Геологов это смущало – предполагаемые ими источники тектонических движений действуют в одном направлении несравненно большие сроки.
Как объясняет это затруднительное обстоятельство гипотеза Е. Артюшкова? Предположим, что снизу в астеносферу уперся крупный блок, скажем, порция легкого материала из глубин. Вещество астеносферы, поскольку оно имеет пониженную вязкость, начинает растекаться в стороны. Ведь на ней лежат более плотные слои. Они также не остаются спокойными – приподнимаются, но слегка, поскольку основное усилие пришлось на астеносферу. Блок продолжает двигаться наверх с переменной скоростью (именно так происходят тектонические перемещения). Когда его движение замедлится, астеносфера начнет медленно растекаться по сторонам, а литосфера медленнее приподниматься. Может даже случиться так, что блок будет подниматься совсем медленно, вещество астеносферы – медленно растекаться, а вспухание литосферы в этом месте прекратится. Усилие полностью погаснет в слое пониженной вязкости. Не испытывая подпора снизу, выпуклость в литосфере опадет. Так объясняет Е. Артюшков частые смены в направлении движения земной коры.
Астеносфера – своего рода буфер в недрах Земли, она гасит мощные движения в верхней мантии. Если там перемещения достигают десятков километров, то в литосфере – это в лучшем случае один сантиметр.
В последние десятилетия было установлено: на дне океанов существуют горные системы, не менее величественные, чем на континентах. Их длина 60 тысяч километров, а по площади они занимают 30 % поверхности земного шара. Хребты проходят посредине океанов и окаймляют материки.
Срединно-океанические поднятия – одна из самых волнующих проблем современной геологии. В ней намек для ученых: земная кора сконструирована по единому плану! Ведь подводные горы опоясывают весь земной шар.
Особую остроту придают проблеме рифты. Так называется система неглубоких и нешироких впадин, идущих по верхней части подводных хребтов – вдоль гребня и недалеко от него. Словно гигантский скребок процарапал их здесь. Причем рифтовые впадины встречены и в наземных горах. Например, в Восточной Африке, на западе Северной Америки. Байкальская котловина – тоже рифт.
Рифтовый пояс отличается также необычной активностью земных недр, расположенных под ним: всегда повышена его вулканическая, сейсмическая и тектоническая деятельность, вещество мантии здесь имеет пониженную плотность, магнитные поля аномальны, электропроводность и тепловой поток завышены по сравнению с обычными.
Происхождение рифтовых впадин – одна из главных загадок в геологии. Какой скребок так аккуратно прошелся по верхам, почти не тронув склоны, не говоря уже о более низких местах? Вот, например, Байкальская впадина. Ее средняя глубина 5 километров, средняя ширина 45 километров! Она расположена на поднятии сводового типа.
Легкий материал из глубин доходит до астеносферы и, подпирая ее, продолжает подъем. При этом она начинает растекаться по сторонам.
Но над астеносферой лежит более вязкая земная кора. Она сдерживает движение астеносферы, не дает ей растекаться. Особенно сильное противодействие там, где в земной коре должна появиться «шейка». Анализ показывает, что в этой точке возникают очень сильные напряжения – менее вязкий слой увлекает за собой кору. Кончается это лишь одним – разрывом.
Астеносфера получает возможность быстро разойтись по сторонам. Земная кора вновь не успевает за астеносферой. Та уже частью оттекла оттуда, где «шейка», а кора еще и не опустилась. Она как бы теряет опору, разламывается на отдельные блоки. Между ними появляются зазоры, напряжения возрастают до 1000 кг/кв. см. И в результате – новые деформации и дополнительные разломы, которые характерны для рифтовых впадин. Вновь подтверждается не последняя роль астеносферы в формировании земной поверхности. Срединно-океанические поднятия, по мнению Е. Артюшкова, возникли благодаря легкому материалу, поднявшемуся из глубин. Этот материал проникал прямо под океаническую кору – на глубину 12–15 км и нагревал ее. Нагрев делает вещество менее вязким, более податливым. Именно поэтому земная кора ослабевала в зоне поднятий!
