Вегенер. Происхождение континентов и океанов

 

Ротационный фактор в тектонике. Конвекционные течения в мантии Земли Симе. Силы вызывающие перемещение материков — полюсобежной силы и сил, обусловленных вращением Земли в сочетании с гравитационным воздействием Луны

 

 

VI. Комментарии к гл. 9 (Движущие силы, с. 161—171) и гл. 11 (Дополнительные замечания относительно дна глубоких морей, с. 192-201).

 

В гл. 9 А. Вегенер подробно рассматривает различные предположения относительно сил, которые могли бы вызвать перемещение материков, — полюсобежной силы и сил, обусловленных вращением Земли в сочетании с гравитационным воздействием Луны.

 

Однако как из его текста, так и из позднейших исследований видно, что эти силы недостаточны для того, чтобы вызвать скольжение материковых глыб по подстилающему их под- коровому слою — симе или смещение коры и верхних слоев мантии по астеносфере (Внутреннее строение Земли/ Ред. Б. Гутенберг. М., 1949. 417 е.). Исключение составляют, может быть, приливообразующие силы, которые, по подсчетам Надаи (Надай А. Пластичность и разрушение твердых тел: Пер. с англ. М., 1969, т. 2. 863 с.) и Бострома (Bostrom R. Westwanderung and the lunar tidal couple: modulation of convection by bulge stress. — The Moon. 1976, vol. 15, p. 109—117; Bostrom R. Tectonics of the tidal, convective Earth. — Modern Geol., 1978, vol. 6, N 3, p. 171—183), могут вызвать медленное проскальзывание внешних геосфер на запад по отношению к внутренним слоям. Такое проскальзывание могло бы выразиться в западном дрейфе коры и самых верхних слоев мантии по астеносфере.

 

Однако так называемый ротационный фактор в тектонике, который проявляется, например, в ориентировке островных дуг (все типичные островные дуги обращены выпуклостью на восток или на юг) и в наклоне связанных с ними зон Беньофа, свидетельствует скорее о проскальзывании верхних слоев на восток по отношению к глубоким слоям и ядру Земли, т. е. о противоположном эффекте (Кропоткин П. Н. Возможная роль космических факторов в геотектонике. — Геотектоника, 1970, № 2, с. 30—46). В частности, так называемый западный дрейф недипольной части земного магнитного поля, составляющий 0.18° в год по долготе, обычно рассматривается как указание на медленное вращение магнитного ядра Земли на запад по отношению к ее внешней оболочке и коре (Стейси Ф. Физика Земли. М., 1972. 342 е.). Это равносильно восточному дрейфу коры и оболочки по ядру со скоростью, составляющей на экваторе 20 км в год, что почти в миллион раз больше, чем средняя скорость горизонтальных перемещений материков или литосферных плит относительно друг друга.

 

Следует отметить, что предположение о западном дрейфе материков при неподвижности подкорового слоя (симы), которое отстаивал Ве- генер, при всей слабости физической аргументации этой идеи привело ученого к правильному выводу о возникновении глубоких впадин с корой океанического типа, расположенных в тылу островных дуг (Японской, Филиппинской, Ново-Зеландской и др.,  52), в результате разрыва и растяжения коры. Образование глубоких впадин окраинных морей в процессе растяжения доказывается как реконструкциями, так и палеомагнитными данными (Кропоткин П. Н., Шахвар- стова К. А. Геологическое строение Тихоокеанского подвижного пояса. М., 1965. 368 е.; Kropotkin Р. N. The crystal structure and origin of the basins of Japan sea and some other seas of the Circum-Pasific mobile belt.— J. Phys. Earth (Tokyo), 1978, vol. 26, suppl. 527-535).

 

Заканчивая рассмотрение ротационного фактора в геотектонике применительно к гипотезе Вегенера, следует упомянуть, что за последние 20 лет некоторые исследователи, занимавшиеся изучением ориентировки крупных разрывов литосферы, вновь вернулись к анализу его возможной геодинамической роли. Так, П. С. Воронов усматривал влияние полюсо- бежных сил на структуру литосферы в особенностях сдвиговой тектоники континентальной коры западного и восточного полушарий Земли, в характере географического распределения в них по долготе эпицентров крупных землетрясений, в местоположении, ориентировке и тангенциальной направленности смещения блоков земной коры внутри Карибской островной дуги и островной дуги Банда, а также в некоторых других тектонических данных. Упомянутый исследователь полагает, что блоки континентальной коры Евразии и Северной Америки как бы оплывают к югу, в сторону экватора (это явление он назвал геофлюкцией) по двум системам глобальных сдвиговых зон. Первая из них представлена системой внутриконтинентальных сдвигов, имеющих северо-западную и северо-восточную ориентировку относительно оси, расположенной приблизительно вдоль 100° в. д. и 80° з. д., и соответственно правую и левую направленность движения своих крыльев. Вторая, периконтинентальная, система глобальных сдвиговых зон особенно четко прослеживается вдоль тихоокеанских побережий Азии и Северной Америки, а также вдоль кж- ной и юго-западной окраин Восточно-Европейской платформы. Вдоль тихоокеанского побережья Северной Америки и окраин упомянутой платформы резко преобладают правые сдвиги, а вдоль азиатского побережья Тихого океана — левые. По мнению П. С. Воронова, все приведенные закономерности местоположения, ориентировки и характера смещения крыльев региональных сдвигов, расположенных внутри этих глобальных сдвиговых зон, могут быть объяснены только результатом длительного (многие десятки миллионов лет) геодинамического воздействия полюсобежных сил на массы вещества континентальной коры Северной Америки и особенно Евразии (Воронов П. С. 1) О проблеме структуры Арктического бассейна и о глобальных сдвиговых зонах Земли. — Проблемы Арктики и Антарктики, 1964, № 18, с. 11—23; 2) Две проблемы планетарной геологии. — Зап. ЛГИ, 1979, т. 81, с. 61—68).

