Помоги проекту - поделись книгой:
Подписная научно-популярная
серия
«ЗНАК ВОПРОСА»
Редактор
Издается с 1989 года
© Издательство «Знание», 2005 г.
СОДЕРЖАНИЕ
ГЛОБУС
А. И. Войцеховский. «Вторые» тунгусские метеориты?
P.S. К публикации «Кто внутри Земли?..»
ДОСТАТОЧНО БЕЗУМНАЯ ИДЕЯ
И. Ф. Попов. Нормальные «аномальные явления»?
ОТКРЫТИЯ, МИФЫ, ЛЕГЕНДЫ
А. Д. Гаретовский. По следам первооткрывателя Индии
Станислав Славин. Инженер Гарин на марше?
М. Д. Струнина. Где ты был, Адам, или Все о Еве?
Валентин Новиков. Путем открытий
КАК ЖИВЕШЬ, HOMO?
К 60-летию Победы
А. А. Шерстюк. Воевали Семены…
О. Г. Свердлова. Большая семья. Миф или реальность?
МОДЕЛЬ ТВОРЧЕСТВА
К. И. Куштанин. Математики организуют общество?
А. В. Кирдин. Введение в «новую арифметику»
НАУКА В САДАХ ЛИТЕРАТУРЫ
Владимир Бацалев. Когда взойдут Гиады
Читательский клуб
Е. А. Бельшесов
КАК И КУДА ДВИЖУТСЯ КОНТИНЕНТЫ?
Об авторе:
Еще в 1912 году Альфред Вегенер выдвинул гипотезу о движении материков. Немецкий ученый считал, что современные континенты образовались в результате раскола единого праматерика Пангеи и что они медленно перемещаются по пластичному подкоровому субстрату под действием конвекционных потоков магмы, рассредотачиваясь по земному шару, размеры которого остаются неизменными.
Теперь, 90 с лишним лет спустя, накопились новые знания о Земле, позволяющие иначе толковать причины движения материков. Относительно молодой возраст базальтов океанической коры (не более 200 млн лет в сравнении с миллиардами лет гранитоидов кристаллической коры континентов) дает основание предполагать, что земной шар расширяется с увеличением площади океанского дна. А Пангея не что иное, как сплошная гранитная оболочка древней Земли (что как раз и означает в переводе слово «пангея»), которая раскололась на материки после оголения слоя базальтовой магмы и образования коры океанического типа. Импульсы расширения земного шара приурочены к редко повторяющимся периодам, которые в геологии называются эпохами горообразования и складчатости.
Вегенер пришел к мысли о расколе земной коры и движении континентов от географии, обратив внимание на сходство очертаний впадины западного побережья Африки и бразильского выступа Южной Америки. Однако на земном шаре есть места, где линии разделения материков дают значительно больше информации для выводов о причинах перемещений блоков литосферы. Это побережье Антарктиды вблизи Антарктического полуострова.
Если посмотреть на перевернутый глобус (или на карту Антарктики), то нетрудно увидеть, что линии отрыва от Антарктиды Африки и Австралии до настоящего времени сохранили свои очертания. Южная кромка Африки точно вписывается в антарктическое море Уэдцела, а южное побережье Австралии хорошо совпадает с береговой линией моря Росса (см. рис. 1). Особенно убедительно выглядят детали. Обратите внимание на южную точку Африки — мыс Игольный. Клиновидному выступу шельфа у этого мыса легко отыскивается ответная бухта на берегу антарктического моря Уэддела, врезающаяся углом в материк недалеко от аргентинской полярной станции Бельграно II. С помощью несложных геологических исследований можно было бы убедиться, что эти участки материков, ныне отстоящие друг от друга на 6 тыс. километров, когда-то составляли единое геологическое тело. Можно также определить время разделения материков (по возрасту последних идентичных пластов осадочного покрова континентов). Четкое совпадение контуров свидетельствует о хрупком (холодном) разломе коры при отделении африканской и австралийской континентальных плит.
Совсем по-другому происходило разделение Антарктиды и Южной Америки. Вытянутые конфигурации Антарктического полуострова и патагонского сужения Южной Америки говорят о пластической деформации этих участков гранитной коры. Более того, разрыва континентальной коры так и не произошло. Антарктический полуостров соединен с мысом Горн длинной петлей подводного Южно-Антильского хребта, вершины которого, выступающие над водой, образуют цепь островов в южной части Атлантического океана. Это в географии контуры материков очерчиваются береговой линией на уровне моря. А в геологии границы континентов определяются линией контакта гранитной и базальтовой составляющих земной коры. Поэтому блоки материков продолжаются под водой в виде континентальной отмели (шельфа) и континентального склона, к которому примыкает континентальное подножие, переходящее в базальтовое ложе океана.
