Вегенер. Происхождение континентов и океанов

 

Фиксизм. Суперконтиненты Лавразия и Гондвана. Верхнепалеозойские гляциальные отложения. Перемещение полюсов по отношению к Земле

 

 

V. Комментарии к гл. 7. (Палеоклиматические аргументы, с. 122—144) и гл. 8 (Основные выводы о дрейфе континентов и миграции полюсов, с. 144—160).

 

В Советском Союзе Н. М. Страховым (Страхов Н. М. Типы климатической зональности в послепротерозойской истории Земли и их значение для геологии. — Изв. АН СССР. Сер. геол., 1960, № 3, с. 3—25) и JI. Б. Рухииым (Рухин JI. Б. Основы общей палеогеографии. 2-е изд. JL, 1962. 628 с.) по всем периодам, начиная с кембрийского, были составлены палеоклиматические карты земного шара. Они выполнены на фиксированной основе, предполагающей постоянство современного расположения материков.

 

Однако эта большая работа является весьма уязвимой для критики и не опровергает основных построений А. Вегенера, убедительность которых аргументирована в сводке Шварцбаха (Шварцбах М. Климаты прошлого. М., 1955. 284 с.) и в позднейших обзорах (Проблемы палеоклиматологии. М., 1968. 448 е.; Кропоткин П. Н Палеомагнетизм, палеоклиматы и проблема крупных горизонтальных движений земной коры. — Сов. геол., 1961, № 5, с. 16—38; Маак Р. К палеогеографии Гондваны. — Тр. XXI Междунар. геол. конгр., 1963, вып. 1, с. 448—480; С1 i m a t е s of the Past. Descriptive Palaeoclimatology / Ed. A. E. Nairn. New York, 1961. 380 p.). В зарубежной литературе, пожалуй, только Стэли, основываясь на распространенности пермских фораминифер, выдвинул аргументированные возражения против построений Вегенера, поддержанные Ю. М. Шейнманном (S t е h 1 i F. G. Possible permian climatic zonation and its implications. — Amer. J. Sci., 1957, vol. 225, N 9, p. 607—618).

 

Однако с учетом распространения фузулинид в пермских морских отложениях Корякского хребта, р. Пенжины, хр. Сихотэ-Алинь и о-ва Сахалин его построения следует изменить, тогда они будут согласовываться с мобилистской реконструкцией.

 

Интересные исследования по палеоклиматам девона подкрепляют выводы о существовании палеозойских суперконтинентов Лавразии и Гондваны, реконструированных Вегенером главным образом на основании данных о климатах верхнего палеозоя (Chlupac I., Krs М. Palao- magnetismus und Palaoklimatologie des Devons. — Geologie, 1967, Bd 16, N 8, S. 869-888; Woodrow D. L, Fletcher F. W., Ahrnsbrak W. F. Paleogeography and paleoclimate at the deposition sites of the Devonian Catskill and Old Red facies. — Bui. Geol. Soc. Amer.T 1973, vol. 84, N 9, p. 3051—3064; С о p p e r P. Paleolatitudes in the Devonian of Brazil and the Fransnian-Famenian mass extinction. — Palaeogeogr., Palaeoclimat., Palaeoecol., 1977, vol. 21, N 3, p. 165—207).

 

Сохраняя принцип фиксированного взаимного расположения континентов, Н. М. Страхов, Л. Б. Рухин и Ю. М. Шейнманн (Шейн- манн Ю. М. Верхнепалеозойские и мезо-кайнозойские климатические зоны Восточной Азии. — Бюл. МОИП. Отд. геол., 1954, т. 29, № 6, с. 27— 49) пытались истолковать изменения палеоклиматов в предположении, что весь земной шар или вся верхняя оболочка (кора) как целое постепенно поворачивались по отношению к полюсам и оси вращения Земли. Северный полюс, по Страхову и Рухину, находился в нижнем палеозое в центральной части Тихого океана и таким образом переместился в течение неогея (0.5 млрд. лет) на 70—80°. Эти построения, так же как и палеоклиматические карты Евразии, составленные Ю. М. Шейнманном, хорошо согласуются с палеомагнитными данными по Европе и северной половине Азии, указывая, что материковые массы Евразии (без Индии) перемещались по отношению к полюсу со средней скоростью порядка 1.5—2 см в год. Значительно хуже они согласуются с данными, имеющимися по Африке и Северной Америке.

