Н.А. Ульянов. Передвижение материков

Ульянов Н.А. Передвижение материков / Н.А. Ульянов. // Современные записки. 1922. Кн. XI. Культура и жизнь. С. 303–310.
Геологические процессы земной коры.


Стр. 303

КУЛЬТУРА И ЖИЗНЬ.



ПЕРЕДВИЖЕНИЕ МАТЕРИКОВ.



Америка все удаляется и удаляется от Европы.

Это не политическая метафора, а совершенно определенный, с прямым смыслом, вывод из новой гипотезы о строении земной коры.

В 1912 году впервые автор этой гипотезы Вегенер выступил на собрании немецких геологов с докладом об образовании материков и океанов. Уже тогда его конечный вывод, гласящий, что материки плавают по поверхности Земли, как огромные льдины плавают по водам Ледовитого океана, — этот вывод и доказательства к нему возбудили оживленный обмен мнений. Но война надолго отодвинула проникновение гипотезы Вегенера в научные круги других стран.

За протекшие годы Вегенер продолжал работать, значительно пополнил багаж доказательств, подкрепляющих его выводы, и то, что раньше было высказано в виде гипотезы, уже приобретает характер почти полной очевидности.

Целый ряд загадочных моментов в жизни земного шара получает необыкновенно простое объяснение, если признать вместе с Вегенером, что материки передвигаются, меняют место и положение на поверхности земного шара.

Попробуйте вырезать из бумаги очертания южной Америки, как она представляется на карте (или еще лучше — на глобусе, где сохранена истинная пропорция размеров), и приложите эти очертания к западному берегу Африки так, чтобы мыс Св. Рока пришелся в Гвинейском заливе. Вы увидите тогда, что с необыкновенной точностью заливы и мысы южной Америки придутся к мысам и заливам Африки. Согласование наблюдается поразительное, подобное форме и оттиску.

Едва ли допустимо объяснить простой игрой случайности такое совпадение в очертаниях береговых линий этих двух материков.

Труднее найти и показать совпадение и согласование континента Северной Америки с Европой. В очертаниях их берегов нет такого бьющего в глаза сходства.

Но здесь за близкое родство берегов Северной Америки и Европы говорит геологическое строение. Существовавшие некогда, а теперь уже в значительной степени размытые водой горные цепи (Герсинская и Каледонская в Европе и в С. Америке) являются продолжением одна другой, когда сближены материки Старого и Нового Света.



Стр. 304



Также совпадают продолжения осей старых горных массивов Африки и Южной Америки. 

Таким образом, не только внешняя форма очертания берегов, но и внутреннее строение, так сказать, анатомия материков говорит за то, что Старый и Новый Свет представляют собой как бы два куска газеты, которую разорвали, но которую можно сложить опять так, что каждая строчка одного куска явится продолжением соответствующей строчки другого. Материки разорвались и переместились.

Где же следует искать причину передвижения материков?

Чтобы уяснить этот вопрос, нужно обратиться прежде всего к строению земной коры.

Земной шар может быть представлен состоящим из концентрически друг на друге лежащих слоев.

Самый внешний слой — атмосфера, толщиною примерно в 200 километров. Далее — гидросфера (океаны), покрывающая всю землю, за исключением выступающих из воды материков. Средняя толща воды в океанах — около 5 километров. Далее следует литосфера — собственно земная кора, слой затвердевших горных пород, толщина которого может быть около 100 километров. Еще глубже, т. е. еще ближе к центру земли, горные породы оказывающиеся уже в расплавленном состоянии. Это — пиросфера, магма. И, наконец, — барисфера, центральное ядро земли.

Нас интересуют сейчас только литосфера и пиросфера. Знаменитый геолог Зюс ввел подразделение земной коры на два слоя, характеризуемые различием горных пород, входящих в их состав.

Верхний слой литосферы, который и есть собственно земная кора, состоит, главным образом, из гранитных и гнейсовых пород, богатых кварцем. Удельный вес этих пород в среднем = 2,7.

Зюс назвал этот слой с а л ь (или сиаль) вследствие того, что преобладающими химическими элементами, которые встречаются в этом слое, являются кремний (силиций) и алюминий.

Нижний слой литосферы, переходящий уже в магму, состоит, по Зюсу, из горных пород более тяжелых (с удельным весом = 2,8—3,4). Эти горные породы характеризуются тем, что они по преимуществу темного цвета (вследствие большого количества заключающихся в них окисей железа). Образчиком таких пород могут служить базальты. Преобладающими и характеризующими эти горные породы химическими элементами являются кремний (силиций) и магний. Зюс назвал этот слой с и м а. 

