Глава четвертая

АМПЛИТУДА ПУЛЬСАЦИЙ ЗЕМЛИ

“Прежде чем применять в любой науке математические методы исследования, необходимо иметь определенную теоретическую базу, выработанную методами данной науки”.

Э. Кольман

1. Проблема движения материков

Одним из самых выдающихся событий в истории геологической мысли нашего века явилась гипотеза плавающих материков Альфреда Вегенера (1925). Как показали исследования истории этой проблемы, которые предпринял Б. Л. Личков (1960), сама идея перемещения материков не только старше Вегенера, но и старше геологии как самостоятельного раздела естествознания. Б. Л. Личков, например, утверждает, что за 150 лет до Вегенера Плассе писал о соприкосновении Америки и Европы с Африкой. В результате анализа огромного литературного материала Б. Л. Личков пришел к заключению, что на протяжении первой половины ХIX века идея дрейфа материков непрерывно обсуждалась на страницах геологической литературы.

В настоящее время появились возражения против подобного
толкования истории этой гипотезы. Так, Альберт В. Кароззи (Albert V. Carozzi, 1969) утверждает, что Плассе объяснял возникновение Американского континента в результате воздымания, но не горизонтальным перемещением. Но и этот автор вынужден признать, что
А. Снидер в 1858 году уже писал о дрейфе Южной Африки на ЗЮЗ. Причем он показал, что до дрифта Авcтралия примыкала к Восточной Африке между Аденским заливом и Мадагаскаром.

Итак, какую бы точку зрения мы ни принимали, ясно, что идея перемещения материков старше Вегенера. Нам представляется, что комплементарность побережий Африки и Южной Aмерики настолько очевидна, что она не могла не быть замеченной с момента выхода первых карт Атлантического океана.

Однако, только геофизик Вегенер при обосновании гипотезы мобилизма обратил внимание на тот факт, что две основные ступени Земного лика – материки и океаны – отличаются по своему составу.

“ Во всей геофизике,– писал Вегенер, – нет второго такого ясного и точного закона, как закон двух не связанных друг с другом, имеющих наибольшее распространение ступеней, именно: ступень материкового плато и ступень океанических впадин”. Вегенер пришел к заключению, которое мы полагаем его величайшей заслугой, что поскольку эти ступени имеют различный состав, они являются различными геосферами нашей планеты.

Вторым и притом важнейшим достижением гипотезы Bеrенepa, которое и дало мобилизму второе рождение, было то обстоятельство, что Вегенер привел в доказательство движения материков совокупность доказательств из различных разделов естествознания.

Именно такой подход к решению геологических проблем представляется единственно верным, ибо всякая попытка решить проблему геологии в границах какого-нибудь одного раздела науки неизбежно будет содержать элемент неопределенности, подобно тому, как одно уравнение со многими неизвестными содержит такую неопределенность. Решить геологическую проблему можно только составив систему уравнений из различных разделов естествознания. Подобно тому, как биолог Г. У. Линдберг сумел решить проблему расселения пресноводных рыб потому, что занялся геоморфологией морского дна, геофизик Вегенер дал исчерпывающее для своего времени доказательство соприкосновения материков потому, что не остaновился перед анализом палеонтологических данных.

Из приведенных соображений со всей очевидностью вытекает, что решение любой проблемы возможно только в том случае, когда деление наук отбрасывается, и природа рассматривается как единое гармонически связанное целое.

Слабым местом гипотезы Вегенера было его объяснение причины такого движения материков. Когда он предположил, что материки плавают по поверхности мантии под действием центробежных сил, он отдал дань традиции геофизиков искать решение планетарных проблем в механике ХVII века. Геофизики быстро посчитали, что вероятность такого плавания столь же мала, как вероятность ощутимого смещения многоэтажного здания под нажимом пальца.

К сожалению, все противники Вегенера, равно как и его сторонники, обратили свое внимание всецело на слабую сторону его идей, именно на идею плавания, популярность гипотезы постепенно пошла на убыль, несмотря на то, что никто не смог дать иного объяснения вегенеровской совокупности фактов.

Многие геологи полностью отрицали возможность соприкосновения материков, а в Советском Союзе после критики мобилизма
Н. C. Шатским (1946) эта гипотеза много лет рассматривалась как чуждая материалистической философии.

Третье рождение мобилизма связано с разворотом палеомагнитных исследований. Как известно, изучение элементов oстаточного намагничения пород позволяет вычислить координаты полюсов. Когда С. К. Ранкорн наложил на карту положение палеомагнитных полюсов по европейским и американским данным, он получил картину, показанную на рис. 18.

