Дыхание Земли (долговременные глобальные циклы)

Дыхание Земли

(долговременные глобальные циклы)

Провозвестником гипотезы расширения и пульсаций можно считать всеведущего Леонардо да Винчи, который в одном из своих написанных зеркальным почерком трактатов рассуждал о росте и дыхании Земли, рассматривая ее как своеобразный организм. Но это было не строгое научное рассуждение, а некая романтическая смесь натурфилософии и поэзии, характерная для подобных прозрений, к которым принадлежат и атомы Левкина и Демокрита, изображенные как выход из логического тупика, и пульсирующая Вселенная индийских эпосов «Махабхараты» и «Рамаяны», и многое другое в том же роде. Научные рассуждения начались лет сто назад, когда появились первые попытки объяснить расширение Земли, совпадение очертаний континентов и было высказано предположение, что гравитация – это поток частиц, льющихся из космоса на все небесные тела, отчего эти тела помаленьку увеличиваются в объеме.

В этих предположениях мы видим зародыши двух направлений, по которым развивались представления о расширении Земли. Очень долго эти представления пребывали в разряде курьезов и причуд, пока в 30-40-е гг. XX столетия за их разработку не взялись крупные ученые – геологи, геофизики, физики. Но должно было пройти еще три десятка лет, прежде чем у сторонников расширения накопились убедительные факты и к их голосу стал прислушиваться научный мир.

Когда геологи исследуют извлеченный из скважин материал, они часто натыкаются у самой поверхности Земли на породу с таким составом и с такой структурой, какие возникают только под очень высоким давлением. Столь высокое давление царит лишь на глубине около 50 км. Как же эти породы поднялись к поверхности с такой глубины?

Представить себе это можно, только допустив, что 3,5 млрд лет назад, когда эти породы образовались (а именно таков их возраст), радиус Земли был в полтора-два раза меньше нынешнего, а сила тяжести много больше. При таких условиях давление, которое мы теперь обнаруживаем на глубине 50 км, могло существовать и на десятикилометровой глубине, откуда по мере постепенного разуплотнения Земли разные породы могли подняться кверху без особых хлопот.

Точно так же разгадывается и давнишняя загадка алмазоносных кимберлитовых трубок. Заключенные в этих трубках алмазы могли возникнуть лишь при такой температуре и при таком давлении, какие в наши дни найдешь только на глубине 200 км. Сами же трубки образовались на меньшей глубине, да еще и гораздо позже алмазов. Содержимое старше оболочек – что это значит? Только то, что алмазы рождались в недрах очень юной Земли, когда ее радиус был много меньше нынешнего, и их колыбелью была самая верхняя часть мантии. А спустя сотни миллионов лет алмазы обволокло и увлекло за собой вещество кимберлитовых трубок, выпиравшее из недр в процессе расширения.

А циклы роста кораллов! Эти годичные циклы, как у деревьев, видны невооруженным глазом, они всем давно известны. Но вот на кораллы взглянули в электронный микроскоп и увидели суточные ритмы роста – по 365 ритмов в каждом цикле. Однако что это? У кораллов, которым от роду 300 млн лет, число ритмов в годовом цикле возрастает до 390, а у тех, которым 390 млн лет, их насчитывается уже 400! Не говорит ли это о том, что ежегодное количество оборотов Земли вокруг своей оси постепенно уменьшилось? За 390 млн лет Земля потеряла 35 оборотов. Считается, что в этом виноват особый характер гравитационных связей между Землей и Луной. Вполне возможно. Но и постепенное увеличение земного радиуса сбрасывать со счетов нельзя. За последние 400 млн лет он увеличился на 4 %, отчего поверхность земного шара расширилась на 8 %, объем его вырос еще больше, а средняя плотность, наоборот, уменьшилась. Из-за уменьшения плотности и замедлилось вращение Земли. Палеомагнитные измерения как будто подтверждают это.

