Рудольф Баландин
100 великих загадок географии
Чем объяснить высоту Гималаев?
Вопрос простой, а убедительного ответа на него нет. Признаться, он для меня остаётся загадкой. Попытаемся найти её решение. Или, во всяком случае, хотя бы подумаем, каким оно может быть.
По теории геосинклиналей здесь должны были накопиться осадочные толщи, опуститься на значительную глубину. Это происходит в разных регионах планеты, но, конечно, не везде одинаково. Можно предположить, что на территории будущих Гималаев он проходил особенно интенсивно и поэтому здесь поднялись высочайшие горы Земли.
Такое объяснение неудовлетворительно. Предположение, основанное на общих соображениях. Хотя за неимением ничего другого пришлось бы так и решить. Однако есть более интересная гипотеза.
Согласно уточнённой теории А. Вегенера, предполагающей перемещение материков (не плит!), 180 миллионов лет назад единый континент Пангея раскололся, а его части «расползлись» в разные стороны.
Будущий полуостров Индостан тогда примыкал к Африке и Антарктиде. О его быстром движении мы поговорим чуть позже. Пока примем как гипотезу, что он, отколовшись от Антарктиды, примкнул к материку Азии.
С позиций глобальной тектоники плит объяснение простое: столкнулись две плиты, и в результате нагромоздилась гигантская груда их обломков, образовав горную систему Гималаев.
Так можно предполагать, не обращая внимания на геологическое строение и историю этого гигантского региона. Ничего подобного лобовому столкновению двух плит здесь не наблюдается. Нет дробления геоблоков, не зафиксировано никакого напора одних массивов на другие.
То же относится практически ко всем горным системам. Например, в геологических разрезах через многие горные хребты видно, что центральная зона выпирает, приподнимая и отчасти сминая лежащие по сторонам слои. Эти наиболее древние породы, преобразованные в горниле недр, поднялись к земной поверхности из глубоких недр. Некогда они были осадочными толщами, которые накапливались на месте глубокого прогиба. Как можно в подобных случаях утверждать, будто горы возникают из-за столкновения плит литосферы?
Какая сила могла направить Индостан на север, к Азии? Если посмотреть на карту, где показаны направления перемещения отдельных участков литосферы океана, становится ясно, что никакими глубинными течениями мантии это не объяснишь. Или они имели какие-то вихревые течения, больше напоминающие динамику атмосферы.
…Небольшое отступление. Когда я пишу большинство очерков этой книги, то постоянно обращаюсь к географическим (реже – геологическим) картам. Вот и читая, скажем, данный очерк, есть смысл иметь перед собой карту Индийского океана и его окружающих материков.
Взгляните на гигантскую наиболее высокую территорию Азии с горными системами Гималаев, Тибета, Куньлуня, Тянь-Шаня общей шириной более полутора тысячи километров. Как можно вообразить здесь столкновение двух литосферных плит?
Бессилие ГТП особенно ясно видно на конкретных примерах реальной земной природы.
Предположим, Индостан двигался 9000 км на север, повинуясь направлению воображаемого круговорота мантии планеты. Но как это согласуется с другими столь же сомнительными течениями на востоке? Никак не согласуется. Восточная часть Австралийской платформы движется на север, а почти перпендикулярно ему перемещается к Новой Зеландии Тихоокеанская плита. Какие тут возможны течения мантии?
Согласно ГТП, Индостан должен со страшной силой давить на Центральную Азию так, что огромная её часть вздыбилась горами. Однако геофизики не отмечают здесь практически никаких особенно сильных зон сжатия: они чередуются с зонами растяжения.
На схеме (не будем вдаваться в детали) видна дуга Гималаев, нависающая над Индостаном, а перед ней – предгорный прогиб
Не сходятся у ГТП концы с концами (или плита с плитой). И в этом конкретном примере очевидна бесплодность столь популярной гипотезы.
Иное дело – теория А. Вегенера. Она предполагает перемещение именно континентальной литосферы, а не какой-то проблематичной плиты.
