До сих пор ученые спорят, что было вначале — суша или море. Исходя из того, что земная кора на дне океанов более молодая, большинство склоняются к мнению, что все-таки история Земли началась с суши. Только позже впадины на этой суше заполнила вода. В этой статье я приведу свой личный взгляд на геологическую историю, Принять его или нет — выбор читателя. Потому перечисляю все возможные объяснения тех давних событий и почти все предположения связанные с этим.
В последнее время силу обретает новая гипотеза, что вода начала появляться на Земле, едва ее поверхность остыла так, чтобы влага сразу не испарялась. И большая часть водного объема возникла из-за химических реакций разложения, а не была принесена кометами, как полагали ранее. Примем за основу именно эту гипотезу и будем считать, что океаны и материки на Земле существовали всегда.
Что это были за материки? Как долго они существовали? Можем ли мы сейчас где-то увидеть их остатки?
Точных ответов на эти вопросы нет, только предположения. Какие? На данный момент распространены три варианта развития событий. Но чтобы вести разговор более предметно, я позволю себе напомнить вам о строении Земли.
В самом простом варианте наша планета состоит из очень плотного, твердого и горячего ядра (о его сложном строении и возможном наличии в его центре черной дыры я упоминать не буду, нашей темы это не касается), расплавленных пород — мантии (сейчас принято считать, что она двухслойная и разделена линией ликвидуса, ниже которой только расплавы, а выше есть твердые вкрапления в расплав) и твердой оболочки — коры. Кора и верхняя часть мантии носят название литосферы. Внутри литосферы полного расплавления породы не происходит никогда. В первом приближении Землю можно сравнить с яйцом, вот только скорлупа его, литосфера, в сравнении значительно тоньше обычной.
Вот о ней-то — о литосфере — я и буду рассказывать.
В силу особенности строения Земли литофсера — это подвижная зона, так же, как и остальная часть мантии. Но они отличаются по вязкости. Получается, что литосферные плиты скользят по верхней части мантии, как подошва ботинка по глине. На других землеподобных планетах Солнечной системы такого движения литосферы не зарегистрировано. На Меркурии проявляется эффект «высыхающего яблока». Его литосфера не имеет разрывов, а ее твердая оболочка сморщена вследствие уменьшения ядра. На Марсе можно предположить существование двух литосферных плит, но они, если и есть, то малоподвижны. А на Венере зарегистрировано изменение литосферы в виде плюмов — это области выхода на поверхность большого количества очень горячей магмы, на Земле они тоже есть, но почти никак не связаны с движением литосферы.
Почему Земля так отличается от своих соседей? Вот тут-то и вступают в дело те три упомянутых мной варианта развития событий. Первый самый экзотичный. Некоторые ученые утверждают, что примерно через 50 миллионов лет после создания Солнечной системы в еще горячую на тот момент Землю ударила планета Тейя размером примерно с Марс. Ударила и выбила из Земли приличный кусок, который стал Луной, а сама погрузилась в мантию Ее остатки якобы можно наблюдать при прохождении сейсмических волн, как нашлепки на ядре. Современные исследования показывают, что таких «нашлепок» на ядре несколько, в том числе сейчас выявлено два больших образования: один под Африкой, второй — под Тихим океаном. Получается, Тейя была не одна, падали на Землю в те времена и другие крупные объекты. След остался и на поверхности — Тихоокеанская впадина. Земная кора там до сих пор не может прийти в норму: в очень большой зоне до сих пор идет процесс образования новой коры. В других океанах он тоже идет, но там этот процесс уже не столь интенсивный.
НО! Возможно, это вовсе не остатки других планет, а древняя океаническая кора, которая опустилась к ядру. В пользу этого говорят следы воды и базальта, присутствующие в этих образованиях. Почему древняя? Потому что самая старая океаническая кора сейчас имеет возраст 160 миллионов лет, тем же кускам больше 3 миллиардов лет.
Вторая гипотеза связана с процессом всплывания к поверхности громадных плюмов. Плюм — это горячий мантийный поток, поднимающийся фактически от ядра к поверхности. Такой поток вполне способен взломать земную кору, особенно если попадет в место, где она тонкая и неустойчивая. Образование плюма связано с отсутствием оттока тепла от ядра и мантии в околоземное пространство там, где область литосферной плиты слишком велика, чтобы он смог ее обогнуть. Сейчас выявлено несколько старых плюмов, действующих до сих пор. Один в области Гавайских островов, второй Исландский. Большинство ученых считает, что результатами древних плюмов являются области супервулканов. Предполагается, что извержение одного из таких вулканов, на месте которого сейчас находится плато Путорана, вызвало великое Пермское вымирание, что случилось 250 миллионов лет назад. Плато находится между Леной и Енисеем, ближайший крупный город к нему — Норильск. Получается, что оно тоже имеет отношение к теме нашего разговора. Поэтому я к нему еще вернусь.
