Чарльз Флауэрс - 10 ЗАПОВЕДЕЙ НЕСТАБИЛЬНОСТИ. ЗАМЕЧАТЕЛЬНЫЕ ИДЕИ XX ВЕКА

В 60-е годы прошлого столетия, когда описываемая теория дрейфа континентов стала стремительно развиваться и входить в моду, геологи начали также экспериментально исследовать структуру коры и ядра Земли, причем опять в судьбе великой гипотезы Вегенера сыграла свою роль война и связанные с ней обстоятельства (впрочем, в этой ситуации следует говорить не о войне, а об атмосфере ее ожидания). В годы «холодной войны» для контроля над выполнением договоров о запрещении ядерных испытаний была разработана весьма эффективная и сложная военная система сейсмического мониторинга всей планеты, что стало важным дополнением к уже существовавшей сети гражданских сейсмических станций. Подобно землетрясениям, ядерные взрывы порождают целый набор первичных и вторичных (так называемых афтершоков) низкочастотных волн, которые после взрыва долго продолжают пульсировать и затухать в недрах Земли. На основе данных о таких колебаниях сейсмологи научились легко определять координаты и мощность исходных толчков. Такие измерения одновременно позволили ученым составить довольно подробные карты строения земной коры и исследовать законы прохождения сейсмических волн в самых разных (по плотности и структуре) горных породах. На основе полученных новых данных ученые смогли, наконец, создать достаточно точную картину субдукции (взаимодействия плит при скольжении) на границах зон землетрясений. Измеряя ударные волны, порождаемые движением гигантских скальных массивов, погружающихся внутрь мантии при расширении морского дна, сейсмологи смогли восстановить достаточно достоверно механизм процессов. Мантия, состоящая из горячих и частично расплавленных горных пород, имеет глубину около 3000 километров и достигает ядра Земли (стоит напомнить, что максимальная глубина скважин, достигаемая при использовании новейшего оборудования, не превышает 13 км), причем температура при переходе от коры к ядру возрастает от 1100 °С до 3500 °С.

Новейшие данные скорее подтверждают и уточняют, чем изменяют принятую в науке картину строения Земли (сложившуюся еще во времена Вегенера), согласно которой вся поверхность морского дна и материков нашей планеты покрыта тонкой и жесткой корой, плавающей на поверхности горячей и почти жидкой мантии. Кору и верхнюю, достаточно плотную часть мантии обычно называют литосферой (от греческого lithos, камень), а менее плотные породы нижней части мантии – астеносферой (от греческого asthenes, слабый).

К сожалению, за последние десятилетия мы узнали очень мало нового о строении ядра Земли. Геологи полагают, что оно имеет жидкую внешнюю оболочку (состоящую в основном из расплавленных никеля и железа, но более плотную, чем расположенная выше мантия) и центральную часть, в которой никель и железо находятся в твердом состоянии под огромным давлением. Радиус ядра (включая внешнюю оболочку) составляет примерно 3600 км. Очевидно, что ядро представляет собой чудовищную по размерам раскаленную «печь», однако ее роль в геологической истории планеты пока остается совершенно невыясненной. Ученые не знают, как ядро связано с механизмом перемагни-чивания Земли, могут ли в нем возникать достаточно мощные тепловые потоки, способные сдвигать участки коры или создавать горные хребты, и т. д.

В 1928 г., всего за два года до смерти Вегенера, кто-то из геологов предположил, что тепловая энергия вулканов обусловлена мощными конвективными потоками в глубинах Земли. Такие процессы напоминают привычное кипение воды в сосуде, когда нагретая жидкость поднимается к поверхности, слегка охлаждаясь из-за образования пузырьков, а затем конденсируется на стенках и стекает вниз. Разумеется, Вегенеру сразу понравилась эта теория, поскольку в ней присутствовал некий механизм, способный объяснить дрейф континентов. К сожалению, в те годы знания о мантии Земли были столь ограничены, что никто не мог оценить мощность предлагаемых конвективных потоков и их способность смещать континентальные блоки или плиты.

В современной модели внутреннего ядра считается возможным (хотя и не доказанным строго), что конвективные потоки могут существовать и очень медленно, буквально за миллионы лет пробиваться через вязкую, раскаленную мантию к поверхности, после чего они остывают и вновь опускаются к ядру планеты. Связанный с этим механизм напоминает турбулентность воды при кипении и вполне может оказаться «недостающим» двигателем дрейфа континентов. Конечно, этот процесс гораздо сложнее обычного кипения, хотя бы по той простой причине, что потоки магмы пробиваются к поверхности через разнообразные геологические структуры и их движение зависит от множества факторов, определяемых масштабом, траекторией движения, давлением и температурой.