Вегенер. Происхождение континентов и океанов

 

Учение о контракции сжатии Земли - контракционная теория. СУЩНОСТЬ ТЕОРИИ ДРЕЙФА (ПЕРЕМЕЩЕНИЯ) МАТЕРИКОВ И ЕЕ ОТНОШЕНИЕ К ГОСПОДСТВОВАВШИМ ДО СИХ ПОР ПРЕДСТАВЛЕНИЯМ ОБ ИЗМЕНЕНИЯХ ПОВЕРХНОСТИ ЗЕМЛИ В ТЕЧЕНИЕ ГЕОЛОГИЧЕСКОГО ВРЕМЕНИ

 

 

СМОТРИТЕ ТАКЖЕ:

 

Вегенер - ВОЗНИКНОВЕНИЕ МАТЕРИКОВ И ОКЕАНОВ ТЕОРИЯ...

 

МОБИЛИЗМ. гипотезы дрейфа материков к теории тектоники...

 

ДРЕЙФ МАТЕРИКОВ И КЛИМАТЫ ЗЕМЛИ. Ушаков, Ясаманов.

 

Альфред Вегенер, метеоролог и геофизик. Биография Вегенера

 

Суперматерик Пангея и дрейф материков. Зоогеографические...

 

Книги и учебники по геологии, дрейфу материков, палеогеографии...

 

Эволюция. Учебник по теории эволюции

 

Эволюция земной коры. Дрейф континентов и спрединг...

 

Странным для нашего современного несовершенного уровня знаний является то обстоятельство, что в зависимости от биологической или геофизической точек зрения на проблему приходят к совершенно противоположным выводам относительно доисторических условий на нашей Земле.

 

Палеонтологи, а также зоогеографы и фитогеографы снова и снова приходят к выводу, что большинство материков, разделенных ныне широким глубоким морем, ранее должны были иметь сухопутные соединения, по которым происходил беспрепятственный обмен континентальными флорой и фауной. Палеонтологи судят об этом по наличию многочисленных идентичных видов, которые в доисторические времена обитали в областях, расположенных на противоположных сторонах океана, чье одновременное раздельное возникновение в различных местах представляется непостижимым.

 

И если процент идентичности одновозрастных фауны или флоры незначителен, то это легко объясняется тем обстоятельством, что в ископаемом состоянии сохраняется и обнаруживается только небольшая часть представителей существовавшего ранее органического мира. Ведь если даже все группы организмов на двух таких материках когда-то полностью совпадали, недостаточность наших знаний привела бы к тому, что лишь часть находок, сделанных на обоих берегах океана, оказалась бы идентичной; большинство же организмов имеет различия. В данном случае, естественно, нужно считаться с тем обстоятельством, что даже при возможном беспрепятственном обмене органический мир не может быть совершенно тождественным, подобно тому как, например, и ныне Европа и Азия имеют не вполне идентичные фауну и флору.

 

К такому же выводу приводит и сравнительное изучение современных фауны и флоры. Существующие виды на двух таких материках хотя и различны, но роды и семейства все еще те же; и то, что в настоящее время является родом или семейством, было когда-то видом. Родство современных материковых фаун и флор позволяет заключить, что в доисторическое время они были идентичными и поэтому должен был происходить их обмен, возможный, как представляется, только по широким сухопутным мостам. Только после прекращения подобной сухопутной связи произошло их разделение на различные современные виды. Пожалуй, не будет преувеличением сказать, что все развитие жизни на Земле и родство нынешних организмов даже на отдаленных материках останутся неразрешимыми загадками, если не признавать существовавшие ранее связи между материками.

 

Приведу лишь одно из многих высказываний по этому вопросу. Де Бофор [123] пишет: «Можно перечислить еще много других примеров, из которых следует, что зоогеография не может дать приемлемого объяснения распространению животных, если не признавать существования связей между разделенными ныне материками, а также континентальных мостов, из которых, как выражается Мэттью, вынуто лишь несколько звеньев, и таких соединений, место которых сейчас занимает глубокий океан».

 

Само собой разумеется, что многие вопросы еще недостаточно выяснены. Во многих случаях существование мостов суши восстанавливалось на основе очень скудных данных и в ходе дальнейших исследований не нашло подтверждения. В других случаях не имеется полного согласия со временем, с которого прекратилась связь и наступило теперешнее разделение. Однако в вопросе о важнейших былых сухопутных соединениях среди специалистов уже ныне господствует единодушие, независимо от того, выводят ли они свои заключения из географического распространения млекопитающих или дождевых червей, растений или какой-либо другой группы органического мира.

