Евгений Крепс - Последняя экспедиция «Витязя»

В этом рейсе «Витязя», как и в прошлых, была хорошая традиция: в свободные от работы дни, например во время перехода между станциями, некоторые ученые читали для состава экспедиции лекции или делали научные доклады. Так, И. М. Овчинников сделал для нас интересный доклад о Средиземном море, исследованию которого он посвятил немало труда. Иван Михайлович рассказал об особенностях моря, его районировании, течениях, о взглядах на природу этих течений, термохалинную или ветровую, об его гидрологии и биологии.

В другой раз, уже к концу плавания, Олег Георгиевич Сорохтин, крупный специалист в области геологии и геофизики океана, прочитал нам интереснейшую лекцию о новых, современных взглядах на геофизические процессы, происходящие на Земле, о тектонических литосферных плитах, о происхождении океанов, о рифтовых зонах и т. п. Мне очень трудно восстановить в памяти все рассказанное им (к сожалению, я не вел записи его лекции). Но частные беседы с Олегом Георгиевичем, моим соседом по каюте, просвещавшим меня по всем этим вопросам, и чтение некоторых из его работ, бывших у него с собой в плавании, несколько облегчают мою задачу. Мне хочется рассказать о содержании этой лекции, так как уверен, что она была интересной не только для меня.

До конца 60-х годов геология как область знаний о Земле во многом еще носила описательный характер и еще не имела единой научной теории. За последние 15–20 лет, главным образом благодаря изучению геологического строения дна Мирового океана и применению новых геофизических методов исследования, были получены совершенно новые данные, заставившие отказаться от многих старых представлений о происхождении земной коры и о природе геодинамических процессов, развивающихся в литосферной оболочке Земли.

Прежде чем перейти к краткой характеристике новых представлений, новой теории, получившей название концепции тектоники литосферных плит, целесообразно кратко остановиться на современных представлениях о строении Земли.

Земной шар состоит из:

1) земной коры (слой А), средняя толщина 33 км;

2) мантии с глубиной нижней границы 2900 км. Мантия делится на верхнюю (слой В с глубиной нижней границы 410 км), среднюю (слой С, залегающий на глубинах от 410 до 1000 км) и нижнюю (слой D с глубинами от 1000 до 2920 км). Верхняя часть верхней мантии (до глубины 100–300 км) вместе с земной корой называется литосферой;

3) ядра, состоящего из внешнего жидкого слоя (слой Е на глубинах 2920–4980 км), переходного (слой F между внешним и внутренним ядром, 4980–5120 км) и внутреннего твердого ядра (слой на глубине 5120–6371 км).

Таким образом, Земля представляет собой довольно сложную механическую систему: вращающийся толстостенный шар (кора и мантия) с внутренней полостью, заполненной тяжелой жидкостью (слой Е), в которой плавает небольшое шарообразное твердое ядро, удерживаемое в центре системы силами ньютоновского тяготения, но могущее вращаться иначе, чем мантия.

Кора состоит из легкоплавких силикатов с преобладанием алюмосиликатов. Концентрация основных химических элементов в земной коре (по Виноградову): кислорода — 43,13 %, кремния — 26,7, алюминия — 7,4 % (кислород в виде окислов). Континентальная кора резко отличается от океанской. Она значительно толще (25–75 км против 6—10 км), разнится и по некоторым формам рельефа.

Состоит мантия в основном из силикатов. Состав ядра очень гипотетичен. По-видимому, ядро состоит из железоникелевого сплава с небольшой добавкой легких элементов.

Согласно этой теории, Земля, ее литосфера, разбита на ряд плит толщиной от 10 до 80 км под океанами и до 300 км под континентами. Горизонтальные размеры плит могут быть от нескольких сот до 10–15 тыс. км. Под влиянием конвективных течений мантийного вещества литосферные плиты перемещаются по земной поверхности со скоростями порядка нескольких сантиметров в год. За время развития геологических процессов (порядка сотен миллионов лет) такие перемещения могут достигать многих тысяч километров. Этим явлением объясняется и дрейф континентов.

В тех местах, где плиты расходятся, между ними возникают разломы — шрифтовые зоны Земли. По этим разломам горячее глубинное вещество поднимается вверх. Охлаждаясь и кристаллизуясь, оно наращивает края плит и образует новые участки литосферы с океанской корой, на которых в дальнейшем формируются срединно-океанские хребты и океанские впадины. Там, где плиты сближаются и наползают друг на друга, возникают островные дуги и образуется континентальная кора (в основном благодаря переработке пододвигаемой под эти структуры океанской коры). За счет этого процесса возникает и большая часть эндогенных полезных ископаемых.