Глава II. Вечное движение

Подводная горная страна

Вряд ли кто в настоящее время станет утверждать, что проблему строения Земли и полезных ископаемых можно решить без изучения геологии дна Мирового океана. Пока это обширное, таящее множество загадок пространство нашей планеты мало изучено. И тем не менее наука располагает уже достаточными сведениями, чтобы построить теории, позволяющие мысленно заглянуть в глубь Земли и представить суть процесса ее развития и образования отдельных океанов. Важную информацию о строении глубинного вещества дали исследования вулканической деятельности на нашей планете. Вулканы послужили своеобразными окнами, через которые ученые как бы посмотрели на происходящие в недрах явления.

С самого рождения Земли внутри ее происходит брожение раскаленной массы глубинного вещества, то и дело вырывающегося на поверхность. Не будь этого непрерывного процесса, эрозия со временем уничтожила бы все возвышенности Земли, и она бы стала в полном смысле "голубой планетой", покрытой сплошным слоем океанской воды.

Ученые долго не могли раскрыть механизм динамических процессов, следы которых в виде горных и других образований они видели на поверхности материков, и которые они нашли в конце концов на дне Мирового океана, оказавшимися грандиозными горными сооружениями, глубочайшими впадинами, вулканами и вулканическими цепями. Подводные горные образования, как уже говорилось, составляют на дне Мирового океана особую форму рельефа - срединные океанические хребты общей протяженностью около шестидесяти тысяч километров. Наиболее выразительной частью этой горной системы является Срединный Атлантический хребет. Он единственный среди других хребтов занимает в океане действительно среднее положение. Его гребень проходит с севера на юг, повторяя очертания берегов Атлантики и разделяя ее на две равные части - западную и восточную.

В срединных океанических хребтах и нашли ученые ключ к очень интересным и перспективным теоретическим построениям, объясняющим динамические процессы, протекающие на нашей планете, но об этом потом. Сначала о самих хребтах, и немного истории.

Крайне примечательны очертания берегов Атлантического океана. Если Африку и Южную Америку, Европу и Северную Америку придвинуть на карте вплотную друг к другу так, чтобы совместились их береговые линии, то контуры материков сойдутся как две половинки разорванного рубля. Это совпадение в очертаниях берегов привело отдельных ученых к довольно простому и оригинальному выводу о том, что перечисленные материки раньше составляли единый суперконтинент, в котором под действием вращения Земли возникла гигантская трещина. Америка отделилась от Европы и Африки и отдрейфовала по вязким глубинным породам на запад, а образовавшаяся между ними впадина заполнилась водой и превратилась в Атлантический океан. Позже, когда в этом океане был обнаружен Срединный Атлантический хребет, объяснить происхождение впадины Атлантического океана дрейфом Америки оказалось не так-то просто. Возник вопрос: если Америка отплыла от Европы и Африки, то откуда же между ними взялся хребет шириной от трехсот до тысячи пятисот километров, вершины которого поднимаются на тысячу пятьсот - четыре тысячи пятьсот метров над ложем океана? Может быть, не было дрейфа континентов? Может быть, волны Атлантики гуляют над затопленной сушей, некогда бывшей Аптлантидой? Такого мнения придерживались многие геологи.

Но чем больше накапливалось сведений о строении загадочного хребта, о подробностях рельефа его дна и слагающих хребет породах, тем яснее становилась ученым вся сложность и серьезность проблемы. Сложность усугублялась еще и тем, что получаемые научные данные нередко порождали противоречивые суждения.

В процессе изучения Атлантического океана выяснилось, что по оси Срединного Атлантического хребта проходит глубокая долина - трещина, рассекающая хребет вдоль почти на всем его протяжении. Подобные долины обычно возникают под действием тектонических сил растяжения и называются рифтовыми. Они являются зонами активного проявления тектоники, сейсмичности и вулканизма. Рифтовая долина Срединного Атлантического хребта оказалась сопряженной с крупной магнитной аномалией. В этой долине были обнаружены мощные восходящие тепловые потоки. То и другое указывало на заполнение трещины растяжения в земной коре намагниченным глубинным материалом.

Открытие рифтовой долины на дне Атлантического океана напомнило о расколе гигантского суперконтинента и дрейфе материков. Однако эти новые сведения и прежде всего особенности рельефа хребта потребовали нового объяснения механизма дрейфа материков.

