Что происходит с Землей?

Прежние представления о Земле сейчас крошатся, как старый лед. То, что еще недавно казалось незыблемым, тает под горячими лучами новых открытий. Таково нынешнее положение в геологии.
В эпицентре спора оказался вопрос: движутся ли материки или незыблемо стоят на месте? Фактов «за» достаточно, но не меньше и фактов «против» (подробно они были рассмотрены на страницах «Вокруг света» в десятом номере журнала за 1971 год). С одной стороны, контуры материков, что особенно очевидно для Америки, Европы и Африки, сходны между собой: их можно «сложить» по береговой кромке Атлантики и без особой натяжки получить единое целое. Очевидно для геологов также сходство континентов, лежащих по берегам Индийского океана. Все это сейчас доказывается даже математически. Случайные совпадения? Полноте! Где это видана «случайность», которая осуществляется на протяжении многих тысяч километров? К тому же выяснилось, что геологические структуры одного материка продолжаются на другом, так, словно океан не более чем ножницы, которые рассекли ткань верхних слоев земной коры. Так можно ли сомневаться, что материки некогда соприкасались друг с другом, составляли единое целое, а потом разошлись?
Можно. Если перемещение материков на дальние расстояния реальность, то, спрашивается, почему материки не «перекорежились»? Почему почти в первозданном виде осталась тонкая пленка земной коры, если в ней происходило движение столь огромных масс? Кроме того, материки, перемещаясь, должны были бы сдвинуться относительно своих глубинных структур. Как быть в этом случае, если «корни» материковых разломов прослеживаются на сотни километров вглубь, а толщина земной коры под материками равна в среднем всего 30—40 километрам?
Увязать эти и многие другие противоречия сейчас пробует новая гипотеза тектонических плит. Картина в свете этой гипотезы выглядит таким образом, что расширение океанов — это процесс подтопления окраин материков, «ныряние» континентальных глыб на глубины в сотни километров. Некоторые противоречия при этом снимаются, но операция проходит отнюдь не безболезненно. Ведь материки потому и возвышаются над океанами, что сложены породами более легкими, чем породы океанического ложа и тем более породы мантии, на которой покоится земная кора. В этом смысле континенты подобны льдинам, плавающим над глубинами земной тверди. «Подтопить» их без сложных ухищрений теории не так-то просто.
Мы забыли упомянуть еще об одном, крайне важном обстоятельстве, которое выявилось лишь в последние годы: океаны молоды! Глубинное бурение пород океанического дна позволило определить возраст этих пород и, таким образом, возраст океанов. Оказалось, что океаны во много раз моложе континентов!
Этот факт произвел на геологов впечатление, пожалуй, не меньшее, чем на Гамлета явление тени его отца. Выходит так, что лет сто миллионов назад континенты были, а Мирового океана еще не существовало?! Не было океанов Земли, были только моря наподобие Средиземного?! Что же тогда находилось на месте океанов?
Конечно, немедленно возникла надежда, что бурение отдельных участков океанического дна не отражает всей реальности. Что, быть может, новое бурение подсечет куда более древние породы ложа и тогда все станет на место.
Пока эти надежды не оправдались. Велика вероятность, что они и не оправдаются. Земной шар, как это удалось установить в последние лет двадцать, опоясан сетью гигантских океанических разломов (срединно-океанические хребты и рифты), И наблюдения свидетельствуют, что эти всепланетные разломы подобны расползающимся швам.
Попробуем их истолковать нетрадиционным образом. Допустим мысль, что земной шар расширяется.