И опять НО! Время образования плюмов не имеет никакого отношения к активному движению литосферных плит. И получается — их возникновение в последнее время не приводит к новым расколам. К примеру, Тихоокеанская плита просто движется над плюмом, и никакого разлома на ней в районе Гавайских островов не образуется. А плато Путорана никак не похоже на разлом и даже его зачаток, все расщелины, которые мы можем наблюдать там — следствие воздействия воды и ветра. Другие же супервулканы либо сидят на границе старых разломов, в данный момент почти закрывшихся, либо связаны с мелкими литосферными плитами, что образовались в местах столкновения крупных.
Третья гипотеза связана с предположением, что размеры шарика Земли, что образовался из протопланетного облака, были меньше, чем у нашей планеты сейчас. Внутренние химические процессы привели к изменению объема вещества и раздуванию Земли. Произошло это примерно 4 миллиарда лет назад либо чуть позже. И вследствие увеличения объема застывшая на поверхности планеты гранитная корка — а она точно должна была застыть, особенно в том случае если вода имеет внутреннее, а не кометное происхождение, поскольку уже 4 миллиарда лет назад она покрывала эту корку — растрескалась, и образовались литосферные плиты. Процессы конвекции в расплаве магмы привели их в движение. Но на этом дело не закончилось. В образовавшихся трещинах начала нарастать новая кора, состоящая из более тяжелого базальта, и эти области оказались ниже гранитной поверхности и были заполнены водой – то есть, она туда стекала с более высоких мест. Чем-то картинка происходящего на Земле в то время напоминала ледостав на реке. Только мороза, окончательно сковавшего реку, не случилось. Льдины — обломки первичной коры — не смогли спаяться друг с другом везде из-за внутреннего подогрева. Потому земная поверхность до сих пор остается «рекой» в процессе «ледостава». «Льдины» сталкиваются, выезжают друг на друга, крутятся одна вокруг другой, даже, бывает, переворачиваются, у них обламываются края, и они слипаются друг с другом при легком «морозце», когда внутреннего огня не хватает, чтобы отделить их друг от друга.
НО! Никто сейчас не может доказать, что вот этот процесс расширения имел место. Несмотря на то, что существует идея, что массу Земле добавляли падающие на нее метеориты, космическая пыль и солнечный ветер, эту прибавку почему-то всегда оценивают по сегодняшним объемам поступающего на Землю таким образом материала, в то время как 4 миллиарда лет назад всего этого «мусора» в Солнечной системе было гораздо больше.
Еще есть предположение, что Земля «дышит», то есть периоды ее расширения сменяются периодами сжатия, когда внутренний объем мантии уменьшается. Но попробуй улови это дыхание, если его период — несколько десятков миллионов лет, а может, и несколько сотен. Зарегистрировать расширение и сжатие мешает собственное, весьма хаотичное, движение литосферных плит. К примеру, стоит вспомнить недавнее землетрясение в Турции. Там африканская плита движется на север, анатолийская смещается на юг чуть быстрее соседей, а одна из этих соседей — эгейская плита – крутится по часовой стрелке вокруг своего центра и слабо смещается на юг.
Единственное, что сейчас достоверно известно ― это как происходит расширение океанов. Удалось измерить с помощью радиотелескопов, сориентированных относительно почти (в космическом масштабе нашей Галактики) неподвижных квазаров, что Америка отползает от Европы (или наоборот) со скоростью 4 сантиметра в год.
Получается, выбирай, что нравится.
На самом деле, мне кажется, все три процесса внесли свою лепту в разрушение литосферных плит. И в любом случае Земле в этом плане повезло. Не будь этого движения, не смогла бы жизнь на нашей планете получить такое развитие.
Итак, смотрите что получается. На ранних этапах формирования земной коры по нашей планете идет метеоритная бомбардировка. Конечно, она идет и по другим планетам, но на тех кора уже достаточно толстая и метеоритам ее не пробить, а на Земле она тоненькая, легко колется, и получаются первые «льдинки», плавающие в потоках лавы. Лава не дает им соединиться, а там, где осколки вроде и соединились, спаялись, тепло старается вырваться и протачивает себе ход, «растапливая» целую «льдинку» на кусочки ― получается как бы расширение, но локальное. Но… Земля остывает, и панцирь земной коры заковывает ее по всей поверхности. В это время в магме и ядре все еще идет процесс химических превращений, объем вещества увеличивается, да и метеориты постарались (их же было в сотни раз больше, чем сейчас), так что Земля расширяется и кора трескается, а кроме того, и мантийные плюмы вырываются на поверхность, пусть локально, но дырявят кору, создают «тонкие» места. А где тонко, там и рвется. Кстати, вот такой разрыв мы можем наблюдать в наши дни: Сомалийский полуостров отделяется от африканской плиты, и по линии Великих Африканских озер формируется новый океан. В это время мощные конвекционные потоки гонят магму к поверхности, и там получаются выпуклости и впадины, по которым съезжают «льдинки»-плиты, как подошвы ботинок по глине во время дождя.
Продолжение следует…
Ирина Денисовская