Александр Гангнус - Тайна земных катастроф

Ф. Энгельс писал: "...в физике и химии находишься среди гипотез, словно в центре пчелиного роя... Окончательные истины в последней инстанции становятся здесь с течением времени удивительно редкими.

Еще хуже положение дела в геологии, которая, по самой своей природе, занимается главным образом такими процессами, при которых не только не присутствовали мы, но и вообще не присутствовал ни один человек. Поэтому добывание окончательных истин в последней инстанции сопряжено здесь с очень большим трудом, а результаты его крайне скудны" [6] Маркс К. и Энгельс Ф. Соч., т. 20, с. 89. . Мир геологических идей — как бурлящая поверхность Земли в том "фильме эпох", где один кадр отделен от другого десятилетием. Геология существует как совокупность взаимоисключающих гипотез и теорий, каждая из которых связана с каждой множеством связей различного ранга. Точно так же океан существует постольку, поскольку непрерывно действуют все круги внутриземной циркуляции вещества.

В одном из предыдущих параграфов говорилось о том, что затянутые в мантию против градиента силы тяжести осадки рано или поздно начинают всплывать. Речь шла о затягивании легких вулканических и органических осадков в зоне глубоководного желоба, там, где конвейер морского дна поворачивает в недра земной тектонической машины. Все несложно: скорость засасывания океанической литосферы в мантию близ этих желобов — порядка 10 сантиметров в год. Легкие вещества, попавшие на чужой для них горизонт плотностей и удельных весов (в Земле ведь так: чем глубже, тем большего удельного веса вещества там расположены), по закону Архимеда, пытаются "всплыть" и всплывают. Но порядок скоростей всплывания твердого в твердом совсем иной, нежели скорость субдукции (погружения литосферы в пластичную астеносферу), — в десятки, а то и в сотни раз медлительнее этот встречный процесс.

И получается, что глубокие недра Земли гравитационно неустойчивы, пересыщены в зонах погружения плит легкими осадочными породами, причем тем больше, чем дольше существует эта зона и чем выше скорость пододвигания океанического дна под континентальную окраину... Один путь освобождения от этого вещества — термохимический: через вулканы выбрасываются продукты обезвоживания, дегазации, перегонки тонущих органических осадков. Но наверняка работает, и работает интенсивно (особенно после прекращения процесса субдукции), и другой процесс — процесс выдавливания, всплывания кверху огромных масс слишком уж погрузившихся осадков.

Геологи-солевики сплошь да рядом имеют дело с этим явлением и называют его диапиризмом. Как только пласт соли оказывается захороненным под каменной или глинистой толщей более высокого, чем соль, удельного веса, пласт начинает пучить — будто пузырь хочет собраться и всплыть. Солевые купола часто прорывают все пласты и изливаются на поверхность, растекаясь, причудливо наплывая складками. Есть термин "соляная тектоника". Термин не случаен. Складки солевых пластов являются моделью настоящих складок в настоящих горных цепях, моделью, как говорят, с потрясающим уровнем подобия. И давно уже отдельные геологи задавались вопросом: случайно ли это сходство? И случайно ли многие горы в ранние этапы своего развития так напоминают по своему строению огромные соляные купола?..

Вершины многих гор в Вахшском хребте, недалеко от Гармской обсерватории, часто образуют структуры типа "каменного цветка", перевернутой складки, раскрытой кверху. Может быть, просто случайно несколько вершин после тысячелетий смыва и эрозии совпали именно с такими складками? Но, может быть, наоборот, мы видим срезы могучих излияний неплавленных, неразорванных осадочных пород под влиянием "геодиапиризма"? Ведь еще постукивает глубокими землетрясениями бывшая зона субдукции на юг от этих каменных цветов, совсем недавно закончилось здесь погружение легких пластичных известняков и песчаников меловых и третичных морей. А сейчас перед нами запоздалый результат этого насилия — легкие вещества куполами и складками "фонтанируют" ввысь. Конечно, наиболее глубоко погрузившиеся из этих веществ попадают в царство высоких давлений, горячих растворов и подвергаются кардинальной перестройке на химическом и кристаллическом уровнях, превращаются в вязкие гранитные магмы — и таких излившихся в разные времена гранитных "плутонов" тоже немало и в окрестностях нашей, Гармской обсерватории, да и во всех горных цепях мира.

Легко представить себе, что, "всплывая" из глубин, где они были сжаты чудовищным давлением, пласты горных пород все быстрее разуплотняются, все неудержимее "выхлестывают" на дневную поверхность. И вот намечается еще одно соединение — соединение идеи геодиапиризма с идеей накопленной энергии: и то и другое хорошо стыкуется как с концепциями глобальной тектоники, так и с традиционным, сводовым вертикализмом. И не всеядностью, не беспринципностью попахивает от этого миролюбия и уживчивости, казалось бы, противоположных идей, а веет ощущением близости большого синтеза, становления обобщающей большой геотеории.

Сейсмология — наука о колебаниях. И, как таковая, она оказывается в ближайшем родстве с другими разделами физики, изучающими волны, — оптикой, акустикой, физикой радиоволн. Дисперсия, дифракция, интерференция, преломление, отражение, поляризация — с каждым из этих понятий в сейсмологии связан целый хвост чаяний и уже опубликованных работ.

И здесь чисто популяризаторский прием нестрогих аналогий оказывается часто путем к новому видению проблемы. Квантовая механика разрубила гордиев узел дилеммы "волна-частица" для света очень просто: она возгласила дуализм. И электрон не только частица, но и волна, и звук не только волна. В нелинейной акустике давно уже известно понятие фонона — элементарной частицы звука, ибо по универсальной переходной формуле Планка E=hγ, где Е — энергия частицы, а γ — частота колебаний в волновом процессе, всякое волновое явление нетрудно изобразить как в виде потока частиц, так и в виде "цуга волн". Представив акустический процесс в виде потока фононов, физики добились немалых достижений в области изучения взаимодействия звука и решеток кристаллов.

Сейсмология очень близка к акустике. Продольные волны сейсмологии: — это по существу те же звуковые волны, только очень широкого диапазона частот, с мощным хвостом в инфразвуковой области — области самых длинных волн. Глазу непривычно видеть медленность таких колебаний, что-то нарочитое видится в неспешных зигзагах перописца на сейсмографе видимой записи, когда он начинает вырисовывать автограф далекого землетрясения. Что-то могучее и грандиозное в сравнении с эфемерным мельтешением обычных звуковых колебаний, не говоря уж о свете...