Текст книги "Технопарк юрского периода. Загадки эволюции"

Автор книги: Александр Гангус

сообщить о нарушении

Текущая страница: 10 (всего у книги 31 страниц)

Даже если В. Ситон и С. Малин, американские геофизики, ошиблись в сроках, то в принципе сомневаться в их предсказании не приходится. Наука о магнетизме Земли твердо доказала: магнитное динамо, спрятанное в ядре планеты, вело себя на протяжении миллионов лет очень прихотливо. Подчиняясь еще не ясным закономерностям, многие показатели геомагнитного поля меняются в широких пределах.

Еще Колумб заметил, что стрелка его компаса где-то посреди Атлантического океана перестала показывать на Полярную звезду, а отклонялась на 12 градусов к западу. Так было открыто склонение, одна из составляющих магнитного поля Земли: оно измеряется углом между направлениями на географический и магнитный полюсы.

Таблицы поправок на склонение (моряки давно уже составляли их, чтобы иметь возможность определять по компасу истинный полюс) все время приходилось уточнять: склонение непрерывно менялось. Это означает, что магнитный полюс движется относительно географического (который тоже движется, но гораздо медленней). .

Через 18 лет после плавания Колумба была открыта еще одна составляющая – наклонение магнитного поля: угол между горизонталью и свободно подвешенной намагниченной стрелкой. Позже заметили, что и эта величина не остается со временем постоянной.

Ослабление третьей составляющей – силы магнитного поля тоже было замечено давно. Если принять магнитный момент Земли в 1937 году за единицу, то в 1830 году он был равен 1,061, а сейчас магнитный момент заметно меньше единицы.

Все эти вещи были известны давно, но они мало что говорили ученым: слишком мал был срок наблюдений. Общая вековая и многовековая закономерность не улавливалась.

То же самое было бы и сейчас, если бы не родились несколько десятилетий назад и не расцвели бурно архео– и палеомагнитный методы исследования. Именно они дали геомагнитным исследованиям историческую перспективу.

О чем думает геофизик, глядя на древние черепки

Он думает о том, как мало в принципе изменилась за тысячелетия технология обжига керамики и как это, в сущности, хорошо. Кирпичи и сейчас, и в Древнем Урарту принимали горячее крещение, стоя на длинном ребре. Значит, известно, в каком они были положении относительно вертикали в тот момент, когда температура остывающей глины проходила «точку Кюри», рубеж в 600 градусов Цельсия. Именно в этой точке кирпич намагничивается (слабо, но приборы это обнаружат) под действием земного магнитного поля. Он как бы сохраняет навеки отпечаток современного ему поля. И если археолог может точно датировать кирпич, то археомагнитолог определит сразу две составляющие древнего поля –  его напряженность и наклонение в этом месте. Наклонение (угол по отношению к вертикали)– это как раз благодаря «консерватизму» кирпичного дела.

Если посчастливится найти древнюю печь, в которой обжигались кирпичи, или даже обычную печь, то можно определить и склонение, третью составляющую древнего поля в этой точке Земли. Ведь печь никто не сдвигал с места и она сохранила то положение относительно стран света, которое имела, когда остывала в последний раз.

Поразительная по своей стройности картина открылась перед российским археомагнитологом С. Бурлацкой, работавшей на древних кавказских поселениях. В какой-то момент после кропотливых многолетних измерений у нее набралось достаточно данных, чтобы прочертить кривые, уходящие в минувшие тысячелетия. На графике она увидела почти правильные синусоиды!

Величина наклонения магнитной стрелки сильно колебалась. В III веке нашей эры свободно подвешенная стрелка компаса установилась бы здесь, на Кавказе, почти горизонтально, под углом всего в 20 градусов. Через 500 лет она глядела бы своим северным концом под ноги, установившись под углом в 65 градусов. Полный период этих изменений составляет в среднем тысячу лет. Похожий период (только сдвинутый на фазу)– у векового хода магнитного склонения.