После детального сопоставления той и другой кривой обнаружилось, что имеется постоянное расхождение между кривыми от докембрия до триаса порядка 30⁰ по долготе, что как раз соответствует ширине Атлантического океана. Таким образом, в третий раз встал вопрос о движении материков. Однако, сбор палеомагнитных данных по другим материкам дал картину движения магнитного полюса, показанную на рис. 19.

Эта картина настолько усложняла движение материков, что многие геофизики уже отказались от него. Это последнее обстоятельство является наиболее характерным. Спрашивается, как можно было отказаться от представления о движении материков? Ведь это представление возникло до открытия палеомагнетизма. Очевидно, любой исследователь этой проблемы должен был бы проанализировать те доводы, которые приводились за это представление еще до палеомагнитных данных. Именно так должно быть, но, к сожалению, все происходит иначе... Для геофизиков существуют только доводы физического характера. Огромный палеонтологический, географический, геологический, биологический и климатологический материал для них просто не существует. Если палеомагнитные данные непосредственно говорят о движении материков, значит они движутся, если палеомагнитные данные содержат нечто сомнительное – значит материки не движутся... Как тут не позавидовать геофизикам – легко решать им все проблемы геологии, можно ничего не знать о Земле и все же решать эти сложнейшие проблемы...

История мобилизма дает исключительный пример влияния эмпирического образа мышления на современную геологию. Ведь, как мы уже отметили в первой главе, именно геофизики помешали развитию мобилизма 20-30 лет назад. При этом самое поразительное в этой истории заключается в том, что геологи, в руках которых находились неопровержимые доказательства движения материков, так легко подчинились влиянию геофизиков, которые ничего не знали и, главное, не желали знать о геологических доказательствах.

Казалось бы, геологам следовало иметь в виду, что никакой один метод не может дать окончательного решeния вопроса. Они должны бы иметь в виду, что доказательства Вегенера имеют комплексный характер, и что этот комплекс доказательств непрерывно пополнялся после смерти замечательного ученого. Но... ничего этого геологи не приняли во внимание.

Физику Блекету позволительно, как таковому, сомневаться в раздвигании Европы и Америки на том основании, что палеомагнетизм не может дать достоверных данных об изменении долготы. Но геологи подобных сомнений допускать уже не могут. Ибо если мы откажемся от представления о раздвигании материков, нам станет совершенно непонятным поразительное соответствие в очертаниях Южной Америки и Африки и соответствие их геологических разрезов. Для дискредитации этого довода А. Х. Войси (1968) сопоставил разрезы восточного побережья Австралии и Северной Америки, то есть такие разрезы, которые никогда не могли стоять рядом, и, как он утверждает, обнаружил в них черты сходства. Однако, это сходство не простирается далее обычного сходства между двумя геосинклинальными разрезами. А между тем, как пишет Л. Кинг (1963), разрезы системы Карру в Южной Африке и системы Санта-Катарина в Бразилии начинаются в обоих случаях с тиллитов и завершаются базальтами. Причем, в тиллитах континентов содержатся алмазы. Тиллиты с алмазами явление, безусловно, уникальное, и поэтому ни один геолог не посмел бы усомниться в тождестве этих разрезов, если бы... между ними не лежал Атлантический океан.

Г. В. Твалчрелидзе (1970) привел данные о поразительном сходстве металлогении на побережьях Африки и Южной Америки. В обоих случаях наблюдаются комплексы бериллия, олова, вольфрама, тантало-ниобатов и золота, которые связаны с пегматитами и грейзенами.

A. В. Пайне, Г. Баадсгард, P. А. Бypвaш, Г. А. Кумминг, К. Р. Эванс,
Р. Е. Фолинсби (A.V. Рауnе, H. Вaаdsgаагd, R. A. Вuгwагch, G. L. Сumming, С. R. Еvans, R. E. Folinsbee, 1965) установили, что дайки диабазов, которые рассекают архейский щит в нескольких районах Канады, Гренландии и Северной Англии (рис. 20) и имеют возраст 1900-2000 млн. лет, расположены на линиях большого круга, то есть представляют собой части единого пояса протяжeнностью в 4000 км.

