Дрейф материков отвергается: Кэри и расширение океанов

Открытие рифта совпало с важнейшим этапом в эволюции наук о Земле. Казавшаяся изжившей себя гипотеза о дрейфе материков заиграла новыми красками, на сей раз стараниями геофизиков, и заставила вернуться к ней специалистов, занимающихся палеомагнетизмом, то есть определяющих по вулканическим породам направление земного магнитного поля в разные эпохи. Дело в том, что после излияния застывающая лава намагничивается и ее ферромагнитные частицы ориентируются параллельно силовым линиям магнитного поля Земли, существующего на данном историческом отрезке времени.

Палеомагнитный метод позволяет довольно просто проверить гипотезу Вегенера. Если материки никогда не перемещались на земной поверхности, то положение Северного полюса для всех континентов во все геологические времена должно оставаться неизменным. Если же, наоборот, прав Вегенер, то положение полюса с течением времени должно меняться по отношению к каждому отдельно взятому континенту в зависимости от его перемещения. А именно это и констатировали Блэкетт и его ученик Ранкорн из Манчестерского университета. В конечном счете интуиция Вегенера оказалась правильной: с течением времени относительное положение материков менялось. Но каким образом?

Разумеется, не таким, каким это себе мыслил Вегенер: нигде не нашлось следов, которые показывали бы, что континенты взламывали океаническое дно. Обследование абиссальных равнин доказывало, что ничто не нарушало картину залегания отложений с самого момента их образования. Сейсмически активные зоны в океанах располагаются только вдоль рифтов, где преобладает базальтовый вулканизм, и вдоль океанических желобов, где происходят сильнейшие землетрясения.

По предложению Кэри, геолога из Хобартского университета в Тасмании, действие механизма связано с расширением Земли. Землю можно сравнить с надуваемым мячом, материковая поверхность которого, не будучи эластичной, разрывается. Вначале всю поверхность земного шара занимали материки. Постепенно, с увеличением его площади в два, а то и в три раза, образовались океаны.

Кэри доказывал, что, следовательно, океаническое дно намного моложе континентов и что оно нигде не хранит следов деформации. Новая поверхность земного шара образуется вдоль оси рифта по мере расширения Земли.

Одним из самых ревностных сторонников Кэри стал Брюс Хизен. Внимательное изучение рельефа дна Атлантического океана убедило его, что структура океанического дна очень проста и на редкость симметрична по отношению к рифту. Короче говоря, океаническая земная кора имеет трехкилометровую толщину на всем протяжении от оси рифта до материкового подножия, но осадочный чехол, абсолютно отсутствующий в рифтовой долине, последовательно и очень интенсивно нарастает по направлению к материкам.

Если двигаться от рифта к материку (как на восток, так и на запад), то в начале пути окажется рифтовая долина шириной 30 километров, проходящая вдоль оси гребня срединно-океанического хребта и лежащая на глубине от 2000 до 3000 метров. Она обрамляется рифтовыми горами, возвышающимися над ней на 2 километра. Эти вулканические горы появились совсем недавно и лишены осадков. Миновав вулканические горы, воображаемый путник оказался бы на склоне хребта, где расположены долины с первыми осадочными карманами. Наконец, на глубинах от 5000 до 6000 метров вулканическое ложе исчезает под отложениями исключительно ровных абиссальных равнин. Благодаря сейсмическим измерениям известно, что мощность осадочного чехла у материкового подножия достигает 7000-8000 метров.

Резонно было предположить, что рифт является самым молодым новообразованием и что по одну и по другую его сторону возраст океанического дна увеличивается; следовательно, пропорционально его возрасту увеличивается и мощность осадочной толщи. Хизен отмечал, что при допущении гипотезы постепенного расширения Земли структура океанической коры объясняется проще простого.