 

Арльдт [11] составил из высказываний или карт 20 исследователей сравнительную таблицу, характеризующую существование или отсутствие сухопутных соединений в различные геологические периоды. На  1 я графически изобразил результат этой выборки для четырех важнейших существовавших сухопутных соединений. Для каждого соединения нанесены три кривые, которые отражают число подтверждающих и отрицающих такое соединение голосов и их разность. Преобладание мнений большинства показано штриховкой соответствующего участка диаграммы. Верхний график 'свидетельствует, что, согласно большинству исследователей, связь Австралии с Передней Индией, Мадагаскаром и Африкой (древняя «Гондвана») продолжалась с кембрийского времени до начала юрского, но затем прервалась. Второй график показывает, что древняя сухопутная связь между Южной Америкой и Африкой («Археленис»), согласно мнению большинства исследователей, перестала существовать в раннем или среднем мелу. Еще позднее, а именно на рубеже между меловым и третичным периодами, по мнению большинства (см.  3), перестала существовать древняя сухопутная связь между Мадагаскаром и Деканом («Лемурия»).

 

Значительно более неравномерной была материковая связь между Северной Америкой и Европой, как это видно на  4. Но и здесь, несмотря на частую смену соотношений, имеется значительное совпадение взглядов: связь повторялась в древние эпохи, нарушаясь в кембрии и перми, а также в юрском и меловом периодах, по- видимому, только мелководными трансгрессиями, которые позволяли в дальнейшем восстанавливать соединения.  Однако окончательный обрыв связи, соответствующий современному разделению материков широким глубоким морем, мог произойти, по крайней мере на севере у Гренландии, лишь в четвертичный период.

 

На некоторых подробностях мы остановимся ниже. Здесь следует подчеркнуть только один важный момент, который представители теории континентальных мостов оставляли до сих пор без внимания: эти бывшие материковые соединения привлекались не только для таких мест, как, например, Берингов пролив, где материки разделяет мелкое шель- фовое или трансгрессивное море, но также и для нынешних областей глубокого моря. Все четыре примера на нашем  1 относятся к подобным случаям. Они выбраны специально, потому что именно с них начинается новая концепция теории дрейфа континентов, как это еще предстоит показать.

 

Поскольку до сих пор считалось само собой разумеющимся, что континентальные блоки, будь они сухими или затопленными водой, сохраняли неизменным свое положение относительно друг друга на протяжении всей истории Земли, естественно, не оставалось ничего иного, как предположить, что необходимые материковые соединения существовали в виде промежуточных материков, опустившихся позднее (когда прекратился обмен континентальной фауной и флорой) ниже уровня моря и образовавших теперь дно того океана, который располагается над этими материками.

 

Так возникли известные палеогеографические реконструкции. Эта гипотеза погрузившихся промежуточных материков действительно была наиболее приемлемой до тех пор, пока базировалась на учении о контракции, или сжатии, Земли. Эту теорию необходимо рассмотреть несколько подробнее. Она возникла в Европе; ее обосновали и создали Дана, Альберт Гейм и Эдуард Зюсс. До настоящего времени на ней базируются все основные представления в большинстве европейских учебников геологии. Наиболее кратко выразил содержание этой теории Зюсс: «Мы присутствуем при разрушении земного шара» [12, т. 1, с. 778]. Подобно тому как у высыхающего яблока, когда оно теряет содержащуюся в нем влагу, на поверхности появляются складки и морщины, благодаря охлаждению и связанному с ним сжатию на поверхности Земли образуются складчатые горы. Вследствие этого сжатия земной коры в ней должно господствовать общее «сводовое давление», которое задерживает опускание отдельных частей земной коры, при этом образуются ступени или горсты, которые в известной степени поддерживаются этим сводовым давлением. В дальнейшем эти отставшие части могут опережать в погружении другие части и то, что было сушей, может стать дном моря, и наоборот, в произвольно часто повторяющемся чередовании.