Механизм движения Индостана в этом случае понятен: круговороты литосферы на его активной северной окраине. Они подобны гусеницам трактора или ленте транспортёра. В подобных случаях, как показывают островные дуги, передовая часть движущихся массивов имеет выпуклую форму.
Однако Гималаи выгнуты в сторону Индостана. Почему?
По-видимому, здесь, так же как на расположенной западнее зоне Иранских гор, с мезозойской эры действовали мощные круговороты литосферы. Поэтому эти огромные окраины Азии выгнуты в сторону океана (так же как западные берега Южной и Северной Америки).
Значит, около 20 миллионов лет назад сблизились зоны литосферных круговоротов Индостана и Азии. Это не было столкновением. Вообще, при чрезвычайно медленных скоростях передвижения материков, нет никаких оснований предполагать, что будет нечто подобное столкновению ледяных полей на море с образованием торосов.
В данном случае происходит то, что характерно для живых существ: более мощный круговорот подминает под себя, ассимилирует тот, что слабее. Азиатский гималайский круговорот был значительно мощней индостанского, а потому подмял его под себя.
Если до этого Гималайская горная система возвышалась на 5–6 км, то после того, как под ней оказалась северная часть Индостана, здесь образовалась особенно мощная земная кора, а Гималаи приподнялись до нынешних высот.
Кроме того, по той же причине, возможно, поднялось до рекордных высот Тибетское нагорье, высочайшее на планете.
Можно ответить и на вопрос: почему в Гималаях и прилегающих горах Тибета нет вулканов? Потому что здесь аномально мощная земная кора. Вулканы действуют в основном там, где находятся зоны растяжения литосферы. Например, в Срединно-Атлантическом хребте, на острове Исландия.
В данном районе из-за взаимодействия двух частей континентальной земной коры, по-видимому, преобладают силы сжатия. Сквозь эту мощную толщу не проникает магма астеносферы.
Мужественный и неутомимый исследователь Гималаев швейцарец Аугусто Ганссер в книге «Геология Гималаев» привёл геологический разрез, на котором показано движение земной коры Индостана под Евразийский континент. (Это подтверждение своей гипотезы я обнаружил уже после того, как её придумал.)
Гималаи – едва ли не единственное место на Земле, где проявилась подлинная субдукция, подвиг одной плиты под другую. Но это совсем не похоже на то, что предполагает тектоника плит. Там на месте столкновения находятся глубоководные желоба, что невероятно. Здесь, напротив, поднятие и аномальная мощность земной коры, что вполне понятно.
Такова моя версия ответа на вопрос о причине рекордных высот Гималаев. В научной литературе ничего более убедительного я не встретил. Вообще учёные стараются избегать вопросов, начинающихся с «почему». Они склонны больше описывать, а не объяснять.
Понять это можно: объяснения, гипотезы придумывают постоянно, и большинство из них рано или поздно приходится отбрасывать. Добротное описание природного явления – фактический материал, остающийся в анналах науки; ничем его не заменишь.
Остаётся надеяться, что найдутся специалисты, которые разработают гипотезу основательно.
Континенты – айсберги или амёбы?
В классической теории Альфреда Вегенера, так же как в глобальной тектонике плит, континентам отводится роль айсбергов, вмёрзших в ледяные поля. Так и называли: «дрейф материков».
А. Вегенер писал: «Несмотря на то что перемещение материков представляет на первый взгляд пёструю картину различного рода движений, всё-таки можно подметить важную закономерность: материковые глыбы перемещаются в экваториальном и западном направлении».
Он полагал, что Анды и Кордильеры образовались из-за того, что, двигаясь на запад, они упирались в литосферу дна Тихого океана. «На вопрос о том, какие же силы вызвали все эти перемещения, образование складок и трещин, окончательный ответ не может быть дан в настоящее время». С той поры прошло столетие, но в этом отношении мало что изменилось.
Когда осадочные слои погружаются на большую глубину под мощным давлением при высоких температурах, они обретают пластичность. Если давление длится долго, происходят пластические деформации, а не дробление пород. Складки горных пород и трещины (разломы) земной коры происходят по разным причинам, и вовсе не обязательно от горизонтальных подвижек участков земной коры.
