Чтение онлайн

С тех пор одним из наиболее значимых планетарных факторов для распределения жизни в пространстве считается непостоянство местоположения континентов на земной поверхности, их перманентное перемещение в пространстве, периодическое приближение и удаление друг от друга, сближение и соединение в единый массив и дробление. Только с помощью таких явлений оказывается возможным объяснить наличие близкородственных таксонов растений, нелетающих и неплавающих животных на материках, разделённых в пространстве тысячами километров солёной воды или, наоборот, совмещение на одной территории организмов, генеалогические корни которых лежат в разных концах света… (рис. 18)

Рис. 18. Географическое размещение родственных крупных нелетающих птиц.

Первой серьёзной попыткой объяснить отмеченные выше биогеографические феномены была гипотеза “дрейфа континентов”, обоснованная неплохо для своего времени выдающимся немецким учёным Альфредом Вегенером (1880–1930). Суть гипотезы сводилась к тому, что когда-то, сотни миллионов лет назад, существовал единый суперматерик Пангея, который затем распался на несколько крупных кусков, составивших основу современных материков. Они, плавая в земной полужидкой мантии, постепенно “разбрелись” в разные стороны друг от друга. Промежутки между ними заполнили воды Мирового океана.

Доказательствам своего открытия А. Вегенер посвятил всю свою жизнь без остатка в прямом смысле этого слова. Ради грандиозной идеи кабинетный мыслитель-теоретик совершенно изменил свой образ жизни (рис. 19). Университет он закончил по специальности “Астрономия”. Однако земные просторы манили больше, чем небо. И Вегенер постепенно опускается со звёзд на землю. В 1906 году, на заре воздухоплавания, он вместе с братом впервые в жизни поднялся в небо на воздушном шаре, чтобы получить необходимые сведения о физике атмосферы. Они не брали с собой продукты и тёплую одежду, так как вовсе не собирались летать долго. Однако Альфред, увлечённый работой, всеми силами мешал брату сажать аэростат. Полёт длился 52 часа (вместо четырёх запланированных). Высота подъёма достигла 3 700 м. Так был установлен мировой рекорд воздухоплавания. Он не стал выше лишь потому, что неистовый учёный упал в обморок. Полузамёрзший и голодный Альфред был в такой эйфории от полученных научных и эмоциональных результатов, что в следующий полёт захватил в два раза больше приборов, немножко продуктов и… привлекательную девушку, которая была младшей дочерью великого климатолога Кёппена. Через два часа полёта он сделал девушке два предложения: на минутку оторваться от работы и… стать его женой. Получив согласие, немедленно надел ей на палец предусмотрительно заготовленное обручальное кольцо. Дочь климатолога отказать не могла, и они продолжили исследования. Он умел добиться цели неординарными способами. Апофеозом этих полётов стали книга “Термодинамика атмосферы” и три дочери.

В Первую мировую войну А. Вегенер воевал пехотным капитаном. Он был серьёзно ранен, но в госпитале думал не о лечении, а о дрейфе континентов, превратив больничную палату в библиотеку. Бесчисленные книги по географии, геологии, палеонтологии были лекарством, быстро поставившим его на ноги. Результатом заточения в госпитале стала книга “Происхождение материков и океанов”, вышедшая в 1915 г.

Альфред Вегенер

Разобравшись с геологией, Вегенер “ударился” в биологию. Он провёл в зоологических музеях весь остаток отпуска по ранению после госпиталя. Кабинет Вегенера заполнили рисунки доисторических животных. Обратно на фронт он отправляется, вооружившись “до зубов” книгами по ботанике, зоологии, палеонтологии. Мысли его были заняты разделом земель, по не между Германией и её противниками, а между гигантскими земляными червями мегасколидами, обитающими в Индии и Австралии, разделённых океаном; между сумчатыми животными Южной Америки и Австралии, которые почему-то отсутствовали в Африке, где условия жизни для них тоже подходили. Эти примеры наталкивали на мысли о дрейфе континентов… Вместо карт театра военных действий капитан Вегенер увлечённо рисовал палочкой на обожжённой порохом земле положение континентов на разных стадиях их дрейфа. В 1918 г. он вернулся к мирной жизни, т. е. к обоснованию своей гипотезы в тишине, без военной канонады.

Опыт показывает, что мыслители биогеографического склада, как правило, отличаются многогранностью интересов. Видимо, сама наука к тому обязывает. Вот и Вегенер, после зоологии увлёкся палеоботаникой, палеогеографией, палеоклиматологией, метеорологией, метеоритами. Всё это ради обоснования одной идеи: о движении материков. Он собрал множество геофизических, геологических, климатических, палеогеографических, ботанических, зоологических и прочих свидетельств в пользу своей гипотезы. Ему не хватало одного – прямых доказательств, свидетельствующих о движении материков. И Вегенер становится геодезистом, неоднократно посещает Гренландию, чтобы измерять положение долгот во времени, и устанавливает, что гигантская тектоническая глыба, утяжелённая ещё и мощнейшим ледником трёхкилометровой толщины, удаляется от Европы в сторону Северной Америки на несколько сантиметров в год. В центре Гренландского ледяного щита Вегенер основывает постоянно действующую станцию. Оттуда он и ушёл в свой последний поход. Ушёл, чтобы уменьшить количество едоков на станции, где не хватало продуктов на весь срок, необходимый для задуманных исследований. Он погиб по дороге не от холода (при нём был заправленный примус), не от голода (ещё были продукты), а потому что у него остановилось сердце, не выдержавшее адских нагрузок. Альфред Вегенер, попросту, “загнал” себя ради науки, в храме которой он был не служащим, а служителем культа.