Возьмем в качестве примера современные Африканские рифты или рифт Эльзасской долины, которые позволяют наглядно представить, как выглядело дно Атлантического океана 200 миллионов лет назад. Предположим, что растягивающие напряжения разрывают кору материка. В образовавшиеся трещины поступает расплавленная магма. Будучи более тяжелой, извергнутая на земную поверхность новая порода располагается ниже уровня материков. Так образуются морские заливы, образцом которых в настоящее время служит Красное море. Постоянно расползающийся рифт по законам механики сохраняет симметричное положение вдоль оси депрессии. В самом деле, по обе ее стороны изверженная лава все более охлаждается и отвердевает, в то время как вдоль рифтовой оси кора остается самой слабой. Так происходит постепенное образование океанического дна; возраст донных пород уменьшается от континентальной окраины в направлении рифта, где и происходит рождение океанического дна. Итак, самыми древними породами океанического дна следует считать породы, ближайшие к материкам. Застыв, дно сильно углубилось и заполнилось продуктами мутьевых потоков, которые стекали с прилегающих материковых склонов. Впрочем, у подножия склонов оно сохранило отложения, относящиеся к начальной стадии образования континентального рифта, отложения, которые, как мы видели, исключительно благоприятны для возникновения углеводородных соединений.

Гипотеза Хизена была еще несовершенна. Но она имела то достоинство, что предлагала простую и легко доказуемую схему: океаническое дно должно быть, тем древнее, чем дальше от рифта оно отстоит.

Тем не менее гипотеза расширения Земли встретила возражение со стороны физиков. Можно ли допустить, что всего за 200 миллионов лет Земля, возраст которой превышает 4 миллиарда лет, увеличила площадь своей поверхности в два-три раза? Кроме того, если гипотеза Хизена удовлетворительно объясняла структуру океанического дна, то она ничего не говорила ни о происхождении горных поясов, ни о возникновении глубоководных желобов и сейсмичности, которая с ними связана.

Именно тогда, в 1959 году, Ксавье Ле Пишон пришел в Ламонтскую геологическую обсерваторию, где он провел восемь последующих лет над изучением структуры срединно-океанических хребтов. Эта обсерватория, созданная в 1949 году Морисом Юингом при Колумбийском университете под Нью-Йорком, стала Меккой для морских геофизиков.

Лаборатория расположена в обширном парке, и Ле Пишону запомнилась медно-красная листва деревьев, столь характерная для поздней американской осени. Дорожка, петляющая по крутому морскому берегу, ведет на самый верх, к центральному зданию. Это зaмок в викторианском стиле из розового песчаника, с красными ставнями и белым деревянным подъездом. Здание скрывают фруктовые деревья, азалии и магнолии. Внутри ученые и техники ютятся в клетушках; под рабочие помещения отведены даже ванные и туалетные комнаты. Но места все равно не хватает, и пришлось занять соседний гараж, крытый бассейн, теннисный корт и оранжереи. Рассказывают, что для решения проблемы пространства Юинг постоянно держал в море десятка два ученых и техников - новый вариант использования так называемых теплых коек на подводных лодках!

А свой кабинет Морис Юинг поместил на втором этаже в большой комнате, которая Ламонтам служила спальней. Окнами ока выходила в парк. На подоконниках в неописуемом беспорядке громоздились книги, рукописи и кипы бумаг. Ненасытная жажда знаний заставляла Юинга выискивать все новую информацию о самых разнообразных явлениях, имеющих отношение к Земле и иным планетам. Каждая кипа соответствовала какой-нибудь теме, статье или еще только начатому поиску.

Морис Юинг был очень высок и широк в плечах. Его лицо с легким румянцем обрамляла белая грива, непослушные Пряди которой то и дело падали на глаза. Он всегда выглядел усталым, что усиливалось прихрамыванием, которое появилось после перелома ноги, случившегося в 1954 году, когда набежавшая волна смыла его и брата с палубы судна "Веема". Взор ученого за стеклами очков в серебряной оправе обычно был суровым, особенно если его отрывали от работы. А сколько она длилась? С 7 часов утра до 11 вечера все 365 дней в году... Но зато он был само очарование и обходительность, когда принимал иностранных гостей или когда ему приносили новые результаты исследований. Для всего касающегося науки дверь его была постоянно открыта, и он с одинаковым удовольствием встречал как студента, так и университетского профессора, Юинг стоял посреди комнаты, обхватив руками глобус диаметром более одного метра и бечевкой измеряя на нем расстояния. Он подготавливал шестнадцатый выход "Вемы" в море. Судну предстояло совершить свое первое кругосветное путешествие и отныне ежегодно повторять этот маршрут по голубым дорогам планеты. Его ожидали все моря, от'Арктики до Антарктики.