При отказе от идей мобилизма мы окажемся совершенно бессильны объяснить как прошлое, так и современное расселение фауны и флоры. Вместе с тем, мы окажемся перед полной невозможностью понять как поразительное единство органического мира на материках, ныне разобщенных, в прошлые геологические эпохи, так и различия в современных зоо - и фитогеографических провинциях. Далеко не случайно даже такой ортодоксальный противник мобилизма как
Н. С. Шатский (1946) вынужден был признать, что именно мобилизм весьма хорошо объясняет не только географическое распространение растений и животных древнего материка Гондваны, но и ряд загадочных явлений в зоогеографии и фитогеографии современности.

В стремлении примирить палеонтологию с геофизикой были изобретены мосты между материками, которые к удовольствию фиксистов время от времени открывались для обмена организмами. Надуманность rипотезы мостов вполне очевидна хотя бы потому, что ее сторонники не могут указать ни геологических процессов, которые могли бы создавать подобные мосты через океаны, ни каких-либо признаков этих мостов на океаническом дне. Например, А. Войси (1966, стр. 220) утверждает: “Миграция животных и растений через водные преграды возможна самыми различными путями. Например, наличие тектонически активных поясов, связанных с островными дугами, убеждает, что некогда континенты вполне могли быть соединены “мостами суши” или “перешейками”.

Никаких фактических подтверждений этим соображениям Войси не приводит. Например, он не указывает тектонически активных зон, которые могли быть в прошлом, скажем, в палеозое, когда глоссоптеридиевая флора расселялась по всем материкам южного полушария.
А между тем, даже ответив на эти вопросы, он и на тысячную долю не приблизился бы к решеиию проблемы расселения жизни на Земле.

А. Дю Тойт (1963, стр. 28), который в отличие от Войси проанализировал фактический материал по расселению жизни, пишет: “Если нанести предполагаемые соединения на глобус, то они напоминали бы перекрещивающуюся систему глубоководных кабелей, будучи так же мало, как и последние, связаны друг с другом во времени и пространстве. Лишь немногие участки океанов окажутся не пересеченными в какой-нибудь период такими мостами. Подобная беспорядочная сеть перешейков явно абсурдна”.

Если бы мы поставили своей задачей привести все доказательства соприкосновения материков, какие имеются на сегодняшний день, то нам пришлось бы сделать многотомное приложение к настоящей работе. Сегодня можно сказать, что в истории геологии едва ли высказывалась идея, столь хорошо подтвержденная огромным количеством наблюдений. В настоящее время отказ от мобилизма сделает совершенно непонятными многие тысячи фактов и отбросит науку о Земле на десятки лет назад.

Приведенные высказывания представителей двух противоположных точек зрения на проблему движения материков позволяют обнаружить поразительную инверсию в положении этих представителей. Представление о неподвижности материков никогда никем не высказывалось и потому никогда не подвергалось обсуждению. Оно было принято как очевидность и потому не имеет никаких доказательств. Именно поэтому 20-30 лет назад защитники постулата неподвижности материков выглядели весьма респектабельно, как защитники одной из опорных истин науки против попыток подорвать ее основы. При этом они подвергали сомнению или дискредитации взгляды и выводы мобилистов, полагая излишним доказывать собственную точку зрения.

В настоящее время мы можем наблюдать уже обратное соотношение этих представлений. Гипотеза мобилизма накопила настолько мощный арсенал доказательств, особенно после того, как бурение в Атлантическом океане не обнаружило отложений старше мезозоя, что большинство геологов склонилось к представлению о движении материков. И признание этого движения объективным фактом неизбежно – теперь это вопрос недолгого времени.

Противники мобилизма, полностью растеряв свою респектабельность, вынуждены защищаться такими сомнительиыми средствами как гипотеза “мостов”, полностью игнорируя действительное соотношение фактов, и заняли умозрительную позицию защитников ничем не обоснованной гипотезы неподвижности материков.

На этом новом этапе борьбы появились весьма показательные методы, которыми уже, увы... не гнушаются сторонники фиксизма. Е. Н. Люстих (1966) выступил в качестве редактора русского издания сборника “Дрейф континентов”, который вышел за рубежом в 1962 году под редакцией С. К. Ранкорна. Е. H. Люстих, в качестве редактора русского издания и ортодоксального противника мобилизма, выбросил из этого сборника около трети наиболее сильных статей, в том числе и статью самого Ранкорна, сохранив, однако, его имя на титульном листе.
И возместил этот “пробел” работами противников мобилизма, которых не было в сборнике Ранкорна. Несомненно, подобные действия, явно граничащие с фальсификацией, лучше всего показывают, как трудно стало сегодня фиксистам бороться с мобилизмом.