Данная Зюсом схема распределения легких и тяже-



Стр. 305



лых горных пород принимается всеми, поскольку дело касается материков. Но не нужно забывать, что материки, суша, т. е. доступная для нашего обследования земная кора, занимает всего 29, 2% земной поверхности. Остальное находится под морями и океанами

Представление о строении земной коры, господствовавшее до сих пор, было таково, что оба слоя: и с и а л ь и с и м а — продолжаются и под океанами так же, как и в толще материков. Допускалась лишь та разница, что толща с и а л я под океанами меньше, чем в материках. Немногочисленные глубоководные экспедиции доставили лишь весьма ограниченное количество образчиков горных пород, добытых со дна океанов из глубин в 5—6—7 километров. И, конечно, — это образчики лишь тех обломков, песка, которые только и могли быть извлечены, что далеко еще не достаточно для полного ответа на вопрос о том, из каких же горных пород состоит дно океанов.

Вегенер отвечает на этот вопрос совершенно иначе, чем было принято до сих пор. По его мнению, слой, называемый Зюсом с и а л ь, т. е. слой, состоящий из более легких горных пород, с о в е р ш е н н о отсутствует на дне океанов. Лишенное легкой верхней покрышки из с и а л я, дно океанов состоит только из с и м а. Действительно весьма скудный материал образчиков тех горных пород, которые извлечены со дна океанов, говорит — до известной степени — в пользу Вегенера. Но он основывает свой вывод на соображениях и другого рода.

Дно океанов имеет две довольно резко выраженные области. Одна — это прибрежная полоса, которая от собственно берега материков продолжается до глубины 200, иногда 300, самое большее 500 метров, после чего следует быстрое, резкое увеличение глубины. До глубины 200—500 метров мы еще находимся на подводном продолжении материка — на том, что называется продолжением континентальной платформы, затопленным водой океана. За пределом этих умеренных глубин затопленный берег материка резко обрывается, и мы быстро опускаемся в пучину океана. Но, дойдя до глубины приблизительно в 4700 метров, мы убеждаемся (при помощи лотов для измерения глубины), что дно океана сравнительно очень плоское. Таким образом, если мы устраним мысленно воду океанов, получается впечатление, что массы континентов резко и отчетливо возвышаются своими крутыми берегами над плоским дном океанов. Вегенер применяет в данном случае сравнение с плавающими льдами — сравнение очень наглядное. Дно океанов в этом сравнении аналогично по-



Стр. 306



верхности воды; выступающие над уровнем дна толщи материковых платформ — это части плавающих льдин, выдающихся над уровнем воды.

Земная кора меньшего удельного веса, чем глубинная м а г м а, плавает, таким образом, на этой жидкой, вязкой и лишь сверху затвердевшей магме.

Но, чтобы такое состояние равновесия плавающего тела было возможно, очевидно, что части литосферы, покрытые горами, т. е. значительно возвышенные над уровнем дна океанов, должны иметь и часть, погруженную в магму, большую, чем районы земной коры менее высокие. Ведь то же самое и с плавающими льдинами. Чем выше плавающая ледяная гора, тем значительнее ее погруженная в воду часть. Но наблюдать прямо это явление с земной корой мы, конечно, не можем. Есть, однако, косвенный путь, подтверждающей это предположение. Этот путь указан нам измерением ускорения силы тяжести. Точные и систематические измерения, произведенные в Европе и в Америке, показали с очевидностью недостаток п л о т н ы х горных пород под возвышенностями, под горными цепями. Другими словами, под возвышенностями толща с и а л я значительно больше, чем под низменностями. Эта избыточная толща компенсирует, уравновешивает возвышенность, давая ей возможность значительно подниматься над уровнем глубинной магмы, над уровнем дна океанов.

М е ж д у материками этот слой, составленный из глубинной магмы, из с и м а, находится ниже среднего уровня материков примерно на 4 800 метров (глубина океанов 4 700 метров + 100 метров среднего возвышения материков над уровнем океана).

П о д материками же с и м а находится значительно ниже, так как под частью материков, выступающей над поверхностью с и м а (т. е. над поверхностью дна океанов), находится еще огромная толща материков, погруженная в с и м а для поддержания равновесия плавающего материка. Приняв во внимание разницу удельного веса между с и а л ь и с и м а, Вегенер вычисляет, что высота материков, выступающая над дном океанов (т. е. приблизительно 4 800 метров) составляет только 5% всей толщи материков, которая должна быть, таким образом, равна примерно 100 километрам, а под горными хребтами даже и 200 километрам.