Идея расширения Земли выглядит новой и неожиданной. Любопытно, однако, что впервые ее высказал еще в 1889 году забытый ныне ученый И. О. Ярковский. Она не исчезла бесследно, как этого можно было бы ожидать (ведь тогда, в общем-то, не было серьезных фактов, которые бы ее подтверждали). Напротив, эта же идея приходила позднее на ум самым разным ученым, причем неоднократно. Значит, было что-то в этой идее? Только сейчас мы можем оценить ее сполна. Действительно: что было на месте океанов, когда океанов не было? При допущении, что Земля расширяется, этот «проклятый» вопрос снимается сам собой: Земля была меньше, и континентальные глыбы стояли впритык. Другой «проклятый» вопрос современной геологии: что представляет собой система всепланетных океанических разломов? Шов, уже без всяких кавычек. Шов, по которому при расширении «трескалась» Земля; шов, откуда идет поступление глубинного вещества, постепенно формирующего океаническую часть земной коры. Еще один «проклятый» вопрос. Как известно, континентальная кора разительно отличается от океанической. По мощности: в первом случае толщина земной коры 30— 40 километров, во втором — 5—10. По строению и составу континентальные зоны земной коры, так сказать, «трехэтажны» — сверху комплекс осадочных пород, посредине комплекс гранитных пород, в основании базальты. А в океанических зонах земной коры гранитного комплекса нет. Если Земля действительно расширялась, то такое различие закономерно. Океаническая кора моложе, следовательно, проще и тоньше.
А как в свете гипотезы расширяющейся Земли выглядит непримиримый спор сторонников движущихся и сторонников неподвижных материков? Оказывается, что правы и те и эти. Здесь, говоря в шутку, получается вариант популярной песенки: «Материки движутся и не движутся...» При этом снимаются многие фактические противоречия. Очертания и структуры материков сходны, потому что континенты действительно образовывали некогда единое целое. Материки движутся без существенной деформации, без «отрыва» от своих глубинных корней? И это понятно: сами по себе материки не движутся, не «плывут». Они вместе со всеми своими глубинными «корнями» перемещаются наподобие бугорков футбольной камеры, когда ее надувают воздухом. Я далек от мысли, что идея расширения Земли снимает все противоречия, разрешает все проблемы тектоники, устанавливает порядок там, где прежде виделся хаос взаимоисключающих фактов. Так никогда не бывает, чтобы гипотеза (и даже теория!) объясняла все без исключения. Это естественно, ведь разнообразие природы безгранично. Поэтому новое знание, разрешая прежние неясности, ставит нас перед новыми загадками.
Гипотеза расширения Земли, конечно, не может быть исключением. Я не хочу останавливаться на второстепенных вопросах, которые интересуют больше специалистов (например: если земная кора растягивалась, то как объяснить складчатость?). Замечу лишь, что объяснения таких «несоответствий» имеются; насколько они убедительны для критиков — это уже вопрос другой. Здесь я хочу остановиться на более общих проблемах. Сразу возникает вопрос: если Земля расширялась и расширяется, то изменяется ли ее объем, а масса остается постоянной? Или дело не только в изменении объема, но и массы Земли?
Есть простая формула, связывающая силу тяжести на планете с ее массой и расстоянием поверхности от центра. А именно: сила тяжести пропорциональна массе планеты и обратно пропорциональна квадрату расстояния от центра.
Следовательно, существует способ проверки, расширяется ли Земля и каким образом. Если мы найдем данные, что сила тяжести не оставалась неизменной во все геологические эпохи, то гипотеза расширения Земли перестает быть «чистой идеей», которая «удобно» разъясняет геологические противоречия. Коль скоро при этом окажется, что сила тяжести убывает со временем, значит, расширение Земли шло за счет увеличения ее объема, а масса оставалась неизменной. Если же сила тяжести наоборот возрастает со временем, следовательно, дело прежде всего в увеличении массы нашей планеты.
Есть ли тут какие-нибудь фактические данные, посредством которых мы могли бы проверить гипотезу расширения Земли?
Известно, что с выходом жизни на сушу размеры животных в ходе эволюции постепенно возрастали. Не всех, конечно, но возрастали. В общем, это понятно: крупному и, следовательно, более сильному существу легче противостоять хищникам. Максимума это укрупнение достигло в мезозое, в эпоху господства пресмыкающихся — динозавров, когда землю попирали гиганты, по сравнению с которыми слон просто карлик. Но далее произошел перелом. Гигантские динозавры постепенно мельчают (относительно, конечно), затем вымирают. Лидерами сухопутной жизни становятся мелкие поначалу млекопитающие. После освобождения от тирании динозавров происходит укрупнение их размеров. Но, во-первых, это куда более слабая, чем прежде, вспышка гигантизма. Во-вторых, в последние миллионы лет наблюдается неуклонное снижение размеров наиболее крупных млекопитающих (пещерный медведь или олень были крупнее современных медведей и оленей; мастодонт был крупнее мамонта, а мамонт — слона и так далее).
