Новая модель: Гарри Хесс и тектоника плит
Основы новой динамической модели Земли заложил в 1960 году заведующий кафедрой геологии Принстонского университета Гарри Хесс. Маленького роста, с яйцевидной головой и с намеком на усы, под которыми из уголка губ свисала сигарета, - он никак не походил на человека, избранного Вашингтоном для проведения специальной научной программы США. Но этот человек был одержим страстью - узнать сокровенные тайны динамики Земли.
Ученик Венинга-Мейнеса, он много времени посвятил изучению глубоководных впадин. Он был убежден, что именно они играют решающую роль в этой динамике. Не довольствуясь работой только в океанах (что позволило ему стать адмиралом военно-морских сил США), он пытался также установить историю возникновения горного пояса на Антильской дуге. Он был уверен, что обнаружил здесь признаки, позволяющие определить природу мантии, то есть тех пород, которые подстилают континентальную кору, и проникся убеждением, что океаническая кора представляет собой измененную мантию.
Следовательно, рассуждал он, если континентальная кора не претерпевает никаких изменений с момента своего возникновения, то кора океаническая недолговечна. Достигнув океанического дна, магма остывает, и образовавшаяся в результате этого океаническая кора, становясь все более тяжелой, опускается до тех пор, пока не перейдет в первоначальное жидкое состояние.
Хесс был согласен с Хизеном, что рифт представляет собой место образования новой океанической коры, но отвергал гипотезу расширения планеты и считал, что количество океанической коры, опускающейся в мантию в глубоководных желобах, равно количеству магмы, излившейся через рифты.
Он пояснял, что все происходит так, как если бы дно океанов перемещалось в обе стороны от рифта гигантским подвижным "эскалатором", который в рифте поднимается из мантии, а в океаническом желобе опускается в мантию. Время движения "эскалатора" от рифта до желоба по расчетам должно занять от 200 до 300 миллионов лет.
Что касается Атлантического океана, на окраинах которого глубоководных желобов нет, то гипотеза Хесса здесь ничем не отличается от гипотезы Хизена. Этот океан расширяется, удаляя континенты один от другого. Иное дело - Тихий океан. В применении к нему теория Хесса преломляется совершенно иначе, поскольку площадь ложа у этого океана в целом уменьшается. Расположенные по его периферии желоба поглощают блоки океанической коры значительно быстрее, нежели рифт успевает формировать новые.
Модель Хесса дополняла гипотезу дрейфа материков. Дрейф материков несомненно существует, но это пассивный дрейф, то есть такой, когда континент как бы едет на поверхности движущегося "эскалатора".
Дно океана полностью обновляется каждые 300 или 400 миллионов лет. По геологическим меркам это ничтожный отрезок времени. Настанет день, когда глубоководные желоба возникнут на окраинах Атлантического океана и Европа с Америкой снова сблизятся. Материки, вовлекаемые в этот бесконечный хоровод, могут деформироваться, расчленяться или воссоединяться в зависимости от того, куда их занесет "эскалатор", к которому они прикреплены. Но они никогда не исчезают. Они вечны. Горные цепи являются результатом столкновения материков и возникающего отсюда сжатия океанической и континентальной коры, как это случилось с Андами, или двух континентальных блоков, как это случилось с Гималаями или Альпами.
С присущей ему скромностью Хесс говорил о своей гипотезе как об "эссе из области геопоэзии". И надо признать, что она именно так и воспринималась большинством ученых, ибо опрокидывала слишком много установившихся понятий и не опиралась ни на одно из прямых доказательств.
На этот раз убедительное доказательство "тектоники плит" пришло из Кембриджа. Фред Вайн заканчивал докторскую диссертацию о рифте Карлсбергского хребта в Индийском океане. Его особое внимание привлекло распределение магнитных аномалий. Речь идет о незначительных отклонениях в магнитном поле Земли, связанных с тем, что залегающие в ней породы, как мы видели выше, обладают собственной намагниченностью и, следовательно, создают слабый магнитный эффект, который накладывается на главное земное поле точно так же, как поле любого отдельного магнита.
В то время английские геофизики были уверены, что материки дрейфуют, и находили правдоподобной идею обновления океанического дна. Специалисты по палеомагнетизму сумели их убедить, что направление магнитного поля Земли за протекшие геологические эпохи неоднократно менялось. В продолжение нескольких миллионов лет Южный и Северный полюса согласованно меняли свою полярность. Иначе говоря, стрелка компаса, показывающая сейчас на север, 700 тысяч лет назад, в период последней смены полюсов, показывала бы на юг. А Фред Вайн подтвердил существование на хребтах вулканов, породы которых обладают обратной намагниченностью, то есть направленной противоположно современной.