Современные проблемы землеведения. Б. Силкин

Художник А. АНТОНОВ

Научно-технический прогресс набирает темпы, вторгаясь во все области человеческой деятельности. Качественные изменения претерпевает и сама наука во всех ее отраслях. Особенно большие изменения произошли за последние полтора десятка лет в развитии естественных наук, в том числе и наук о Земле.

Начиная с 1969 г. представители наук о Земле собирались на национальные и международные симпозиумы, конференции и съезды, чтобы подвести некоторые итоги, достигнутые на новом этапе развития науки. Так, только в СССР прошли V съезд Географического общества и ряд всесоюзных и региональных совещаний: по металлогении Тихоокеанского рудного пояса, геологической истории Урала, изучению подземных вод, геологии шельфа, рациональному использованию земной коры и т. д. Такие же региональные и национальные совещания и конференции проходили в США и странах Западной Европы. Из международных форумов можно отметить VIII Мировой нефтяной конгресс (июнь 1971 г., Москва), Международный коллоквиум по использованию ресурсов Мирового океана (март 1971 г., Бордо, Франция), I Международный геохимический конгресс (июль 1971 г., Москва) и XXIV Международный геологический конгресс (август 1972 г., Монреаль, Канада).

Наиболее представительной по составу и всеобъемлющей по широте обсуждаемых вопросов была XV Генеральная ассамблея Международного геодезического и геофизического союза, проходившая в Москве со 2 по 14 августа 1971 г.

Международный геодезический и геофизический союз (МГГС) - крупнейшая организация, в которой участвуют более 70 стран. В его составе - семь международных ассоциаций: геодезии, сейсмологии и физики недр Земли, метеорологии и физики атмосферы, геомагнетизма и аэрономии, физических наук об океане, вулканологии и химии недр Земли, гидрологии, а также два комитета - по исследованию верхней мантии и цунами.

На протяжении предыдущих полутора десятилетий именно МГГС осуществил столь значительные международные научные мероприятия, как Международный геофизический год (МГГ), Международный год спокойного Солнца (МГСС), Проект Верхняя мантия и ее влияние на развитие земной коры, Международная индоокеанская экспедиция и другие.

Деятельность МГГС связана с Программой изучения колебания ледников, Международным гидрологическим десятилетием, исследованиями Антарктиды, Программой исследования глобальных атмосферных процессов и другими координированными в мировом масштабе программами ученых, изучающих Землю.

Многие из этих программ возникли в конце 50-х - начале 60-х годов - после первых решающих шагов по проникновению человека в космос. Это были годы невиданной интенсификации геофизических, геодезических, геохимических и космофизических исследований. Настало время обменяться результатами таких исследований, экспериментов, экспедиций, наметить планы на будущее.

На ассамблее МГГС было заслушано около 900 докладов и сообщений по самым различным вопросам землеведения. Подведены, например, итоги теоретических и экспериментальных работ по изучению физического состояния вещества в недрах Земли, сложилась более обоснованная картина состава и строения земного шара. Экспериментальные работы советских минералогов, петрографов, геохимиков и геофизиков показали, что ядро Земли не может быть чисто металлическим или чисто силикатным. В соответствии с геофизическими и геотермическими данными и теоретическими расчетами более вероятной оказывается модель железосиликатного ядра. Выяснено, что, хотя основное деление на три оболочки земного шара - ядро, мантию и земную кору - не подлежит сомнению, каждая из этих оболочек имеет сложное строение. Например, в интервале глубин от 100 до 200 км окончательно установлено существование так называемого ослабленного слоя - астеносферы. В пределах этого слоя легкоплавкие компоненты мантии находятся в расплавленном состоянии, а более тугоплавкие - в твердом. В целом вещество этого слоя более пластично и подвижно, чем в слое, непосредственно подстилающем земную кору или лежащем ниже астеносферы. Это имеет немалое значение для выяснения характера тектонических процессов.

Накапливаются данные, позволяющие говорить о том, что химический состав, а следовательно, и физические свойства вещества верхней мантии под континентами отличаются от таковых под океанической корой. Эти данные находятся в явном противоречии с концепциями мобилизма. Ведь различие в химическом составе верхней мантии могло возникнуть только в процессе длительной дифференциации вещества. Это исключает предположение о дрейфе континентов. Далеко не все геологические факты согласуются и с иной интерпретацией современного мобилизма - с так называемой тектоникой пластин. Согласно этой концепции, крупные плиты земной коры, включающие не только континентальные массивы, но и обширные участки океанической коры, перемещаются подобно ступеням эскалатора: постоянно обновляясь и наращиваясь у одного края, эти плиты якобы погружаются и уходят у другого края в глубины земные, под соседнюю плиту. Очевидно, стремясь как-то объяснить факты, противоречащие современной трактовке мобилизма, член-корреспондент АН СССР П. Н. Кропоткин выступил на ассамблее с обновленным вариантом контрактационной гипотезы. Он пришел к заключению, что радиус Земли сокращается в среднем на 3 мм в год, а растяжение коры в рифтовых зонах, таких, как Байкальская или Восточноафриканская система разломов или срединноокеанические хребты, может быть следствием "выдавливания" наиболее пластичной и легкой массы вещества мантии в обстановке общего сжатия планеты. Однако большинство участников ассамблеи объясняют природу рифтов как результат расширения океанического дна.