Если принять во внимание, какое множество проблем при объяснении лика Земли, развития ее жизни и происхождения ее магнитного поля объясняет мобилизм, то неизбежно возникает вопрос, почему же эта столь плодотворная для познания нашей планеты идея потребовала полтора века собирания фактов и дважды отвергалась геологами?

Главное затруднение в принятии идей мобилизма исходило из невозможности объяснить причины подобного движения материков. Конечно, геологи казалось бы могли и не объяснять эту физическую задачу, но в том то и дело, что геология занимается более обширным объектом материального мира, чем физика, и поэтому не может решать свои задачи иначе, как в результате синтеза существующего естествознания.

В проблеме движения материков геология, кажется, впервые столкнулась с вопросом, который не поддается экспериментальной проверке и недоступен ее математическим теориям.

Если геологам ХIХ века еще и можно было объяснить движение материков на жидкой пиросфере под действием центробежных сил вращающейся планеты, то в свете современных данных о состоянии вещества земной мантии подобное объяснение исключено. Именно это обстоятельство побудило геофизиков, отметая весь огромный арсенал наблюдений как не существенный, отречься от мобилизма. И этот факт в высшей степени характерный для современной геологии – факт спутывания явления с его объяснением. Если мантия тверда и движение материков под действием центробежиых сил невозможно, значит такого движения нет.

Однако, палеомагнитные наблюдения снова подтвердили факт движения материков. Тогда геофизики выдвинули гипотезу конвекционных течений в мантии Земли, которые, по их мнению, и являются двигателями материков. Японские геофизики Х. Такеучи, С. Уеда, Х. Канамари (1970) утверждают, что честь открытия подкоровых конвекционных течений принадлежит Дж. Вильсону. Это, конечно, не так. Гипотезу подкоровых течений выдвинул еще в начале ХХ века O. Ампферер (О. Аmpfегег, 1906). Позже ее развивали такие исследователи, как Е. Краус (Е. Кraus, 1953), В. Штауб (W. Staub, 1954), Ф. А. Венинг-Мейнес (F. А. Vеining-Mеinеs, 1954) и многие другие. Тузо Вильсон (Tuzо Wilsоn, 1963) возродил идею движения материков конвекционными течениями в мантии Земли, используя при этом новейшие данные. Например, данные о том, что острова, расположенные в центральной части Атлантического океана гораздо моложе тех, которые находятся вблизи побережий. Из этого факта он делает вывод о раздвигании дна этого океана, начиная с юры.

Удивительным в этой гипотезе является то обстоятельство, что течения – это характерная особенность жидкого состояния вещества, конечно, невозможны в сверхстальнотвердом веществе земной мантии. Архимедовы силы подъема жидких и газообраэных тел слишком ничтожны для того, чтобы вызвать поднятие части твердого вещества, преодолев огромные силы междуатомных связей.

Гипотеза подкоровых течений представляет собой один из парадоксов, к которому пришли геофизики в своих попытках подчинить геологическую форму движения материи ее физической форме движения.

Первое полноценное объяснение мобилизма, на которое мы уже обратили внимание в первой главе, дал В. А. Обручев (1940), который связал движение материков с изменением объема и площади поверхности Земли. Но, объясняя сами пульсации планеты ее разогреваниями и охлаждениями, он предопределил настолько ничтожную амплитуду пульсаций, что объяснение мобилизма в его истинных масштабах оказалось невозможным.

Недавно американский исследователь Р. Мезервей (R. Мezегvey, 1969) показал, что если материки когда-то были слиты в одно целое, то их современное положение топологически не может быть получено без увеличения площади поверхности Земли. Следовательно, если не ограничивать амплитуду пульсаций Земли лабораторными данными, как это сделал В. A. Обручев, то именно изменения расстояний между материками и могут определить амплитуду пульсаций.

Подобный расчет, в принципе, можно произвести различными методами: по изменению длины земной окружности, по изменению площади поверхности планеты, по деформациям материковых блоков земной коры, по изменению центрального угла (метод Ван Хильтена) и т.д.

Однако каждый из этих методов сталкивается со своими трудностями, которые связаны с недостатком сведений о нашей планете. Но, в принципе, уже сегодня задача может быть решена как система из всех методов.

2. Расчет изменения радиуса Земли по изменениям длины земной окружности

Как мы показали в предыдущей главе, соотношение экваториального и полярного радиусов Земли непрерывно изменяется. Следовательно, первая трудность, с которой встречается любая попытка вычисления амплитуды пульсаций в том, что при пульсациях должны изменяться не только размеры Земли, но и ее фигура.