Схематично Срединный Атлантический хребет теперь стали представлять в виде симметричного горного сооружения, где осью симметрии служит рифтовая долина. Интересно, что возникающие в Атлантическом океане землетрясения большей частью связаны со Срединным Атлантическим хребтом, причем большинство из них приурочено как раз к рифтовой долине.

Исследуя рельеф хребта и куски поднятых со дна горных пород, ученые подметили удивившую их закономерность в геологическом строении этого горного сооружения, а именно: чем дальше, будь то на запад или на восток, от рифтовой долины, тем старше рельеф дна и тем древнее горные породы, слагающие таинственную подводную горную страну. Так, базальтовые породы, поднятые с гребня хребта и из рифтовой долины, как правило, имеют возраст в несколько сот тысяч лет, а некоторые образцы базальтов - несколько миллионов лет, но не больше пяти миллионов. В геологическом понимании эти породы являются молодыми. На флангах хребта базальты значительно древнее, чем на гребне, их возраст достигает тридцати и более миллионов лет. Еще дальше от рифтовой долины, т. е. ближе к материкам, возраст горных пород определен в семьдесят миллионов лет. Важно отметить, что в Атлантическом океане не найдены породы старше ста миллионов лет, тогда как возраст пород суши исчисляется миллиардами лет.

Приведенные сведения о возрасте пород океанского дна позволяют считать Срединный Атлантический хребет довольно молодым горным образованием, которое и в настоящее время продолжает развиваться и изменяться. Ну а раз хребет образовался недавно, то, следовательно, раньше, в ту геологическую эпоху, когда хребта еще не было, Америка вполне могла отдрейфовать от Европы и Африки. Это казалось ясным, но почему тогда до сих пор тектонически активная трещина в океанском дне с постоянными землетрясениями и вулканизмом располагается практически посередине океана?

Приверженцы гипотезы дрейфа континентов на основании полученных данных о рельефе и строении хребта предложили новое объяснение механизма движения материков. Дрейф континентов, стали утверждать они, был вызван расширением дна. И Срединный Атлантический хребет согласно этим воззрениям стал рассматриваться как необходимое следствие дрейфа материков. Не Америка отплывала на запад от Европы и Африки, а обе части расколовшегося суперконтинента по мере расширения океанского дна отодвигались соответственно на запад и на восток от рифтовой долины на одинаковое расстояние. При этом трещина заполнялась снизу глубинным материалом и продуктами вулканизма, которые создавали на ее месте горные гряды. Но вследствие продолжающегося растяжения океанского дна трещина возрождалась и недавно образованные горы отодвигались на запад и на восток, а по середине океана вдоль рифтовой долины воздвигались новые горные цепи. По грубой оценке континенты разошлись на расстояние, равное примерно ширине хребта. Имеются даже расчеты скорости расширения океанского дна в районе Срединного Атлантического хребта. Согласно этим расчетам скорость расширения дна в северной половине Атлантического океана составляла в течение последних шести миллионов лет один с четвертью сантиметра в год. Еще раньше, шесть - десять миллионов лет назад, скорость расширения дна была выше и равнялась один и шестьдесят пять сотых сантиметра в год.

Но вернемся к рельефу хребта и разломам океанской коры. Новые сведения породили новые загадки и новые противоречия. До недавнего времени считалось, что глубина рифтовой долины Срединного Атлантического хребта достигает пяти километров и более от поверхности океана и что в этой долине выходят такие породы, как габбро, перидотиты, происхождение которых ряд геологов связывает с верхней мантией Земли. Однако исследования последних десятилетий, среди которых значительное место занимают работы, выполненные советскими учеными на научно-исследовательском судне "Михаил Ломоносов", показали, что глубина рифтовой долины от уровня океана редко достигает, а тем более превышает четыре километра. В то же время глубины пять километров и более принадлежат ущельям, рассекающим Срединный Атлантический хребет поперек. Если рифтовая долина простирается с севера на юг, то самые глубокие ущелья, рассекающие хребет поперек, вытянуты с запада на восток. Другими словами, их происхождение связано с самостоятельной системой разломов в океанической коре. Эти разломы называют трансокеанскими. Они пересекают не только хребет, но и примыкающие к нему глубоководные котловины, а некоторые из них доходят до берегов океана.

