Развитие представлений об эволюции земной коры

Первые гипотезы. Даже не очень внимательный взгляд на внутренние и внешние особенности земной коры рождает немало вопросов.

Мы знаем немало научных гипотез, являющихся попытками объяснить причины и закономерности движений земной коры. В XVIII в. М.В. Ломоносов одним из первых высказал идею о том, что в формировании гор значительную роль играет движение расплавленной магмы в недрах Земли. Основываясь на этой догадке, немецкий учёный Александр Гумбольдт сформулировал гипотезу «кратеров поднятия», которая связывала возникновение горных сооружений с подъёмом к земной поверхности огромных магматических масс. По А. Гумбольдту, всё выглядело как извержение гигантского подземного вулкана, которое приподнимало поверхность Земли. Авторитет этого выдающегося учёного был в то время весьма велик, и его гипотеза пользовалась популярностью в научных кругах.

На смену гипотезе «кратеров поднятия» в середине XIX в. пришла очень остроумная гипотеза контракции французского геолога Жана Батиста Эли де Бомона (рис. 140). Термин «контракция» в переводе с латыни означает «сжатие».

Основой этой гипотезы послужили представления Иммануила Канта (рис. 141) и Пьера Лапласа (рис. 142) о возникновении Солнечной системы. Напомним, что согласно этим представлениям Земля первоначально находилась в расплавленном состоянии и лишь потом начала постепенно охлаждаться. Сначала остыли и затвердели внешние слои — так образовалась земная кора. Но медленное остывание продолжалось дальше, что приводило к постепенному уменьшению объёма планеты: ведь, как нам известно из курса физики, при остывании все вещества сжимаются. Фактически происходило следующее: шар, имеющий определённую площадь поверхности, уменьшался в объёме. Примерно то же самое происходит, когда из надувного мяча выходит воздух, а пекущееся в духовке яблоко теряет воду. В обоих случаях поверхность коробится, морщится. Это же происходит и с Землёй — складчатые горные сооружения возникают подобно «морщинам» на поверхности печёного яблока. Не случайно, что теорию контракции иногда называют гипотезой «печёного яблока». Эта идея была горячо принята научной общественностью, оставаясь на протяжении почти ста лет официальной точкой зрения. До 40-х гг. ХХ в. она изучалась в школе. Однако многое оставалось неясным. Почему горные сооружения располагаются именно так, а не иначе? Почему процесс горообразования идёт не непрерывно, а периодически затухает? К сожалению, красивая и наглядная гипотеза контракции не давала ответы на эти вопросы.

Поиск замены. На эти вопросы попытался дать ответы великий австрийский геолог Эдуард Зюсс (рис. 143), который, основываясь на гипотезе контракции, разработал учение о геосинклиналях. Геосинклиналь — подвижная зона земной коры. Это обширный участок земной коры, как правило, имеющий вытянутую форму, который в течение длительного времени испытывает сначала опускание, а потом поднятие. Чуть позже мы подробно рассмотрим положения этой старой гипотезы.

Она объяснила многое, например то, почему высокие горы сложены морскими отложениями и др. Подавляющее большинство геологов считали эту гипотезу наиболее близкой к действительности и даже говорили о ней не как о гипотезе, а как о теории. Однако на смену учению Канта —Лапласа об изначально расплавленной Земле пришла новая, не опровергнутая до сих пор точка зрения советского учёного Отто Юльевича Шмидта (рис. 144) о том, что Земля первоначально была холодным космическим телом и лишь потом начала разогреваться. Но раз нет постепенного остывания Земли, значит, нет и её сжатия!

Как это ни странно, но несостоятельность гипотезы контракции, являвшейся основой учения о геосинклиналях, не поколебала мнения большинства учёных в том, что геосинклинали — реальность. И до сих пор есть немало приверженцев этой гипотезы. Правда, причину подвижности участков земной коры нужно было искать другую — сжатие не годилось.

Дрейф материков. Новую, революционную точку зрения незадолго перед Первой мировой войной независимо друг от друга высказали немецкий метеоролог Альфред Вегенер (рис. 145) и американский геолог Фрэнк Тейлор. Хотя первым высказал идею Ф. Тейлор, наиболее обоснована и проработана она была А. Вегенером и получила название гипотеза дрейфа материков. Суть гипотезы уже излагалась в курсе географии 7 класса, поэ­тому сейчас имеет смысл лишь немного напомнить о ней. Основываясь на сходстве очертаний материков по обе стороны Атлантики, а также общности геологических структур, древней флоры и фауны ныне разобщённых материков, А. Вегенер сделал вывод о том, что раньше все материки составляли один огромный материк — Пангею (рис. 146). Под воздействием центробежных сил, возникающих в результате вращения Земли, происходит своеобразное «скольжение» земной коры по мантии. В результате Пангея раскололась на куски, образовавшие современные материки, которые продолжают своё движение (дрейф) по поверхности Земли. Первоначально воспринятая как своего рода «научное хулиганство», гипотеза впоследствии получила некоторое признание среди учёных разных стран.

Однако реальные подтверждения смещения материков в то время получить было почти невозможно, лидер «мобилистов» (так стали называть приверженцев идеи материкового дрейфа) А. Вегенер погиб во время экспедиции в Гренландию. Постепенно интерес к новой гипотезе стал падать, и к началу Второй мировой войны о ней практически забыли.

Но спустя много лет именно на основании идей А. Вегенера, дополненных новыми данными, была разработана теория литосферных плит, или новая глобальная тектоника. О ней речь пойдёт в следующий раз.