Через 20 лет после его гибели научный уровень А. Вегенера был достигнут многими геофизиками. Приборов в их распоряжении стало больше, а их качество несравненно выше. Его чтили, цитировали, называли основоположником. Однако со временем появлялось всё больше фактов, которые не укладывались в схему вегенеровской гипотезы. Становилось ясно, что так называемые центробежные силы Этвеша, объявленные Вегенером причиной движения континентов, слишком слабы, чтобы перемещать тела огромной массы. Впрочем, конвекционные течения мантии, которые сегодня признаются движителем континентов, были известны Вегенеру. Однако, он, будучи человеком щепетильным, не считал возможным оперировать аргументами, доказанными в то время слабо. Гипотезу Вегенера объявили спекулятивной, а его пытались забыть.

Однако сила гениального открытия всегда берет своё. В 60-х годах XX столетия под напором новых независимых данных о палеомагнетизме, строении океанического дна, прямых наблюдений его движения, гипотеза Вегенера обрела второе рождение.

Сегодня считается, что наша планета представляет собой толстостенный шар с внутренней полостью, заполненной жидким вязким веществом – мантией, в которой плавает небольшое твёрдое ядро. Мантия является трёхслойной. Её верхний слой – твёрдая литосфера – представляет собой застывшую магму. Ниже находится более мощный жидкий вязкий слой тугоплавких магниевых силикатов – астеносфера. Под ней располагается третий слой мантии, где вещество находится в особенно плотном кристаллическом состоянии (Монин, 1980).

Вещество мантии находится в постоянном медленном движении. Из-за контакта с поверхностью ядра мантия постоянно меняет объём в результате выплавки лёгких веществ в земную кору. Под действием центробежных сил развиваются медленные конвективные движения астеносферы со скоростью несколько сантиметров в год. Там, где потоки имеют восходящее направление, астеносфера подходит очень близко к поверхности земной коры или даже изливается наружу, прорывая литосферу. Это самые активные зоны земной коры. Они отмечены на поверхности очагами частых и мощных землетрясений, извержений вулканов. Активные области разделяют верхний слой мантии на несколько крупных ячей, а литосферу на соответствующее количество огромных стабильных плит (рис. 20). Чаще всего их выделяют восемь. Самая большая – Евразийская проявляется на поверхности материком Евразия (без полуостровов Индостан и Аравия). Вторая по величине, Африканская плита включает материк Африку, Аравийский полуостров и крупный остров Мадагаскар. Общая литосферная плита, находящаяся под материком Австралия и полуостровом Индостан, называется Индо-Австралийской. Её прогнутая середина затоплена сегодня водами Индийского океана. Северо-Американская плита включает материк Северная Америка, огромный остров Гренландия, все острова Канадского архипелага. Южно-Американская плита отметилась на поверхности материком с одноименным названием. Самостоятельна Антарктическая литосферная плита с соответствующим материком. Две плиты: Тихоокеанская и Наска погружены в воды океана, кроме небольших океанических островов (рис. 20).

Рис. 20. Литосферные плиты (по: Монин, 1980):

1 – Евроазиатская (1а – Китайская); 2 – Африканская; 3 – Индоавстралийская; 4 – Тихоокеанская; 5 – Американская (5а – Североамериканская, 56 – Южноамериканская); 6 – Антарктическая.

Пространство между литосферными плитами постепенно заполняется веществом мантии, которое, охлаждаясь сверху и кристаллизуясь, наращивает раздвигающиеся плиты с боков. Вечные движения мантии увлекают литосферные плиты, вместе с “впаянными” в них материками, в постоянное движение по поверхности Земного шара от областей подъёма вещества астеносферы к областям её опускания вглубь мантии. Все эти перемещения происходят в рамках ограниченной площади, поэтому литосферные плиты, расходясь в одном месте, рано или поздно сталкиваются в другом. В связи с этим, экография земной поверхности включает кроме литосферных плит ещё и полосы их стыковки. По характеру стыковки различают полосы трёх типов: растяжения, наползания и сжатия.

Полосы растяжения. Подводными аппаратами обнаружены прямые визуальные свидетельства растяжения океанского дна в виде параллельных трещин шириной от дециметров до десятков и сотен метров (рис. 21). На дне трещин астеносфера непосредственно выходит на поверхность дна, образуя систему горных цепей с чередованием островерхих поднятий и глубоких провалов (рифтовых долин с крутыми стенами). Хребты возвышаются над основной поверхностью океанского дна на 3–4 км.

Рис. 21. Полоса растяжения в области Срединно-Атлантического подводного хребта. По: Клечек, Якеш, 1986.

В Атлантическом и Индийском океанах полосы растяжения проходят посредине океанов. В Тихом океане, особенно в его северной части, полоса растяжения сильно смещена в сторону Американского континента. Тем не менее, все эти образования получили название срединно-океанических хребтов. Они образуют непрерывную глобальную цепь длиной около 60 тыс. км и занимают около трети площади океанов (рис. 21). Эти территории являются очень сейсмичными. Там развит как подводный, так и надводный вулканизм. Сложены срединно-океанические хребты очень твёрдыми породами, поэтому прочны и долговечны. Они нарушают непрерывность горизонтальной циркуляции океанических вод и миграций организмов.