О присутствии легкого материала сигнализирует и повышенная активность рифтовых зон. Аномалии тектонические, вулканические, магнитные – все можно без натяжек приписать ему. А сильный тепловой поток – это прямое указание на породы, которые приходят наверх все еще горячими. Породы Байкальского поднятия грелись бы в приповерхностных условиях сотни миллионов лет, чтобы достичь нынешней температуры. Но возраст поднятия не более 20 миллионов лет. Выходит, не здесь они приобрели самую высокую температуру – где-то глубже…
Итак, первоначально Земля была холодной и состояла из однородного вещества. Потом в ее глубинах заработал «гравитационный сепаратор». Он выделил тяжелые вещества для ядра планеты и более легкий материал для верхних сфер Земли. Легкий материал всплыл наверх и образовал верхнюю мантию и земную кору.
Горячие «капли» легкого материала, попадая в верхние слои земного шара, образовали различные типы пород и руд. Они же являются и возмутителями спокойствия в земной коре, создавая тектонические перемещения. Астеносфера смягчает их воздействия на земную кору. Они же возвели срединно-океанические хребты, опоясывающие весь земной шар. Они же способствовали образованию рифтовых долин.
Похоже, идеи Е. Артюшкова способны объединить в одну теорию все особенности развития и жизни планеты Земля.
Самый главный строитель земной коры
Земная кора лежит на породах верхней мантии, между ними существует обмен глубинным веществом. От этой идеи геологи никак не могут отказаться, хотя многое против нее.
А за нее… не будем приводить все доводы, достаточно одного элементарного расчета.
Каждый год реки отбирают у континентов 12 куб. км твердого вещества. В виде суспензии всего они уносят 35,4 × 10 в 9-й степени тонн. Через миллиард лет это составит полуторный объем всей земной коры! А для суши достаточно 10 миллионов лет, чтобы она смылась, растворилась и уплыла вместе с речной водой в океан.
Между тем материки существуют и существуют подолгу.
Может быть, раньше континенты были выше? Нет, предел прочности горного материала не допускает сооружений высотой более 10 километров. Таких гор и не имеется на Земле.
Говорят, что убыток, наносимый реками, компенсирует метеоритное вещество. Недостачу, так сказать, восполняет космос. Подсчитан размер компенсации: до 10 тысяч тонн за год – жалкая подачка по сравнению с тем, что забирает речной снос.
Есть и другие предположения о восполнении убытков, указывающие на верхнюю мантию как на источник компенсации.
Американец Даттон подошел к вопросу о компенсации с точки зрения теории изостазии, созданной им в конце позапрошлого века. Даттон писал, что «материки становятся легче вследствие смыва с них части вещества и поэтому… всплывают. Побережья океанов, наоборот, все время нагружаются и, следовательно, должен возникнуть настоящий приток вещества из областей, перегруженных осадками, к областям, облегченным эрозией».
Но такой круговорот невероятен. Легкое вещество, смываемое с материков, не может погрузиться в более плотное вещество мантии, которое резко отличается от материкового по составу и плотности.
Чтобы круговорот, по Даттону, стал возможен, необходим глубинный «сепаратор» (и достаточно мощный), который превращал бы плотное вещество верхней мантии в легкое – материковое и, наоборот, легкое вещество, находящееся на дне океанов, – в более плотное, способное проникать в вещество мантии.
Согласно гипотезе доктора технических наук С. Григорьева, в глубинах Земли обязательно должны быть слои с температурой 374,15 °C. Это критическая температура, выше которой вода превращается в пар, какой бы величины при этом ни достигало давление. Трудно, конечно, предположить, что в недрах свободно путешествует обычная вода. Скорее всего, она образует растворы, что существенно меняет дело. Скажем, критическая температура пятипроцентного раствора солей равна 410 °C. Поэтому вода превращается в пар не на том уровне, где господствует температура 314,15 °C, а ниже – там, где температура достигает 425–450 °C.
Попробуем представить, что происходит в земных слоях между интервалами с температурой 374 °C и 425–450 °C. Под действием сил гравитации атмосферная вода проникает вниз – по трещинам, порам, пустотам – сквозь толщу континентов. Количество спускающейся воды ежегодно составляет (100–200) × 10 в 19-й степени тонн. Это не так много, как может показаться. Достаточно, чтобы за год через каждый квадратный метр суши просачивался всего только один литр воды. Для этого не требуется особой проницаемости пород. Предположим, что вся земная кора сложена из водоупорных глин. Но и тогда вода будет поступать в прежних количествах.