Но почему при явных признаках проплавления и растяжения континентальной коры узкая перемычка, соединяющая под водой Антарктиду и Америку, так причудливо изогнулась, а не вытянулась струной? Несомненно, Южно-Антильская гряда сначала была растянутой. Ситуация, зафиксированная на современной географической карте, позволяет следующим образом реконструировать геотектонические события двухсотмиллионнолетней давности. После «холодного» растрескивания гранитной коры в южной приполярной области планеты по береговым линиям морей Росса и Уэддела началось расширение полей извергающейся базальтовой магмы — будущего дна зарождающихся Индийского и Тихого океанов. Сначала отделилась только Австралия. А Афро-Американский блок гранитной коры, прогреваемый с двух сторон теплом оголившегося базальтового расплава, оттеснялся от Антарктиды с образованием перешейка. По мере проплавления коры хорошо разогретая перемычка длительное время растягивалась (длина Южно-Антильской гряды составляет около 5 тыс. км). Когда же наконец Африка откололась, хлынувшие в прорыв магматические массы дна образующейся Атлантики отклонили Южную Америку на юго-запад. При этом узкая полоска континентальной коры, связывающая Америку с Антарктидой, сложилась в петлю (см. рис. 2).
В последующие эпохи высокой тектонической активности планеты образовался Великий океан и увеличились размеры других океанов. Расширение земного шара происходит за счет океанского дна. Материки в это время взаимно раздвигаются прорывающимися на поверхность земного шара массами базальтовой магмы. Они перемещаются, растрескиваются и деформируются, однако суммарная площадь гранитной коры практически остается неизменной. Многочисленные обломки континентальной коры, плавающие в более плотном базальтовом магматическом слое, теперь превратились в разбросанные по океанам острова и архипелаги, вкрапленные в базальтовую кору океанического типа.
Чтобы вычислить, какой была площадь земной поверхности примерно 200 млн лет назад, надо сложить площади континентальной коры (т. е. материков с учетом шельфа и континентальных склонов в океанах, а также островов), имея в виду, что они представляют собой фрагменты сплошной гранитной оболочки планеты рубежа палеозоя и мезозоя. В настоящее время площадь поверхности земного шара, равная 510 млн км2, по альтиметрическому признаку дифференцируется следующим образом:
СУША:
горы — 10 млн км2
плато — 30 млн км2
равнины — 100 млн км2
ОКЕАН:
материковая отмель (шельф) — 30 млн км2
континентальный склон — 35 млн км2
ложе Мирового океана — 300 млн км2
океанические впадины — 5 млн км2
Тогда площадь поверхности первичной гранитной коры (поверхности земного шара палеозоя) составит (10 + 30 + +100 + 30 + 35) = 205 млн км2.
Значит, с пермо-триасового времени площадь земной сферы увеличилась примерно в 2,5 раза (510 млн км2: 205 млн км2 = 2,5);
радиус (а также длина экватора и меридианов) — в 1,6 раза (2,50,5 ≈ 1,6);
объем — в 4 раза (1,63 ≈ 4).
Из условия сохранения момента импульса следует, что продолжительность суток на Земле в период, предшествовавший расколу гранитной и появлению базальтовой коры, была менее 10 часов
Атмосферное давление на поверхности Земли тогда составляло 6,5 атмосферы.
Плотность воздуха у поверхности Земли можно считать пропорциональной атмосферному давлению. В тот период она была примерно в 6 раз больше, чем теперь (около 8 кг/м3). Поэтому довольно тяжелые крылатые ящеры могли летать на перепончатых крыльях в воздухе мезозойского времени. В наше время ни эти ящеры, ни зубатая первоптица юрского периода не смогли бы оторваться от земли. Аэродинамические расчеты с использованием параметров современной атмосферы не оставляют им такой возможности. А уплотненный воздух мезозоя не только обеспечивал подъемную силу крыльям, но и позволял живым существам развивать значительно большую мощность за счет увеличения массы кислорода во вдохе. В барических условиях того времени сложились благоприятные предпосылки для гигантизма, так как достаточно высокое насыщение организма кислородом способствовало повышенному обмену веществ.
А у раннемезозойских рептилий (прямых предков современных черепах, ящериц и крокодилов) искривленные в плечах и вынесенные в стороны от туловища ноги позволяли телу время от времени припадать к земле, так как 200–250 млн лет назад планета в 2,5 раза сильнее притягивала к своей поверхности все на ней сущее, заставляя животных пресмыкаться.
Таким образом, наряду с геологией и географией о расширении планеты свидетельствует и палеонтология.