Например, если на месте крупной депрессии начинается поднятие, прогнувшиеся слои, поднимаясь, будут сминаться в складки. То же происходит при перемещениях блоков земной коры или при внедрении в слоистые толщи изверженных пород.
Были попытки объяснить движение материков от полюсов к экватору ротационными силами, вызванными вращением Земли, а с востока на запад – влиянием гравитационного воздействия Луны и Солнца. В том и другом случае А. Вегенер признал, что на эти вопросы «не может быть дано вполне удовлетворительных законченных ответов».
Ни ротационные, ни гравитационные силы, даже если они достаточны для того, чтобы двигать материки, не могут объяснить некоторые факты. Ведь материки и островные дуги двигаются в разных направлениях, а не только так, как смещали бы их ротационные силы.
При расколе Пангеи в Южном полушарии преобладало движение в сторону экватора. Однако материки не сгрудились в экваториальной зоне, а находятся преимущественно в Северном полушарии, к тому же преимущественно выше Северного тропика.
Перемещение материков по А. Вегенеру. 1 – «Пангея» в мезозойскую эру,2 – положение материков в начале палеогена, 3 – то же в конце неогена
…Движение Индостана к Азии во время раскола Пангеи 200–180 миллионолетий назад проходило с большой скоростью (по геологическим масштабам). Словно чудовищная амёба каплевидной формы, эта континентальная глыба преодолела 8000 км акватории Индийского океана. На его дне есть две гряды, как будто выдавленные по обеим сторонам двигавшегося Индостана. Западная гряда выходит на поверхность в виде ожерелья Мальдивских островов.
С позиции тектоники плит тут нужна какая-то узкая длинная плита типа ленты транспортёра, выползающая из-под Антарктиды, по какой-то неведомой причине быстро поехавшая на север, чтобы вклиниться в Азиатский материк. Хотя в других случаях, по окраинам Тихого океана, где тоже предполагают подобное сближение плит, располагаются глубоководные желоба, а не высочайшие горные гряды, как на севере Индостана.
Круговорот литосферы как движущая сила может показаться фантастикой. Но ничего другого, на мой взгляд, придумать невозможно, если действительно Индостан проделал путь от Антарктиды до Африки.
…К сожалению, обдумывая загадки Земли, не раз приходится упоминать глобальную тектонику плит литосферы. Ведь на первый поверхностный взгляд она даёт объяснение некоторым нерешённым проблемам наук о Земле. Тем более что на неё постоянно ссылаются, её схемы приведены в учебниках.
Повторю: достаточно уже того, что в этой формальной искусственной схеме соединены вместе литосферы континентов и океанов, которые имеют радикальные геофизические, геохимические, исторические отличия. Это же всё равно что соединять растения и животных в один класс или людей и лошадей в один вид – кентавров.
Движение к Азии некоей причудливых очертаний «индо-астралийской плиты» совершенно невероятно. Если нечто подобное было, то перемещался только конкретный массив Индостана. Его направление и скорость можно объяснить просто в соответствии с теорией А. Вегенера, дополненной принципом круговоротов литосферы.
200 миллионов лет назад на южной окраине Азии, где теперь дуга Гималаев, действовали мощные круговороты литосферы. Они сдвигали литосферу океана в свою сторону, подминая под континент. Уже по одной этой причине массив Индостана должен был двигаться в северном направлении. Вдобавок у него была своя активная передовая зона круговоротов литосферы. Клиновидная форма Индостана и его сравнительно небольшие (в глобальных масштабах) размеры при обширной передовой зоне способствовали быстроте движения.
То же относится к островным дугам, которые откололись от Восточной Азии и Австралии, продвинувшись далеко в Тихий океан. Но это относится, естественно, только к островам, имеющим континентальную литосферу. На дне океанов есть немало вулканов другого происхождения – океанического, а не континентального типа, извергающих почти исключительно глубинную базальтовую магму.
