Данные, подтверждающие дрейф континентов

1. Кажется, что континенты соответствуют друг другу почти так же, как кусочки разрезанной картинки, — как будто они составляли когда-то единый суперконтинент, называемый Пангеей.

2. Нанося на карту характеристики древнего климата различных частей континентов, мы можем показать, что эти континенты соответствуют друг другу не только по “форме”. На составленных вместе материках вырисовываются логично расположенные зоны оледенения и тропиков Пангеи; наука, занимающаяся древними климатами, называется палеоклиматологией.

3. Когда горные породы затвердевают из расплавленного состояния, в них сохраняются следы магнитного поля Земли, существовавшего в то время. Построив карту такой остаточной намагниченности по многим формациям древних пород, ученые должны были сделать вывод, что либо магнитные полюсы перемещались по поверхности Земли с течением геологического времени, либо сами континенты, на которых затвердевали породы, после этого сдвигались с места.

4. Сходство групп окаменелостей в угольных пластах и терригенных осадочных породах по обе стороны Атлантики, на севере и на юге, заставляет предположить, что эти стратифицированные породы образовались в сходных условиях и, возможно, в одном и том же регионе и что впоследствии они разделились, так как соответствующие континенты разошлись в разные стороны. Наука, занимающаяся этими вопросами, называется палеобиогеографией.

5. Установление абсолютного возраста формирования таких геологических структур, как, например, горные цепи, найденного путем измерения характеристик радиоактивного распада веществ, изначально заключенных в таких структурах, доказывает, что комплексы горных пород, находящиеся теперь на удаленных друг от друга континентах, образовались в одно и то же время, а значит, возможно, в одном и том же регионе.

Данные, подтверждающие разрастание океанического дна. Несмотря на накопленные фактические данные, многие специалисты отвергали теорию континентального дрейфа, потому что не находилось правдоподобного источника энергии для таких крупных перемещений в земной коре. Следующая фаза в разработке теории тектоники литосферных плит принесла свидетельства того, что дно каждого океанического бассейна само находится в движении и это движение направлено в стороны от зон срединно-океанических хребтов. Это следующие свидетельства.

1. Нигде экспедиции не подняли с океанического дна породы древнее чем примерно 150 млн. лет. Куда исчезла более древняя океаническая кора?

2. Открытие полосовых магнитных аномалий в океанической коре позволило сделать вывод, что эта кора движется в стороны от осевых зон срединно-океанических хребтов. В этом состоит главное свидетельство спрединга. Впервые появилось логичное, взаимно согласованное объяснение не только срединно-океанических хребтов, но и зон разломов, пересекающих эти хребты, и эпицентров землетрясений, происходящих как вдоль хребтов, так и в зонах разломов. Эта наука называется палеомагнетизмом.

3. Если срединно-океанические хребты были “источником” новой океанической коры, то поступающее оттуда вещество должно было образоваться в глубине литосферы и, следовательно, быть горячее, чем более древняя океаническая кора, отодвинувшаяся далеко от хребтов. Ученые сконструировали приборы, позволяющие измерить направленный вверх от океанического дна тепловой поток, и использовали их для проверки этой гипотезы.

4. Далее, если пластиноподобная океаническая кора остывала, удаляясь от места своего образования в осевой зоне срединно-океанического хребта, она должна была одновременно сокращаться в объеме. В итоге дно океана должно быть глубже там, где оно дальше от источника разрастания (“центра спрединга”), и это хорошо подтверждается многочисленными замерами глубин. Идея сокращения океанического дна была подтверждена еще двумя фактами: во-первых, с удалением от хребта рельеф дна становится все более гладким, чего и следовало ожидать, потому что депрессии в дне заполняются осадками, мощность которых возрастает с удалением от хребта, а, во-вторых, самые древние из вулканов в цепочках вулканических островов типа Гавайской со временем опускаются на глубину.

5. Развитие химии радиоактивных элементов привело к разработке теоретических представлений о радиоактивном распаде веществ глубоко в мантии Земли. Это и был “правдоподобный" источник энергии, который так долго искали. Тепло от радиоактивного распада могло привести в движение конвективные потоки в глубинах мантии. Следовательно, конвективное движение и служит, возможно, тем механизмом, посредством которого затвердевшая кора “оттягивается” от срединно-океанических хребтов, чем и объясняется разрастание океанического дна.

Данные, подтверждающие тектонику литосферных плит. Остается проблема: как объяснить исчезновение океанической коры древнее 150 млн. лет, а также множество вопросов о том, как именно движется в настоящее время материал океанической коры. За два десятилетия — с 1955 по 1975 г. — произошел подлинный взрыв сейсмических и магнитных исследований океанической коры вместе с крупномасштабными работами по глубоководному бурению, позволившими получить керны осадков из всех океанов. Полученные данные свидетельствуют о том, что земная кора — как континентальный сиаль, так и океаническая сима — состоит из нескольких крупных масс, называемых плитами (число их, возможно, равно 14), что эти плиты движутся относительно пластичной мантии, подстилающей литосферу Земли, и что границы, где разные плиты соприкасаются друг с другом, представляют собой в то же время зоны сильной сейсмической активности.

1. По накопленным к 1960 г. данным об очагах землетрясений были установлены особенности поля напряжений в земной коре, но только глубоко внутри коры. Эти данные рассматривались как доказательство того, что всюду, где разрастающаяся океаническая кора сталкивается с участком коры, несущим континент, океаническая кора с усилием под- двигается под континент (см. рис. на с. 358). Этот процесс называется субдукцией, и он помог объяснить исчезновение древней океанической коры. Испытавшие субдукцию участки коры снова плавятся, попадая в конце концов опять в горячее пластичное вещество мантии.

2.Если процесс субдукции со всеми его модификациями типичен для столкновения океанической и континентальной плит, то столкновение двух континентальных плит должно вызывать обширное воздымание и надвигание масс в горизонтальном направлении, так как ни одна из плит не может испытывать поддвиг. Гималаи как раз и представляют собой такой надвиг, возникший в результате столкновения Индийского и Азиатского континентов.

3. Цепочки вулканов, такие как Гавайские острова, свидетельствуют о том, что океаническая кора непрерывно движется над находящейся еще глубже в мантии “горячей точкой”. Если активность горячей точки проявляется эпизодически, то в результате отдельных прорывов магмы через вышележащую литосферную плиту должны возникать отдельные вулканические острова.

4. Все данные, которые подтверждают промежуточные теории дрейфа континентов и разрастания океанического дна, служат также составными частями фундамента теории тектоники плит.