Оказывается, на Земле еще живут представители фауны, подтверждающие фактом своего существования предположение о расколе земной коры и удалении Америки от Азии. Это древние ящерицы — игуаны. В одном из телефильмов «Национального географического общества», демонстрировавшемся по телевидению в начале 1995 года, сообщалось об эндемичных видах игуан, живущих всего на четырех полинезийских островах в западной части Тихого океана, в то время как родиной и основным местом обитания игуан считается побережье Перу и Эквадора на континенте. Каким образом немногочисленные популяции островных игуан могли оказаться на таком отдалении от своих южноамериканских сородичей? Авторы фильма на этот вопрос отвечают так: игуаны были занесены на острова тихоокеанского бассейна с берегов Перу пассатами на ветвях и стволах деревьев, сброшенных тайфунами в океан. Трудно поверить в вероятность такого экзотического путешествия достаточно крупных растительноядных животных через Великий океан по воле волн и морских течений. Ведь расстояние между островами и прародиной игуан около 9 тыс. километров.
С позиций гипотезы ступенчатого расширения Земли правомерна другая версия. На ранней стадии образования Тихого океана теплолюбивые игуаны жили в области экватора на его восточном берегу. Расширяющийся океан раздвинул материки и обломки южноамериканской континентальной плиты вместе с их обитателями оказались почти посередине океана. По той же линии экватора еще два подвида игуан живут на Галапагосских островах в тысяче километров от Эквадора. Вероятно, первоначально и в местах постоянного обитания на материке, и на островах жил один и тот же вид игуаны. Но после катаклизмов, связанных с импульсами расширения Земли, произошли мутации и образовались новые породы островных игуан. По крайней мере, с позиций генетики ограниченное сроком жизни особи трансокеанское путешествие рептилий не могло привести к видовым изменениям.
Здесь, пожалуй, будет уместно высказать предположение о возможной связи развития жизни с импульсами расширения Земли. Ведь именно после эпох горообразования происходили радикальные изменения в мире живой природы. С каждым этапом активизации тектогенеза начинается новый виток усложнения и разветвления биологических таксонов. Ни эволюционная теория, ни генетика не объясняют этого явления. Палеонтологи знают, что развитие жизни шло в направлении усложнения организмов и расширения видового состава фауны и флоры, но не могут обнаружить в ископаемых останках промежуточные формы. Значит, есть веские основания считать, что в какие-то периоды на планете происходили скачкообразные генетические изменения. «Кембрийский взрыв» жизни произошел после байкальской (или гуронской, по-западному) эпохи горообразования. Он считается первым только потому, что в кембрийских осадочных отложениях впервые и сразу в большом количестве появляются отпечатки твердого покрова трилобитов.
В печати все чаще встречаются публикации с предположением о том, что жизнь является фундаментальным свойством материи, что возникновение сложных организмов на Земле происходило в области разломов тектонических плит. Приводятся примеры аномального разнообразия форм жизни в рифтовых зонах Красного моря и восточной Африки. В свое время еще Чижевский высказывал гипотезу об излучении «Z», инициирующем в соответствующих условиях зарождение жизни. Вероятно, эти лучи (ионные потоки или неизвестные науке поля) как-то связаны с импульсами расширения Земли.
По крайней мере, геология позволяет предполагать, что в периоды высокой тектонической активности физико-химические процессы осуществляются с усложнением молекулярной структуры вещества. В магматических массах образуются сложные молекулярные соединения минералов. Кристаллизация сопровождается группировкой минеральных агрегатов в горные породы. Из ограниченного набора химических элементов глубинного вещества мантии формируется бесчисленное минеральное и рудное разнообразие земной коры.
Нельзя исключать возможности распространения этих или подобных закономерностей на биологические системы. Правомерно предположить, что радикальные генетические изменения приурочены к так называемым эпохам горообразования, когда происходило массовое сквозное растрескивание земной коры с извержением на поверхность вместе с магмой ионизированных флюидов и еще чего-то пока не известного науке, о чем задумывался Чижевский.
А в длительные периоды тектонического спокойствия жизнь развивается эволюционно. Происходит естественный отбор по Дарвину — полезные свойства закрепляются, нежизнеспособные биологические конструкции вымирают. В эти продолжающиеся десятки миллионов лет интервалы времени действуют известные сегодня законы генетики, определяющие невероятную видовую устойчивость организмов.
Маркиан Попов
ЧТО СТОИТ ЗА ПРЕЦЕССИЕЙ РАВНОДЕНСТВИЙ?
В начале 90-х гг. один из ведущих инженеров Газпрома Е. А. Бельшесов попытался определить длительность цикла осадконакопления в меловом периоде мезозойской эры.
