Современные представления о природе океана

Как это ни парадоксально, но мы сегодня не найдем ни одной книги, полностью посвященной проблеме происхождения и эволюции океано-сферы Земли. Все, что имеется по этому вопросу, как правило, не выходит за рамки малоконкретных в геологическом отношении гипотетических рассуждений, к тому же слабо обоснованных. И хотя роль океана и гидросферы в целом как мощного геологического агента и источника жизни на Земле признается безусловно, фундаментальный характер воды как планетного вещества, ее история и геологическое значение еще до конца не исследованы и не оценены.

Тем не менее всё больше исследователей начинают приходить к мысли, что гидросфера — это продукт эволюции планетного вещества и что земные условия ее существования исключительны и их нет на других планетах Солнечной системы. Так, авторитетный гидрогеолог В.Ф. Дерп-гольц считал, что происхождение вод Земли тесно связано с развитием ее как планеты. Он полагал маловероятным процесс равномерного накопления воды на поверхности Земли в течение всей ее истории. Если исходить из современных темпов подъема уровня моря, наблюдаемых в последние 60 лет, то за 1000 лет подъем возможен на 2 м. Если в прошлые геологические эпохи эти темпы в среднем сохранялись такими же, то за последние 500 млн лет мы получим совершенно абсурдную цифру прироста толщины вод океана — 100 км. Отсюда В. Ф. Дерпгольц приходит к справедливому общему выводу, что в последнее время темпы заполнения океанских впадин водой были несравнимо более высокими, чем в прошлом.

К сходному выводу приходит и видный космохимик В. В. Кесарев [24]. Полагая, что вода появляется и исчезает на поверхности Земли на определенных этапах ее развития, он справедливо считает, что масса гидросферы есть функция внутренней активности планеты и температурных условий на ее поверхности. При спаде внутренней активности приход воды из земных недр будет постепенно сокращаться. Однако, по мнению Кесарева, энергетика химического распада протовещества в недрах Земли и планет обеспечивается их гравитационным сжатием. При этом формирование геосфер обусловлено процессами широкой дифференциации. Он полагал, что Мировой океан формировался одновременно с земной корой и что в будущем планета способна произвести еще 18 объемов Мирового океана [24].

Еще в 20-х гг. прошлого столетия академик В. И. Вернадский отмечал, что наличие гидросферы — это характерная индивидуальная форма строения нашей планеты. Ничего подобного не встречается ни на одной из планет земной группы.

Вместе с тем, опираясь на выдающийся синтез австрийского геолога Эдуарда Зюсса в его знаменитом трехтомном труде «Das Antlitz der Erde» [95], завершенном в начале XX в., В. И. Вернадский писал: «Распределение суши и океана в основном не менялось в течение не менее миллиарда лет, по крайней мере с начала палеозоя, и это распределение ие есть поверхностное географическое явление... Диссимметрия в строении океанов и отсутствие под их главной, глубокой, частью ряда геосфер вплоть до гранитной геосферы есть основной факт в строении той части земной коры, которая непосредственно доступна нашему научному изучению. Все это указывает, что это очень древняя черта строения планеты». И далее: «По-видимому, количество соленой морской воды остается более или менее неизменным в течение сотен миллионов лет» [14, с. 69].

Таким образом, современная масса гидросферы, согласно представлениям В. И. Вернадского, так же, как и Мировой океан, существует на Земле очень давно, по крайней мере более миллиарда лет. Отсюда следует вывод о древнем и очень устойчивом распределении континентов и океанов, суши и моря, т. е. наблюдаемая асимметрия лика Земли представляется одной из ее планетарных особенностей, а масса воды в океане — константой.

Идеи В. И. Вернадского продолжают оказывать влияние на ученых и сегодня. В настоящее время учение об асимметрии лика Земли распространяется и на другие планеты. Предполагается, что это результат неравномерного протекания глубинных процессов в пространстве и что эта неравномерность существовала чуть ли не изначально — на ранних стадиях развития Земли и планет. Однако спустя 100 лет после того, как были высказаны эти идеи, науки о Земле в своем развитии ушли далеко вперед, и сегодня можно с уверенностью констатировать, что масса воды на земной поверхности никогда не была постоянной. Количество воды менялось в зависимости от интенсивности вулканизма и запуска механизма дегидратации низов коры, начавшейся на кайнозойском этапе геологической истории, а также от темпов фотолитической диссипации воды [44; 45; 48]. В связи с этим уместно заметить, что существенная изменчивость напряженности вулканизма в геологической истории и темпов выноса эндогенной воды значительно меняла масштабы геологических процессов, что совершенно не согласуется с известными принципами актуализма Чарльза Лайеля (1830 г.).

