Главная
Новости
Строительство
Ремонт
Дизайн и интерьер
Строительная теплофизика
Прочность сплавов
Основания и фундаменты
Осадочные породы
Прочность дорог
Минералогия глин
Краны башенные
Справочник токаря
Цементный бетон




13.07.2017


13.07.2017


13.07.2017


13.07.2017


13.07.2017


13.07.2017


13.07.2017


13.07.2017


13.07.2017


13.07.2017





Яндекс.Метрика
         » » Гипотеза расширяющейся Земли

Гипотеза расширяющейся Земли

15.10.2017

При рассмотрении гипотезы Е.Е. Милановского — новейшего варианта представления о пульсирующей Земле — было отмечено, что гипотеза о расширяющейся Земле противоречит ее гравитационной организации. Механизм, обусловливающий расширение Земли, совершенно неясен, но это не значит, впрочем, что он никогда не будет представлен хотя бы в виде гипотезы. Тогда и только тогда, когда будет выдвинуто представление о механизме, можно будет всерьез рассматривать гипотезу расширения.
Гипотеза эта была предложена в 1933 г. О.С. Хильгенбергом, обоснована чисто геологическими данными без раскрытия ее физического механизма. Ее развивали также Л. Эгьед в 1957 г., С. У. Кери в 1958 г., Б. Хизен в 1960 г. и др. Эта гипотеза, если можно так сказать, принадлежала к тому же семейству, что и гипотеза А. Вегенера, но объясняла раздвижение материков не их плаванием по симе, а за счет расширения Земли. Материки, таким образом, составляли основу первичной земной поверхности, а океаны образовывались заново. «Коровая Земля» О.С. Хильгенберга была маленькой и целиком покрыта континентами. Учитывая, что площадь океанов составляет 70 % современной поверхности планеты, можно представить себе, насколько грандиозным было мыслимое расширение Земли. Важным событием в истории гипотезы расширения явилась книга В.Б. Неймана 1962 г., в которой рассматривается вариант гипотезы, разработанной совместно с И.В. Кирилловым. В.Б. Нейман указывал, что современные материки могли бы сомкнуться на шаре с радиусом в два раза меньшим, чем у современной Земли; при этом они могли менять свою ориентировку и вращаться в соответствии с предположениями, основанными на палеомагнитных исследованиях. Так, в реконструкциях «коровой Земли» западные берега Северной и Южной Америки совмещены, Антарктида зажата между восточным побережьем Азии и Австралией. Считается, что океаны могли возникнуть в результате разрыва единой коры после того, как сформировались домезозойские структуры. Возникает вопрос: происходило ли расширение Земли без приращения или с приращением вещества? В. Б. Нейман пишет, что если приращения вещества не было, то в меловом периоде, когда Земля была в два раза меньше, ускорение силы тяжести было в четыре раза больше современного, а в раннем палеозое в девять раз больше. В таких условиях, по его мнению, организмы, которые мы находим в слоях земных, не могли бы существовать, они бы самораздавливались. В связи с этим предлагается идея расширения Земли с приращением вещества. Космический источник ничтожен, а «новый процесс» рождения вещества внутри Земли обосновывается слишком далекими и совершенно не подкрепленными экспериментом физическими гипотезами. Это касается возможностей «значительного» расширения Земли. Ho можно говорить и о «незначительном» расширении Земли. Аргументация этой возможности подробно рассмотрена Ю.А. Трапезниковым в 1963 г. Однако при этом варианте (вследствие ничтожности изменения размеров) тектоническая деформация Земли не получает объяснения. Здесь дело заключается не в «рождении» вещества, а в уменьшении гравитационной постоянной с кембрия до наших дней на 4%, согласно гипотезе Иордан — Дирака о зависимости гравитационной постоянной от возраста Вселенной.
В связи с гипотезой Вегенера и гипотезой «значительного» расширения Земли хочется обратить внимание на специфический метод тектонических построений, который можно было назвать методом кройки. Он заключается в поисках решения тектонических задач путем перемещения выкроек материков, крупных островов, «литосферных плит» и т. д. на плоскости (проекции географических карт) или же на поверхностях шара постоянного или меняющегося объема. При этом методе учитываются только контуры выкроек, но не принимается во внимание геологическая история, а иногда и структура. Метод крайне напоминает детские игры с комбинацией фигур, вырезанных из фольги, бумаги или картона. Невязки, полученные в подобного рода реконструкциях, разрешаются или введением новых небольших выкроек (малых плит, погрузившихся островов и т. д.), разломов, предполагаемых складчатых систем, или просто оставлением пустых «несущественных» промежутков, а также дроблением отдельных выкроек путем отсекания от них неудобных кусков. Построение на шаре сложнее, чем на плоскости, так как часто требует использования аппарата сферической тригонометрии и расчетов, связанных не только с поступательным движением выкроек, но и с их вращением. Техника метода кратко описана В.Б. Нейманом. Он указывал, что И.В. Кириллов делал выкройки материков с обычного школьного глобуса; выкройки изготовлялись из фольги. Затем края выкроек сжимались с тем, чтобы их сделать более выпуклыми, и выкройки переносились на шар меньшего диаметра. Затем следовала длительная опытная работа по расположению выкроек на малом шаре. В других случаях выкройки не наклеивались на плоскость или шар, а операция их размещения проводилась путем расчетов. Существуют еще кинематические модели, строящиеся методом кройки. В них учитываются не только расположение, но и взаимное перемещение выкроек, а также скорости таких перемещений, причем в варианте «тектоники литосферных плит» они могут расходиться (спрединг), а также подползать друг под друга (субдукция).
