Чтение онлайн

Следует также отметить, что настоящая концепция выгодно отличается от предложенных ранее гипотез тем, что она возникает как строгое логическое следствие законов и процессов физики. Поэтому гипотеза гравитационного свеллинга могла бы появиться задолго до выдвижения А.Вегенером и О.Хильгенбергом своих идей, если бы не досадная ошибка в форме потенциальной и кинетической энергии, которая значительно затормозила прогресс в этой области. С другой стороны, гипотеза А.Вегенера до сих пор не имеет под собой надежного физического фундамента в форме объяснения причин самого факта дрейфа материков. Чтобы заставить материк куда-то „плыть“ по нижележащей астеносфере, нужны огромнейшие силы. Откуда они берутся и какой процесс их создает? Если же допустить, что материки имеют своеобразные „корни“, уходящие глубоко вниз в мантию (а такие соображения уже начинают появляться в кругу геофизиков), тогда придется признать, что материки в принципе никуда „плыть“ не могут: они заякорены на одном месте примерно также, как заякорен корабль у причальной стенки.

2.3. Последствия гравитационного свеллинга

Попробуем схематично обрисовать процесс эволюции земного шара, исходя из предлагаемой гипотезы гравитационного свеллинга.

В момент зарождения первичного Океана, отстоящего от нашего времени на 3.75 млр.лет назад, почти вся поверхность Земли была покрыта сушей, а радиус планеты составлял около 3444 км. Воды в свободном состоянии было очень мало, атмосфера была в основном сухая и горячая. Океаны и моря в их настоящем виде отсутствовали, имелись только неглубокие водоемы, которые насквозь прогревались Солнцем и служили колыбелью зарождающейся жизни. Отсутствовали также горы и горные цепи в их нынешнем виде и рельеф Земли был много глаже, чем сегодня (хотя вулканы могли быть в значительном количестве).

Под влиянием высокой температуры и солнечного излучения вода испарялась, поднималась в верхние слои атмосферы и там конденсировалась, проливаясь дождем вниз и поглощая при этом энергию гравитационного поля молодой планеты. Благодаря данному эффекту энергия поля постепенно уменьшалась, вместе с ней уменьшалась сила притяжения и Земля распухала. Этот процесс происходил чрезвычайно медленно, но и времени впереди было более чем достаточно. Вследствие вулканических извержений количество свободной воды на поверхности Земли постепенно увеличивалось и процесс поглощения энергии гравполя падающими атмосферными осадками понемногу ускорялся. Вместе с ним ускорялся процесс распухания Земли. Растягивающие усилия все более накапливались и разрывали земную кору, создавая основу будущих океанов и морей.

До тех пор, пока земной радиус был меньше критического значения (около 4000;4700 км), земные породы выдерживали растягивающие усилия и относительно успешно сопротивлялись гравитационному свеллингу, поэтому свеллинг происходил медленно. Но как только земной радиус достиг своего критического значения, земные породы уже не могли противостоять растягивающим усилиям и стали интенсивно растрескиваться. С этого момента глубина разрывов резко увеличилась, а скорость гравитационного свеллинга также резко возросла. Вполне возможно, что некоторые наиболее глубокие разрывы достигали мантии, и контакт сравнительно холодной поверхностной воды с раскаленной мантией приводил к каталитической реакции дегидратации мантийных пород: химически связанная вода высвобождалась, а плотный оливиновый состав мантии менялся на менее плотный серпентиновый. Это еще более ускоряло процесс гравитационного свеллинга. Данный момент и есть разрыв Пангеи, который имел место 200;230 млн.лет назад при RS = 4060 км.

За счет химических реакций дегидратации плотность вещества мантии стала падать, а объем расти. Излишки объема выливались на дно самых глубоких разрывов, содействуя приросту океанской коры. Так как скорость прироста объема мантии вследствие дегидратации могла превышать скорость прироста верхних объемов Земли из-за гравитационного свеллинга, это могло приводить к двум особенностям.

Во-первых, мантия росла не только в ширину, но и в высоту. Она вытесняла воду наверх и та постепенно заливала сушу. Этим объясняется наличие континентального шельфа, той части суши, которая уже покрыта водой. Во-вторых, интенсивное и неоднородное расширение тех слоев мантии, которые находятся под океанами, приводило к нарушению скомпенсированности сил, действующих на отдельные блоки земной коры, в результате чего эти блоки действительно „поплыли“ навстречу друг другу с последующим столкновением и переменой усилий растяжения на усилия сжатия. Под действием сжимающих усилий начался интенсивный процесс горообразования и рельеф земной суши постепенно приобрел современный вид. Самый характерный пример такой смены растягивающих усилий на сжимающие — это движение Индийского субконтинента к северу, столкновение его с Азиатской континентальной плитой и образование горных цепей Гималаев, Гиндукуша, Тибета и Памира.

Тот факт, что находящиеся глубоко внизу горные породы сильно сжаты и расширяются при сбросе давления, подтверждается результатами исследований, полученных на Кольской сверхглубокой скважине. Когда ученые получили первые образцы пород с глубин более 10 км, они обнаружили, что эти образцы очень сильно испещрены трещинами, а некоторые из них через некоторое время после извлечения буквально взрываются в мельчайшие осколки. Так происходит по следующей причине.