Неверно и даже нелепо представлять материки подобием айсбергов, вмёрзших в ледяные поля. То же относится к попыткам объяснить их движения мантийными круговоротами.
Материки подобны айсбергам только тем, что погружены в более плотную среду и могут свободно передвигаться. Но айсберги не имеют возможности воспользоваться этой свободой. Они дрейфуют по воле ветров и морских течений. Никакими дрейфами невозможно объяснить сложные горизонтальные перемещения крупных массивов литосферы. В геологической истории направления этих движений менялись, а материки то сгруживались вместе, то расползались в разные стороны.
Изодинамика геоблоков и круговороты литосферы уподобляют континенты и островные дуги амёбам, наползающим на океаническую кору и частично её ассимилирующим. Сравнение пусть не покажется слишком смелым: на земной поверхности и в её каменной толще идёт активный постоянный обмен веществ. Это сложнейшие геохимические процессы на самых разных уровнях, начиная с атомного, что вполне сопоставимо с жизнедеятельностью организмов (только значительно сложней).
Итак, активные окраины материков подминают океанические плиты, создавая впадины глубоководных желобов. Одновременно происходит поступательное движение в горизонтальном направлении. Судя по всему, некоторые океанические дуги (или все?) представляют собой круговороты, оторвавшиеся от континентальных массивов и устремившиеся в открытый океан.
Признавая значительные горизонтальные перемещения материков, приоритет все-таки следует отдавать вертикальным сопряжённым колебаниям геоблоков, в результате чего при определённых условиях возникают круговороты литосферы.
Так мы вновь возвращаемся к теории А. Вегенера, но с дополнениями и уточнениями, позволяющими выяснить причины перемещений крупных глыб земной коры, скользящих по астеносфере. Вертикальные движения литосферы при определённых условиях переходят круговороты, а они в свою очередь вызывают горизонтальные перемещения.
В науках о Земле пришла пора на новых основаниях, вне ГТП, обобщить огромный комплекс фактов, накопленных в геоморфологии, тектонике, геофизике, геохимии, учении о Биосфере.
Куда ползут материки?
В начале юрского периода было два континента – Евразия и остальные материки. Второй сверхматерик раскололся так, словно будущую Африку и Индостан притягивала Евразия. Северная Америка с Гренландией отодвинулась от Евразии в сторону океана, и то же, но более активно проделала Южная Америка. Это и определило форму «континентальной звезды».
Надо лишь помнить, что такая фигура сложилась при определённых условиях на какой-то срок. Поверхность Земли изменчива, как живое лицо. Её современный облик определяет особенность рельефа Ледникового периода. В иные эпохи континенты располагались в регионе экватора, имея другую форму.
У критиков теории Вегенера есть веский довод: материки и острова не могут дрейфовать, подобно айсбергам!
Ледяная гора плывёт по течению, не испытывая сопротивления. В отличие от неё литосфера материка упирается в океаническую плиту. Он подобен айсбергу, вмороженному в ледяное поле и способному двигаться только вместе с ним. Из этого исходит глобальная тектоника плит, объединяющая литосферу континентов и океанов. Хотя такое объединение противоречит строению, составу, истории этих двух глобальных видов земной коры.
Чтобы как-то объяснить перемещение плит, пришлось предположить, что в некоторых зонах литосфера дна океанов «ныряет», опускается в верхнюю мантию, уходя под континенты. Хотя это противоречит закону Архимеда. Кроме того (хотя и этого достаточно), в зонах воображаемого контакта (субдукции) господствуют силы растяжения, а не сжатия. Здесь спокойно залегают и накапливаются осадки.
Не отвечает ГТП и на вопрос: почему слои осадков не заполнили глубоководные желоба? Куда деваются гигантские массы вещества, сносимого с материков?
Выход из теоретических тупиков открывает идея круговоротов литосферы. Активные края континентов не упираются в океаническую земную кору, а наползают, подобно живым существам, поглощая (ассимилируя) осадочный слой земной коры дна океана.
