Журнал «Знание-сила» - Знание-сила, 1997 № 10 (844)

Впрочем, доктор физико-математических наук Андрей Васильевич Витязев считает, что прогрев Земли начался под воздействием падавших на нее комет, астероидов и метеоритов. (О гипотезе А. Витязева см. статью Н. Максимова «Повивальные бабки Земли», «Знание — сила», 1997 год, № 3.) Космические тела оставляли на Земле почти всю свою массу, а за счет ничтожных процентов, которые благодаря мощной ударной волне выбрасывались на многие тысячи километров вверх, и сформировалась Луна. Поэтому и в модели Андрея Витязева формирование примитивной коры Земли также связано с образованием Луны.

И Сорохтин, и Витязев разделяют ту точку зрения, что благодаря возникновению воды на Земле появились граниты, которые были включены в сложный процесс дифференциации вешества, начавшегося после массивной бомбардировки Протоземли астероидами и метеоритами. Но стоило только появиться первой гранитной выплавке, как тут же из нее образовались первые континенты, плавающие на более плотных базальтах.

Дифференцировка вещества планеты — вода — гранитные массивы — континенты — такова была изначальная цепочка причинно-следственных связей, которая обусловила начало бурной тектонической жизни Земли. Да и в дальнейшей истории планеты этот комплекс факторов определял главное — дрейф континентов и решительные перемены в состоянии биосферы.

Кстати, есть в той глубокой древности какие-то рубежи, которые еще весьма приблизительно нащупываются современной наукой. На тех рубежах уж фиксируются явления, ставшие столь характерными для более поздней планеты. Так, древнейшие известные на сегодня граниты приурочены ко времени в 3,8 миллиарда лет назад. Некоторые гранитные массивы тех давних времен существуют до сих пор. И к тому же примерно времени относится, по известным данным, возникновение жизни. Судя по последним находкам микроскопических остатков углерода, содержащегося в геологических породах на острове Акилия (у юго-западного побережья Гренландии), микроорганизмы населяли нашу планету уже 3,85 миллиарда лет назад. В то время поверхность Земли представляла собой неприветливую и однообразную пустыню с исключительно жарким климатом, где температуры достигали отметок в 70—100 градусов.

Но постепенно ситуация стала меняться и привела к первой смене декораций в многоактной драме геологической истории планеты. Картины тех событий известны слабо, и, может быть, стоит рассказать о них чуть подробнее.

По расчетам Олега Сорохтина и его соавтора и сына, доктора наук Николая Сорохтина, шел процесс выделения земного ядра. Шел катастрофически по своим масштабам и характеру. Тяжелые расплавы железа и его оксидов, стекая вглубь, к земному ядру, образовали на поверхности планеты обширный нисходящий поток. Он в свою очередь вызвал дрейф всех архейских континентов к своему центру. Так за 2,6 миллиарда лет до наших дней, на рубеже архея и раннего протерозоя, образовался первый суперконтинент — Моногея.

Примерно в это же время температура на поверхности Земли резко упала и достигла в среднем шести градусов (напомним, что сейчас температура поверхности планеты близка к пятнадцати градусам). Результатом такого резкого похолодания климата стало возникновение первого в истории Земли покровного оледенения. Масштабы его были грандиозными: в поперечнике оно простиралось по меньшей мерс на семь тысяч километров. Логично было бы предположить, что суперконтинент, покрытый столь мощной шапкой льда, располагался на полюсе Земли. Однако, судя по реконструкциям Сорохтиных, огромный суперконтинент должен был находиться на экваторе. Как же в таком случае объяснить возникновение покровного оледенения? Ведь даже прохладный климат того времени не смог бы создать такие обширные области оледенения.

На взгляд ученых, появление ледников может быть объяснено, только если допустить, что в ту пору существовали значительные участки суши с большими высотами, где и могли возникнуть высокогорные ледники.

Чтобы не утомлять читателя математическим и и физическими расчетами, скажем просто: Олегу и Николаю Сорохтиным удалось получить надежные результаты, которые свидетельствуют, что континенты в те времена поднимались действительно исключительно высоко. Огромные материки возвышались нал поверхностью океанов на три-четыре километра. Трудно себе это представить, ведь это были не отдельные пики, а большие участки суши.

Однако столь существенная высота континентов, по мнению ученых, связана не с их подъемом, а с низким положением морских бассейнов того времени. Хотя в раннем архсе глубина океанических впадин достигала глубины в один километр, тогда существовали не настоящие океаны с единым уровнем, а отдельные мелководные бассейны, которые располагались в наиболее глубоких частях таких впадин. За счет этого и была достигнута столь впечатляющая высота.

Но уже в конце архея и особенно в раннем протерозое средняя высота континентов стала сравнительно быстро снижаться до полутора километров. В то время шел довольно быстрый процесс остывания мантии, и благодаря этому началось формирование под континентальными блоками мощных и плотных литосферных плит, которые заставляли глубже погружаться «легкие» континенты. А дальнейшее снижение уровня стояния континентов происходило в среднем и позднем протерозое уже за счет повышения уровня самого океана.

И вот стоит вернуться к такому удивительному явлению, как мощные оледенения на ранних этапах геологической истории Земли. Для анализа этого явления Олег и Николай Сорохтины привлекли ранее разработанные ими модели эволюции земной атмосферы и нашли среднюю высоту расположения снеговой линии в те далекие времена. (Снеговой линией ученые называют воображаемый высотный уровень, выше которого накопление атмосферных осадков преобладает над их таянием и испарением.)

В архее атмосфера содержала огромное количество углекислоты и имела давление около 4,5 атмосфер, чем и объясняется жаркий и малоконтрастный климат той эпохи. Поэтому снеговая линия в архейской тропосфере всегда была значительно выше средней высоты континентов того времени. Именно по этой причине в архсе не могло возникнуть и не возникло оледенение любых форм.

В раннем протерозое высота континентов начала снижаться, однако стала падать средняя температура, и снеговая линия опустилась гораздо ниже архейских отметок. И тогда на суперконтиненте Моногея появился мощный ледниковый покров.

Начало оледенения Моногеи должно было очень резко и одновременно возникнуть на большей части ее территории 2,5 миллиарда лет назад. Это ледниковье, названное Гуронским,— самое раннее из всех известных нам.