Когда образец находится внизу, действующая на него со стороны вышележащих пород сила тяжести Р сжимает образец и возникает реакция — внутреннее давление N. Сжатие образца происходит до такой степени, когда внутреннее давление полностью компенсирует внешнюю силу: N=P. По мере извлечения образца сжимающая внешняя сила падает до нуля, а внутреннее давление остается, поэтому возникает нескомпенсированная сила N-P, направленная из образца наружу. Как только эта сила превысит предел прочности материала (а это может случиться еще в самой шахте в ходе подъема), образец дает трещину. С каждой новой трещиной внутреннее давление N падает. Но внешнее давление Р по мере подъема образца также падает. В результате интенсивность образования трещин в образце устанавливается на таком уровне, когда разрывающая сила N-P равна прочности материала. Но когда образец, наконец, извлечен наверх, внешнее давление для него полностью исчезает, а количество и глубина трещин в нем таковы, что внутреннее давление почти равно прочности материала. В этом случае любое самое легкое сотрясение образца может привести к превышению внутреннего давления над пределом прочности и мгновенному разрушению.

Предлагаемая картина эволюции нашей планеты позволяет с новых позиций объяснить некоторые известные факты. Например, почему толщина материковой гранитной коры составляет десятки километров (а некоторые геофизики говорят даже о сотнях километров), в то время как толщина океанской базальтовой коры составляет всего 5;10 км? И почему вообще материковая кора состоит из гранита, а океанская — из базальта? Вполне возможно, что эти различия обусловлены разными условиями образования коры и разным сроком образования. Материковая кора формировалась в основном в сухой горячей безводной среде в течение нескольких миллиардов лет, начиная от момента затвердевания жидкой магмы до момента раскола Пангеи. За эти миллиарды лет она могла достичь заметной толщины. Океанская кора формировалась в целом под водой и не имела в своем распоряжении миллиардов лет. Поэтому не удивительно, что ее состав отличается от материковой коры, а толщина составляет всего несколько километров. При этом должна наблюдаться (и в реальности наблюдается) следующая тенденция: чем дальше от срединно-океанического хребта лежит участок океанской коры, тем более старым он должен быть. Те участки океанской коры, которые примыкают к материковому шельфу, образовались раньше всех, поэтому их возраст самый древний. Но при этом он не превышает 200;230 млн.лет, т.к ранее этого срока океанов не существовало и океанская кора просто не могла появиться.

Исследования палеотемператур, выполненные в 80х годах прошлого века рядом советских и зарубежных геофизиков, выявили значительное повышение температуры в самом начале триасового периода (это самый первый период мезозойской эры или эры динозавров) как раз на рубеже 200;230 млн.лет назад. Этот эффект носит название триасовый всплеск температур. Мне не известно, как объясняют данный эффект геофизики. С точки зрения настоящего исследования картина выглядит следующим образом.

В момент раскола Пангеи и появления огромного количества глубоких трещин, достигающих мантии, значительное количество имеющейся тогда на поверхности воды ушло в трещины и при соприкосновении с раскаленной мантией вода превратилась в пар. Кроме того, контакт холодной поверхностной воды с раскаленной магмой включил химические реакции дегидратации, когда находящаяся в магме химически связанная вода стала переходить в свободное состояние и выходить наружу, а плотность мантийных пород в местах контакта стала падать из-за преобразования этих пород в базальт, вещество океанской коры. Огромные количества пара, вырывающиеся из трещин, привели к возникновению парникового эффекта и повышению температуры (данный эффект продолжает действовать и сегодня, хотя и не в столь сильной степени; без него среднегодовая температура земной поверхности оказалась бы на 200 ниже и составляла бы -50С).

Известно, что возникновение и быстрое распространение динозавров по Земле приходится как раз на период перехода от палеозойской эры к мезозойской, то есть на самое начало триасового периода 230;250 млн.лет назад. Почему динозавры возникли именно в этот период, а не в другой? В рамках гипотезы континентального дрейфа этот вопрос даже не ставится в повестку дня, т. к. не видно связи между появлением динозавров и ситуацией на поверхности планеты. А мы поставить данный вопрос и ответить на него можем.

Появление и быстрое распространение первых динозавров по Земле на рубеже палеозойской и мезозойской эры является итогом резкого увеличения влажности атмосферы вследствие выброса больших количеств водяного пара из мантии. До раскола Пангеи влажность воздуха была невелика и животные не могли жить в такой сухой атмосфере из-за обезвоживания организма. Только земноводные могли спасаться от сухости в близлежащих водоемах. Но после раскола влажность атмосферы резко увеличилась и опасность обезвоживания организма исчезла. Теперь можно было жить вдали от водоемов, не опасаясь за свою жизнь. Кроме того, количество дождей резко выросло и фронт растительности двинулся от водоемов в глубь суши, а вместе с ним двинулись на завоевание суши травоядные и хищники.

Если в геологической истории Земли действительно был однажды такой период, когда количество воды на поверхности резко увеличилось за счет мощных выбросов водяного пара из мантии, тогда почему бы этому событию не повторяться более-менее регулярно? Ведь Земля постоянно расширяется и рано или поздно наступает такой момент, когда кора резко трескается на значительную глубину и воды Мирового океана, хлынувшие в образовавшуюся трещину, тут же возвращаются паром в атмосферу. В этом случае влажность атмосферы резко увеличится, повсюду пойдут обильные дожди, а уровень океана при этом повысится и океан зальет многие прибрежные зоны из-за поступления наружу мантийной воды. И люди, живущие в это время на Земле, воспримут данное событие в форме всемирного потопа. Если мы вспомним, как описывается всемирный потоп в мифах и преданиях различных народов, то заметим, что он всегда начинается с продолжительных дождей.