Великие геологические открытия - [72]

Так в чем же состоял первый, столь необычный, синтез информации по геологии и геофизике океанов? Отвечая кратко, – в идее спрединга, т. е. растекания, океанического дна. Автором этой идеи принято считать американского геофизика Гарри Хесса (1906-1969), в 60-х годах работавшего на геологическом факультете Принстонского университета. Начинал же он свою научную карьеру под руководством Венинга Мейнеса. Вместе они изучали гравитационные аномалии глубоководных желобов. Кто знает, возможно, в дерзком мозгу Хесса уже в те годы родилась мысль о том, что желоба маркируют в рельефе океанического дна места опускания в мантию конвективных токов. По крайней мере, когда стало известно строение срединно-океанических хребтов, когда были получены данные измерений теплового потока на океаническом дне, именно Хесс сумел связать в единое целое всю эту информацию и поведать миру в «геопоэтическом эcce» (так он сам назвал свое сочинение 1960 г.) исключительно смелую и изумительно красивую концепцию.

Суть ее, как и всякой дерзкой до гениальности идеи, удивительно проста. Хесс, а вместе с ним (и скорее всего независимо) Роберт Дитц (ему принадлежит термин «спрединг») показали, что не зря океанические хребты называются «срединными». Именно они фиксируют на океаническом дне места восходящих конвективных потоков из мантии. Вещество мантии как бы выталкивается на поверхность, оно раздвигает океаническое дно, и то, постепенно смещаясь от центра разрастания (спрединга), продвигается в направлении глубоководных желобов, где и погружается вновь в мантию (рис. 14). Цикл этот, получивший название «цикл Уилсона», длится 150-180 млн лет. Понятны теперь и назначение рифтовой долины, идущей ровно по гребню срединно-океанических хребтов, и привязка к ней очагов мелкофокусных землетрясений.

Далее последовательность открытий, предшествовавших тектонике плит, можно проследить буквально по годам.

В 1961 г. сотрудники Скриппсовского океанографического института Рональд Мейсон, Артур Д. Рафф и Виктор Вакье при обработке результатов магнитной съемки северо-восточной части Тихого океана открыли полосовые магнитные аномалии, ориентированные параллельно оси срединно-океанического хребта. Англичанин Мейсон выявил в районе развития этих аномалий системы очень крупных разломов, не только ориентированных перпендикулярно к аномалиям, но и рассекающих их, да так, что отдельные участки этой «магнитной зебры» оказывались смещенными по широте на десятки и сотни километров. Рекордное смещение было отмечено по разлому Мендосино (в районе 40° с. ш.). Здесь часть магнитной картины отъехала от своего законного места на расстояние более 1100 км.

Но самым, пожалуй, удивительным было то, что геофизики Скриппсовского института, нанеся данные магнитной съемки на карту, обнаружили симметричное чередование полос прямой и обратной намагниченности. Само это явление уже было известно (мы это отмечали), но поразило ученых то, что полосы пород океанического дна с противоположной ориентировкой магнитных диполей располагались с исключительной правильностью. Целую пригоршню загадок опять подбросил океан.

Историки науки находятся в определенном смысле в выгодном положении. Они располагаются на самом верху временнóй лестницы и с ее высоты обозревают минувшее. Помимо прочего польза от такого анализа еще и в том, что удается нарисовать достаточно цельную картину и оценить действия отдельных участников разворачивающихся событий. Так, совершенно ясно, что факты, выявленные Мейсоном, Раффом и Вакье, не могли быть не взаимосвязанными. Раз так, то и разгадывать их надо было по возможности вместе, увязав к тому же с уже известными теоретическими схемами.

Успех ждал того, кто выберет верный путь. И удивительно то, что по нужной тропе пошел не маститый профессор и даже не честолюбивый молодой ученый, а скромный студент последнего курса Кембриджского университета Фредерик Вайн. Летом 1962 г. Вайн, как бы мы сказали, проходил преддипломную практику на научно-исследовательском судне «Оуэн». Его научный руководитель Драммонд Мэтьюз поручил Вайну обработать результаты экспедиции, что тот и сделал.

А в 1963 г. в английском журнале «Природа» появилась широко известная сегодня статья Вайна и Мэтьюза о магнитных аномалиях вблизи срединно-океанического хребта. Идея Вайна была необычайно изящной: он предложил объединить теорию спрединга с инверсией магнитного поля Земли. Мы знаем уже, что базальтовые выплавки, остывая, проходят через точку Кюри (525° С) и приобретают ориентированную на полюс намагниченность. Раз произошла смена магнитной полярности, то это уже другой эпизод спрединга. Отсюда вывод: зная ширину магнитных полос, их расстояние от оси срединно-океанического хребта и возраст, можно оценить и скорость спрединга (см/год). Или, напротив, – по скорости спрединга и расстоянию от оси хребта рассчитать возраст произвольной полосы магнитной зебры.

Наконец, открытие Вайна давало ключ к прямому обоснованию спрединга. На самом деле, если спрединг океанического дна и инверсия геомагнитного поля имеют место, то полосы с разной намагниченностью обязаны дрейфовать параллельно оси хребта. Дно океана, оказывается, можно уподобить магнитофонной ленте и слушать записанную на ней музыку. Дальше – больше. Располагая данными палеомагнитной стратиграфии, стали вычислять скорости спрединга и строить карты возраста океанического дна (рис. 15). Карты эти, как и следовало ожидать, оказались с правильной полосчатостью: самые молодые полосы располагались у подножия хребта, по мере же удаления от хребта полосы старели.