Следовательно, строгое решение задачи исчисления амплитуды пульсаций уходит в область квазикомфорных отображений. Однако, соотношение осей геоида в прошлые геологические эпохи – это проблема, которая не может быть решена при современном уровне знаний. Поэтому мы сразу ограничиваем свою задачу установлением порядка величины, а при такой постановке вопроса мы можем принять фигуру Земли в качестве шара, который при пульсациях изменяет только свои размеры.

Поскольку в настоящее время континенты находятся в раздвинутом положении, можно заключить, что радиус Земли увеличен относительно своего минимума. Приращение длины окружности можно было бы выяснить, промерив ширину раздвига материковых блоков коры по какому-нибудь большому кругу. Однако, этот метод связан с целым рядом трудностей. Расширение внутренних областей Земли происходит во всех направлениях одинаково, чего, однако, никак нельзя сказать относительно раздвигания блоков земной коры материкового типа. Например, если соединить точки соприкосновения Южной Америки и Африки (рис. 21), то мы получим ряд линий, которые покажут направление смещения, и поэтому мы называем эти линии – линиями смещения. Как можно видеть из рисунка, эти линии ориентированы в самых различных направлениях.

Если бы материки были закреплены на своих местах, а увеличивались или уменьшались бы только площади океанов (как мы это первоначально и предполагали), то уже этих сведений было бы достаточно для исчисления минимального радиуса 3емли.

Из рис. 22 находим:

Таким образом, если материки не двигаются по поверхности мантии, а могут только сдвигаться или раздвигаться за счет возникновения океанических впадин, то исчисление приращения радиуса Земли может быть выполнено по отношению размеров континента и размеров приращения его площади.

Например, на рис. 23 показано приращение площади Южной Америки при увеличении радиуса Земли на 1000 км. Из рисунка 23 видно, что приращение площади в меридиональном направлении
(k =65⁰, r =12⁰) в четыре раза превосходит ее приращение в широтном направлении (k =15⁰, r =2,8⁰). Однако, прирост площади под материками выражает относительные размеры растягивающих или сжимающих сил, то есть, напряжений тектонического процесса. Следовательно, интенсивность тектонических движений зависит от размеров и формы материка.

Например, растягивающие или сжимающие силы на материке Южной Америки должны действовать в меридиональном направлении в четыре раза интенсивнее, чем в широтном.

Весьма интересно, что эту зависимость интенсивности тектонических движений от размеров материка еще в прошлом веке отметил А. П. Карпинский (1888), который писал о том, что величина и высота горных систем находятся в связи с размерами лежащих в их основании материков.

Несомненно, указанные соотношения между пульсирующей мантией и непульсирующей (пульсирующей гораздо слабее) корой имеет место. Однако, смещения материков осуществляются гораздо сложнее.

Если бы материковые блоки коры были фиксированы на поверхности мантии, то они при увеличении площади поверхности мантии были бы разорваны на полностью изолированные блоки. А между тем, это не так. Если посмотреть на карту толщины земной коры Р. М. Деменицкой (рис. 24), то можно увидеть, что в Беринговом проливе и в районе Зондского архипелага кора материкового типа Азии смыкается с Америкой и с Австралией. Следовательно, Америка смыкается с Евразией, а Евразия смыкается с Австралией и с Африкой непрерывной корой материкового типа. И, следовательно, существует единый блок коры материкового типа. Таким образом, при увеличении площади поверхности мантии материковый блок коры не разорвался на отдельные изолированные участки. А это свидетельствует о том, что возникновение современного лика Земли было невозможно без перемещения всей системы взаимосвязанных материков по поверхности мантии.

Каким образом может осуществляться движение материковой коры по мантии, мы рассмотрим ниже. А пока отметим, что при перемещении материков накладываются два принципиально различных процесса – растяжение или сжатие материков, пропорциональные их размерам и форме, и смещение всей системы материкового блока коры по поверхности мантии.

Принимая во внимание изложенные соображения, для исчисления изменения длины земной окружности остается эмпирический метод, а именно – промер всех разрывов и раздвиганий по какому-нибудь большому кругу. Однако, к сожалению, и такой метод сталкивается с непреодолимостью. Поскольку материки смещались друг относительно друга в различных направлениях, то невозможно проложить такой большой круг, который бы во всех точках был параллелен линиям смещения. Например, если в качестве такого большого круга выбрать экватор, то в районе Атлантического океана он будет пересекаться с линией смещения под углом около 15⁰. А если в качестве такого большого круга принять нулевой меридиан, то он будет пересекать линии смещения Атлантического океана под углом 75⁰.