Главная роль в этих экспериментах принадлежит по праву К. Ле Пишону. К. Ле Пишон в своих построениях опирался на скорости спрединга, устанавливаемые по системам магнитных аномалий, и приходил к выводу, что процесс спрединга хорошо аппроксимируется лишь одним вращением. От простой модели, связанной с проекцией Меркатора, К. Ле Пишон пришел к более сложным построениям на других проекциях и определил координаты ряда центров вращения, с которыми связал существующие системы параллельных магнитных аномалий, трактующиеся как следы движения краев плит с определенными (разными) скоростями. Им намечается Южно-Тихоокеанский, Атлантический, Индийский и другие центры вращения. Автор пишет, что ему пришлось прибегать к значительным упрощениям и генерализации, а также к частичному использованию ненадежных и неточных данных. Под этим, по-видимому, подразумеваются значительные невязки в работе с «выкройками». Так или иначе, достоверно или недостоверно «спрединговая площадь» Земли была определена. Оговоримся, что речь идет не об обязательно реально существующем спрединговом пространстве, а только лишь о рассчитанном на основании гипотетических предпосылок и смелых экстраполяций. Эта «новая поверхность Земли» перемещается к местам поглощения, большая часть которых расположена вдоль западной окраины Тихого океана и Альпийско-Гималайского пояса. Площадь спредингового пространства и протяженность зон поглощения позволяют достаточно просто (с учетом местных особенностей вращения блоков, вариаций вычисленных скоростей спрединга и т. д.) установить скорость «поглощения», которая определяется примерно в 6—9 см в год. Задача эта, которую К. Ле Пишон считает «одним из важнейших результатов данного исследования», является лишь кинематическим вариантом работы с выкройками (правда, с применением ЭВМ), почти нацело лишенной связи с историко-геологической и геолого-структурной основой.
Несмотря на неопределенность и невыясненность таких связей, когда мы говорим о «методе кройки», совсем не хотим вложить в это выражение какой-нибудь дискриминационный смысл. Оно просто представляется нам достаточно наглядным и образным. Мало того, вероятно, «метод кройки» в кинематическом варианте вполне перспективен, поскольку им выяснены некоторые весьма интересные и общие отношения и связи линейных магнитных аномалий океана. Поэтому исследования должны всячески углубляться и детализироваться, хотя и неизвестно, к каким геологическим результатам они могут в конце концов привести. С одной стороны, не исключено, что эти результаты окажутся более существенными, чем выводы о плитной тектонике, т. е. о спрединге, движении плит и субдукции. С другой стороны, возможно, что они помогут подтверждать и развивать концепции плитной тектоники, но это возможно только при получении принципиально новой и достаточно сильной геолого-геофизической аргументации.
Гипотеза «литосферных плит» предполагает (и, по-видимому, вполне справедливо) постоянство размеров Земли и в этом смысле является альтернативой гипотезе расширяющейся Земли, К. Ле Пишон дает геометрическое определение последней гипотезы. Действительно, при расширении Земли каждый ее большой круг должен был бы расширяться с одинаковой скоростью. По спрединговым (палеомагнитным) реконструкциям, однако, большая часть спрединга осуществляется относительно меридиональных осей и только небольшая — вдоль широтных. Так, большой круг при Южно-Тихоокеанском центре вращения расширяется со скоростью 12—17 см в год на Восточно-Тихоокеанском поднятии или на 1700 км последние 10 млн. лет, «тогда как часть меридиональных больших кругов не должна была расширяться вовсе». Однако с позиций «расширяющейся Земли» Ю.В. Чудинов приводит весьма существенные возражения против «выкроечных» построений сторонников гипотезы «литосферных плит». Так, по смыслу этой гипотезы каждая литосферная плита должна обладать наращивающимися и поглощающимися границами. Например, Африканская плита должна наращиваться как со стороны Срединно-Атлантического, так и со стороны Срединно-Индийского хребтов; она не может воспользоваться «поглощающей» Альпийской зоной, так как движется параллельно ей. Соответственно Антарктическая плита целиком окружена нарастающими границами. Предполагается, что разрастание плит может компенсироваться сдавливанием «континентальной коры» Индии и Евразии с образованием Тибета. Ю.В. Чудинов показал, что компенсация разрастания Африканской и Антарктической плит потребует перемещения избытков плит к северу на расстояние 7000 км (т. е. до Северного Ледовитого океана), что совершенно нереально, так как ширина Тибета всего 1500 км.