В основе обеих кривых одно явление: прецессия, обращение магнитного полюса Земли вокруг ее географического полюса. Японский геофизик Ватанабе установил, что какое бы положение магнитный полюс ни занимал (обращаясь вокруг географического, он может еще колебаться по долготе, с 2001 года он движется из территориальных ледовитых вод Канады к берегам России с небывалой скоростью 40 километров в год), среднее его положение за достаточно большой срок (скажем, за 10 тысяч лет)– это географический полюс. Причина – магнитное поле Земли обязано своим существованием вращению планеты. Поэтому географический и магнитный полюсы – родственники. Они всегда будут близки, хотя почти никогда не совпадают друг с другом точно.

Напряженность магнитного поля меняется более плавно и совершенно независимо от наклонения или склонения. На фоне четырех или пяти периодов «хода» наклонения за последние 50 веков С. Бурлацкая проследила только один гигантский «горб» подъема и падения силы земного магнита.

В XXXV веке до нашей эры напряженность земного поля была даже меньше современной: 0,4– 0,5 от уровня 1937 года. Она достигла потолка на пороге новой эры (около 1,5). С тех пор она уменьшилась больше чем в 1,5 раза. Чем закончится этот процесс? Новым подъемом или падением до нуля? Археомагнитные данные и не могут сказать об этом. Археологические находки исчезают из слоев земных прежде, чем здесь можно уловить закономерность.

Да и не в том главная ценность археомагнетизма. Он оказался хорошим союзником археологов. Ритмы земного магнетизма помогают им раскрывать тайны человеческой истории.

Образец из Дманиси

Помимо черепков, датировать которые археолог может, он –  гораздо чаще –  имеет дело с находками, происхождение которых непонятно. Дату их постройки, изготовления еще только предстоит определить. Хорошо, если есть в этих находках угольки, деревянные части – помогает радиоуглеродный анализ. Ну а если нет? Не может ли «застывшее» в кирпиче древнее магнитное поле назвать правильную дату?

Кусочек керамики из Дманиси сохранил в себе современное ему геомагнитное поле. По двум характеристикам этого поля (напряженность и наклонение) можно довольно точно определить дату обжига

Вот перед нами две кривые – одна под другой, в одном временном масштабе. Это все те же синусоиды многовековых изменений наклонения на Кавказе и «горб» падения и подъема силы земного магнита. Кривые, установленные по уже датированным образцам. Где на этих кривых поместить исследуемый образец –  кубик с ребром 24 миллиметра, вырезанный из древнего кирпича? Допустим, его остаточная, древняя намагниченность имеет такие данные: наклонение –  52 градуса 57 минут, напряженность 1,33. Тогда горизонталь на графике наклонений пересечет кривую в нескольких местах –  VII, XI, XIV века. Выбрать одну из этих дат поможет величина напряженности древнего поля. Отметка 1,33 на нижней кривой расположится как раз под XI веком. Кривые подправляют друг друга, страхуют от ошибок: только по напряженности поля находку датировать можно, но точность падает.

Именно так С. Бурлацкая определила возраст древней разрушенной постройки в местечке Дманиси в Грузии. И многих других кавказских руин.

Конечно, и этот метод преподносит иногда сюрпризы. В одной постройке могут оказаться кирпичи разного возраста. В древние времена ценили строительные материалы, и если здание почему-либо разрушалось, все, что можно, использовали. Так кирпичи кочевали из построек одной эпохи, одного архитектурного стиля в другие.

В некоторых, очень редких, случаях определения археологов и археомагнитологов как будто вопиюще противоречат друг другу. Так было, к примеру, с одной постройкой в Санагири. Заведомо древнее строение вдруг показало при определении возраста археомагнитным методом XIX век. Неудача? Нет, еще одно историческое свидетельство. В XIX веке

строение перемагнитилось, еще раз прошло точку Кюри из-за пожара.

