Игорь Дуэль - Судьба фантастической гипотезы

Уже хорошо нам знакомый сотрудник Института океанологии АН СССР Олег Георгиевич Сорохтин, широко использующий в своих работах методы математической физики, выдвинул единую стройную гипотезу преобразования веществ в процессе их круговорота в литосфере. Он пришёл к выводу, что излившиеся из глубин магмы становятся универсальным материалом для строительства всей земной коры. В районах рифтов из магмы формируется базальтовая океаническая кора. Во время же погружения плит, несущих на себе слой осадочных пород, из части этого «сырья» создаётся гранитный слой материковой коры.

Наконец, о «моторе», приводящем в движение огромные литосферные плиты, — проблеме, которая на всех предыдущих этапах была трудным орешком. Это вполне определённо признавал, как мы помним, сам Вегенер, а позднее многие учёные из тех, кто отстаивал идею дрейфа. Нельзя сказать, что вопрос вполне определённо и однозначно решён и сейчас. Однако и здесь продвижение вперёд весьма заметно.

Мы с вами остановились на том, что модель конвективных течений (восходящих в районе рифтов и двигающихся отсюда по горизонтали в противоположные стороны до островных дуг или материковых окраин, где поток ныряет в глубины) предложили, возродив на новом этапе идею Османда Фишера и Артура Холмса, американцы Гарри Хесс и Роберт Дитц.

Их эстафету несколько лет спустя подхватил знакомый нам магнитолог Кейт Ранкорн, ставший активным неомобилистом после того, как наглядно убедился, что вновь полученные им и его сотрудниками данные нельзя объяснить лишь странствованием по планете геомагнитных полюсов, — логика фактов заставила его признать, что материки тоже не стояли на месте.

Мы уже говорили, что Ранкорн всегда высказывался за широту в работе учёного. Он в палеомагнитологию пришёл из радиолокации и позднее без колебаний ещё раз сменил сферу исследований, убедившись, что для неомобилизма очень важно более чётко показать, какие же природные силы приводят в движение плиты литосферы.

Подход Ранкорна к этой проблеме с самого начала отличался новизной, ибо он попытался в своих рассуждениях соединить мобилистскую концепцию с новыми представлениями в космогонии — с идеей происхождения Земли из космической пыли и метеоритных обломков, которую часто именуют теорией холодного происхождения. Она разработана в сороковых — пятидесятых годах академиком Отто Юльевичем Шмидтом, а в дальнейшем была поддержана многими советскими и зарубежными учёными, в том числе американским физикохимиком Г. Юри.

Для становления мобилизма это был очень важный момент. Уже отмечалось, что в принципе всякая концепция, трактующая историю формирования лика планеты, должна опираться на ту или иную космогоническую концепцию, дабы соединить рождение Земли с её дальнейшей историей. Однако пока мобилизм был представлен в науке «тихими голосами», связь эта либо вовсе не просматривалась, либо была трудно уловимой, что вполне естественно: ведь на тех этапах представления о дрейфе существовали в виде самых неопределённых догадок.

Не обнаружил такой связи и Вегенер, что также естественно: все события, о которых он писал, укладывались в сравнительно короткий промежуток времени — примерно двести пятьдесят миллионов лет, а нашей планете, по последним данным, не менее четырёх с половиной миллиардов. И чтобы понять близкие к нам моменты её эволюции, не обязательно было столь глубоко погружаться в её прошлое.

Однако вы, вероятно, заметили, что становление неомобилизма, начиная с пятидесятых годов, имело одну важную особенность. Многие исследователи брали на себя смелость, считая открытые ими закономерности универсальными, распространять их на всё более удалённые от современности эпохи. Эта тенденция и привела к тому, что потребность в «космогоническом фундаменте» мобилизма с годами становилась всё насущнее. Её-то и осознал Кейт Ранкорн. Не случаен был и его выбор: концепция холодного происхождения Земли представляется сегодня наиболее убедительной.

По теории Шмидта недра Земли, изначально холодные, стали позднее разогреваться в результате радиоактивного распада, следствием которого было выделение тепла и расслоение планеты на основные геосферы: ядро, мантию, кору.

Так вот, не вдаваясь в детали, отметим наиболее существенное: в поиске природных процессов, порождающих течения в мантии, Ранкорн создал своё представление о расслоении вещества в глубинах планеты и образовании из него всех геосфер.

По мнению учёного, расслоение произошло из-за разницы в плотности различных компонентов земных недр. При таком подходе существование в давнюю эпоху единого материка и последующее его дробление обретало логику. В начальный период жизни планеты её ядро было невелико. А мантия соответственно распространялась до больших глубин. Тогда в ней образовалось единое общепланетарное круговое течение, имевшее соответственно лишь одну восходящую и одну нисходящую ветви. И тогда же в процессе расслоения вещества все его лёгкие компоненты поднялись на поверхность именно в том месте, где достигал её восходящий поток. Остыв, они создали единый праматерик, переместившийся в область нисходящего потока.

Затем ядро стало расти, мантия же, наоборот, сужалась. И со временем ей уж оказалось не по силам удерживать единое течение. Оно разбилось на несколько самостоятельных потоков (каждый со своей восходящей и нисходящей ветвью), и эти потоки стали растаскивать по планете части древнего континента-монолита.

Со временем представление о движущих силах перемещения блоков литосферы пополнилось и другими моделями. Но все они так или иначе были всё же ещё приблизительными, включали в себя множество произвольных допущений.

От многих этих недостатков свободна модель, предложенная Олегом Георгиевичем Сорохтиным.

Он обратил внимание на то, что древние базальтовые лавы содержат больше железа, чем более молодые. Учёный сделал вывод — причина здесь в уменьшении со временем содержания этого металла в самой мантии. Сорохтин провёл тонкий анализ этого явления и обосновал идею о том, что атомы железа в течение длительного времени опускаются в ядро, соединившись необычным образом с кислородом.

В целом же преобразование мантии состояло из двух параллельных, идущих примерно с одной скоростью процессов: тяжёлые фракции опускались в ядро, лёгкие — силикаты — сохранялись в мантии. Причём математические уравнения показали, что за долгую жизнь нашей планеты всё вещество мантии многократно должно пройти через нижнюю зону, где оно разгружается от железа. Полный цикл каждого конвективного течения (один его оборот), по подсчётам Сорохтина, составил триста миллионов лет.