Не требуется придумывать сомнительные потоки чрезвычайно плотного вещества мантии. Действует почти исключительно солнечная энергия, в тысячи раз превышающая энергию глубоких недр и питающая в систему взаимодействующих геосфер.
В наше время можно определить, куда движутся материки. Точнейшие замеры со спутников показали, что расстояние между Европой и Северной Америкой увеличивается ежегодно в среднем на 2,1 см; Австралия сближается с Южной Америкой со скоростью 8 см/год, тогда как Южная Америка «отплывает» от Африки вчетверо медленней.
Складчатые дуги Евразии (по В.Е. Хаину), от древних к молодым:
1 – байкальские, 2 – палеозойские, 3 – мезозойские, 4 – альпийские. Дуги выгнуты в сторону движения материков и островов
Правда, нельзя считать эти сведения убедительными доказательствами перемещения материков на расстояния в тысячи километров за миллионы лет. Слишком невелик срок наблюдений. Не исключено, что через некоторое время наблюдаемые ныне движения изменятся.
Имеющиеся замеры, в общем, согласуются с теми направлениями перемещения материков, которые теоретически были указаны ещё А. Вегенером. Но почему материки и острова избрали эти направления?
На это могут ответить круговороты литосферы. Край континента или островной дуги, накатываясь на дно океана, по законам механики смещается в эту сторону. Значит, островные дуги и континентальные окраины Тихого океана должны двигаться в сторону океанических желобов, по направлению к Северной Америке, а Новая Зеландия и Австралия – к Южной Америке. В свою очередь, Северная и Южная Америка должны двигаться в сторону Тихого океана.
В отличие от острова материк огромен, и он не столько продвигается сам, сколько «подгребает» под свой передний край литосферу дна океана. Это два совмещённых движения. Конечно, наиболее мобильны острова.
Интересна конфигурация островов, расположенных между Антарктидой и Южной Америкой. Несмотря на то что Южная Америка движется на запад, эта островная система (Южные Оркнейские острова, остров Южная Георгия и подводные возвышенности) образуют крутую дугу в противоположном направлении.
Возможно, сказалось постоянное мощное океаническое течение западных ветров, достигающее в сравнительно узком проливе Дрейка рекордной скорости – до 14,5 км/ч. Но это всего лишь предположение. В подобных случаях было бы полезно «проиграть» ситуацию на компьютерной модели.
Хотелось бы выяснить, насколько легко сдвигается по горизонтали пластичное, а то и текучее вещество астеносферы. К сожалению, геофизики предпочитают вновь и вновь возвращаться к глобальной тектонике плит.
…На западной окраине Евразии и восточной окраине Северной Америки нет горных хребтов и вулканических поясов, а на окраинах Атлантического океана отсутствуют глубоководные желоба. Следовательно, здесь нет и круговоротов литосферы, а значит, и той силы, которая сближала бы материки.
Огромные каменные глыбы материков способны сами ползти по астеносфере, подобно гигантским амёбам? Отчасти да. Во всяком случае, так происходит на их активных окраинах, где на контакте с океаническими впадинами действуют круговороты литосферы.
Сравнительно быстро передвигаются острова. Огромные размеры материков затрудняют их движение. Поэтому круговороты литосферы на активных окраинах материков главным образом «подтягивают» и подминают под континентальную литосферу океанические плиты.
На картах рельефа дна океанов видно, что оно разбито трещинами, перпендикулярно береговой полосе. Судя по всему, такие каменные «ленты» движутся к материкам благодаря круговоротам литосферы. Это особенно ясно видно в Индийском океане и на восточной половине Тихого океана.
Итак, есть веские основания предполагать, что все континенты, кроме Антарктиды, и многие крупные острова ползут в сторону океана, подобно гигантским амёбам. Так происходит в зонах наибольшего гравитационного потенциала между континентальной и океанической литосферой. Острова движутся быстрей, чем континенты.
По мере движения континент или остров поглощают осадочный и частично базальтовый слои океанической литосферы, наращивая свою массу. Поэтому постоянная эрозия за миллиарды лет не может срезать острова и континенты ниже уровня океана.