Бывают погрешности из-за того, что древние кирпичных дел мастера не строго вертикально устанавливали свою продукцию. Этим особенно грешили новгородцы. Если бы все древние мастера были столь же безалаберны, ничего не вышло бы у археомагнитологов с датировкой древних строений. К счастью, даже в соседних с Новгородом княжествах и городах мастера придерживались более строгих правил. Иногда ошибки возникали из-за магнитного действия железных предметов, оказавшихся в печи. И все же, если образцов достаточно, все эти ошибки, случайные и разные, как бы устраняют друг друга. В общем, точность метода равняется примерно 25 годам.

Магнитная летопись

3100 лет прошло с тех пор, как человек изобрел компас. Все это время стрелка магнитного компаса устанавливалась примерно по меридиану и всегда показывала современное положение магнитных полюсов. Геофизики назвали его прямым, или нормальным. Это название понадобилось тогда, когда стало ясно: были в геологической истории Земли эпохи и обратной полярности магнитного поля.

В самом начале 30-х годов были найдены первые образцы пород именно с такой, обратной, намагниченностью. Первое и самое простое объяснение: магнитные полюсы Земли меняются местами. Но эта мысль была сразу отвергнута, ибо она противоречила тогдашней теории магнитного поля планеты (считалось, что железное ядро Земли просто представляет собой постоянный магнит). Геофизики буквально не поверили глазам своим. А потом кто-то обнаружил, что намагниченность образцов можно менять в лаборатории на обратную. Тогда уже все найденные в дальнейшем образцы с обратной намагниченностью – а их становилось все больше – воспринимались совершенно безмятежно: самообращение, и все тут.

Только в 1954 году геофизик И. Хосперс, изучая напластования застывших лав на склонах вулканов Исландии, доказал, что механизм самообращения в природе практически «не работает». Самые разные породы, обожженные по пути лавовым потоком, упорно показывали ту же намагниченность, что и у этого потока.

Сейчас уже не приходится сомневаться: эпохи обратной полярности поля Земли были во все времена, и их было отнюдь не меньше, чем периодов с современным положением юга и севера.

В Исландии, Поволжье и Сибири, в горах и на дне океанов обнаружены чередующиеся слои окаменевших осадков, лав с прямой и обратной полярностью. И везде последовательность этих слоев одинакова. С помощью уже исследованных палеомагнитологами «эталонных» геологических разрезов можно уточнять возраст еще плохо изученных пород, прослеживать «выпавшие» почему-либо из разреза слои. Этот новый метод – палеомагнитная стратиграфия – уже пришел на помощь геологам.

Вдоль всех срединно-океанических хребтов, где на поверхность Земли постоянно поступают порции магм, раздвигая дно океанов, чередующиеся полосы прямой и обратной полярности намагниченности застывших лав (каждая полоса, точнее, пара полос по обе стороны от осевой линии, привязывалась к строго определенной эпохе из прошлого – чем дальше от оси раздвижения дна, тем старше) послужили одним из главных аргументов в пользу гипотез новейшей глобальной тектоники плит.

И придет юг на север и север на юг

Как же намагничиваются слои земные? Если это ласа –  тут все как в печи древнего обжигателя кирпича. Лава остывает и запечатлевает в себе поле, которое на нее воздействовало в этот момент. С осадками иначе. Мелкие составные части осадка, слегка намагниченные, укладывались на дно древних бассейнов, ориентируясь подобно маленьким магнитным стрелкам по направлению магнитного поля Земли. В целом сумма намагниченностей этих частиц и составила остаточную намагниченность осадочной породы.

Первые инверсии магнитного поля Земли ученые прослеживают еще в кембрийских, ордовикских и силурийских отложениях (550– 440 миллионов лет тому назад). Интересно: тогда преобладала обратная полярность магнитного поля Земли, обратная полярность в принципе ничем по своему режиму не отличалась от прямой, а промежутки времени между инверсиями полярности достигали десятков миллионов лет.

Но уже в расцвет растительной жизни на суше (каменноугольный период, 360 миллионов лет назад) инверсии происходят гораздо чаще: раз в несколько миллионов лет. Потом в конце карбона и в пермском периоде –  суперхрон, 55 миллионов лет стабильного, без инверсий геомагнитного поля обратной полярности.

