Покровые складки
Новое понимание строения Альп и многих других гор, введенное работами Бертрана, Шардта, Люжона «и других, свидетельствует о значительно больших величинах сжатия, чем представлялось прежде. Гейм, следуя старым представлениям, вычисляет для Альп сокращение их ширины в два раза (т. е. до V2 первоначальной величины), а положив в основу признанное теперь повсюду строение покровных складок, оценивает сокращение их ширины до 74 - 78 первоначальной величины. Поскольку теперь ширина Альп составляет около 150 км, здесь, следовательно, была сжата часть коры шириной 600—1200 км (от 5 до 10° широты). В новейшей крупной сводке по строению покровных складок Альп Р. Штауб в соответствии с Арганом приходит к еще большим величинам сжатия. Если снова расправить альпийские складки и покровы по поперечному сечению между Шварцвальдом и Африкой, то по сравнению с современным расстоянием, равным примерно 1800 км, дистанция разделения составит от 3000 до 3500 км; следовательно, сжатие (сокращение) альпийского региона (в широком смысле) составило около 1500 км. На это расстояние должна была переместиться Африка по отношению к Европе. Таким образом, мы приходим также к подлинному перемещению материка — африканского массива на большое расстояние» В том же духе высказывались такие геологи, как, например, Б. Ф. Гер- манн, Эдв. Хенниг или Коссмат, который подчеркивает, «что объяснение горообразования должно считаться с тангенциальными движениями коры, не укладывающимися в рамки представлений простой контракционной гипотезы». В частности, для Азии Арган в своем всестороннем исследовании, к которому мы еще вернемся ниже, выдвинул совершенно такую же гипотезу, какая была предложена им и Штаубом для Альп. Любая попытка отнести эти гигантские сдвиги коры за счет понижения температуры недр Земли терпит неудачу.
Даже, казалось бы, само собой разумеющееся основное положение контракционной гипотезы о постоянном охлаждении Земли было совершенно расшатано открытием радия. Этот элемент, в результате распада которого постоянно образуется тепло, содержится в доступных нам горных породах земной коры в измеримых количествах. Многочисленные определения приводят к выводу, что если бы внутренние части Земли имели такое же содержание радия, то выделение тепла должно было бы быть большим, чем его отвод наружу, который мы можем контролировать, учитывая теплопроводность горных пород, по повышению температуры с увеличением глубины шахт. Это означало бы, что температура Земли должна была бы постоянно повышаться. Однако очень малая радиоактивность железных метеоритов позволяет предположить, что железное ядро Земли, по-видимому, содержит гораздо меньше радия, чем кора. Тем самым, вероятно, представляется возможным избежать этого парадоксального заключения. Во всяком случае современное термальное состояние Земли нельзя рассматривать, как прежде, в качестве мимолетной фазы в процессе остывания когда-то значительно более разогретого земного шара, а скорее как состояние равновесия между процессом выделения радиоактивного тепла внутри Земли и теплоотдачей в мировое пространство. Таким образом, новейшие исследования этого вопроса, которые будут более подробно рассмотрены позже, приводят к выводу, что (по крайней мере под континентальными блоками) генерируется больше тепла, чем отводится, и, следовательно, температура здесь должна повышаться, в то время как в областях глубокого моря, наоборот, теплоотдача превышает образование тепла.
В результате для всей Земли создается равновесие между возникновением тепла и его отдачей. Во всяком случае из сказанного видно, что эти новые взгляды совершенно лишили основы контракционную гипотезу. Однако контракционная теория сталкивается и со многими другими трудностями. Представления о неограниченной во времени смене континентальной обстановки условиями морского дна, которые основаны на фактах распространения морских отложений в пределах современных материков, нужно существенно ограничить. При более подробном исследовании этих отложений становилось все яснее, что почти во всех без исключения случаях речь идет об отложениях мелкого моря. Многие отложения, которые прежде считались отложениями глубокого моря, оказалось, образовались в мелком море. Это было, например, доказано Кайё в отношении писчего мела. Хороший обзор по этому вопросу составил Даке . Лишь для очень немногих отложений, таких как бедные известью радиоляриты Альп и некоторые красные глины, напоминающие красные глины глубокого моря, можно предположить значительные глубины образования (4-5 км), прежде всего потому, что морская вода растворяет известь только на большой глубине. Однако пространственное распространение этих настоящих глубоководных отложений на современных материках по сравнению с размерами материков и с площадью, занятой залегающими на них отложениями мелкого моря, столь незначительно, что не может повлиять на общий вывод о преимущественно мелководном происхождении ископаемых морских отложений на нынешних материках. В связи с этим у контракциониой теории возникают большие затруднения.