Раз материк находится в положении плавающего на магме тела, нет никакого основания предполагать, что он стоит на якоре. Наоборот, все говорит за то, что материки движутся, и Вегенер убежда-



Стр. 307



ет нас в этом с необыкновенной наглядностью.

Последуем за ним и посмотрим, как происходит и какими явлениями сопровождается передвижение материков.

Можно предположить, что земная кора, состоящая из с и а л я, распространялась раньше на всю поверхность земли. Впоследствии под влиянием какой-нибудь причины эта верхняя пленка разорвалась, растрескалась, образовались материки, причем процесс растрескивания не остановился, но продолжается и до сих пор.

Материк трескается во всю свою толщу. В открытую трещину, которая растет и расширяется все больше и больше, начинает подниматься из глубин тяжелая пластическая масса с и м а, которая и заполняет трещину, но только до известного уровня (примерно 4 800 метров ниже поверхности материка).

Разумеется, трещина не представляет собою гладкого, как ножом, отреза. Она осложнена множеством побочных трещин, которые, пересекаясь, отделяют большие или меньшие куски от обеих частей треснувшего материка.

Материки удаляются друг от друга, а их осколки окружают огромные материковые массы гирляндами островов.

С растрескиванием континентов связано появление вулканов. Но извержения, т. е. поднятие глубинной лавы, приобретают характер катастрофы только в том случае, когда вулканы оказываются на суше. Когда же глубинная магма, с и м а, заполняет широкую трещину м е ж д у материками — трещину, которая уже находится над поверхностью моря, — тогда это поднятие магмы не сопровождается никакими опасными спазмами: вследствие давления огромной массы воды вулканические процессы происходят спокойно.

Материк движется, плывет по с и м а. И в этом движении его передняя часть, испытывающая наибольшее давление, начинает морщиться, появляются на ней складки, вздымаются и растут горные хребты. Так объясняется, например, появление той огромной цепи гор, которая представляет собою настоящий оборонительный вал, тянущийся по всему западному берегу Северной и Южной Америки. Это — Скалистые горы и Анды.

Но почему же не поднимаются огромные горы и со дна океанов? Почему материки в своем движении не заставляют также морщиниться земную кору, состоящую из с и м а? Почему вдали от материков дно океанов представляет собою монотонную, однообразную равнинность? Причина этого в большой пластичности горных пород, образованных из с и м а. Эта с и м а не гонится материками перед собою, а подбирается ими п о д себя или разгоняется в стороны,



Стр. 308



как вода, по которой плывет деревянный плот.

Наиболее яркий пример образования трещины, раскалывающей континент, и удаления одного берега трещины от другого представляет собою Атлантический океан. Западные берега Африки и Европы и восточные берега Южной и Северной Америки — это два края огромной трещины, некогда сливавшиеся вместе.

Вегенер указывает на то, что можно различить два направления передвижения: 1) с востока на запад и 2) от полюсов к экватору.

Лучший образчик первого направления дает передвижение Америки на запад. Это движение имеет наиболее вероятной причиной вращение земли, совершающееся с запада на восток.

Возможную причину второго рода движения, от полюсов к экватору, Вегенер видит в центробежной силе.

Продолжается ли передвижение материков и в настоящее время? Вегенер отвечает на это утвердительно, поскольку дело касается взаимного положения Северной Америки и Европы. Это утверждение Вегенера основывается на результатах измерений градусов долготы на широте Гренландии. Такие измерения были сделаны в 1823 году, в 1870 году и в 1907 году (последние — при участии Вегенера). Все эти три измерения (в том числе и последнее) были сделаны еще до формулировки Вегенером его гипотезы. Сравнения результатов первого и второго измерений дают перемещение Гренландии на 400 метров на запад. Сравнения второго и третьего показывают дальнейшее перемещение Гренландии более чем на один километр на запад.

Конечно, такие измерения должны быть проделаны с исключительной точностью, чтобы служить неопровержимым доказательством гипотезы Вегенера. Но уже одно совпадение результатов сравнения измерений 1823 и 1870 годов, а также 1870 и 1907 годов производит сильное впечатление.

Какие же явления в жизни земного шара определяет собою передвижение материков?

Прежде всего следует упомянуть образование горных хребтов. Передвижение материка Северной и Южной Америки на запад определило появление Анд и Скалистых гор.

Образование горных цепей Альпийской, Карпатской, Кавказской, Гималайской надо отнести, по Вегенеру, за счет того центробежного движения, которое определяет тенденцию к перемещению материков от полюсов к экватору.

