Чтение онлайн

Наконец, открытие Вайна давало ключ к прямому обоснованию спрединга. На самом деле, если спрединг океанического дна и инверсия геомагнитного поля имеют место, то полосы с разной намагниченностью обязаны дрейфовать параллельно оси хребта. Дно океана, оказывается, можно уподобить магнитофонной ленте и слушать записанную на ней музыку. Дальше – больше. Располагая данными палеомагнитной стратиграфии, стали вычислять скорости спрединга и строить карты возраста океанического дна (рис. 15). Карты эти, как и следовало ожидать, оказались с правильной полосчатостью: самые молодые полосы располагались у подножия хребта, по мере же удаления от хребта полосы старели.

Еще дальше – еще больше. В океане процессы раздвижения дна (спре-динг) и накопление осадочного чехла идут в первом приближении независимо. Осадки, сносимые с побережья или продуцируемые в самом океане, ложатся на дно. Но дно океана подвижно. Следовательно, возраст осадков, дырявым одеялом покрывающих океаническое дно, должен изменяться по тому же закону, что и возраст самого дна. Только если изменение возраста дна прослеживается по латерали, то те же закономерности возраста, касающиеся осадков, выявляются в вертикальном разрезе. Но при переходе от одного разреза к другому в направлении, перпендикулярном к срединно-океаническому хребту, возраст литологически однотипных осадков будет скользить. Те же осадки, но более удаленные от хребта, окажутся более древними. Фундаментальный закон Головкинского «работает», как видим, и в океане.

Забегая вперед, скажем, что с целью проверки эффективности комплекса методов, вытекающих из крупнейшего открытия Вайна, американский конгресс финансировал «проект века» (как еще недавно любили писать наши придворные публицисты) – бурение глубоководных скважин в океане со специально для этого построенного судна «Гломар Челленджер». Проект этот под названием JOIDES [7] начали осуществлять в 1968 г. Бурение (уже с другого судна и по несколько измененной программе) продолжается по сей день. Пробурено уже более 1000 скважин. Открытие Вайна, конечно, подтвердилось.

Линн Сайкс, геофизик из Колумбийского университета, обратил внимание на тот факт, что не все разломы, открытые Мейсоном в районе срединно-океанических хребтов, были сейсмичными. Проведя тщательный анализ поперечных разломов Атлантического срединно-океанического хребта, Сайке установил, что сейсмичность в одних системах разломов приводит лишь к разрывам сплошности, тогда как в других случаях – к смещению коры. Идею эту развил канадский профессор из Торонтского университета Тузо Уилсон, предложив в 1965 г. разломы, по которым происходит трансформация океанической коры (со смещением), назвать трансформными. Он же высказал первую конструктивную мысль о том, что вся земная кора разбита сетью разломов на жесткие плиты разных размеров, непрерывно взаимодействующие между собой. Причем характер взаимодействия плит зависит только от процессов на их границах.

Так начиналась самая драматичная научная революция за всю историю существования наук о Земле. Все ключевые идеи были высказаны. Очередь была за их синтезом.

В 1967 г. ученые из Калифорнийского университета Дэн Маккензи и Ральф Паркер дали первое полное определение тектоники плит и использовали эту теорию для решения задачи сферической геометрии трех плит, пытаясь объяснить природу тектонических структур по периферии северной части Тихого океана. Они опирались на известную теорему Эйлера о том, что оценивать перемещение тела по сфере с некоторой неподвижной точкой внутри этого тела следует как результат вращения тела вокруг оси, проходящей через эту точку (центр вращения). В 1968 г. те же по существу идеи были высказаны в статьях геофизика из Принстонского университета Джейсона Моргана (хотя обнародовал он их еще в апреле 1967 г. в докладе на ежегодной конференции Американского геофизического союза в Вашингтоне), француза Ксавье Ле Пишона, а также американцев Брайана Айзекса, Джека Оливера и Линна Сайкса. Все эти статьи в 1974 г. переведены на русский язык в сборнике «Новая глобальная тектоника».

Нарождавшаяся теория у разных авторов именовалась по-разному. Маккензи и Паркер назвали ее «теорией краеугольного камня», Айзекс с соавторами – «новой глобальной тектоникой», а Вайн и Хесс – «тектоникой плит». Прижились последние два названия.

