В науках о Земле широко известна теория геосинклиналей. Геосинклинали — области крупнейших погружений на первых этапах их развития и крупнейших поднятий — на поздних этапах. Геосинклинали — особо подвижные зоны земной коры — существовали еще в докембрии (протогеосинклинали), существуют и сейчас (например, островная Индонезия). Под влиянием преимущественно нисходящих вертикальных движений земной коры и образования обширных углублений в геосинклиналях происходило накопление осадков и излияние различных лав огромной мощности. На этапе последующих поднятий происходило смятие этих толщ в. складки, частичное их плавление с формированием гранитов, образование разнообразных разрывов. В условиях то сжатия, то расширения в конце такого цикла происходило образование горной страны. Здесь мы не будем вникать в подробности теории геосинклиналей, созданной трудами как зарубежных, так и наших ученых, скажем только, что древние геосинклинали, развиваясь в течение одного либо нескольких подобных циклов и превращаясь в складчатые зоны и горные области, постепенно теряли свою подвижность и свой горный рельеф, становясь жесткими, мало подвижными массивами с плоскогорным или даже равнинным рельефом, так называемыми платформами. При этом в ходе времени площадь деятельных геосинклиналей, как это видно на материках, неуклонно сокращалась, а площадь платформы соответственно увеличивалась. Теория геосинклиналей сумела объединить и объяснить все стадии и типы движения и превращения вещества земной коры в единой концепции. В ней нашли свое место и преобразования в геологическом прошлом рельефа планеты. Вместе с тем эта теория ограничила как во времени, так и в пространстве глубокие погружения поверхностных масс и соответственно поднятия масс исконно глубинных или масс первоначально поверхностных, но временно (конечно, за миллионы лет) побы вавших на больших глубинах.
Новая глобальная тектоника, напротив, не находит никаких ограничений для крупных и крупнейших, в этом смысле глобальных, перемещений отдельных частей земной коры. Это новое учение, возникшее только в послевоенные годы в ходе преимущественно геофизически» исследований дна океана, отводит главную роль в истории Земли горизонтальным перемещениям громадны пластин литосферы, захватывающих не только земную кору, но и верхние части подстилающей ее верхней мантии и называемых литосферными плитами. Ведущим началом в представлениях новой глобальной тектоники является расширение дна океанов, идущее из их середины (так называемый спрединг). При этом расталкиваемые литосферные плиты вблизи материковых окраин испытывают так называемую субдукцию, уходя под материки по наклонным зонам, в которых происходит преобразована материала таких плит, состоящих из тяжелой, но сравнительно тонкой океанической земной коры и покрывающих ее морских осадков, напряженный вулканизм, структурные преобразования, создание контрастных форм рельефа. В пределах некогда существовавших материков сдвигались и относительно более мощные и легкие материковые плиты, морские проливы и заливы между ними закрывались, а на стыках плит в результате сжатия возникали и продолжают возникать в наше время складчатые зоны и соответствующие им горные цепи. Примером последних служат Гималаи. Возможно, так образовался в конце палеозойской эры Урал — гигантский структурный шов, возникший при сближении по широте Восточно-Европейской и Западно-Сибирской плит. Поскольку описанный процесс продолжается и в современную эпоху, его глубокое понимание крайне важно и для изучения современного рельефа.
Расширение дна океана (спрединг) и движение материковых плит в результате растекания аномально легкой мантии под срединно-океаническими поднятиями (но представлениям «тектоники плит»)
На границе океан — материк океаническая земная кора резко погружается под материк (так называемая субдукция)
Что касается выбора между теорией геосинклиналей и гипотезой литосферных плит, т. е. признания в первом случае приоритета вертикальных движений земной коры, а во втором — движений горизонтальных, то сейчас в геологии постепенно, по неуклонно намечаются пути сближения этих, казалось бы, непримиримых представлений и отказ от крайностей тех и других.
Краткая остановка на изложении представлений о геосинклиналях и литосферных плитах понадобилась нам Для того, чтобы показать, что с любой из этих точек зрения (различия только в механизме) в течение геологической истории происходило погружение поверхностных масс, в том числе осадочных толщ, созданных преимущественно энергией Солнца (о чем будет сказано позже), их преобразование на больших глубинах за счет внутренней энергии Земли и рано или поздно их подъема снова к земной поверхности, осуществляемый разными путями и средствами. О них речь тоже впереди.
