Как бы ни был свиреп вулкан, население очень быстро возвращается на его покрытые лавой склоны, а на руинах только что разрушенного подземными толчками города обычно сразу же начинает расти новый. И по сей день Калифорния притягивает к себе массу народа, хотя известно, что следующее большое землетрясение причинит материальных убытков на сумму от 40 до 80 миллиардов франков и унесет тысячи, а возможно, и десятки тысяч жизней в зависимости от того, в какое время суток оно произойдет. Люди привыкают к сейсмической опасности, как муравьи к ливням, которые периодически затапливают их муравейники.
Тем не менее сейсмическая активность — явление отнюдь не случайное. Так, она приурочена ко всей периферии Тихого океана. Этот район принято называть «огненным кольцом», настолько он изобилует вулканами. Другая сейсмически опасная зона пересекает Европу и Азию вдоль Альп и Гималаев. Эти два сейсмических пояса, хорошо известные геологам, связаны с теми районами, где возникли самые молодые горные системы, такие, как Альпы, Гималаи, Анды, Скалистые горы, что указывает на связь орогенеза, то есть формирования горных цепей, с сейсмической и вулканической деятельностью.
Все это понял английский геолог Джон Хаттен, который жил в XVIII веке и проницательный ум которого рассмотрел динамику недр Земли во всей ее полноте. Геологическая история нашей планеты, решил он, должна быть исключительно давней, чтобы успело произойти разрушение и обновление существующих форм рельефа в соответствии с ходом известных нам естественных процессов. Впрочем, утверждал ученый, он не обнаружил ни следов первозданного облика Земли, ни чего-либо такого, что предвещало бы скорое светопреставление. Подобное допущение современники Хаттена восприняли как святотатство. И потребовались десятки лет для того, чтобы эта точка зрения была принята всеми. Трудно угадать, в каком направлении пошло бы развитие науки о Земле, превалируй тогда в ней, например, положение индусской космогонии, по летосчислению которой 1975 год нашей эры соответствует 1972942076 году, что приблизительно только в два раза меньше предположительного возраста нашей планеты.
Во всяком случае ясно, что введение понятия чрезвычайно долгого геологического времени позволило науке добиться значительных успехов уже в начале XIX века.
Отныне стали исходить из того, что вулканическая деятельность способствует обновлению поверхности планеты, а эрозия, сглаживая неровности рельефа, постепенно превращает их в цветущие мирные долины.
Следовательно, их географическое расположение отвечает логике, по законам которой протекает земная эволюция и которую человек стремится распознать.
«Землю, — говорил Джон Хаттен, — можно сравнить с живым организмом, который обновляется по мере отмирания его старых тканей… Разрушенная в одном месте, она одновременно воссоздается в другом».
Фактором обновления Земли служит ее «утробное огненное месиво», которое обусловливает поднятие с морского дна горных массивов, сопровождаемое вулканической деятельностью, преобразование осадков в горные породы под воздействием высоких температур (метаморфизм), сейсмичность и деформацию осадочных пород. Таким образом, Земля фактически напоминает тепловую машину, внутренняя и внешняя деятельность которой циклична. Продуктом составных частей этой цикличной работы являются осадочные отложения во впадинах, их качественное преобразование под воздействием высоких температур, складчатость, поднятие земной коры и, наконец, эрозия.
Вегенер и барьер неподвижности
В изучении горных массивов ученые XIX века добились больших успехов.
Что же касается геодинамики, то в этом направлении, как ни парадоксально, они зашли в тупик. Геологов прежде всего поражало, что горообразование связано с весьма значительными вертикальными перемещениями земной коры, амплитуда которых составляет 15–20 километров; эти перемещения могут охватить целый ряд линейно вытянутых, тектонически подвижных ее участков, называемых геосинклиналями. Так, было выявлено, что северные Аппалачи, на востоке США, образовались из отложений, уходивших в глубину на 12 километров и покрывавшихся незначительным слоем воды на континентальной коре.