Следует признать, что контраргументации сторонников обеих гипотез достаточно убедительны. Здесь противопоставление двух гипотез происходит только на уровне «метода кройки». Геологическая аргументация, а равно и сущность геологических процессов остаются в стороне. Дело ограничивается только геометрическими и кинематическими манипуляциями с «выкройками», да и то при необходимости с допущением большого произвола.
«Метод кройки» открывает огромные возможности для дискуссий между сторонниками «тектоники плит» и «расширяющейся Земли». Важно, что в этом противопоставлении гипотез не подвергается никакому сомнению устанавливаемое по линейным магнитным аномалиям образование новых пространств с «корой океанического типа». Согласно тектонике плит, одновременно с новообразованием литосферы в океанах равные ее объемы погружаются в глубины Земли в зонах поглощения, а согласно другой гипотезе эта новообразованная литосфера не поглощается, а служит расширению планеты. Общим недостатком обеих гипотез (по крайней мере, в отношении их аргументации «выкройками», да и во многом другом) является полная несогласованность их с возможной неоднородностью астеносферы и с ее несплошным распространением (при условии, конечно, если вообще считаться с определяющей тектонической ролью астеносферы), так как в этом случае создается очень сложная система связей поверхностных дислокаций с их астеносферными очагами, которая никак не может быть раскрыта простым перемещением «выкроек» по шару даже с попутным введением малых плит и других дополнительных элементов, которые оказываются необходимыми только при признании свободного движения поверхностных земных оболочек.
Нельзя считать абсурдной ни гипотезу «литосферных плит», ни «гипотезу расширяющейся Земли», так как существует некоторая вероятность, что в будущем могут быть предложены удовлетворительные механизмы для той или иной гипотезы. Однако на уровне сражения «выкройками» эти две гипотезы весьма легко «примирить»; достаточно считать, что никакого спрединга, реконструируемого по магнитным аномалиям, вообще не существует. Тогда произойдет как бы аннигиляция обеих гипотез. Спрединг, реконструируемый по линейным аномалиям, вполне возможен, но возможность его очень мала в связи с многочисленностью гипотез и размаху экстраполяций, включаемых в интерпретацию этих аномалий. Будет ли означать «аннигиляция» гипотез их бесполезность, бесплодность затраченных на них усилий? Отнюдь нет. Многочисленные идеи, разработки, открытия, методики, несомненно, войдут в «алмазный фонд» науки. Они-то и помогут разобраться в тех весьма сложных тектонических и историко-геологических ситуациях, которые связаны с неоднородностями оболочек Земли. Это будет решение локальных и частных задач на пути открытия настоящих общих законов геологии.
В интересах достижения «математической точности» в модели литосферных плит В. Морган допускает, что каждый блок коры обладает «абсолютной жесткостью». «В пределах Тихоокеанского или любого другого блока коры, как предполагает автор, отсутствуют растягивающие усилия, инъекции крупных даек, утолщения коры или какие-либо другие нарушения, которые вызывали бы изменения расстояний между отдельными точками в этих блоках. Если данные допущения верны, то выводы автора будут согласовываться с наблюдаемыми явлениями; если оно лишь частично удовлетворяет действительности, то, по-видимому, можно будет оценить степень несоответствия, сравнивая предложенную модель с наблюдаемыми фактами». Постановка вопроса очень хороша — она дает зеленый свет дискуссиям и новым исследованиям. А вот в отношении математической строгости (модели, любой абстракции и т.д.) надо заметить, что при ее достижении мы, с одной стороны, можем получить огромные преимущества, если включим в нее самые существенные кардинальные факты, оставив в стороне огромную массу несущественных для решения данной естественно-исторической задачи, с другой стороны — мы можем принять несущественное за существенное; в таком случае математическая строгость будет только вредна. В. Морган приводит ряд свидетельств «в пользу существования крупных жестких блоков коры». «Жесткость свойственна не только континентальным, но и океаническим площадям; эта жесткость не может быть обеспечена одной тонкой земной корой, поэтому уделяется предпочтение тектосфере мощностью около 100 км, которая должна быть способной к передаче напряжений, даже равных пределу прочности». С нашей точки зрения, все это лишь вариант «метода выкроек», которые также «жестки» и совершенно не отвечают более сложной природной ситуации, включающей геосинклинали различных типов и возраста, щиты, плиты, поднятия и т. д., обязанные более сложным и разнообразным глубинным тектоническим процессам, чем движения блоков и жестких литосферных плит.