Естествоиспытатель любит говорить языком цифр. Не высказываясь вслух, он чуточку разделяет мнение физика лорда Резерфорда, что из всех наук «существует только физика, затем химия, являющаяся разновидностью физики, и, наконец, коллекционирование марок»! Чтобы избежать зачисления в категорию филателистов, геофизик нуждается в хороших геофизических теориях. Прекрасной иллюстрацией узости мышления некоторых ученых служит анекдотический случай, имевший место в 1963 году с автором одной из актуальнейших за последнее десятилетие статей о Земле: ее публикация была отвергнута крупным научным журналом по той причине, что она не содержит «ни новой информации, ни математических расчетов и находится в противоречии с общепринятыми идеями…»
Теория охлаждения Земли представлялась в высшей степени научной; она позволяла производить точные математические расчеты, разумеется, при условии принятия некоторых отправных гипотез. Она была очень удобна для изложения на лекциях. Аналогия сжимающейся в процессе охлаждения Земли с яблоком, кожура которого по мере его старения морщится, приводилась в каждом учебнике географии.
К великой досаде ученых, сделанные расчеты плохо согласовывались с фактами, наблюдаемыми на земной поверхности. Открытые в скором времени шарьяжи, или надвиги одних пластов на другие, недвусмысленно указывали на очень значительные деформации земной коры, сокращающие ее площадь и явно превышающие по величине те, что предусматривались теорией сжатия. По отношению только к Альпам речь шла о сотнях и даже тысячах километров. Эти сокращения площади не находили объяснения в простом отрыве крупных блоков и в их смещении по разные стороны горных цепей.
В 1841 году в Швейцарских Альпах был обнаружен первый надвиг значительных размеров: на протяжении 15 километров древнейшие пласты оказались расположены над более молодыми пластами. Пришлось допустить, что они были вытеснены со своего первоначального местоположения. Автор этого открытия не обнародовал никаких данных — по его собственному признанию, он опасался, «как бы его не упрятали в психиатрическую лечебницу». Но в дальнейшем эти необычные наблюдения были подтверждены и даже умножены. В разных местах ученые отмечали нагромождения шарьяжей, этих «плавучих» пластов, исторгнутых из чрева Земли. Трудно было объяснить это явление иначе, чем значительной деформацией земной коры. Ученые, уверовавшие в шарьяжи, ощутили то, что хорошо можно выразить остротой Марка Твена: «Если бы Швейцарию развернуть и распластать, то получилась бы немалая страна».
Явление значительных сокращений площади, занимаемой горными массивами, произвело сильное впечатление на английского физика преподобного Осмонда Фишера. Чрезвычайная нестабильность земной коры не поддавалась объяснению с помощью гипотезы сжатия, и он ее решительно отверг. Здесь требовалась более мощная движущая сила. И вот, анализируя современное динамическое состояние нашего шара, Фишер был поражен существованием сейсмического кольца вокруг всего Тихого океана. Выбрав для примера Японию, он пришел к мысли, что там все происходит так, словно океаническая кора опускается под остров и этот поддвиг служит причиной землетрясений. Кроме того, ученого удивляло наличие базальтового вулканизма и постоянно сохраняющихся трещин растяжения в Исландии. Он сделал вывод, что «плато», протянувшиеся вдоль оси Атлантики (ныне известные под названием Срединно-Атлантического хребта), разбиты трещиной, образовавшейся под влиянием сил растяжения и являющейся местом выхода жидкой магмы из недр Земли.
И тогда ему стало казаться, что механизм, обусловливающий растяжение в центре океанического дна, должен создать сжатие по краям океанов. Он предложил, согласно его собственной терминологии, систему «конвективных потоков»[14]
в магме, находящейся под литосферой Земли. Что, как не эти потоки, определяет систему сил, центр которой находится на дне океанов? Потоки, поднимающиеся вверх вдоль осей срединно-океанических «плато» в процессе вулканических извержений, формируют новую базальтовую кору, как, например, в Исландии. И наоборот, охлажденные, а, следовательно, отяжелевшие породы как бы проваливаются в свое прежнее лоно, что обусловливает появление сейсмичных зон, как, например, на периферии Тихого океана.Фишер сравнивал эту систему с образованием корочки в лавовых озерах Килауэа на Гавайях. Аналогия, замечательно подкрепляющая современную теорию, совсем недавно была открыта заново, независимо от Фидиера.