В июне 1975 года оно прошло миллионную милю, или около двух миллионов километров!

"Док" (доктор) Юинг считал, что кораблю место в море, а каждый заход в порт - не что иное, как досадная потеря времени.

Разговор между Юингом и Ле Пишоном был краток. Он сводился к тому, что для изучения океанографии... надо идти в море. На следующей неделе "Вема" отправлялась в кругосветное путешествие через Кейптаун и Магелланов пролив. Ле Пишон получил приглашение принять в нем участие.

Цель путешествия? Проверить смелую гипотезу, которую Юинг, выдвигал вместе с Хизеном, исходя из показаний, еще не достаточно убедительных. Действительно ли хребты и расположенный на их гребне рифт тянутся вдоль всего сейсмического пояса, петляющего в океанах? Слишком рано, полагал он, доверяться теории расширения Земли, пока существование рифта на большей части пояса повышенной сейсмичности, на которую обратил внимание Роте, еще не установлено. Девять месяцев "Веме" надлежало делать зигзаги, пересекая линию повышенной сейсмичности в Атлантическом, Индийском и Тихом океанах.

- Вам необыкновенно повезло, - сказал он Ле Пишону на прощанье. - Безусловно, первый раз в истории Земли столь важное предсказание будет проверяться так эффективно и так быстро.

Юинг оказался прав. Участок за участком, от Атлантики до Индийского океана все подтвердилось точно. Рифт пролегал именно там, где, основываясь на местоположении очагов землетрясений, его располагали Юинг и Хизен, - он прорезал вершину хребта, ширина которого превышает 1000 километров.

Год за годом этот удивительный рифт оставался самой большой достопримечательностью нашей планеты. Однако знали о нем до смешного мало, и никто не мог достоверно указать его координаты, если не считать весьма приблизительных данных, полученных с помощью эхолотных промеров глубин. Операция "FAMOUS" должна была все прояснить. Три подводных судна собирались посвятить изучению рифта основную часть своих исследований.

Становилось очевидным, что, если мы хотим по-настоящему понять структуру дна океана, нужно приступить к изучению срединно-океанических хребтов и расположенного вдоль их гребня рифта. Ключ к познанию строения дна находился там. В последующие годы все сотрудники Ламонтского центра упорно стремились отыскать этот ключ. Юинг постоянно держал в море "Вему", к которой вскоре присоединился корабль "Роберт Д. Конрад", спущенный на воду военно-морским флотом США что называется с иголочки. Смычка между геологией и геофизикой с каждым годом налаживалась все более. Информация, полученная на исследовательских маршрутах длиной в сотни тысяч километров, была проанализирована и заложена в машинную память. Карты Хизена и Мэри Тарп впервые показали истинную картину, которую представляет собой дно океана.

И тем не менее найти ключ к ней предстояло не ученым из Ламонтского центра.

Почему? Не оттого ли, что они были чересчур поглощены поисками новых фактов в морских глубинах? До некоторой степени, может быть, поэтому. Но, так или иначе, все они оказались в стороне от идей мобилизма, особенно рьяно исповедовавшихся в Англии. Концепция постоянства океанических бассейнов превратилась у них в догму, которую они отказывались пересматривать. "Док" Юинг, когда с ним заговаривали о подвижности материков, отвечал: "Вы-то хотя бы не верите этим глупостям? Океан куда сложнее, нежели о нем думают".

На самом деле все было как раз наоборот: структура океанического дна предельно проста, и Гарри Хесс доказал это ровно через год.