Мы приходим, таким образом, к выводу, что саморазвитие Земли выступает как сложный, поступательный необратимый процесс обмена энергией — массой между поверхностными зонами и недрами нашей планеты. Но если источники масс, погружающихся в недра и где-то, когда-то выносимых из недр в приповерхностные зоны нам известны, так как, кроме привноса из космоса метеоритного вещества, здесь происходит нечто вроде «самоснабжения» (переработка поверхностного материала), то источники второй составляющей нашей пары очень удалены. Нам понятна роль Солнца и идущего от него на тока лучистой энергии. Внутренние же источники энергии Земли — область научных догадок. Если тяжело земное ядро, состоящее, вероятно, из железа с некоторой примесью других элементов, храпит от науки почт все свои тайны, то мощная сферическая оболочка Земли толщиной около 2900 км, лежащая между земным ядром и корой, так называемая мантия, идущие в ней процесса и ее влияние на тонкую земную кору изучены лучше. Не подлежит сомнению, что сама кора создана выплавкой (возможно, неоднократной) вещества из верхней мантии и что она в течение всей истории Земли находится под ее воздействием. Потоки разнообразных летучих веществ, называемых флюидами, — постоянный процесс дегазации верхов мантии. Таким путем (одним из главных во всем влиянии мантии на земную кору) происходят сложные сдвиги в физическом и химическом составе веществ, слагающих ее и пополняемых за счет мантии. Но всякое нарушение термодинамических равновесий в этой сложной среде ведет к стремлению разуплотнений и перегретых веществ всплывать вверх в соответствии с архимедовыми силами. Именно такое всплывание и обеспечивает перенос массы — энергии вверх из недр планеты, оно и служит своего рода рабочим механизмом в таком переносе. Энергетическая же основа переноса вверх заключена в расходовании внутреннего тепла, пополняемого, как предполагается, радиоактивным распадом в недрах Земли.
Выше было сказано, что несомненные свидетельстве этого выноса или восходящего потока массы — энергии мы находим в самом отдаленном от нас геологическом времени (несколько миллиардов лет). В современную же эпоху реальными живыми свидетельствами тепло-массопереноса из недр Земли к ее поверхности служат; восходящая слагаемая современных вертикальных, как правило очень медленных, тектонических движений — поднятий, распространенных притом почти повсеместно на земном шаре; горообразование как следствие ускоренных (но также длящихся миллионы лет) движений этого типа, особенно хорошо наблюдаемое в Карпатах, на Кавказе, в горах Средней Азии и Южной Сибири, в горных районах Дальнего Востока. Ясно, что к числу этих же бесспорных свидетельств должны быть отнесены извержения вулканов, во время которых поток массы— энергии вырывается из недр на наших глазах, горячие источники, или гидротермы и, наконец, возможно, главный свидетель непрерывного и неравномерного (как от места к месту, так и от эпохи к эпохе) восходящего фронта внутренней энергии планеты — глубинный, не связанный с наружными явлениями и с лучистой энергией Солнца тепловой поток, величины которого измерены во многих местах — и на суше, и на дне морей и океанов.
Но как ни сложна на самом деле еще не до конца наученная картина пополнения земной коры энергией и массой изнутри, это только одна ветвь круговорота, или «обмена веществ», в «организме» планеты, которой, однако, обязаны как своей первопричине все эндогенные процессы, так или иначе участвующие в рельефообразовании. Противоположностью, своего рода диалектической антитезой восходящего потока выступает поток нисходящий, увлекающий энергию и массу Земли от ее поверхности в недра. Эта вторая ветвь круговорота вещества и энергии в земной коре есть все то материальное, что связано со взаимодействием твердой коры, водной и воздушной оболочек и препровождается «неисповедимыми» путями в глубь планеты. Неисповедимость их в том, что внешне Центростремительное направление такого потока как бы противоречит условиям поля тяготения; сравнительно легкое вещество устремляется в царство горячих, но тяжелых масс. Мы помним, однако, что это прямой результат, так сказать «требование», изостазии. Им как бы Уравновешивается истощение недр притоком материи, заряженной энергией Солнца. Подготовка этой материи, ее удобоподвижность — сыпучесть, рыхлость, измельченность или нахождение в водных растворах — все это работа Солнца, осуществляемая всей суммой, всем разнообразием экзогенных процессов. На «геологической сцене» нашего «театра» знакомые нам роли исполняют физическое, химическое, биологическое выветривание горных пород, снос дезинтегрированного материала с высоких на низкие уровни, отложение осадков, их захоронение, погружение, статический метаморфизм нагрузки, региональный, т. е. общий, охватывающий весь объем осадков метаморфизм больших глубин (температура, давление, массовый привнос флюидов), начало гранитизации, т. е. полной перекристаллизации, бывших осадочных пород, только начало, так как развернутый фронт гранитизация связан как одна из главных причин с поднятиями земной коры и означает переход на восходящую ветвь потока.