 

Такое представление, обоснованное Лайелем, опирается на тот факт, что почти повсюду на материках встречаются отложения существовавших ранее морей. Этой теории нельзя отказать в исторической заслуге, так как долгое время она позволяла довольно удовлетворительно обобщать наши геологические знания.

 

Контракционная гипотеза за это долгое время применялась к большому числу результатов исследований с такой последовательностью, что еще и теперь в ней есть что-то подкупающее — в ясной простоте основной мысли и широкой возможности ее применения.

 

С момента впечатляющего обобщения геологических знаний о Земле, написанного с позиций контракционной теории и опубликованного в четырехтомном труде Эдуарда Зюсса «Лик Земли», накапливалось все больше сомнений в правильности основной гипотезы. Представление о том, что все поднятия кажущиеся, так как являются лишь результатом отставания отдельных блоков в общем движении земной коры к центру Земли, было опровергнуто существованием абсолютных поднятий [71]. Идея о постоянно и повсюду действующем сводовом давлении, теоретически опровергнутая уже Хергезеллем [124] для верхних слоев коры, оказалась шаткой, так как строение Восточной Азии и Восточно-Африканские разломы, ограничивающие грабены, позволяют, напротив, сделать вывод о наличии сил растяжения на больших участках земной коры. Определение складчатых гор как морщин коры, возникших при сокращении Земли, приводило к непременному выводу о передаче давления Бнутри земной коры на протяжении 180° большого круга.

 

Многие авторы — Ампферер [13], Рейер [14], Рудзки [15], Андре [16] и другие — справедливо выступили против такой концепции, считая, что вся поверхность Земли, подобно высыхающему яблоку, должна была бы равномерно покрыться морщинами. Особое значение имело открытие чешуйчатого строения покровных складок или шарьяжей в Альпах, которое усложнило и без того трудное обоснование происхождения гор путем контракции Земли, так что оно стало совершенно неприемлемым. Это новое понимание строения Альп и многих других гор, введенное работами Бертрана, Шардта, Люжона «и других, свидетельствует о значительно больших величинах сжатия, чем представлялось прежде. Гейм, следуя старым представлениям, вычисляет для Альп сокращение их ширины в два. раза (т. е. до V2 первоначальной величины), а положив в основу признанное теперь повсюду строение покровных складок, оценивает сокращение их ширины до 74 — 78 первоначальной величины [17].

 

Поскольку теперь ширина Альп составляет около 150 км, здесь, следовательно, была сжата часть коры шириной 600—1200 км (от 5 до 10° широты). В новейшей крупной сводке по строению покровных складок Альп Р. Штауб [18J в соответствии с Арганом приходит к еще большим величинам сжатия. На с. 257 он делает вывод: «Альпийский орогенез является результатом перемещения африканского массива на север. Если снова расправить альпийские складки и покровы по поперечному сечению между Шварцвальдом и Африкой, то по сравнению с современным расстоянием, равным примерно 1800 км, дистанция разделения составит от 3000 до 3500 км; следовательно, сжатие (сокращение) альпийского региона (в широком смысле) составило около 1500 км. На это расстояние должна была переместиться Африка по отношению к Европе. Таким образом, мы приходим также к подлинному перемещению материка — африканского массива — на большое расстояние».

 

В том же духе высказывались такие геологи, как, например, Б. Ф. Гер- манн [106], Эдв. Хенниг [19] или Коссмат [21], который подчеркивает, «что объяснение горообразования должно считаться с тангенциальными движениями коры, не укладывающимися в рамки представлений простой контракционной гипотезы». В частности, для Азии Арган [20] в своем всестороннем исследовании, к которому мы еще вернемся ниже, выдвинул совершенно такую же гипотезу, какая была предложена им и Штаубом для Альп. Любая попытка отнести эти гигантские сдвиги коры за счет понижения температуры недр Земли терпит неудачу. Даже, казалось бы, само собой разумеющееся основное положение контракционной гипотезы о постоянном охлаждении Земли было совершенно расшатано открытием радия.

