Евгений Плисов - Научное мировоззрение изменит вашу жизнь. Почему мы изучаем Вселенную и как это помогает нам понять самих себя?

А вода все льет. Скорее всего, за срок в 100 млн лет после Великого столкновения Земля уже покрылась океаном километровой глубины.

Еще нет какого бы то ни было обширного пространства суши, и над толщей безграничной воды лишь изредка показывались маленькие вулканические острова с кипящим жерлом посередине, постепенно увеличиваясь в размерах из-за застывающей при контакте с водой лавы. Из космоса или с Луны Земля выглядела как зеленоватый шар. Вода, вероятно, была не синяя, а зеленовато-грязная из-за большого содержания соединений железа, а также из-за массы других растворенных солей. Этот мелкий океан должен быть очень соленым, хотя гипотезы на этот счет очень сильно разнятся. Согласно распространенной версии, большинство солей, находившихся «на поверхности» планеты, вымывал из пород кислый океан, поскольку он поглотил значительное количество углекислоты из атмосферы и приобрел по меньшей мере pH 5,5. К тому же он был горячий. Со временем этот кипящий соленый бульон остывал, и излишки соли начали оседать и консервироваться там, где мы их сейчас и находим, — в соляных пластах под толщей земли.

Тем временем образование коры не стоит на месте. Базальтовая магма выплавляется в недрах планеты, а поверх нее, словно пенопласт в воде, начинают скапливаться менее плотные породы. Одни из них называются «гранитоиды» (гранитоиды получаются из плавления гнейсов, метаморфической горной породы, главными минералами которой являются плагиоклаз, кварц и калиевый полевой шпат) Благодаря «всплыванию» гранитоидов образование суши ускорилось, а та с тех пор всегда находится в процессе изменения из-за движения литосферных плит.

Сейчас нам известно, что современные материки находятся в постоянном движении и раньше карта мира выглядела совсем иначе. Однако не далее чем полвека назад главенствовала другая гипотеза, по-другому объясняющая изменение земной поверхности, — теория геосинклиналей. Согласно ей, толща коры может опускаться и подниматься в разных местах, совершать своеобразные колебательные движения вверх и вниз. В результате колебательного движения появляются горы, впадины, а при отсутствии недавних колебаний — равнины. При этом такое явное соответствие западной части Африки и восточного побережья Южной Америки объяснялось не более чем совпадением. Только с развитием эхолокации, подстегнутым Второй мировой войной, удалось найти зоны в океане, в которых образуется новая кора и приводит в движение все вокруг себя, и, соответственно, разработать теорию тектоники литосферных плит. В океане есть так называемая зона спрединга — место с высокой вулканической активностью, где содержимое мантии поднимается к поверхности, остывает и становится частью земной коры. Этот процесс производит новую кору со скоростью до 10 см в год. Но если площадь поверхности коры увеличивается, а диаметр планеты тем временем остается неизменным, излишки нужно куда-то девать. Так и происходит около материков, а именно в зоне субдукции. Океаническая кора заходит под континентальную кору и погружается все глубже обратно в родные объятия мантии. Таким образом работает бесконечная конвекция содержимого планеты: часть мантии выходит к поверхности, остывает, превращается в корку и двигается по нескольку сантиметров в год в сторону материка, где она снова нырнет в мантию. Зоны субдукции — это самые сейсмоактивные зоны нашей планеты, поскольку заход океанической коры под континентальную сопровождается вибрацией и деформацией каждой из них. Одна из самых известных таких зон — Японско-Курило-Камчатская. Вообще, можно поразиться стойкости японской нации. Жить там, где в принципе жить противопоказано (максимальное количество землетрясений, активный вулканизм, цунами), где почти нет природных ресурсов, на крохотном по меркам других стран пространстве, да при этом еще и процветать — подвиг, достойный уважения.

Изучение океанической коры дает массу интересных открытий. В частности, по ней можно отследить, как менялось магнитное поле Земли в прошлом. Базальт, выходящий на поверхность, содержит крупицы магнетита. При охлаждении пород крупицы выстраиваются согласно магнитным полюсам Земли, а затем застывают, превращаясь в древний компас. Мы можем понять, как менялось магнитное поле планеты — ориентацию силовых линий и смещение магнитных полюсов, — потому что все это записано на постоянно обновляющемся пергаменте океанической коры. По ней видно, что магнитное поле Земли способно разворачиваться на 180 градусов, причем эта инверсия происходит стохастически, то есть случайно. По современным моделям, это происходит из-за постоянных хаотических изменений во внешнем ядре. Вращение Земли создает сложные конвекционные потоки во внутренних областях, поэтому в обозримом будущем Полярная звезда станет указывать совсем не на север. Кстати, Полярная звезда — это не одна звезда, а тройная звездная система. Одну из звезд спутников можно разглядеть даже с поверхности Земли. А еще она молодая, ей по разным оценкам 55–65 млн лет. То есть в век динозавров, когда они еще доминировали на планете, Полярной звезды еще не было, и не могли гигантские ящеры выстраивать долгосрочные маршруты, ориентируясь на север по этому небесному телу. Приходилось называть Полярной другую звезду, ведущую на север. Ну или на юг, соответственно, в зависимости от того, куда было повернуто магнитное поле в тот момент.

На нашей планете тем временем уже появились материки. Проходят десятки миллионов лет, дождь продолжает накрапывать, но уже не так сильно, а суша все увеличивается в размерах. Наша планета вновь меняет свой облик. Выйдя на этот раз из машины времени, вы увидите бескрайнюю серую пустошь без единого намека на растительность — до нее еще далеко. Глубокие ущелья, равнины и каньоны, многие из которых имеют беловато-серый цвет кварца, даже на белоснежном песке пляжа полежать можно — кварцевые зерна выветриваются из гранита. Искупаться, правда, не суждено — кислый и суперсоленый океан не принесет вам удовольствия, зато можно полюбоваться облаками, из-за которых иногда выглядывает солнце. Или не выглядывает, так как содержащийся в воздухе метан мог давать плотную дымку, окрашивая все окружение в оранжевый цвет. Если окажетесь в тех временах, обязательно расскажите по возвращении, какого цвета были облака или же непроглядный туман.

Звезда светила не так сильно, как сейчас, и этот факт стал одним из парадоксов для исследователей — как все не замерзло при светимости Солнца на 25 % меньше, чем сейчас. Одним из решений этой загадки станет предположение, что было больше эндогенного тепла: энергия поступает от распада радиоактивных элементов, происходит бурная дифференциация вещества планеты — железо еще продолжает падать в ядро. За счет перемещения в центр масс возникает тепловая энергия, продуцированная трением. Также существовал феномен парникового эффекта — высокое содержание углекислого газа, воды и метана в атмосфере создавало ловушку для солнечного излучения, которое обогревало планету в то непростое время. Именно из-за этого, лежа на пляже в те замечательные годы, не снимайте маску с лица — вдыхать смесь из парниковых газов никому не пожелаешь. И раздеваться не стоит: озонового слоя еще нет, и жесткий ультрафиолет ничто не сдерживает. Новую странную родинку еще некому будет показать ближайшие несколько миллиардов лет. Наша же планета почти завершает период своего геологического формирования, катархей, ей всего 600 млн лет от роду, впереди ее ждет масса приключений, а именно архей — время появления жизни.