оболочка Земли, лежащая под корой и доходящая до глубин 2900 км), которые, в свою очередь, могут вызвать вертикальные движения земной коры. Эти движения и приводят к тому, что современные горные страны, высоко воздымающиеся над уровнем океана, сложены из пород, образовавшихся под водой, т. е. горы эти когда-то были дном моря – областью накопления морских осадков.

Если внимательно посмотреть на карту мира, можно заметить сходство контуров западного побережья Африки и восточного Южной Америки. Сдвинув эти континенты, мы получим почти без разрывов единый континент. Это наводит на мысль, что когда-то Африка и Америка составляли единый материк. Изучение окаменелостей древней флоры и фауны, например каменноугольного периода, показывает их идентичность на обоих континентах. По-видимому, прежде они действительно не разделялись. Согласно концепции вертикальных движений область Атлантики, когда-то соединявшая оба континента, опустилась, образовав Атлантический океан. Это породило фантастические легенды об Атлантиде. Почему при погружении должно было возникнуть подобие береговых линий?