Волнующим и не получившим до сих пор надлежащего объяснения был вопрос о единообразии животного мира на частях суши, разделенных в настоящее время обширными водными пространствами.



Стр. 309



Исследования окаменелостей животных и растений привели геологов к неоспоримому заключению, что между иными пространствами суши, разделенными теперь целыми океанами, существовали раньше сухопутные связи. Эти соединения получили название мостов. Мосты, согласно предположению, и давали возможность животным переходить с одного материка на другой, чем устанавливалось единообразие животного мира. Так, например, должен был существовать мост, соединявший Северную Америку с Европой, мост, который мог исчезнуть не раньше, как в четвертичную эпоху, т. е. в относительно н е д а в н е е время (недавнее — сравнительно с возрастом земной коры).

Другой такой же мост соединял Южную Америку с Африкой, но во времена уже гораздо более отдаленные оба материка оказались разъединенными.

Куда же исчезли эти мосты? Обычно предполагалось, что эти соединительные части суши провалились, осели в пучины океанов. Такое объяснение, во многих отношениях неудовлетворительное, возбуждает против себя много возражений и в сущности является лишь отпиской за отсутствием настоящего объяснения. Действительно удовлетворяющее объяснение дает теперь гипотеза Вегенера. В эпоху каменноугольную материк Южной и Северной Америки был непосредственно спаян с Европой и Африкой. Затем появляется трещина, и Америка начинает удаляться от Европы—Африки. Но удаляется Америка не равномерно по всей своей длине. В то время как расстояние между Южной Америкой и Африкой возрастает все больше и больше, Северная Америка еще очень долго остается связанной с Европой, по крайней мере в ее северной части. Окончательный разрыв и отплытие Америки совершились только в самую новейшую эпоху, в четвертичную.

Геологические исследования установили совершенно точно, что в каменноугольную эпоху материки Южной Америки, Африки и Австралии составляли один не разделенный океанами материк, который в значительной части был покрыт вечными льдами. Чтобы объяснить такое о г р о м н о е развитие ледников, предполагалось, что Южный полюс находился в то время примерно в середине теперешнего Индийского океана. Предположение это вызывало, однако, и решительное возражение. Дело в том, что Северный полюс должен был бы, в таком случае, находиться примерно в теперешней Мексике. Между тем геологические исследования показывают, что в каменноугольную эпоху там был ж а р к и й климат. Таким образом, вопрос оставался открытым.



Стр. 310



Гипотеза Вегенера необыкновенно упрощает объяснение вопроса о положении Северного полюса в каменноугольную эпоху.

Все те материки и части материков (Южная Америка, Африка, Австралия, Индостан), в которых исследование установило наличность ледникового покрова в эпоху каменноугольную, — все эти части суши были раньше сдвинуты в одно целое, принадлежали одному континенту. Если, как то делает Вегенер, собрать вместе эти части материков, теперь удалившиеся друг от друга, то мы сможем восстановить и то место, где должен был находиться в эту эпоху Южный полюс.

Установив положение Южного полюса в каменноугольную эпоху на юге Африки и показав, что материк Америки был тогда связан с Африкой, Вегенер приходит к заключению, что другой конец земной оси, Северный полюс, находился в Великом океане, а не в Мексике, где бы его пришлось искать, если бы Америка не переменила своего положения.

Вследствие перемещения материков и вследствие связанного с этим перемещения районов с окаменелостями, которые дают нам возможность судить о характере климата, бывшего при жизни окаменевших впоследствии организмов, мы не можем восстанавливать распределение климатов только на основе изучения ископаемых остатков. Необходимо сверх того тщательно учитывать совпадение горных цепей, образовавшихся в разные геологические эпохи, т. е. принимать во внимание анатомию земной коры.

Допустив условно, что наиболее постоянным по своему положению на земном шаре является материк Африки, можно проследить вместе с Вегенером перемещение полюсов земной оси в разные геологические периоды. И вот оказывается, что тогда находят объяснение остававшиеся до сих пор непонятными многие факты истории Земли.

Для примера я приведу здесь лишь распространение ледяного покрова в Европе в ледниковый период. По вычислениям Вегенера, в этот период Северный полюс находился, если считать по современной географической сетке, на 70-м градусе северной широты и 10-м градусе з а п а д н о й долготы. Это положение Северного полюса дает одновременно объяснение и тому факту, что в Сибири в тот же период климат был значительно теплее, чем теперь, когда Северный полюс от Америки передвинулся в сторону Азии.

Уже из этих примеров видно, до какой степени может быть плодотворна увлекательная гипотеза Вегенера.



Н. А. Ульянов.