Осознание времени. Прошлое и будущее Земли глазами геолога

С другой стороны, скорость спрединга атлантического дна достаточно мала — настолько, что зеленые морские черепахи (Chelonia mydas), которые обитают в Бразилии и со времен динозавров совершают ежегодное плавание, чтобы отложить яйца на родном острове, представляющем собой поднятую над водой часть Срединно-Атлантического хребта, кажется, не заметили того, что за это время остров стал почти на 1100 км дальше. Черепахам пришлось бы куда сложнее, если бы их гнездовые пляжи находились в Тихом океане, где скорость расширения дна на порядок больше — она составляет почти 10 см в год (чуть медленнее скорости роста волос у человека). Если предположить, что скорость спрединга океанического дна просто отражает темпы мантийной конвекции, то почему под одним океаном конвекционные процессы происходят интенсивнее, чем под другим?

Под тяжестью плит

Замечательные карты Мари Тарп содержат ответ и на загадку о разной скорости движения плит в двух океанах. В частности, они показывают существенные различия между окраинами Тихоокеанского и Атлантического бассейнов: окраины Атлантического океана представлены в основном мелкими континентальными шельфами наподобие того, что мы видим у восточного побережья США, где глубины не превышают 200 м и океаническая кора постепенно переходит в материковую. В противоположность этому, окраины Тихого океана зачастую обрамляются головокружительными безднами, как у западного побережья Южной Америки, где глубины достигают более 8000 м ниже уровня моря. Эти глубоководные желобы отмечают собой зоны субдукции, где старая холодная океаническая кора, подчиняясь тому же инстинкту, что и бразильские морские черепахи, возвращается к месту своего рождения в недрах Земли.

Когда базальтовая океаническая кора достигает возраста примерно в 150 млн лет и удаляется на сотни километров от породившего ее разлома, она становится такой же плотной, как нижележащая мантия, в результате чего начинает погружаться обратно в глубь Земли под определенным углом и при этом тянет за собой остальную часть плиты подобно одеялу, соскальзывающему с края кровати (рис. 8). Сила этого субдукционного «затягивания», вероятнее всего, и определяет более высокую скорость спрединга океанического дна в Тихом океане — его рифтовые разломы просто создают новую кору в том же темпе, в котором происходит поглощение старой океанической коры по краям. В отличие от этого, скорость спрединга атлантического дна предположительно соответствует естественному, величественному и неспешному ритму жизнедеятельности мантии. Таким образом, земная кора является не пассивной «крышкой», а активной системой, где тектонические плиты не просто движутся в ритме, задаваемом конвективными процессами в мантии, но и в некоторых случаях задают собственный ритм, в конечном итоге диктуя и скорость образования гор. Но, для того чтобы образовались горы, сначала должна сформироваться континентальная кора, а это снова возвращает нас к срединно-океаническим хребтам.

Труженица вода

Вайн и Мэтьюз правильно истолковали морфологию океанических хребтов как результат последовательного поступления на поверхность и охлаждения все новых порций базальтового расплава. Но процесс остывания свежего океанического базальта происходит вовсе не так пассивно, как у вынутого из духовки суфле. Вместо этого холодная океаническая вода стремительно проникает внутрь извергнутой породы через трещины и поры, жадно поглощает тепло, а затем под давлением вырывается наружу в виде подводных гейзеров, образующих трубообразные постройки и известных как черные курильщики. По пути вода прихватывает из молодых пород не только джоули, но и растворимые химические элементы, такие как кальций, и оставляет взамен натрий, тем самым уменьшая соленость океана. (Об этом не было известно Джону Джоли, когда тот пытался оценить возраст Земли исходя из солености морской воды. Полученная им цифра в 100 млн лет не была абсолютно бессмысленной — просто она отражала типичное время пребывания натрия в морской воде, а не возраст Земли.) По примерным оценкам, весь объем воды, содержащийся в Мировом океане, проходит таким образом через молодые базальтовые породы срединно-океанических хребтов примерно за 8 млн лет[28].