Известный американский морской геолог Г. Менард пишет: «В общих чертах мы можем представить себе палеозойскую впадину океана (Тихого океана 580 млн лет назад. — В. О.) как сходную с современной. Глубина океана, если принять гипотезу постоянной скорости аккумуляции осадков, была около 4,0—4,2 км» [39, с. 256], т. е. в палеозое, по Менарду, Тихий океан уже существовал и имел глубину более 4 км.

Существуют и более радикальные мнения. Например, научный сотрудник Института океанологии РАН О. Сорохтин считает, что «всего вероятнее, уровень океана достиг гребней срединно-океанических хребтов (т.е. более 4 км глубины. — В. О.) около 2,6 • 109 лет назад... Если же под океаном понимать воду, заполняющую океанические впадины, то Мировой океан является древним образованием и по своему возрасту он лишь ненамного моложе самой Земли» [41, с. 259]. Таким образом, гигантская система срединно-океанических рифтовых хребтов, по мнению этого автора, оказывается, существовала еще задолго до появления Мирового океана, уровень которого достиг их гребней уже в начале протерозоя. Относительно будущей истории океана этот автор утверждает, что «объем его продолжает расти в настоящее время и будет продолжаться, замедляясь, еще около 2 млрд лет» [41, с. 260]. Из приведенного неясно, из чего Земля в течение почти миллиарда лет будет производить воду. Источником ее является мантия, и, как показывают расчеты (см. гл. Ill, IV), большая часть воды была уже произведена в ходе переработки протовещества. Оставшаяся же часть воды — в полутора объемах Мирового океана — может никогда не выйти на земную поверхность вследствие завершения процесса океанизации. В ближайшие 200 млн лет (см. гл. Ill, IV) вследствие сокращения поступления эндогенной воды и фотолитических потерь современный Мировой океан прекратит свое существование. Что касается срединно-океанических хребтов, то это новейшие структуры, образовавшиеся в результате проседания дна котловин по обе стороны от флангов хребтов, т. е. это остаточные возвышенности. Еще в палеогене, как свидетельствуют геологические данные, срединные области всех океанов оставались сушей [43]. Они опустились под уровень вод лишь в миоцене. В течение всего докембрия — с позднего архея и до фанерозоя — вулканизм, а с ним и поступление воды, были настолько редуцированы (0,13 км3/год), что на протяжении 3,9 млрд лет, т.е. большей части геологической истории, Земля не имела развитой гидросферы и даже сколько-нибудь значительных морских бассейнов [48; 50; 51]. Что касается ресурсов Земли, то, судя по существенному уменьшению интенсивности кайнозойского глобального вулканизма, начиная с миоцена запасы главного энергетического материала, радиоактивных элементов 232Th, 238U, сосредоточенных в нижней мантии на границе с ядром, в значительной степени сократились в процессе океанизации. Поэтому тектонические процессы, вулканизм и дегидратация в предстоящей перспективе будут постепенно уменьшаться. Кроме того, Солнце уже выработало большую часть своего протовещества, и из расчета содержания водорода (2 % от общей массы протовещества в фазе желтого спектрального класса, с температурой фотосферы 6000 К) ему осталось существовать, как будет показано далее, менее 100 млн лет [51].

Идеи постоянства соотношений площади континентов и океанов и объема воды на Земле остаются по-прежнему популярными в трудах многих исследователей. Так, профессор Московского университета О. К. Леонтьев писал: «...поступление воды в океан, по крайней мере за последний миллиард лет, происходило с более или менее постоянной скоростью, эквивалентной скорости подъема уровня в 1 мм за тысячу лет» [30, с. 318]. Это значит, что толща воды океана, равная сегодня 5—6 км, миллиард лет назад была меньше современной всего на 1 км и равнялась 4—5 км. Отсюда следует представление о чрезвычайной древности больших масс воды и самого океана на Земле. Более того, О. К. Леонтьев утверждал, что «в позднемезозойском (150—200 млн лет назад. — В. О.) океане воды было почти столько, сколько в современном океане или даже несколько больше» [30, с. 318]. «Следовательно, в геологическом развитии Земли господствующей тенденцией является тенденция континентализации» [30, с. 332], т.е., по мнению автора цитируемого источника, площадь суши увеличивается за счет сокращения площади углубляющегося, но одновременно и уменьшающегося в размерах Мирового океана.