Поскольку мы с геофизической точки зрения должны относить мелкое море к материковому массиву, этот вывод означает, что материковые массивы как таковые оставались в истории Земли постоянными и никогда не образовывали дна глубокого моря. Можем ли мы тогда предполагать, что современное дно глубокого моря было когда-то материком? Справедливость этого вывода, очевидно, опровергается тем, что было установлено мелководное происхождение морских отложений на материках. Более того, этот вывод приводит теперь к явному противоречию. Если мы реконструируем промежуточные материки, т. е. заполним большую часть глубоководных бассейнов, не имея возможности компенсировать это опусканием современных материковых областей до уровня дна глубокого моря, то для водных масс Мирового океана не останется места в сильно уменьшившемся глубоководном бассейне. Вытеснение воды промежуточными материками было бы так велико, что уровень Мирового океана поднялся бы над всей материковой, областью Земли и затопил бы все как существующие ныне континенты, так и промежуточные материки. Следовательно, такая реконструкция отнюдь не приводит к желаемой цели — к подтверждению существования сухопутных соединений между материками. Таким образом, воспроизводит нереальную реконструкцию, поскольку мы не вводим дополнительную гипотезу (которая в качестве гипотезы ad hoc является неприемлемой), например, что количество вод Мирового океана в то время было точно на необходимый объем меньше, чем теперь, или что существовавшие тогда океаны были на соответствующую величину глубже.
А. Пенк и другие указывали на это характерное противоречие. Из многих опровержений контракционной гипотезы следует остановиться еще на одном, имеющем особое значение. Геофизики, в основном путем измерений силы тяжести, пришли к выводу, что земная кора в равновесном состоянии плавает на несколько более тяжелом, вязком основании. Это состояние называется изостазией. Изостазия — не что иное, как взаимное уравновешивание по закону Архимеда, причем вес погруженного тела равен весу вытесненной жидкости. Но употребление специального слова для этого состояния земной коры целесообразно потому, что жидкость, в которую погружается земная кора, обладает, вероятно, очень большой, с трудом представляемой вязкостью. Поэтому колебания в состоянии равновесия исключаются и стремление к положению равновесия после нарушения последнего является процессом, происходящим исключительно медленно и требующим для своего завершения многих тысячелетий. В лаборатории эту «жидкость», вероятно, вряд ли отличили бы от твердого тела. Следует, однако, напомнить, что даже у стали, которую мы, естественно, считаем твердым телом, перед самым разрывом появляются типичные явления текучести. Примером нарушения изостазии земной коры является ее нагрузка за счет шапки материкового льда. В результате этого под тяжестью льда происходит медленная деформация - опускание земной коры, приводящее к положению равновесия, соответствующему новой нагрузке. После стаивания материкового льда постепенно снова достигается прежнее положение равновесия, причем береговые линии, сформировавшиеся в процессе опускания, также поднимаются вверх. «Карты изобаз» де Геера, построенные по береговым линиям для последнего оледенения Скандинавии, указывают на понижение центральной части полуострова по меньшей мере на 250 м, которое постепенно уменьшается к периферии.
Для максимального из четвертичных оледенений можно предположить еще более высокие значения. Вследствие вязкости магмы, подстилающей материки, эти выравнивающие движения, естественно, сильно запаздывают. Береговые линии сформировались большей частью только после стаивания льда, но до поднятия суши; в настоящее время, как показывает нивелировка, Скандинавия поднимается примерно на 1 м в столетие. Даже накопление осадочных отложений, как это, пожалуй, первым отметил Осмонд Фишер, приводит к оседанию глыбы. Каждая аккумуляция осадков сверху приводит к несколько меньшему по сравнению с их мощностью погружению глыбы земной коры. Поэтому вновь образующаяся поверхность располагается почти на старом уровне. Таким образом могут накапливаться отложения многокилометровой мощности, все слои которых сформировались в мелководье. Позже мы еще подробнее остановимся на теории изостазии. Здесь следует отметить, что геофизические наблюдения подтверждают эту теорию и в настоящее время она является неотъемлемой частью основ геофизики, а в ее принципиальной правильности больше нельзя сомневаться. Совершенно очевидно, что этот результат противоречит представлениям теории сжатия и с большим трудом может быть с нею связан. Невозможно, в частности, представить, что континентальная глыба величиной с предполагаемый промежуточный материк способна без нагрузки погрузиться на дно глубокого моря или что может происходить обратный процесс.