Круговороты литосферы, действующие на активных окраинах континентов, подтягивают океанические плиты. Континенты как бы питаются осадками, накопленными на дне океанов. В астеносфере и верхней мантии могут существовать горизонтальные течения. Но их вызывают движения залегающей выше литосферы, а не наоборот.
Происходит подобно тому, как общая циркуляция атмосферы во многом определяет океанические течения. Конечно, есть и обратное влияние, но оно вторично.
Во всех глобальных процессах, происходящих в Биосфере или Биогеосфере (включающей литосферу), главным двигателем служит лучистая солнечная энергия. До сих пор этот фактор недооценивают геофизики, несмотря на то что количество солнечной энергии, поступающей в литосферу, во много раз превышает все остальные источники вместе взятые.
Зелёные растения, благодаря фотосинтезу, накапливают больше солнечной энергии (около 5·1021 кал/год), чем излучают глубокие недра, дают ядерные реакции или высвобождается от изменения скорости вращения Земли. Солнце приводит в движение потоки воздуха, воды, а также минеральные массы.
Почему специалисты по геотектонике не учли учение о Биосфере, не оценили великое значение солнечной энергии? Они изначально ограничили свой научный кругозор. В.В. Белоусов определил «геотектонику как дисциплину, занимающуюся механическими процессами в коре и их результатами». В.Е. Хаин: «Главные источники тектонических движений и деформаций лежат не в самой литосфере, а в более глубоких недрах Земли и прежде всего в непосредственно подстилающем литосферу пластичном и подвижном слое верхней мантии – астеносфере».
Такие установки определяют дальнейшие рассуждения тектонистов. И хотя Белоусов был категорическим противников глобальной тектоники плит, а Хаин проповедовал её, оба специалиста по геотектонике оказались плутонистами. Они забыли о значении солнечной энергии для жизни Земли и её обитателей (включая самих плутонистов).
…В начале ХХ века геохимия ещё только формировалась (при активном участии В.И. Вернадского и А.Е. Ферсмана). Поэтому Альфред Вегенер ограничился геофизическими данными. Геохимия быстро развивалась и в середине прошлого века стала одной из ведущих наук о Земле. Но геофизики замкнулись в своей области знаний и по-прежнему безуспешно пытались раскрыть загадки динамики литосферы в рамках своей профессии.
Так происходит до сих пор. Ситуация даже усугубилась, ибо в геофизику пришли ещё более узкие специалисты, чем прежде. Новые технические возможности создают лишь иллюзию развития ГТП, не внося в неё новых смыслов.
Гипотеза изодинамики и круговоротов литосферы подтверждается фактами. Но этого, конечно, мало. Требуется критическая проверка теории, её более основательная разработка. Увы, несмотря на все мои усилия, эта перспективная идея остаётся вне внимания специалистов.
У глобальной тектоники плит есть свои достоинства. Она появилась как результат исследования дна Мирового океана, которое действительно похоже на систему плит. Это напоминает ледяной панцирь Северного Ледовитого океана. Для этого типа литосферы идеи ГТП подходят.
Континентальная кора совершенно другая и больше напоминает плотное скопление разнообразных айсбергов.
Гипотеза плитотектоники совершенно не учитывает действие внешних физико-географических процессов и существование Биосферы. Не принимаются во внимание убедительные свидетельства того, что на континентах преобладают вертикальные перемещения земной коры. Это неопровержимо установлено многими поколениями геологов и географов.
Континенты представляют собой скопление глыб и блоков земной коры, которые подчиняются законам изостазии и изодинамики.
Нет никаких подтверждений того, что в огромной очень плотной каменной оболочке – мантии планеты – существуют постоянные круговороты вещества. Вертикальные и горизонтальные перемещения там возможны, но о них остаётся только догадываться. Главной причиной течений в верхней части мантии могут быть перемещения литосферы как более динамичной среды.
Куда ползут материки и острова? Чаще всего – в открытый океан, в сторону наиболее высокого гравитационного потенциала. Это направление подчёркивают островные дуги, глубоководные желоба.