 

Чтобы сохранить принцип фиксизма, Н. М. Страхов и JI. Б. Рухин были вынуждены в своих глобальных построениях проводить линию экватора в верхнем палеозое (карбон, пермь) через такие районы Индии и Австралии, в которых широко распространены ледниковые отложения этого времени. Известно, что при фиксированном положении континентов получается парадоксальная картина — широкое распространение верхнепалеозойских ледниковых отложений на одной половине земного шара с центром около 40° ю. ш., 70° в. д. (в Бразилии, Южной Африке, Индии, Австралии и Антарктиде) и красноцветных отложений, солей, гипсов и доломитов, указывающих на сухой и жаркий климат, в другом полушарии. Его центр приходится, следовательно, помещать на 40° с. ш., 110° з. д. Эта климатическая нелепость уже давно, вслед за В. Кёппеном и А. Вегенером, была подчеркнута М. Шварцбахом, Б. JI. Дичковым, М. Жиныо, К. Беурленом и С. Н. Бубновым, который писал, что именно «в области вопросов климата остается ряд фактов, которые ничем не могут быть объяснены, кроме перемещения континентов» (Бубнов С. Н. Основные проблемы геологии: Пер. с нем. М.; Л., 1934. 176 е.).

 

Попытки Н. М. Страхова и JI. Б. Рухина рассматривать верхнепалеозойские гляциальные отложения как следы горного оледенения не выдерживают критики. Детальными исследованиями доказана их связь с отложениями марино-гляциальными и прибрежно-морскими, накапливавшимися на заболоченных низменностях' при образовании угленосных толщ.

 

Следует отметить, что Н. М. Страхов все же стремился найти компромиссное решение, допускающее «наличие некоторого мобилизма литосферы» — сближение платформ при замыкании геосинклиналей и взаимное перемещение континентов (Страхов Н. М. Климатическая зональность в верхнем палеозое на северо-западе Евразии. — Сов. геол., 1945, № 6, с. 3-14).

 

Палеоклиматические условия, восстанавливаемые на основании литологических особенностей палеозойских, мезозойских и кайнозойских отложений, во всех случаях согласуются с теми определениями прежней географической широты, которые дает изучение палеомагнетизма. Комплексы гляциальных отложений (например, в ордовике северо-западной Африки, карбоне Южной Африки, пермских отложениях Австралии) всегда имеют палеомагнитную широту от 60 до 90°, эвапориты в своем распространении не выходят за пределы 30° с. ш. или 30° ю. ш. Так, например, соленосные отложения кембрия Сибирской платформы отлагались приблизительно на 10° ю. ш.—10° с. ш. того времени. Все это позволяет комбинировать палеомагнитные и палеоклиматические данные при реконструкциях и решать вопрос о перемещении всей внешней оболочки Земли или земного шара в целом по отношению к его оси вращения.

 

До тех пор, пока такие выводы основывались главным образом на анализе палеоклиматов наиболее изученных материков, без учета данных по Южной Америке и Антарктиде и при неравномерном распределении материков на земном шаре (в полушарии, противоположном Тихоокеанской области), создавалось впечатление, что такой поворот Земли относительно оси вращения действительно имел место. Такой вывод неизбежно получался при попытках систематизации палеоклиматических данных на фик- систской основе, как, например, в упомянутых сводках Н. М. Страхова и JI. Б. Рухина и в более раннем обобщении, сделанном Крейхгауэром в 1902 г.

 

Основываясь на палеоклиматических данных, А. Вегенер также принимал, помимо перемещения континентов относительно друг друга, общий поворот всего тела Земли по отношению к оси вращения и полюсам. В гл. 8 ( 41) он пытался объяснить трансгрессии и регрессии эпикон- тинентальных морей на материковых плитах более медленным приспособлением формы Земли к новому положению оси вращения по сравнению с изменением формы поверхности геоида (с которой совпадает поверхность Мирового океана). Однако эти построения ученого не нашли подтверждения в дальнейших исследованиях. И дело не только в том, что упругая деформация Земли, определяющая форму геоида, вполне успевала бы за движением полюса, если приписать ему разумное значение скорости.