Айзекс, Оливер и Сайкс писали: «Новая глобальная тектоника, по-видимому, способна собрать и объединить в одну унифицированную концепцию данные сейсмологии, магнитометрии, морской геологии, геохимии, гравиметрии и др. Такого рода шаг сыграл огромную роль в развитии наук о Земле, и, несомненно, он знаменует собой начало новой эры». По мнению многих ученых, именно эта процитированная мною работа, в которой впервые была дана связная интерпретация глобальных геологических явлений с позиций сейсмологии, оказала решающее влияние на геологический мир.

Геологи (в первую очередь наши соотечественники), ранее весьма скептически относившиеся к этим, как им казалось, оторванным от реальности дедуктивным упражнениям физиков и геофизиков, по мере того как факты стали подтверждать их и, более того, когда новые факты стали обнаруживаться целенаправленно в полном согласии с предсказаниями новой теории, уже не могли пренебрежительно отмахнуться от этих построений, хотя и не приняли их целиком до сегодняшнего дня.

Такой скептицизм геологов вполне понятен. Дело в том, что все без исключения факты, легшие в основу тектоники плит, добыты при изучении океана. Они оказались тесно между собой увязанными, и потому первыми поддержали новую теорию морские геологи и седиментологи, исследующие процессы накопления осадков.

Френсис Шепард писал, к примеру, что уже одного факта соответствия линейных магнитных аномалий истории инверсий геомагнитного поля, убедительно прослеженной по крайней мере на 78 млн лет в глубь геологического времени, было достаточно, чтобы «поверить в новую теорию». (Заметим в скобках, что 78 млн лет – это всего лишь 1,7 % геологической истории Земли, и геологи были вправе сомневаться в неограниченных возможностях мобилистской экстраполяции.)

Роберт Дитц задолго до получения первых результатов бурения скважин в океане высказал мысль, что «хотя идея о высокомобильном океаническом дне на первый взгляд может показаться экстравагантной, она вряд ли явится насилием над геологической историей».

Прошедшие годы показали, что Дитц был прав. Подвижное океаническое дно, перемещающееся по обе стороны от срединно-океанического хребта со скоростью 2-10 см/год, – лишь одна, хотя и важнейшая, компонента тектоники плит. К тому же данный процесс ученые могут контролировать инструментально, и потому для скепсиса просто не осталось места. Даже самые убежденные консерваторы вынуждены признать спрединг. Но старые позиции сдаются постепенно, с тяжелыми, кровопролитными боями…

Согласно новой теории, литосфера разбита на серию жестких плит, взаимное расположение которых меняется во времени. Восстановление положения этих плит в разные отрезки геологической истории (так называемые палинспастические реконструкции) осуществляется с помощью методов сферической геометрии. Особенно любознательный читатель может познакомиться с этими методами по классической монографии К. Ле Пишона, Ж. Франшто, Ж. Боннина «Тектоника плит» (1977).

Разные ученые выделяют неодинаковое число плит. Это естественно, поскольку меняется и изученность самой проблемы, а вместе с этим уточняется и число плит. Наиболее часто выделяют такие плиты: Тихоокеанскую, Северо-Американскую, Евроазиатскую, Африканскую, Южно-Американскую, Индийскую (или Индо-Австралийскую), Антарктическую, Наска и Кокос.

Это, однако, наиболее крупные плиты. Стандартная их ширина от 6 до 7 тыс. км. Тихоокеанская плита – рекордная по размерам. Она имеет протяженность 10-11 тыс. км. Многие специалисты выделяют плиты и существенно меньших размеров, вплоть до самых маленьких (десятки километров). Их называют «шолями».

Границами плит служат зоны повышенной сейсмичности, часто сопровождаемой и активным вулканизмом. Они тяготеют к гребням срединно-океанических хребтов, к системам «дуга – желоб», к трансформным разломам. Большинство очагов землетрясений располагается в литосфере на глубинах до 70 км и приурочено к приостровным (внутренним) склонам глубоководных желобов. Глубокофокусные землетрясения группируются в узких (шириной до 50 км) фокальных зонах с наклоном от 20-25 до 80°, они прослеживаются на глубинах от 200-250 до 600- 700 км.