Это затруднение можно было бы преодолеть, принимая величину смещения по данному большому кругу равным проекции линии смещения на данное направление, однако, для этого было бы необходимо реставрировать положение линий смещения по всей поверхности Земли, а это уже задача, связанная с реставрацией исходной фигуры единого материка, то есть задача, решение которой при сегодняшнем уровне представлений внесет явный элемент неопределенности. Достаточно сказать,что Альфред Вегенер в стремлении закрыть материками впадину Индийского океана гипертрофически (в три раза) увеличил размеры Индостана (рис. 25). Дю Тойт (рис. 26) почти всю эту впадину заполняет Антарктидой, Дж. Вильсон (рис. 27) приращивает впадину Индийского океана к Океану Тетис, а Кэри (рис.28) помещает Индостан между Африкой и Мадагаскаром.

Не может вызвать сомнения, что место соприкосновения материков выражено срединно-океаническими хребтами. Поэтому в момент соприкосновения длина океанических хребтов в точности равнялась длине побережий соприкасающихся материков. Однако, при расширении планеты и раздвигании материков должна была увеличиваться и длина срединно-океанических хребтов. Разница в длине побережий и срединно-океанического хребта и должна дать приращение длины земной окружности.

На рис. 29 показано приращение длины Южно-Атлантического хребта относительно длины побережий Африки и Южной Амepики. Как видно из рис. 29, он составляет на дугу 52⁰30’ приращение 8⁰30’ и, следовательно, длина окружности Земли увеличилась на 6460 км, а земной радиус cоответственно увеличился на 1040 км, то есть приблизительно на 1/6 часть. Эти соотношения показаны на рис.30.

Таким образом, промер изменения длины земной окружности показывает, что в настоящее время радиус Земли увеличен на 1/6 часть относительно своего минимума.

3. Измерение приращения площади поверхности Земли

В принципе метод измерения амплитуды пульсаций по площади очень прост. Если океаны возникают за счет раздвигания материков, то площадь Мирового океана и представляет собой приращение поверхности Земли.

Однако, в действительности такой расчет связан со своими трудностями. Прежде всего, при таком расчете необходимо определить границы материковых блоков коры, которые отнюдь не совпадают с географическими границами океанов. Судя по данным океанологии, например, по данным М. В. Кленовой (1948), средняя глубина Мирового океана составляет 4000 м. Весьма интересно, что сопоставление этих данных с картой толщины земной коры P. M. Деменицкой (рис. 24) показывает, что граница коры материкового типа (проведенная по изопахите 10 км) совпадает в общем с изобатой 4 км. Эти данные позволяют принять границу материковых блоков коры по изобате 4 км.

Площадь Мирового океана составляет 361059000 км². По данным М. В. Кленовой площади океана с глубинами меньше 4 км составляют 42.5%, то есть равны 153450000 км². Однако, в это число вошла площадь срединно-океанических хребтов 21600000 км², которые необходимо изъять из площади 153450000 км². Таким образом, площадь коры океанического типа должна составлять:

361059000-(153450000-21600000)=229209000 км².

Однако, и эту площадь нельзя принимать в качестве прироста поверхности Земли, поcкольку расчет и моделирование показывают, что при полном сжатии Земли, когда исчезают Атлантический, Индийский и Северный Ледовитый океаны, в районе Тихого океана (рис. 31) по-прежнему останется впадина в границах андезитовой линии площадью около 73000000 км², которую необходимо выбросить из площади прироста земной поверхности.

Таким образом, площадь прироста поверхности Земли должна составлять 229209000-73000000=156209000 км².

Следовательно, минимальная поверхность Земли составляет:

510000000-156209000=353791000км².

И, следовательно, минимальный радиус Земли составлял 5307 км, то есть был менее современного на 1063 км, или на 1/6 часть.

Таким образом, два независимых метода расчета показали, что минимальный радиус Земли был меньше современного на 1/6 часть.

Если наш расчет соответствует истине, то при полном сжатии средняя плотность Земли должна была возрастать с величины 5,518 г/см³ до 9,5 г/см³, то есть почти в два раза.