После успешного завершения международного Проекта верхней мантии решено продолжить исследования в этом направлении в соответствии с новым принятым ассамблеей Геодинамическим проектом.

Как большой успех на ассамблее было отмечено создание единой мировой опорной гравиметрической сети. Советские ученые возглавили работу по составлению карты движений земной коры для Восточной Европы, помогли уточнить фигуру нашей планеты.

Исследовательский корабль 'Юрий Гагарин'. При помощи различных антенн поддерживается связь с космическими кораблями и искусственными спутниками Земли

На специальных симпозиумах были подробно рассмотрены результаты изучения вулканов Камчатки, Кавказа, Средиземноморья и Японии, прослежена связь вулканизма и землетрясений, в частности изменение скорости сейсмических волн под вулканами в период, предшествующий землетрясению. Здесь интересны успехи советских исследователей А. А. Гусева, С. А. Болдырева, В. И. Мячкина из Института физики Земли АН СССР и других. Эти ученые составили в 1965 г. долгосрочный сейсмический прогноз для Курило-Камчатской дуги, оправдавшийся в период 1965-1970 гг. Таким образом, сделан существенный шаг к решению проблемы предсказания землетрясений.

Эта подводная лаборатория служит для исследования глубинной жизни моря и испытания работоспособности человека к необычной для него среде

Членом-корреспондентом АН СССР Ю. В. Ризниченко предложено понятие "сейсмический климат". Это понятие определяется процессом тектонического, в частности сейсмического течения горных масс в поле напряжений Земли. В этом смысле можно говорить о "сейсмической погоде", характеризующейся чередованием периодов относительного покоя с периодами усиления сейсмичности, подготовки и возникновения сильных землятресений. Однако эта область исследований все еще не выходит из стадии выдвижения более или менее вероятных схем.

Обсуждались на ассамблее и вопросы планетологии, главным образом на основании материалов, полученных советскими автоматическими станциями "Луна-16", "Луна-17" ("Луноходом-1"), а также американскими исследованиями на Луне.

В 1970 г. советскими учеными был проведен гигантский океанологический эксперимент - гидрофизический полигон в тропической Атлантике, в результате которого выявлены интересные закономерности круговорота воды в океане, образования и направленности течений. По данным этих исследований, установлено, что океанические течения - это не строго направленные "реки" в океане, как представлялось ранее. Морские течения - это в действительности система вихрей, которые, перемещаясь относительно друг друга, все вместе движутся в определенном направлении.

Было уделено внимание итогам изучения ледников, особенно проблемам их происхождения и движения, в частности так называемых пульсирующих ледников. На ближайшее будущее разработан и уже действует новый Международный антарктический гляциологический проект.

На некоторых симпозиумах обсуждались проблемы динамики и формирования облаков, энергетики и движения воздушных масс в верхней атмосфере (что имеет решающее значение для формирования погоды), проблемы электрических явлений в ней, потоков энергии над полярными областями, загрязнения воздуха и взаимодействия океана и атмосферы. Разработана новая Программа исследования глобальных атмосферных процессов по согласованному плану между многими странами.

Особое внимание уделено борьбе с загрязнением атмосферы и вод. Вообще эта проблема сейчас так или иначе стоит в центре внимания многих отраслей науки, даже геологических, которые, казалось бы, далеки от этого. Недаром в Советском Союзе в апреле 1972 г. прошло совещание по рациональному использованию земной коры, на котором рассматривался вопрос о возможности оценки изменения природной геологической среды.

Обсуждались также проблемы геомагнетизма в связи с достигнутыми успехами в прогнозировании магнитных бурь и изменений в ионосфере. Получены новые данные о конфигурации магнитосферы Земли и ее взаимодействии с солнечным ветром, что существенно отражается на состоянии атмосферы. Разработан проект всемирной магнитной съемки с использованием искусственных спутников на низкой орбите. Съемка позволит изучить вариации геомагнитного поля и даст материалы для расшифровки смены полярности, периодически имевшей место в геологическом прошлом Земли. С 1975 г. начнется выполнение международного проекта "Геофизический полигон в Антарктиде". Цель этого проекта - измерение магнитного поля в области малоизученных полярных шапок планеты.

Из всего сказанного вытекает вывод о том, что подтверждается выдвинутый еще А. Гумбольдтом и отстаиваемый советскими учеными тезис: наука о Земле неделима, как неделим ее объект - наша планета. И лишь при комплексном - геофизическом, геодезическом, геохимическом и географическом ее изучении возможно добиться существенных успехов. С новой силой также подтверждается тезис о том, что только усилиями ученых всех стран, выполнением общих международных проектов можно плодотворно изучать Землю. Это - новый, важный этап в развитии науки о Земле.