Признаки расширения обнаруживаются на разных стадиях развития планеты. В одни эпохи оно усиливалось, в другие – ослаблялось. Первое усиление произошло 3,5 млрд лет назад, потом от 1 до 1,5 млрд лет назад. Мы с вами живем в новую эпоху усиления, начавшуюся «совсем недавно» – 250 млн лет назад. За это время радиус Земли увеличился не более чем на 10 %. Не так уж мало. 10 % – это 637 км, почти как расстояние от Москвы до Санкт-Петербурга.

Может быть, причину разуплотнения вещества следует искать не во Вселенной, а в самой Земле – в непрекращающихся ни на миг процессах преобразования вещества планеты и непрерывного смещения границ всех ее слоев? Слои эти в постоянной перестройке: легкие элементы всплывают, тяжелые тонут, из пучин подымаются газы, идет образование воды. Прямо какая-то реторта, а не «небесное тело»! Вполне возможно, что при таком безостановочном бурлении плотность Земли уменьшается. Вот уже более четырех миллиардов лет существует наша планета, а ее тектоническая и магматическая активность все не затихает. Поистине это самая живая из всех планет земной группы, и неспроста расширение мы находим прежде всего у нее, а не у Марса или Меркурия.

Силикатно-окисное вещество мантии испытывает в глубине такие фазовые превращения, которые просто не могут не заставить Землю расшириться. Ядро планеты состоит из гидридов металлов и из металлов с растворенным водородом. Водород выходит из ядра, но от этого увеличивается в объеме и вся Земля. Расширение продолжается и поныне, но, как и прежде, оно протекает циклично: время от времени замедляется и даже чередуется со сжатием.

Вот мы и дошли до пульсаций.

Без пульсаций не обойдешься. В самом деле, чем, кроме пульсаций, объяснишь цикличность вулканизма! То вся планета извергает лаву, то вулканы покрываются коркой, умолкают на века, и у их подножий расцветают беспечные Помпеи и Геркуланумы. То же и с океанами: в одни эпохи они наступают на сушу, в другие – отступают. То же и с накоплением осадков. Да всех циклических явлений и не перечислишь.

Любопытная закономерность: вулканы оживают в одни и те же периоды – в эпохи растяжения коры. В эпохи ее сжатия они замирают. У пульсаций океана тот же ритм. В эпохи сжатия кора коробится, емкость океанских впадин увеличивается, в них собираются гигантские массы воды, океаны как бы отступают от суши. В эпохи же расширения неровности сглаживаются, емкость впадин уменьшается, вода растекается по поверхности Земли – океан наступает на сушу.

Но ярче всего пульсация проявляется в зонах рифтов – гигантских узких расщелин, где из недр выпирает юная кора, и в зонах геосинклиналей – обширных и вытянутых участков коры, испытывающих, как говорят геологи, длительное глубокое погружение. Приходит время, и в коре начинаются сильные поперечные сжатия. В геосинклинальных областях образуются тогда складчатые структуры, и блоки коры надвигаются друг на друга, как торосы во льдах полярных морей. Через многие тысячелетия сжатия прекращаются, и по всей планете начинают образовываться новые или оживают старые рифты. Это вступают в игру силы противоположного знака – силы растяжения коры. Зоны рифтов более восприимчивы к действию сил растяжения, а зоны геосинклиналей – к действию сил сжатия. Увеличивается объем планеты – растут рифты, уменьшается объем – сужаются геосинклинали. Циклы образования складок строго чередуются с циклами развития рифтов.

Что все-таки заставляет сокращаться и увеличиваться земной радиус? Циклы от нескольких миллионов до сотен миллионов лет обязаны своим происхождением, по всей вероятности, неравномерному выделению тепловой энергии, поднимающейся от ядра к поверхности Земли как бы волнами. А что лежит в основе других циклов? Имеют ли отношение к пульсациям Земли колебания гравитационной постоянной, если, конечно, они существуют? А сложные ритмы всей Солнечной системы? Окончательных ответов на все эти вопросы пока нет, но они, бесспорно, будут найдены, и, по единодушному мнению геологов, произойдет это тогда, когда человек начнет обживать космос, направит из него на Землю глаза и уши приборов и внимательно понаблюдает за ней.