 

Этот элемент, в результате распада которого постоянно образуется тепло, содержится в доступных нам горных породах земной коры в измеримых количествах. Многочисленные определения приводят к выводу, что если бы внутренние части Земли имели такое же содержание радия, то выделение тепла должно было бы быть большим, чем его отвод наружу, который мы можем контролировать, учитывая теплопроводность горных пород, по повышению температуры с увеличением глубины шахт. Зто означало бы, что температура Земли должна была бы постоянно повышаться. Однако очень малая радиоактивность железных метеоритов позволяет предположить, что железное ядро Земли, по-видимому, содержит гораздо меньше радия, чем кора. Тем самым, вероятно, представляется возможным избежать этого парадоксального заключения. Во всяком случае современное термальное состояние Земли нельзя рассматривать, как прежде, в качестве мимолетной фазы в процессе остывания когда-то значительно более разогретого земного шара, а скорее как состояние равновесия между процессом выделения радиоактивного тепла внутри Земли и теплоотдачей в мировое пространство.

 

Таким образом, новейшие исследования этого вопроса, которые будут более подробно рассмотрены позже, приводят к выводу, что (по крайней мере под континентальными блоками) генерируется больше тепла, чем отводится, и, следовательно, температура здесь должна повышаться, в то время как в областях глубокого моря, наоборот, теплоотдача превышает образование тепла. В результате для всей Земли создается равновесие между возникновением тепла и его отдачей. Во всяком случае из сказанного видно, что эти новые взгляды совершенно лишили основы контрак- ционную гипотезу.

 

Однако контракционная теория сталкивается и со многими другими трудностями. Представления о неограниченной во времени смене континентальной обстановки условиями морского дна, которые основаны на фактах распространения морских отложений в пределах современных материков, нужно существенно ограничить. При более подробном исследовании этих отложений становилось все яснее, что почти во всех без исключения случаях речь идет об отложениях мелкого моря. Многие отложения, которые прежде считались отложениями глубокого моря, оказалось, образовались в мелком море. Это было, например, доказано Кайё в отношении писчего мела. Хороший обзор по этому вопросу составил Даке [22]. Лишь для очень немногих отложений, таких как бедные известью радиоляриты Альп и некоторые красные глины, напоминающие красные глины глубокого моря, можно предположить значительные глубины образования (4—5 км), прежде всего потому, что морская вода растворяет известь только на большой глубине. Однако пространственное распространение этих настоящих глубоководных отложений на современных материках по сравнению с размерами материков и с площадью, занятой залегающими на них отложениями мелкого моря, столь незначительно, что не может повлиять на общий вывод о преимущественно мелководном происхождении ископаемых морских отложений на нынешних материках.

 

 В связи с этим у контракциониой теории возникают большие затруднения. Поскольку мы с геофизической точки зрения должны относить мелкое море к материковому массиву, этот вывод означает, что материковые массивы как таковые оставались в истории Земли постоянными и никогда не образовывали дна глубокого моря. Можем ли мы тогда предполагать, что современное дно глубокого моря было когда-то материком? Справедливость этого вывода, очевидно, опровергается тем, что было установлено мелководное происхождение морских отложений на материках. Более того, этот вывод приводит теперь к явному противоречию. Если мы реконструируем промежуточные материки  по типу  2, т. е. заполним большую часть глубоководных бассейнов, не имея возможности компенсировать это опусканием современных материковых областей до уровня дна глубокого моря, то для водных масс Мирового океана не останется места в сильно уменьшившемся глубоководном бассейне. Вытеснение воды промежуточными материками было бы так велико, что уровень Мирового океана поднялся бы над всей материковой, областью Земли и затопил бы все как существующие ныне континенты, так и промежуточные материки. Следовательно, такая реконструкция отнюдь не приводит к желаемой цели — к подтверждению существования сухопутных соединений между материками. Таким образом,  2 воспроизводит нереальную реконструкцию, поскольку мы не вводим дополнительную гипотезу (которая в качестве гипотезы ad hoc является неприемлемой), например, что количество вод Мирового океана в то время было точно на необходимый объем меньше, чем теперь, или что существо вавшие тогда океаны были на соответствующую величину глубже. А. Пенк и другие указывали на это характерное противоречие.

 

 

 

К содержанию книги: О теории дрейфа континентов

 

 

Последние добавления:

 

ГЕОЛОГ АЛЕКСАНДР ФЕРСМАН   ИСТОРИЯ АТОМОВ  ГЕОХИМИЯ ВОДЫ

 

  ГЕОЛОГИЧЕСКОЕ ПРОШЛОЕ ПОДМОСКОВЬЯ   КАЛЕДОНСКАЯ СКЛАДЧАТОСТЬ