Однако, полученная величина не выражает амплитуду пульсаций, ибо остается открытым вопрос о величине максимального радиуса Земли. Полученная величина позволяет лишь грубо ориентировочно представить себе возможную амплитуду пульсаций Земли, которая составляет не менее 1/6 части ее радиуса.

4. Проблема землетрясений

Около сорока лет тому назад С. В. Виссер ( S. W. Visser, 1936), построив изолинии гипоцентров землетрясений, так называемые изосейсмобаты, для тихоокеанского побережья, обнаружил, что поверхности, около которых концентрируются гипоцентры землетрясений, то есть так называемые фокальные поверхности, имеют падение от океана под материк. Первоначально такие сейсмологи как Б. Гутенберг и Ч. Рихтер (В. GutеnЬеrg, С. Riсhtеr ,1938,1939) не cоглашались признавать подобные поверхности, ссылаясь нa пробелы в их составе. Однако, по мере заполнения этих пробелов эта закономерность приобрела всеобщее признание. Десятилетие спустя после C. B. Висcepa Г. П. Горшков и
А. Я. Левицкая (1947) установили аналогичную закономерность у побережья Крыма.

В настоящее время принимается точка зрения, высказанная А. Н.  Заварицким (1946), согласно которой землетрясения связаны с зонами скалывания, которые уходят на сотни километров под материк. В этой зоне, по мнению А. Н. Заварицкого, происходит смещение блоков, показанное на рис. 32 стрелками. То есть имеется в виду наползание материкового блока земной коры на океанический ее блок, которое и является причиной землетрясений. Впрочем, А. Н. Заварицкий полагает, что в данном случае имеет место не наползание материка на океан, а подползание океана под материк.

В свете представления о геоламинарных взаимодействиях между корой и мантией Земли все это выглядит несколько иначе. При сжатии, которое сейчас переживает Земля, к краям материков накапливаются напряжения растяжения с равнодействующей силой, направленной от океана под материк. Именно эти напряжения и обрисовываются в Земле фокальными поверхностями (чтобы убедиться в этом, достаточно сопоставить рис. 32 и рис. 46 из главы пятой).

Отсюда со всей очевидностью вытекает, что землетрясения являются прямым следствием геоламинарных взаимодействий, то есть, результатом возникновения разницы в приращении площади основания земной коры и поверхности мантии.

Следовательно, современное положение фокальной поверхности есть еще одно доказательство современного сжатия Земли.

Силы, направленные от океана под материк, должны вызвать втягивание вещества под материк, которое должно находить выражение в рельефе морского дна в виде депрессий. Такие депрессии действительно существуют и окружают побережье Тихого океана. Например, на рис. 33, заимствованном у B. А. Магницкого (1953, стр. 92) – это впадина Тускарора.

Однако, фокальную поверхность В. А. Магницкий выводит на поверхность океанического дна несколько западнее этой впадины, хотя гипоцентры землетрясений и не позволяют делать подобное смещение. Эта ошибка является прямым результатом стремления усреднять вариации наблюдаемых явлений, хотя, как мы уже отмечали это во второй главе, только по характеру отклонений от средней величины мы и можем судить о его генетической сущности. В данном случае беда геофизиков заключается в том, что постулировав область напряжений как плоскость, они и стремятся ее выпрямить, подогнать к плоскости, а между тем эта фокальная область совсем не плоскость, а достаточно сложно изогнутая поверхность.

Значительно дальше других в изучении фокальной поверхности пошел американский геофизик Г. Беньоф (1957). Он уже выделяет два усредненных угла падения фокальной поверхности от океана под материк. Первый из этих углов, равный 32⁰, распространен в интервале глубин 0-300 км. Второй угол, равный 60⁰, распространен в интервале глубин 300-700 км (рис. 34).

Представляется чрезвычайно важным, что такие два угла наклона характерны только для прибрежных частей Тихого океана. Если взять его участки, более удаленные от материка в границах андезитовой линии, то оказывается, что там верхний угол наклона фокальной поверхности отсутствует, и она падает от поверхности океанического дна сразу под углом 60⁰. Из этих данных следует весьма важный вывод, что в районе Тихоокеанской впадины отсутствуют верхние 300 км планеты. Именно это обстоятельство и позволяет понять наличие глубокофокусных землетрясений только в районе Тихого океана и их отсутствие в других районах Земли.