Не исключено, что тут действуют какие-то пока неясные биологические закономерности Но, по крайней мере, столь же правомочно другое истолкование: на Земле возрастала сила тяжести, а в этих условиях «конструкция» гигантов становилась все менее рациональной; исполины погибли, так сказать, раздавленные собственным весом.
Двинемся дальше. Кто из нас в детстве не строил крепости из песка? Не пытался при этом добиться внушительной крутизны стен? Но сухой рыхлый песок не позволяет сделать откос крутым. У любых сыпучих пород есть свои, строго определенные углы естественного откоса. Они зависят как от свойств пород, так и от силы тяготения: чем меньше сила тяжести, тем при прочих равных условиях круче будет угол склона.
В древних осадочных породах можно найти четкие следы «окаменевших» углов наклона сыпучих образований (ветровая рябь на песке, древние дюны, речные наносы). Так вот: измеряя откосы древних сыпучих образований, кандидат геолого-минералогических наук Л. С. Смирнов обнаружил, что в прошлом образовывались более крутые, чем теперь, скаты!
Означает ли это, что прежде физико-химические свойства сыпучих пород были иными? Крайне сомнительно. Значит, меньшей была сила тяжести?
Попробуем посмотреть, не растет ли сила тяжести и ныне. Данных здесь мало (измерения начались недавно), но все же они есть. Так, по наблюдениям в Вашингтоне с 1875 года по 1928 год сила тяжести возросла там с 980 098 до 980 120 миллигал. Для районов Прибалтики, Ленинграда, Кавказа, Средней Азии по наблюдениям 1955—1967 годов сила тяжести возрастала в среднем за год на 0,05—0,10 миллигал. Много это или мало? Мало, почти неощутимо, если мерить историю годами и тысячелетиями. Много, очень много, если вести счет на миллионы и миллиарды лет геологической истории Земли. Зафиксированные темпы нарастания силы тяжести оказались примерно соответствующими тем теоретическим расчетам, которые сделали мы: за сто миллионов лет сила тяжести на поверхности Земли возросла примерно в два с половиной раза, радиальный размер планеты при этом удвоился. А 600 миллионов лет назад она была в 6—8 раз меньше современной.
Следует, конечно, оговориться, что зафиксированные приборами темпы возрастания силы тяжести можно интерпретировать иначе, чем делаем это мы. Все это можно объяснить флюктуацией, эпизодическим отклонением (в один период времени сила тяжести ничтожно возрастает, в другой, быть может, уменьшается, так, что среднее остается неизменным). И все же такое истолкование не более чем предположение, которое ничем не доказано. Да и как его можно доказать или опровергнуть, если сотни лет назад, не говоря уже о тысячах и миллионах, никто никаких измерений силы тяжести не вел и вести не мог? Проблему надо рассматривать в совокупности, а эта совокупность как раз и убеждает нас, что размеры Земли и сила тяжести на ней не оставались постоянными.
Конечно, тут сразу возникает «убийственный» вопрос: а каким образом, за счет чего увеличивалась масса планеты? Мне не хочется здесь давать свое истолкование. Напомню лишь, что до открытия законов генетики теория Дарвина (теория, не гипотеза!) буквально повисла в воздухе, потому что Дарвин не мог ответить на вопрос, почему благоприятные изменения охватывают вид, а не растворяются в нем. Прошло время, и ответ был получен.
Я попробовал показать, что мысль о расширении Земли уже не просто «чистая идея». Что она многое способна осветить по-новому. Но, разумеется, лишь отточенная на «оселке фактов», она сможет привести к вполне неоспоримым выводам.

В. Нейман кандидат геолого-минералогических наук