Если бы в действительности площадь суши увеличивалась, тогда не происходило бы затопление прибрежных городов. В подобных условиях даже на памяти человечества находится лишь около 13 % всех побережий Мирового океана. Большая же часть материковых окраин продолжает погружаться и затапливаться морем. Море не отступает, а наоборот — наступает на сушу. И это реально существующий факт, не считаться с которым сегодня уже нельзя.

Интересные мысли о возрасте океанических бассейнов высказал выдающийся геолог В. В. Белоусов [2; 3]. Еще в 1968 г. на обширном фактическом материале он показал, что 150 млн лет назад океанов на Земле не было. Однако позднее, в 1976 г., он ограничил это заключение лишь Атлантическим и Индийским океанами. Относительно истории Тихого океана сказано, что в нем «признаков былого существования крупных участков суши нет. В связи с этим уже давно возникла идея о наличии двух типов океанов: Тихий океан считают “первичным” или, во всяком случае, очень древним, возникшим еще до фанерозоя, а Атлантический и Индийский океаны относятся к категории “вторичных” океанов, образовавшихся в начале мезозоя на месте бывшей суши» [3, с. 237]. Эти идеи В. В. Белоусова, как мы видим, во многом созвучны представлениям В. И. Вернадского о древнем (а по предположению некоторых современных ученых, даже изначальном) характере асимметрии лика Земли и разделении его на континентальные и океанические области. К сожалению, этот вывод перекочевал на страницы многих научно-популярных книг, где в упрощенном виде он распространяется и на другие планеты земной группы.

Однако нетрудно понять, что, принимая первоначальное неравномерное распределение вещества на быстро вращающейся протопланете и последующее сохранение этой особенности на протяжении сотен миллионов и миллиардов лет, мы тем самым отказываемся от идеи эволюции вещества, подтверждаемой всей совокупностью геологических материалов. Без должного объяснения причин устойчивости такой асимметрии процесс преобразования первичного планетного вещества заключается в жесткие рамки раз и навсегда заданного распределения. Коротко говоря, тезис изначальной или устойчивой и длительно существующей асимметрии равносилен отказу от идей эволюционного характера развития Земли.

Продолжающееся увлечение идеями неомобилизма, нашедшее выражение в гипотезе плитовой тектоники, уже давно стало тормозом в развитии наук о Земле. Научная несостоятельность основных положений этой гипотезы была многократно доказана в многочисленных статьях и монографиях видных ученых. Повторять эту критику здесь мы не будем. Сошлемся лишь на последние коллективные исследования авторитетных российских ученых [5; 49; 58; 66; 68], где на большом фактическом мате риале было продемонстрировано, что геологическая история океанов происходила не по мобилистскому сценарию, а в рамках геосинклиналь-ной теории, развитием которой стали представления об океанизации Земли. Увлекшись мобилизмом, исследователи просмотрели процесс океанизации, начавшийся всего 65—70 млн лет назад. Распространяя плейттек-тонические построения на докембрий, они всё дальше уходят от реальной геологической истории и от процессов, которые, в конечном итоге, привели к образованию современного глубоководного океана. Любая научная теория чего-нибудь стоит, если она может не только объяснить современное состояние природной среды и особенности ее развития в далеком прошлом, но и дать научно обоснованный прогноз относительно ее будущих изменений. Приходится с сожалением констатировать, что ни одна из современных общетектонических гипотез данную задачу не решает. Ближе всех к решению этой важной проблемы наук о Земле удалось подойти в развиваемой здесь концепции океанизации [48; 50; 51]. Дальнейшая разработка этой концепции позволила установить ее общепланетарный характер, а полученные при этом результаты оценки начального вулканизма, объемов выносимой при этом эндогенной воды и ее последующей фотолитической диссипации дали возможность по-новому взглянуть на геологическую историю Земли и планет, а также уточнить существующие представления о состоянии и эволюции Солнца — главного источника современной энергии на поверхности Земли.

 
Посмотреть оригинал
< Пред   СОДЕРЖАНИЕ ОРИГИНАЛ   След >