Насколько точны значения углов падения фокальной поверхности, предложенные Г. Беньофом, можно судить по рис. 35, заимствованному у Б. Гутенберга (I963). Из рисунка, во всяком, случае видно, что такое деление всех возможных углов падения на два преобладающих допустимо, поскольку падение фокальной поверхности ниже горизонта 300 км, несомненно, значительно круче. Поэтому в первом приближении можно воспользоваться этими углами для выявления сущности процесса. Выходы фокальной поверхности на океаническое дно отражаются в его рельефе дугообразно изогнутыми впадинами (рис. 36).

Мы вполне разделяем заключение А. Лаусона (A. C. Lawson, 1932), высказанное около сорока лет назад о том, что дугообразная форма впадин связана с пересечением земного сфероида некоторыми поверхностями. Однако, отсюда следует, что радиусы кривизны этих впадин должны быть прямо пропорциональны углам падения пересекающих земной сфероид поверхностей.

В свете изложенного представляется весьма важным выяснить, отчего же зависит угол падения фокальной поверхности. Для этой цели рассмотрим большой круг, проведенный через южную часть полуострова Камчатка и Шантарские острова (рис.37).

При этом, примем по Беньофу, что в интервале глубин 0-300 км фокальная поверхность имеет падение под материк a=32⁰, и проведем хорду АВ под этим углом (рис.38).

Тогда центральный угол хорды АB j будет равен:

j =180-2 (90-a) = 2a или 60⁰.

На карте точка А оказывается в Средней Азии, несколько южнее Аральского моря. Иначе говоря, она лежит в средней части материкового блока коры. Если по принятому большому кругу отложить на запад еще 64⁰, то мы окажемся на берегу Гвинейского залива. Следовательно, фокальная поверхность или область напряжений направлена на средину прилегающей континентальной дуги.

А отсюда следует, что угол падения фокальной поверхности прямо пропорционален размерам прилегающей континентальиой дуги и равен ее четверти.

Если наши суждения верны, то следующий угол падения в интервале глубин 300-700 км, равный 60⁰, должен cоответствовать континентальной дуге 240⁰. Отложив такую дугу на принятом большом круге,мы окажемся на противоположном “берегу” Тихоокеанской впадины – той ее части, которая никогда не закрывается материками или той впадины, которую мы назвали Океан констант (рис .31). В данном случае мы окажемся на западной границе Восточно-Тихоокеанского хребта, который и ограничивает с востока Океан Констант. Таким образом, обнаруживается метод для установления границ Океана Констант в тех случаях, когда не имеется данных по андезитовой границе.

Все эти суждения, однако, сталкиваются с весьма существенной трудностью. При таких представлениях о связи наклона фокальной поверхности с размерами континентальной дуги естественно и неизбежно предполагать, что эти фокальные поверхности должны быть с обоих концов континентальной дуги. А между тем, если на восточном конце континентальной дуги (рис.38) имеется фокальная поверхность, то на ее западном конце, в районе Гвинейского залива, такой фокальной поверхности нет. Она находится в Срединно-Атлантическом хребте, то есть отодвинута ва 26⁰ западнее окраины континентальной дуги.

Точно так же при рассмотрении нижнего угла наклона фокальной плоскости в интервале глубин 300-700 км, она фиксируется лишь на западном конце континентальной дуги в районе Охотского моря.В районе Восточно-Тихоокеанского поднятия такой плоскости нет, поскольку там отсутствуют глубокофокусные землетрясения. Эта фокальная поверхность западного конца континентальной дуги отодвинута на восток на 25-30⁰ в пределы Южной Америки.

Подобные смещения фокальных поверхностей неизбежно приводят к мысли об их связи с изменением объема и площади поверхности планеты. Действительно, строгое соблюдение закона j = 1/4, очевидно, имело место в систолическую фазу пульсаций, когда Гвинейский залив совпадал со Срединно-Атлантическим хребтом, а западное побережье Южной Америки совпадало с Восточно-Тихоокеанским поднятием.

Если наши представления соответствуют действительности, то отодвигание фокальной поверхности от Гвинейского залива на запад дает метод исчисления размеров приращения радиуса Земли. Действительно, используя формулу (9) имеем:

r = 26⁰, К = I28⁰, R = 6370 км, в таком случае D г= 1075 км.

Таким образом, мы получили величину вполне соответствующую тем ее значениям, которые были получены ранее совершенно другими методами. А это, несомненно, дает нам право утверждать, что землетрясения не только освещают на мгновение внутренние области Земли, как писал в свое время Г. Г. Голицын, но и позволяют судить о ее прошлом.

Однако, для того, чтобы судить о ближайшем прошлом планеты, необходимо решить вопрос о ее современном состоянии.