Зачем нужна геология: краткая история прошлого и будущего нашей планеты

Однако его происхождение стало понятно, когда собрали дополнительные данные о магнитном поле на морском дне. Особенно важной стала информация, полученная при исследовании системы океанических хребтов в Индийском океане и в Северной Атлантике. Здесь, как и в северо-западной части Тихого океана, магнитные спектры оказались правильными — с линейными полосами одинаково намагниченных пород. Поражало то, что эти полосы шли параллельно хребту и были сходными с обеих сторон — практически зеркальное отражение друг друга (рисунок 12). Это стало моментом истины для геонаук. В 1963 году геологи Фредерик Вайн и Драммонд Мэтьюз из Кембриджского университета в Великобритании опубликовали статью, в которой предложили объяснение таких магнитных спектров: они предположили, что центральная долина в океанических хребтах — на самом деле разлом в земной коре, через который постоянно изливается магма, создавая новое дно океана. Когда свежий, богатый железом базальт на дне кристаллизуется и расходится по обе стороны от хребта, он приобретает магнитную сигнатуру — следы магнитного поля планеты на тот момент. Изменения магнитного поля — особенно периодические смены полярности — впечатываются в породы морского дна и обеспечивают спектр из полосок. Идею, что дно океана расширяется в стороны от океанических хребтов, уже высказывали, но именно геомагнитные данные по-настоящему помогли укрепиться теории «спрединга морского дна^[33]» и в конечном итоге привели к теории тектоники плит.

Рисунок 12. Когда в разломах образуется новая океаническая кора, на ней остается магнитная сигнатура окружающего магнитного поля, существовавшего в момент образования; в результате получается симметричный рисунок магнитных полос на обеих сторонах центрального разлома. На этой схеме темные полосы изображают участки дна, где магнитная полярность соответствует нынешней, а белые — участки, созданные во времена обратной полярности. Ширина полос зависит от продолжительности промежутков той или иной полярности.

Одинаковые правильные спектры магнитных полос около хребтов обнаруживаются по всему океаническому дну. Как только это выяснилось, то из объяснения Вайна и Мэтьюза для этих полос ученым стало понятно, что океаническая кора должна быть относительно молодой с геологической точки зрения. Внезапно обрели также смысл наблюдения вроде тех, что делал Альфред Вегенер десятилетиями ранее. Если новое дно формируется вдоль Срединно-Атлантического хребта, то Атлантический океан должен расширяться. Самые молодые породы находятся вдоль хребта, самые старые — по краям океана, рядом с материками. Если запустить часы в обратную сторону, то Атлантика закроется, морское дно снова исчезнет в недрах Земли у центрального хребта, и общие геологические особенности у Африки и Южной Америки, зафиксированные Вегенером, будут образовывать единое непрерывное пространство. Континенты не дрейфовали через Атлантику, как он считал; наоборот, при разделении континентов образовался океанический бассейн.

Но здесь появляется очевидная проблема. Ведь если Земля не увеличивается, то невозможно создавать новые океанические бассейны размером во многие тысячи километров (как Атлантический океан). Единственное решение заключается в том, что где-то на планете такое же количество океанического дна должно исчезнуть. Именно это и происходит в тектонических процессах: по мере того как вдоль океанического хребта создается новое дно океана, такое же количество разрушается в так называемой зоне субдукции, где океаническая кора ныряет вглубь Земли (см. рисунок 13). Часто, но не всегда, зоны субдукции возникают на краю континентов, и морское дно погружается под материк как продолжающаяся плита. Между континентальной и океанической корой есть большая разница в плотности (континентальные породы намного легче), и поэтому таким образом в мантию возвращается только дно океана, а не континентальная кора.