Планета Земля. Познакомьтесь с миром, который мы называем домом

Глава 4. Плиты, землетрясения и извержения

Тектоника плит – одна из тех идей, которая кажется простой до очевидности. Потому удивительно, что она была принята на вооружение только в 1960-х годах – в результате она изменила геологию так же, как эволюция Дарвина изменила биологию. Все вокруг вдруг обрело свой смысл.

Принципиально новая идея

Основная часть вещества Земли содержится в вязкой мантии, на которой плавает несколько жестких плит, постоянно трущихся друг о друга. В этом заключена суть тектоники плит.

Сама по себе идея проста, но она влечет за собой далеко идущие выводы. На ее основе выстроена теория эволюции Земли, которая описывает, как перестраивались очертания океанов, вздымались и разрушались горы, соединялись и снова рассыпались на части целые материки. Тектоника плит подсказывает, где извергались вулканы, а где происходили землетрясения – и почему. В результате движения плит появилось много месторождений нефти, газа и минералов. Они дошли до нужной кондиции под действием больших давлений и температур, и теперь мы пользуемся этими полезными ископаемыми там, где геологическая разведка сумела их найти.

Очень важно, что именно при взаимодействии плит происходит круговорот воды и углерода, поддерживается постоянный климат и создается окружающая среда, благоприятная для жизни. Благодаря теории о тектонике плит геология превратилась из учения о сборе, классификации и каталогизации пород в такую науку, которая позволяет делать прогнозы и проверять их.

Сложный пазл

В XVII веке английский философ Фрэнсис Бэкон заметил, что очертания восточных частей Северной и Южной Америк и западного края Африки таковы, что если их пододвинуть друг к другу, то они сойдутся, как кусочки гигантской головоломки.

В последующие столетия поселенцы Нового Света обнаружили огромные залежи угля на американском континенте. Эти залежи по своему местоположению также соответствовали месторождениям в Европе. Ученые обнаружили окаменелые останки идентичных видов растений и животных на обеих сторонах Атлантического океана. Так постепенно возникло мнение о том, что континенты, возможно, когда-то были единым материком, а потом разошлись.

В 1912 году немецкий геофизик Альфред Вегенер назвал это «континентальным дрейфом». Но он не мог предложить механизм, который бы заставил континенты двигаться, из-за чего вначале его идея подверглась насмешкам. Затем в 1928 году Артур Холмс, профессор геологии из Даремского университета (Великобритания), допустил, что в верхней мантии могут существовать конвекционные потоки.

Американский геолог Гарри Хесс расширил эту идею, создав концепцию движений морского дна. Он предположил, что в результате конвекции расплавленный базальт, то есть магма, набухает и прорывает длинные трещины в вышележащей океанской коре. Магма вытекала из этих пробоин, охлаждалась и распространялась в разные стороны, создавая огромные горные хребты, раскинувшиеся в глубине океанских вод.

Ученые не соглашались с этой гипотезой до 1960-х годов и приняли ее только после того, как были проведены исследования магнитных свойств Срединно-Атлантического хребта. Результаты этих исследований показали, что породы на дне океана намагничены в переменных направлениях в виде ряда полос, идущих параллельных гребню. Их узор оказался одинаковым с обеих сторон от хребта.

Для объяснения этой закономерности была предложена следующая гипотеза: когда магма затвердевала на дне океана, минералы, содержащиеся в ней, стали намагничиваться в направлении преобладающего магнитного поля Земли. Затем произошло более позднее извержение магмы, вызвавшее появление вдоль верхней полосы затвердевшего базальта трещины, которая расколола ее пополам. Если в результате направление магнитного поля Земли поменялось на противоположное, то понятно, почему новая полоса базальта оказалась намагничена в направлении, противоположном предыдущему.

Этот вывод, совместно с тем фактом, что чем дальше горные породы находятся от хребта, тем выше их возраст, вполне укладывается в концепцию раскола некогда единых континентов, «разбежавшихся» в разные стороны. За счет активности срединно-океанических хребтов новое вещество все время образовывалось на дне океанов, которые пролегли между этими вновь образовавшимися материками.