История медленного прогибания этих геосинклиналей, за которым следовало сравнительно быстрое их поднятие, выглядела загадочной. Непонятным также казалось, почему эти геосинклинали занимают столь узкие зоны. Неуемным студентам, задававшим подобные вопросы, отвечали, что здесь все дело в «ослабленных зонах». А если они не унимались и набирались храбрости спросить о природе или происхождении наблюдаемого явления, то в ответ обычно ссылались на сжатие Земли, связанное с ее остыванием. Действительно, это была единственная теория, которая могла увязать имеющиеся факты с законами физики.
Естествоиспытатель любит говорить языком цифр. Не высказываясь вслух, он чуточку разделяет мнение физика лорда Резерфорда, что из всех наук «существует только физика, затем химия, являющаяся разновидностью физики, и, наконец, коллекционирование марок»! Чтобы избежать зачисления в категорию филателистов, геофизик нуждается в хороших геофизических теориях. Прекрасной иллюстрацией узости мышления некоторых ученых служит анекдотический случай, имевший место в 1963 году с автором одной из актуальнейших за последнее десятилетие статей о Земле: ее публикация была отвергнута крупным научным журналом по той причине, что она не содержит «ни новой информации, ни математических расчетов и находится в противоречии с общепринятыми идеями…»
Теория охлаждения Земли представлялась в высшей степени научной; она позволяла производить точные математические расчеты, разумеется, при условии принятия некоторых отправных гипотез. Она была очень удобна для изложения на лекциях. Аналогия сжимающейся в процессе охлаждения Земли с яблоком, кожура которого по мере его старения морщится, приводилась в каждом учебнике географии.
К великой досаде ученых, сделанные расчеты плохо согласовывались с фактами, наблюдаемыми на земной поверхности. Открытые в скором времени шарьяжи, или надвиги одних пластов на другие, недвусмысленно указывали на очень значительные деформации земной коры, сокращающие ее площадь и явно превышающие по величине те, что предусматривались теорией сжатия. По отношению только к Альпам речь шла о сотнях и даже тысячах километров. Эти сокращения площади не находили объяснения в простом отрыве крупных блоков и в их смещении по разные стороны горных цепей.
В 1841 году в Швейцарских Альпах был обнаружен первый надвиг значительных размеров: на протяжении 15 километров древнейшие пласты оказались расположены над более молодыми пластами. Пришлось допустить, что они были вытеснены со своего первоначального местоположения. Автор этого открытия не обнародовал никаких данных — по его собственному признанию, он опасался, «как бы его не упрятали в психиатрическую лечебницу». Но в дальнейшем эти необычные наблюдения были подтверждены и даже умножены. В разных местах ученые отмечали нагромождения шарьяжей, этих «плавучих» пластов, исторгнутых из чрева Земли. Трудно было объяснить это явление иначе, чем значительной деформацией земной коры. Ученые, уверовавшие в шарьяжи, ощутили то, что хорошо можно выразить остротой Марка Твена: «Если бы Швейцарию развернуть и распластать, то получилась бы немалая страна».
Явление значительных сокращений площади, занимаемой горными массивами, произвело сильное впечатление на английского физика преподобного Осмонда Фишера. Чрезвычайная нестабильность земной коры не поддавалась объяснению с помощью гипотезы сжатия, и он ее решительно отверг. Здесь требовалась более мощная движущая сила. И вот, анализируя современное динамическое состояние нашего шара, Фишер был поражен существованием сейсмического кольца вокруг всего Тихого океана. Выбрав для примера Японию, он пришел к мысли, что там все происходит так, словно океаническая кора опускается под остров и этот поддвиг служит причиной землетрясений. Кроме того, ученого удивляло наличие базальтового вулканизма и постоянно сохраняющихся трещин растяжения в Исландии. Он сделал вывод, что «плато», протянувшиеся вдоль оси Атлантики (ныне известные под названием Срединно-Атлантического хребта), разбиты трещиной, образовавшейся под влиянием сил растяжения и являющейся местом выхода жидкой магмы из недр Земли.