100 великих рекордов стихий

…В недавнее геологическое время мощные ледники захватили часть суши, в том числе Фенноскандию и Канаду. Под их тяжестью земная кора сначала прогнулась, а затем, когда ледник отступил, выпрямилась. Будто специально природа поставила этот грандиозный эксперимент – представился случай узнать новое о свойствах верхней мантии. Геофизики, в частности, определили вязкость верхней мантии – до 1000 километров вглубь она постоянна.

Е. Артюшков, изучая движение верхних земных слоев под нагрузкой и без нее, обратил внимание, что вскоре после освобождения ото льда подъем на отдельных участках происходил очень быстро – со скоростью больше 10 сантиметров в год. В дальнейшем скоростные участки подстраивались под общий, гораздо более медленный подъем. Так, глубокий прогиб в центральной Фенноскандии выровнялся за какие-нибудь 700 лет. А всему понижению потребовалось 10 тысяч лет, чтобы вернуться близко к первоначальной позиции.

Гидродинамические расчеты показали, что подобная картина может наблюдаться только при одном условии: в верхней мантии должен находиться слой, в тысячу раз менее вязкий, чем окружающие его породы. Роль этого слоя, по-видимому, исполняет астеносфера, лежащая на глубине 80–200 километров. Существование такой астеносферы давно предполагают геофизики.

…Замечено, что земная кора вертикально движется на платформах со скоростью нескольких миллиметров в год, редко достигает 1 сантиметра в год. В горах скорость возрастает в несколько раз. Но в среднем за десятки миллионов лет всегда получаются все же много меньшие значения, иногда в тысячу раз. Геологи пришли к выводу, что земная кора движется в вертикальном направлении с перерывами. Она то поднимается, то опускается через каждые 1000–10 000 лет.

Геологов это смущало – предполагаемые ими источники тектонических движений действуют в одном направлении несравненно большие сроки.

Как объясняет это затруднительное обстоятельство гипотеза Е. Артюшкова? Предположим, что снизу в астеносферу уперся крупный блок, скажем, порция легкого материала из глубин. Вещество астеносферы, поскольку оно имеет пониженную вязкость, начинает растекаться в стороны. Ведь на ней лежат более плотные слои. Они также не остаются спокойными – приподнимаются, но слегка, поскольку основное усилие пришлось на астеносферу. Блок продолжает двигаться наверх с переменной скоростью (именно так происходят тектонические перемещения). Когда его движение замедлится, астеносфера начнет медленно растекаться по сторонам, а литосфера медленнее приподниматься. Может даже случиться так, что блок будет подниматься совсем медленно, вещество астеносферы – медленно растекаться, а вспухание литосферы в этом месте прекратится. Усилие полностью погаснет в слое пониженной вязкости. Не испытывая подпора снизу, выпуклость в литосфере опадет. Так объясняет Е. Артюшков частые смены в направлении движения земной коры.

Астеносфера – своего рода буфер в недрах Земли, она гасит мощные движения в верхней мантии. Если там перемещения достигают десятков километров, то в литосфере – это в лучшем случае один сантиметр.

В последние десятилетия было установлено: на дне океанов существуют горные системы, не менее величественные, чем на континентах. Их длина 60 тысяч километров, а по площади они занимают 30 % поверхности земного шара. Хребты проходят посредине океанов и окаймляют материки.

Срединно-океанические поднятия – одна из самых волнующих проблем современной геологии. В ней намек для ученых: земная кора сконструирована по единому плану! Ведь подводные горы опоясывают весь земной шар.

Особую остроту придают проблеме рифты. Так называется система неглубоких и нешироких впадин, идущих по верхней части подводных хребтов – вдоль гребня и недалеко от него. Словно гигантский скребок процарапал их здесь. Причем рифтовые впадины встречены и в наземных горах. Например, в Восточной Африке, на западе Северной Америки. Байкальская котловина – тоже рифт.

Рифтовый пояс отличается также необычной активностью земных недр, расположенных под ним: всегда повышена его вулканическая, сейсмическая и тектоническая деятельность, вещество мантии здесь имеет пониженную плотность, магнитные поля аномальны, электропроводность и тепловой поток завышены по сравнению с обычными.

Происхождение рифтовых впадин – одна из главных загадок в геологии. Какой скребок так аккуратно прошелся по верхам, почти не тронув склоны, не говоря уже о более низких местах? Вот, например, Байкальская впадина. Ее средняя глубина 5 километров, средняя ширина 45 километров! Она расположена на поднятии сводового типа.

Легкий материал из глубин доходит до астеносферы и, подпирая ее, продолжает подъем. При этом она начинает растекаться по сторонам.

Но над астеносферой лежит более вязкая земная кора. Она сдерживает движение астеносферы, не дает ей растекаться. Особенно сильное противодействие там, где в земной коре должна появиться «шейка». Анализ показывает, что в этой точке возникают очень сильные напряжения – менее вязкий слой увлекает за собой кору. Кончается это лишь одним – разрывом.