Таким образом, Срединный Атлантический хребет имеет продольные и поперечные разломы, расчленяющие его на крупные блоки. Эти блоки сдвинуты вместе с рифтовой долиной относительно друг друга в горизонтальной плоскости. Добавим, что в самой рифтовой долине не найдено ни габбро, ни перидотитов. Эти породы прослеживаются не в рифтовой долине, а в трансокеанских разломах как в зоне самого хребта, так и на подводных окраинах материков.

В последние три десятилетия активизировались тектонические и вулканические процессы в районе Срединного Атлантического хребта. Вулканическая деятельность в Атлантике оказалась приуроченной главным образом к местам пересечений продольных и поперечных разломов Срединного Атлантического хребта. Иными словами, проявление внутренних сил Земли на современном этапе развития Срединного Атлантического хребта связано с тектоническими узлами. Это дало основание считать, что в образовании и формировании океанического бассейна большую роль сыграли не только продольные, но и поперечные структуры дна, т. е. разломы. Значение последних ранее недооценивалось. Здесь необходимо подчеркнуть интересный факт. Советские ученые, исследуя образцы пород, поднятых с океанского дна в экспедициях на научно-исследовательском судне "Михаил Ломоносов", обратили внимание, что горные породы из широтных разломов являются более древними, чем породы из рифтовой долины. Например, в поперечном разломе, образующем впадину Романш, встречены породы, имеющие возраст двадцать и более миллионов лет, тогда как возраст пород, взятых на гребне Срединного Атлантического хребта и в рифтовой долине, редко достигает пяти миллионов лет.

Это различие в возрасте горных пород, слагающих Срединный Атлантический хребет, можно объяснить с позиций советской теоретической тектоники. Согласно этой науке тектонические элементы большой протяженности развиваются длительное время и могут сохранять свое направление с протерозоя, т. е. на протяжении пятисот миллионов лет. При этом предполагается существование разломов не только в вертикальной, но и в горизонтальной плоскости. Благодаря последним происходит горизонтальное смещение отдельных блоков земной коры вместе с имеющимися в них вертикальными разломами.

Подобный тектонический процесс происходит в Атлантическом океане. В области Срединного Атлантического хребта, например, крупные его блоки сдвинуты в поперечном направлении относительно друг друга, в результате хребет напоминает местами хлебный батон, разрезанный на несколько частей, которые смещены в поперечном направлении. Все факты указывают на то, что поперечные разломы в Атлантике существовали уже до образования Срединного Атлантического хребта и остались активными после формирования этой горной системы.

Возникновение поперечных разломов вряд ли можно объяснить действием одних внутренних сил Земли, не учитывая ее движения, как космического тела. Можно представить, что движение Земли в космосе, ее вращение ведут к образованию пересекающихся разломов, т. е. к раздроблению земной коры. Этому действию внешних сил противостоит другой процесс, обеспечивающий упрочнение возникающих нарушений, укрепляющих конструкцию Земли. Это необходимо прежде всего для равновесия сил в прилегающем к Земле пространстве. Скорее всего, горизонтальное смещение блоков земной коры вдоль поперечных разломов приводит к более устойчивому их размещению с перевязкой швов наподобие кирпичной кладки. Расхождение океанской коры, подводный вулканизм, увеличение мощности литосферы в центральной части океана с образованием срединного хребта - все это можно считать частью процесса, направленного на восстановление равновесия, нарушаемого движением Земли. Не случайно же в тонкой океанской коре рифтовая зона срединного хребта накладывается на структурный план поперечных линейных разломов. Скорее всего, этой активной тектонической зоне принадлежит значительная роль в укреплении конструкции Земли.

Срединные океанические хребты являются "родственниками" по происхождению, но отличаются по возрасту и находятся сейчас на разных стадиях развития. Они отличаются друг от друга также по морфологии и глубинному строению. Так, Срединный Атлантический хребет - наиболее выраженный и наиболее активный, почему ученые и считают его своего рода эталоном морфологических и геофизических признаков для оценки и сопоставления отдельных звеньев планетарной подводной горной системы, проходящей через Арктический бассейн, Атлантику, Индийский океан и южную часть Тихого океана. В Индийском океане хребет имеет рельеф и рифт, характерные для срединных океанских горных образований, но эта система сейчас практически не активна. Тихоокеанский же хребет сильно сглажен, и его рифтовая долина выражена в рельефе нечетко.