Анатолий Малахов - Под покровом мантии

• Название: Под покровом мантии
• Автор: Анатолий Малахов
• Издательство: Молодая гвардия
• Жанр: География
• Год: 1965

Кипящая жидкая магма или сверхтвердое вещество? Невообразимо высокие температуры или холод, близкий к абсолютному нулю?..

В самом деле, что же собой представляют недра Земли, какие тайны скрываются под ее мантией?

На эти вопросы наука еще не может дать точного ответа, хотя существует множество самых различных гипотез…

Романтика поисков и упорных исследований геологов, изучающих земные недра, и является темой этой книги. Автор ее, профессор, доктор геолого-минералогических наук Анатолий Алексеевич Малахов, хорошо знаком читателям по увлекательным книгам «Сто профессий геолога» и «Новеллы о камне».

---

В геологии эта иерархия закономерностей особенно проявила себя. Покажем ее на примерах.

К моменту XVII Международного конгресса геологов было установлено довольно много законов образования полезных ископаемых. Пожалуй, в это время наиболее популярным был так называемый закон американского ученого Эммонса, разработавшего представление о закономерностях залегания полезных ископаемых в зонах магматических очагов.

Проанализировав температуры кристаллизации того или иного вещества, Эммонс установил закон температурной зональности распределения магматических полезных ископаемых. Казалось совершенно ясным, что вблизи магматических очагов, где температуры достаточно высоки, должны выкристаллизовываться наиболее тугоплавкие минералы, а в периферических частях будут выпадать такие минералы, которые могут образоваться при небольших температурах.

Отсюда совершенно ясными становились принципиальные основы поисков полезных ископаемых. Нашел магматический очаг — ищи вблизи него олово, молибден, вольфрам — те элементы, минералы которых «любят» высокие температуры. Чем дальше будешь отходить от такого очага, тем верней — по законам температурной зональности — будешь встречать иной комплекс элементов. И где-то в верхней зоне окажутся минералы, содержащие литий и другие легкоплавкие вещества.

Закон температурной зональности Эммонса был с восторгом принят учеными. Казалось, что наконец-то он наведет порядок в методах поисков минералов. Но вот из разных стран стали поступать сигналы о том, что закон температурной зональности не всегда отвечает фактам. И даже наоборот, что чаще всего он неприменим.

Объяснить это несоответствие попытался советский ученый академик Сергей Сергеевич Смирнов. Он разработал так называемую пульсационную теорию, которая в известной мере отвечала представлениям немецкого ученого Г. Берга «о телескопировании» или как бы надвигании на один комплекс ранее отложенных минералов нового комплекса. Надо заметить, что не всегда эту теорию излагают правильно. В геологическом словаре о теории телескопирования минералов сказано: «Телескопированные месторождения — месторождения, в которых наблюдаются явления телескопирования». Эта тавтология мало кому что объяснит.

По существу, теория говорит о своеобразной пульсации магматического очага, который неоднократно возгорается и угасает, говоря словами Гераклита. Иногда такая пульсация будет энергичнее, иногда слабее. При слабой пульсации рядом с высокотемпературным вольфрамом или молибденом, отложившимся при предыдущей «вспышке», ляжет низкотемпературный литий или какой-либо другой из легкоплавких элементов. Наоборот, при сильных внедрениях магмы вольфрамовые и молибденовые минералы будут залегать очень далеко от центра магматического очага.

Теория телескопирования позволила с магматической точки зрения обосновать любое несоответствие с законом Эммонса. Но показать ясные и точные пути поисков полезных ископаемых она не могла.

Другой пример с теорией геосинклиналей, то есть с теорией зон складкообразования. Эта теория даже в течение нескольких десятилетий претерпела существенные изменения. Ее творцы — американские ученые Дена и Холл — считали, что в определенных участках океанов Земли происходят мощные накопления осадков. Иллюстрируя этот закон, французский ученый Э. Ог даже оставил нам рисунок, на котором видно, как с краевых зон в вогнутую середину океана сваливается большое количество обломков. Постепенно этот своеобразный ковш заполняется все больше и больше. Позднее слои сминаются в складки, происходят разломы, изливается магма, идет вулканическая деятельность.