Практически каждый образованный человек знает, что смена сезонных фаз на полушарии Земли всегда происходила за один оборот планеты вокруг Солнца с одной той же периодичностью, равной приблизительно 365,24 суток. Если первые исследователи палеопроцессов и имели основания подозревать, что в прошедшие эпохи течение времени отличалось от современного, то они располагают возможностями на сегодняшний день обосновать свои догадки. Абсолютное большинство ученых не подвергают сомнениям установившееся представление о неизменяемости длительности года.
Но год, как период цикла обращения Земли по орбите вокруг Солнца, и год, как период цикла сезонных фаз на планете, являются хронологически самостоятельными понятиями, так как обуславливаются разными параметрами движения земного шара (на самом деле эллипсоида) в пространстве.
Фазы орбитального года определяются взаимным положением Земли — Солнца относительно т. н. «неподвижных» звезд (зодиакальных созвездий). Фазы сезонного года связаны с наклоном земной оси к плоскости орбиты, когда она наклонена к Солнцу, на полушарии лето, от Солнца — зима. Следовательно, флора и фауна воспринимают год как продолжительность смены сезонов или цикла движений вокруг земной оси.
И в силу этого осадочный покров земной коры имеет систематический характер, т. е. в горных разрезах число основных пластов из обломочного материала должно соответствовать числу прошедших на Земле циклов сегментации, иначе говоря, накопления осадочных пород.
Евгений Алексеевич Бельшесов высказал гипотезу, что строение осадочного покрова планеты связано с механикой ее движения в околосолнечном пространстве. Земле присуще астрономическое явление прецессии, угловая скорость которой весьма мала и составляет 50,2″ Иначе говоря, ось планеты поворачивается в пространстве на угол 50,2″ за год вокруг другой оси, проходящей через центр земного шара и перпендикулярной к плоскости движения Земли вокруг Солнца.
Евгений Бельшесов считает, что в минувшие геологические эпохи скорость прецессии была иной, нежели теперь. Если на протяжении геологической истории Земли она постепенно замедлялась, то в ретроспективе длительность сезонного года должна увеличиваться.
Расчеты показали, что накопление осадочных пород в границах 20 млн лет происходило в среднем с 40-тысячелетним интервалом. Безусловно, эти данные могут быть уточнены, но порядок величин бесспорен. Таким образом, есть научные основания говорить, что в интервале непрерывных отложений нижнего мела образование пачки пластов от подошвы одного до подошвы следующего происходило примерно за 40 тыс. лет.
Для того чтобы осадки отложились такими ровными слоями на обширных территориях, акватории обогащенных взвесями вод должны быть прочными, т. е. нести мощные водные потоки. Поэтому в настоящее время наблюдаются процессы наращивания осадочных пород толщи земной коры новыми пластами. Отчего же на протяжении более чем 1,5 млрд лет предыдущей геологической истории планеты эти условия существовали?
Но средства современной астрономии пока не позволяют установить, какой была скорость прецессии в прошлые эпохи и как она изменялась во времени. Данная возможность имеется у палеогеологов, например, на основе анализа осадочных разрезов разного возраста.
Исследователь Бельшесов в своих расчетах исходит из того, что сегодняшнее значение угловой скорости близко к 0. Математическая формула, введенная в научный оборот российским специалистом (Горный вестник. 1997,
Правомерно предположить, что в начальный период возникновения формирования планеты Земля частота прецессии равнялась X оборотов и со временем уменьшалась. Тогда должен был наступить момент, когда частота снизилась до одного оборота в год (годичное смещение азимута, разумеется, в данном случае = 0). Следовательно, в начальный период существования Земли мгновенное значение продолжительности сезонного года на ней равнялось бесконечности.
В этом случае нетрудно сделать вывод, что возможность образования слоев осадочных пород возникла после того, как период сезонного года приобрел ощутимые конечные значения и на полушариях Земли стала наблюдаться смена времен года. Начался процесс циклического перераспределения между полушариями потенциальной энергии связанных водных масс в виде ледникового покрытия многотысячелетней зимы и последующего преобразования ее в кинетическую энергию весенних водных потоков. Во время гипертрофированных весенних половодий, имевших хотя не ярко выраженный характер потопа, осуществлялся перенос продуктов разрушения горных пород, происходила дифференциация осадков и образование пластов.
По существу, в осадочных горных породах стратисферы материально зафиксирована информация о сезонной хронологии Земли за 1,65 млрд лет, т. к. возраст наиболее древних на планете пластов рифейского периода протерозейской эры составляет 1,65 × 109 лет.
Поделиться книгой: