Хал Хеллман - Великие противостояния в науке. Десять самых захватывающих диспутов

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» {254} 254 Hallam, 1983, р. 141. .

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.

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.

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» {255} 255 Nelson, цит. по: «International Research Team Discovers Unsuspected Molten Layer in Himalayan Crust», интерактивный обзор Сиракузского университета, 6 декабря 1996 года. .

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 {256} 256 Monastersky, 1996a, р. 356; Nelson, 1996, pp. 1684–1687. .

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 {257} 257 Monastersky, 1996b, p. 213; Pool, 1996, где говорится об изучении этого вопроса с использованием моделирующих исследований. .

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 {258} 258 Staff, 1995, р. 123. .

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.