Я помню, в 1932 году наш советский ученый академик Дмитрий Васильевич Наливкин, выступая против взглядов Дена, Холла и Ога, сказал: что нарисовано в учебнике профессора Ога? В качестве примера Ог взял Атлантический океан и нарисовал его в искаженных масштабах. Вертикальный масштаб он взял чересчур большим, а горизонтальный очень мелким, получился какой-то котел, в который с бортов сваливаются осадки. Мы сейчас за такое изображение ставим студентам двойки. Пусть не забывают, что горизонтальный и вертикальный масштабы должны быть сопряжены друг с другом. А профессор Ог положил это несоответствие в основу своей теории!.. Если мы нарисуем Атлантический океан в истинном, не искаженном масштабе, если мы примем его максимальную глубину равной одному сантиметру, то в этом масштабе весь океан представляется шириною по меньшей мере в 250 метров. Если при этом учесть выпуклость Земли, то его дно будет не вогнутым, а выпуклым и в центр океана осадки с бортов никак не попадут. Океанографические экспедиции подтвердили, что в зонах больших погружений океана очень мало обломочного, осадочного материала. Он там почти не накапливается…

Значит, теория геосинклиналей научно несостоятельна?

Дмитрий Васильевич далее сообщил, что мощные накопления осадков наблюдаются. Но где? Главным образом в зонах побережья, в зонах архипелагов. После этой критики господствующим стало представление о том, что современные геосинклинали располагаются либо в зоне океанического побережья, либо в зоне архипелагов. Типичными современными геосинклиналями сейчас, например, считают Индонезию, Центральную Америку, отдельные участки Средиземноморья, в частности Эгейское море.

Но и здесь стало закрадываться сомнение. Мне вспоминается, как мы целые сутки плыли в районе Эгейского архипелага и нигде не видели суши на горизонте, перед нами было безбрежное море.

Когда смотришь на карту Эгейского моря, то действительно видишь архипелаг. На самом же деле острова расположены очень редко, на больших расстояниях друг от друга, и мощных разрушений побережья, мощных накоплений осадков здесь, как правило, нет, хотя на отдельных участках прибрежных зон Мирового океана, например в устьях Ганга и Миссисипи, накапливаются сейчас мощные толщи осадков.

После появились другие факты. Увидели мы, что мощные накопления происходят в зонах предгорья, поэтому стали выделять предгорные геосинклинали. Затем вследствие нечетких представлений о том, что такое геосинклиналь, появилось очень много разных трактовок этого термина, возникли новые и производные термины. Например, «эвгеосинклинали», «миогеосинклинали» и многие другие. Некоторые уже поговаривали о кризисе теории геосинклиналей. Например, профессор В. И. Попов выступил в 1956 году с критикой этой теории. В своей статье «О некоторых идеях геологии» он сказал, что этот термин уже сейчас изжил себя, что надо находить какие-то новые формы для объяснения наблюдаемых явлений. Словом, теория геосинклиналей хотя и принята в настоящее время большинством ученых, но каждая группа исследователей применяет ее со своими оговорками.

Вот и получается, что накопилось много фактов, говорящих о том, что есть и были в прошлом на Земле участки с большим количеством осадочных пород, в которых шли магматические процессы, а затем развивалось горообразование. Много фактов, а сама теория недостаточно разработана. Здесь так же, как и в теории каменных ритмов, где мы знаем о следствиях процесса, но не изучили причины его.

Одно время был весьма распространенным и принятым многими учеными принцип актуализма (униформизма, или аналогий). Но именно тогда, когда способ аналогий возвели в принцип и попытались распространить его на все явления природы, выявилась его ограниченность. Специально по этому вопросу в 1951 году была созвана Всесоюзная конференция, на которой геологи пришли к выводу, что методом актуализма можно пользоваться лишь ограниченно, что нельзя возводить его в принцип. Приведем несколько примеров, подтверждающих правильность вывода…

Мы знаем, что в прошлые геологические эпохи, в частности в так называемый девонский период, формировалось очень большое количество яшм удивительной красоты. Эти горные породы в большом количестве встречаются на Урале. Лучшее из мировых месторождений яшм находится на окраине города Орска. Там найдено свыше 200 сортов этого камня, в том числе пейзажные яшмы. Но ответа на вопрос о их происхождении метод актуализма дать не может, потому что в настоящее время яшмы не образуются.

Другой пример: в свое время Ломоносов по найденным в Сибири костям мамонта сделал вывод о том, что в прошлом там был жаркий климат. Он рассуждал по аналогии, применяя метод актуализма. Современные слоны населяют экваториальные или близкие к экватору зоны. Ломоносов не мог представить себе, что слоны могли жить в зоне холодного климата. Он просто еще не знал о разнице между слонами и мамонтами.

Не случайно поэтому, что в наши дни появились ярые противники актуализма. Немецкий ученый К. Бюлов отстаивает сейчас идею анактуализма, полностью отрицая актуализм. Он говорит, что современный период развития Земли — исключительный в ее истории, что в наше время происходят такие процессы, которых никогда не было в прошлом. И Бюлов призывает полностью отказаться от метода актуализма в геологии, считая выводы, основанные на нем, ошибочными.