Великие геологические открытия

В 30-х годах был изобретен эхолот. Это позволило приступить к составлению гипсографических профилей через океан, т. е. вести непрерывную запись глубин дна «от берега до берега». Гигантскую работу в этом плане выполнили сотрудники Ламонтской геологической обсерватории при Колумбийском университете (США) Морис Юинг (1903-1976) и Брюс Хизен (1924-1977). В их распоряжении было небольшое судно «Вима», которое непрерывно сновало через Атлантику, вычерчивая профиль за профилем. Именно этим ученым выпала честь быть авторами великого географического открытия XX века – открытия мировой системы срединно-океанических хребтов. Они опоясывают по дну океанов весь земной шар сплошной лентой. Общая ее протяженность превышает 60 тыс. км.

Сотрудница Юинга Мэри Тарп, обрабатывая на берегу данные эхолотных промеров, в 1953 г. открыла по оси срединно-океанических хребтов сравнительно узкую (30-50 км) и неглубокую (до 1 км) щель. Щель эта тянется вдоль всего хребта и имеет, как выяснилось впоследствии, вполне конкретное функциональное назначение. В частности, Морис Юинг установил, что именно к этой щели (она получила название центральной рифтовой долины) тяготеют эпицентры всех мелкофокусных землетрясений, отмеченных в районе срединно-океанических хребтов.

Сразу родилась идея. Надо закартировать по данным геофизики очаги всех землетрясений в океане, они и должны точно указать ось хребта, а затем контрольными эхолотными профилями подтвердить (или опровергнуть) это предсказание. По крайней мере, будут сэкономлены время и силы, ибо не придется ловить хребты вслепую. Так и поступили. Результаты превзошли ожидания. В короткий срок с помощью такого метода были составлены первые карты рельефа дна Атлантического, Индийского и Тихого океанов. Сделали это Хизен и Тарп в 1967- 1969 гг. Современные представления о сложной морфологии дна океана дает рис. 13. Мгновенно бросается в глаза, что это далеко не плоская равнина, как думалось ранее. Рельеф дна сложный, разнообразный и абсолютно ничего общего не имеющий с рельефом суши.

Здесь надо отметить один любопытный с психологической точки зрения нюанс. Дело в том, что патриарх Ламонтской обсерватории Юинг и его сотрудники не были сторонниками теории Вегенера. Юинг, как пишет Хэллем, к мобилистским взглядам относился «неприязненно». Однако, собрав громадный фактический материал по рельефу дна всех океанов, они, сами того же желая, вооружили неоспоримыми данными своих идейных противников. Благодаря их упорному труду, стало ясно, что океанические хребты имеют принципиальные отличия от горных цепей на континентах. Факт этот, однако, поставил перед учеными целый ряд новых вопросов. Но ученые сразу поняли и то, что ключ к их разрешению, а равно и к созданию целостной теории развития Земли, лежит в глубинах Мирового океана.

Сделаем еще одно небольшое отступление. В 1934 г. голландский геофизик Феликс А. Венинг Мейнес (1887-1966) открыл в районе глубоководных океанических желобов сильные отрицательные аномалии силы тяжести. Он же обосновал происхождение желобов и островных дуг, опираясь на теорию мантийной конвекции Холмса. Через 20 лет американец Хуго Беньоф (1899-1968) установил, что к системе «дуга – желоб» приурочены наиболее глубокофокусные землетрясения (до 700 км) и что зона эта (ее назвали сейсмофокальной) наклонно погружается под континент.

Важно еще следующее. Кроме палеомагнитных и гравитационных исследований геофизики с 30-х годов делают измерения теплового потока, идущего из недр Земли. Они полагали, что тепло это генерируется энергией радиоактивного распада и должно быть пропорционально толщине земной коры: под океанами «поток тепла» должен быть значительно ниже, поскольку океаническая кора в 5-7 раз тоньше континентальной и состоит к тому же из базальтов, существенно менее радиоактивных, чем граниты.

Пионером в этом деле был известный английский геофизик сэр Эдвард Буллард. Когда в 1954 г. он со своими коллегами измерил тепловой поток на дне Тихого и Атлантического океанов, то оказалось, что эти данные противоречат теории, – тепловой поток был таким же, как на континентах. Оставалось допустить, что тепловой поток в океанах идет непосредственно из мантия. Профессор Уеда считает открытие Булларда одним из важнейших в цепочке идей, предшествовавших становлению тектоники литосферных плит, или «нового взгляда на Землю» как он сам окрестил эту революционную теорию.

Итак, наступило время первого обобщающего синтеза новой информации. Надо было связать воедино данные океанологии и геофизики с уже имевшимися теоретическими схемами строения и развития Земли. В науках о Земле, как мы условились это называть, завершился десятилетиями длившийся период эволюционного накопления знаний, произошла смена парадигмы, т. е. свершилась научная революция.