Автобиография Земли. 4,6 миллиарда лет захватывающей истории нашей планеты

Размышления о форме Земли и происхождении и устойчивости масс суши берут начало в сочинениях досократиков[220]. Среди других концепций эти философы рассматривали также «проблему изменения». Эти идеи стали семенами мыслей, которые тысячелетия спустя привели к появлению гипотезы дрейфа континентов и в конечном итоге теории тектоники плит, когда с наступлением эпохи Великих географических открытий, в период исследования морей и создания карт, первые исследователи и ученые стали изучать очертания континентов и обнаружили, что они являются отражением друг друга. Фламандский картограф Абрахам Ортелий и другие исследователи, включая Фердинанда Магеллана, совершали кругосветные путешествия и продолжали фиксировать эту взаимосвязь[221]. Возникли вопросы о форме континентов и о том, каким образом, возможно, они были собраны вместе. Ортелий создал первый современный атлас мира, Theatrum Orbis Terrarum («Зрелище шара земного»). Например, ученые, изучавшие первые карты Атлантического океана (рис. 5.1), отмечали, что Африка как будто послушно помещается между Северной и Южной Америкой.

Французский зоолог и палеонтолог Жан Батист Ламарк на основе своих исследований ископаемых (см. главу 1) первым сделал вывод, что, вероятно, существует движение континентов. В начале XIX в. Ламарк документально оформил свои размышления о конфигурации массивов суши и океанских бассейнов и в своем труде «Гидрогеология» (Hydrogéologie), опубликованном в 1802 г., предположил, что континенты перемещались по земному шару в западном направлении под действием мировых течений. Он полагал, что распределение ископаемых морских видов выглядит более логичным, если континенты со временем медленно двигались, а океаны неоднократно покрывали участки, которые теперь являются сушей. Тем не менее Ламарк не привел никаких доказательств своей гипотезы движения континентов и не смог найти издателя для «Гидрогеологии», единственной работы (за всю его долгую карьеру), которая посвящена геологии[222]. Так же, как и современные самостоятельно публикующиеся авторы, он решил напечатать книгу сам, но удалось продать всего несколько копий. Книга была предана забвению, и лишь когда исследователи, глубоко интересующиеся историей науки, повторно открыли эту работу, то осознали, насколько она важна[223].

В середине XIX в. представления о природе континентов, похожих на кусочки головоломки, получили дальнейшее развитие в научной литературе. В 1858 г. французский географ Антонио Снайдер-Пеллегрини первым опубликовал две карты: на одной был представлен единый континент, который существовал когда-то в прошлом и состоял из Северной Америки и Африки «до разделения», а на другой карте континенты «после разделения» находились на своих нынешних местах[224]. Свои доводы он подкрепляет тем, что виды растений каменноугольного периода были одинаковыми по обе стороны Атлантики. Но и Снайдер-Пеллегрини не смог предложить приемлемый механизм, объясняющий расхождение континентов. Ученый прибегнул к объяснению из области катастрофизма – будто Всемирный потоп привел к образованию Атлантического океана, – но подобный аргумент был не в почете даже в то время.

Ряд других теорий в XIX в. касались глобальных континентальных процессов, и основное внимание было сосредоточено на представлениях о горообразовании. Существовало несколько теорий. Одни ученые связывали образование гор с расширением Земли, которое, по их мнению, было подобно увеличению воздушного шарика: по мере растяжения поверхности участки поднимались и формировались цепи гор. Другие ученые утверждали, что вся Земля вначале представляла собой расплавленный камень, а затем постепенно остывала, и в результате сжатия земного шара образовывались горы, подобно тому, как сморщивается кожура перезрелого и увядающего яблока. Эта теория известна как теория контракции, согласно которой континенты образовывались по мере опускания океанических бассейнов. Сформировались два лагеря, один в США, а другой – в Европе, которые отстаивали два противоположных варианта теории контракции.

Американский геолог Джеймс Дуайт Дана (см. главу 2) был главным сторонником теории контракции. Согласно его варианту гипотезы, минералы, охлаждавшиеся с разной скоростью, были тем, из чего сформировались массивы суши и океанические бассейны. Химические элементы более тяжелых минералов – железо и магний – сформировали более глубокие океаны, тогда как элементы более легких минералов – кремний, натрий, кальций и калий – сформировали континенты, скользящие выше в коре[225]. Дана утверждал, что после формирования континенты и бассейны океанов зафиксировались неподвижно на своем месте. Этот американский вариант теории контракции также называли теорией перманентности.

Эдуард Зюсс и тектоника