 

Было выполнено несколько специальных математических исследований, основанных на палеомагнитных данных по всем материкам, с целью выделения из общей картины их взаимных перемещений той компоненты, которая отражает перемещение оси вращения по отношению к Земле в целом (Апарин В. П., Веденков В. С. — Геомагнетизм и аэрономия, 1976, т. 16, № 5; 1977, т. 17, № 6: Dickman S. R. Continental drift and true polar wandering. — Geophys. J. Roy, Astron. Soc., 1979, vol. 79, N 1, p. 41—50). В результате таких исследований выяснилось, что скорость собственного перемещения полюсов по отношению к массе всей Земли на порядок меньше, чем скорости взаимного перемещения литосферных плит или материков. За последние 55 млн. лет она составляла в среднем всего лишь 0.4 см год. Полюс переместился за это время только приблизительно на 2° по дуге большого круга (McElinny М. W. Mantle plumes, palaeomagnetism and polar wandering. — Nature, 1973, vol. 241, p. 523—524; JurdyD. M., Van der VooR. A method for the separation of true polar wander and continental drift, including results for the last 55 my. — J. Geophys. Res., 1974, vol. 79, N 20, p. 2945—2952).

 

Позднейшие исследования P. Ван дер Boo показали, что заметного перемещения полюсов по отношению к Земле не было на протяжении 120 млн. лет. Поэтому можно думать, что если с начала палеозоя, т. е. за 500 млн. лет, и произошел некоторый поворот Земли по отношению к оси ее вращения, то величина такого поворота была гораздо меньше того смещения (75°), которое Крейхгауэр, Н. М. Страхов и JI. Б. Рухин определили на базе фиксизма.

 

Используя данные Ванаха ( 39), полученные на основании астрономических определений обсерваторий Международной службы широты, Вегенер правильно подметил, что, анализируя кругообразные движения полюса, соответствующие главным образом чэндлеровским колебаниям (имеющим период 433 сут), по расположению центров этих окружностей можно установить общее смещение полюса. По современным данным, такое общее смещение Северного полюса происходит в сторону Гренландии со скоростью около 10 см в год. Однако большая разница между этой величиной и средней скоростью перемещения полюса в течение кайнозоя, вычисленной по палеомагнитным данным (0.4 см в год), позволяет думать, что величина 10 см в год отражает не реальный поворот всей Земли, а результат суммирования индивидуальных движений обсерваторий. Обсерватории Службы широты расположены на 39° с. ш. в подвияшых поясах Земли — в Калифорнии, Италии, Японии и Узбекистане и обнаруживают различный ход изменения широты, указывающий на такой характер их движения. Если бы обсерватории находились в более стабильных тектонических областях (на платформах) и были бы равномерно располоя^ены по всем литосферным плитам, то суммарный результат наблюдений был бы, вероятно, совершенно иным.

 

Таким образом, в свете современных данных вряд ли можно сохранить представление Вегенера о связи регрессий и трансгрессий с перемещениями полюса. Перемещения полюса, соответствующие общему повороту Земли по отношению к оси вращения, невелики по сравнению с разнообразными взаимными перемещениями литосферных плит, а тело твердой Земли обладает такими упруго-вязкими свойствами, которые позволяют ему приспосабливать свою форму к форме эллипсоида вращения достаточно быстро. Поэтому перемещения полюса со скоростью 0.4— 10 см в год не могли вызвать такой разницы между формой твердой Земли и формой поверхности ее водной оболочки, которая была бы достаточна для заметных трансгрессий и регрессий по схеме, изображенной на  41 (Стейси Ф. Физика Земли: Пер. с англ. М., 1972. 344 е.).

 

 

 

К содержанию книги: О теории дрейфа континентов

 

 

Последние добавления:

 

ГЕОЛОГ АЛЕКСАНДР ФЕРСМАН   ИСТОРИЯ АТОМОВ  ГЕОХИМИЯ ВОДЫ

 

  ГЕОЛОГИЧЕСКОЕ ПРОШЛОЕ ПОДМОСКОВЬЯ   КАЛЕДОНСКАЯ СКЛАДЧАТОСТЬ