 

Время покажет, насколько и когда изложенные построения П. С. Воронова станут общепризнанными, но безусловно симптоматичен тот факт, что новейшие данные региональной геотектоники приводят современных исследователей к аргументированному использованию того же ротационного геотектонического фактора, которым одним из первых в науке стал пользоваться А. Вегенер. И в этом опять-таки состоит непреходящая ценность его оригинального подхода к геотектоническому развитию нашей планеты.

 

В конце гл. 9 Вегенер кратко упоминает о конвекционных течениях в мантии Земли (симе). Гипотезы подкоровой конвекции уже разрабатывались в 20-х годах Джоли, Швиннером, Киршем и Ампферером. Именно это направление исследований привело к удовлетворительному решению вопроса о силах, движущих материки. Крупномасштабная циркуляция вещества в мантии Земли доказывается четырьмя независимыми путями: 1) данными, указывающими на субдукцию литосферных плит в глубоководных желобах и спрединг (расширение) морского дна на срединных хребтах океанов, 2) палеомагнитными данными и мобилистскими реконструкциями, 3) тем фактом, что мантия в высокой степени очищена от литофильных элементов, которые накопились в коре материковых глыб, 4) геотермическими данными, показывающими, что радиоактивные элементы (U, Th, К), генерирующие тепло Земли, вынесены в ее верхние слои, главным образом в гранитную кору (Ботт М. Внутреннее строение Земли. М., 1974. 376 е.; Кропоткин П. Н. Проблемы геодинамики. — В кн.: Тектоника в исследованиях Геологического института АН СССР. М., 1980, с. 176—247). Конвекция может вызываться температурной и соответственно плотностной неоднородностью, гравитационной дифференциацией (например, по схеме, предложенной Э. Краусом) и перераспределением вещества в зависимости от его пластичности, возрастающей с увеличением температуры, в условиях изменяющегося радиуса Земли, например ее попеременного сжатия и расширения согласно пуль- сационной гипотезе В. А. Обручева, М. А. Усова и В. Бэчера.

 

Относительная роль этих факторов до сих пор не выяснена. Поэтому можно и в наши дни согласиться с резюмирующими высказываниями А. Вегенера, что «вопрос о силах, которые вызывали и вызывают перемещения материков, остается еще совершенно открытым», но несомненно, что «силы, которые перемещают материки, являются теми же самыми силами, которые формируют крупные складчатые сооружения» (с. 171).

 

В гл. 11 Вегенер правильно подметил, что более глубокие области в океанах имеют в общем более ранний возраст коры (с. 192). В то же время он совершенно ошибочно отнес абиссальные равнины, которые характеризуются очень ровным, гладким рельефом, к областям, где обнажен слой симы (с. 196). К такому идеальному нивелированию поверхности дна, например, в Саргассовом море привело длительное накопление осадков. Это доказано по результатам бурения и сейсмозондирования.

 

В гл. 11 (с. 199, 200) и гл. 5 ( 24) А. Вегенер подробно рассматривает особенности рельефа морского дна и островов Индонезии, района островов Тонга и Фиджи, западной части Индийского океана (Маскарен- ский подводный хребет и Сейшельские острова), указывая на признаки горизонтальных течений. Эти признаки, изогнутая в плане форма цепей островов или подводных валов и желобов, действительно свидетельствуют о подкоровых течениях, до сих пор, к сожалению, не изученных.

 

Говоря в гл. 9 и 10 о горообразующих силах как проявлении тех же процессов, которые приводят к дрейфу материков, Вегенер правильно наметил общую схему смятия земной коры с образованием складчатой возвышенности и «корня гор», т. е. утолщения коры под нею ( 48), и схему уменьшения толщины коры и образования прогиба или системы грабенов и горстов в зонах растяжения ( 47). Эти схемы логически вытекают из представлений о значительных горизонтальных перемещениях в сочетании с требованиями сохранения изостатического равновесия по модели Эри.

 

Таким образом, оценивая классическую работу А. Вегенера, мы можем подчеркнуть жизненность и эффективность его основных идей. Это концепция больших горизонтальных перемещений материков, выводы об утолщении и смятии коры в складки в зонах сжатия, уменьшении толщины коры и образования прогибов, грабенов и рифтов в зонах растяжения, соображения о кардинальном различии в строении земной коры на материках, где имеется так называемый гранитный слой, и в глубоких частях океанов и утверждение о принципиальной возможности реконструкций путем совмещения контуров изобат материкового склона (где происходит быстрое выклинивание гранитного слоя). На фоне всех этих достижений выглядят несущественными те ошибочные положения Вегенера, которые также были отмечены в наших комментариях.

 

 

 

К содержанию книги: О теории дрейфа континентов

 

 

Последние добавления:

 

ГЕОЛОГ АЛЕКСАНДР ФЕРСМАН   ИСТОРИЯ АТОМОВ  ГЕОХИМИЯ ВОДЫ

 

  ГЕОЛОГИЧЕСКОЕ ПРОШЛОЕ ПОДМОСКОВЬЯ   КАЛЕДОНСКАЯ СКЛАДЧАТОСТЬ