Чем ближе к нашим дням, тем инверсии все чаще. Триас, юра, часть мела (250– 100 миллионов лет назад)– здесь преобладает прямая полярность. Потом около 40 миллионов лет –  меловой суперхрон стабильной прямой полярности без инверсий. От палеогена (60 миллионов лет назад) и до неогена (3,5 миллиона лет назад) инверсии происходят все чаще, под конец чуть ли не каждые полмиллиона лет. Сейчac, то есть в конце неогена и четвертичном периоде, полюсы чуть реже меняются местами –  примерно раз в миллион лет. Зато внутри этих длинных периодов появляются «рецидивы» – кратковременные, по 100 тысяч лет, «вспышки» противоположной полярности.

Что происходит в сами моменты инверсий? И. Хосперс нашел в тех же исландских лавах образцы с сильно ослабленной, неопределенной намагниченностью, расположенные между слоями противоположного знака. Это переходные зоны. Инверсии длятся около 10 тысяч лет. Поле в это время сильно ослабевает –  это ясно, но исчезает ли оно полностью? Некоторые считают –  нет. Обнаружено, например, что сейчас, когда магнитный момент главного поля падает, растет так называемое поле мировых аномалий Земли. Может быть, именно это (правда, очень слабое) поле замещает в какой-то мере на время основное? На Марсе, во всяком случае, именно такое поле аномалий без главного диполя существует и даже проявляет себя в виде полярных сияний. Только там сияние, конечно, не полярное, то есть привязанное не к магнитным полюсам, которых нет (а, следовательно, видимо, нет и жидкого ядра), а к полю каждый раз отдельной аномалии. Впрочем есть и такое предположение: как раз сейчас мы наблюдаем на

Марсе момент инверсии. То есть дипольного поля нет временно, пара-другая тысяч лет – миг на геологических часах –  и оно «раскрутится». Тогда получается: может, и есть внутри Марса жидкое расплавленное ядро.

Эпохи без геомагнитного поля –  небезобидны. Я уже писал в предыдущей главе, что в такие эпохи до поверхности земли добираются заряженные частицы космических лучей, обычно задерживаемые магнитным полем. Это определили по резкому возрастанию в слоях этих эпох бериллия-10, изотопа, который, в отличие от обычного бериллия-9, образуется только под действием прямого обстрела космическими лучами – и больше никак.

Конечно, ритм прямой и обратной полярности – это только самые крупные волны, на их склонах есть волны поменьше. Например, волна роста и падения напряженности поля длительностью в 8 тысяч лет. На каждом из склонов этой волны помещается, в свою очередь, по пяти 1600-летних периодов. Внутри этих есть пятисотлетний ритм и т.д. Волны сложно сочетаются, интерферируют, по-разному проявляются в разных океанах, на разных континентах. Спад поля перед очередной инверсией идет по более пологой кривой, неохотней, чем быстрое восстановление поля (другой полярности) после инверсии. Все эти качания напряженности земного магнита рассказывают о каких-то, пока нам неведомых электрических процессах и течениях в двойном динамо, в ядре Земли, тоже как раз двойном, состоящем из твердого внутреннего, видимо целиком железного, ядрышка, и внешнего ядра, единственного целиком расплавленного слоя нашей планеты.

780 тысяч лет прошло со времени последней инверсии. До нее период обратной полярности длился недолго, примерно двести тысяч лет. Значит, миллион лет назад была еще одна инверсия. Наши далекие предки, еще не очень разумные, вряд ли замечали возросший из-за исчезновения магнитосферы уровень космической радиации. И судя по тому, что они его перенесли, он не был фатальным, губительным. Зато они, жившие тогда в теплых экваториальных странах, возможно, застывали в удивлении по ночам, наблюдая всполохи «полярных» сияний. Ведь полярные они в наше время только потому, что магнитное поле отклоняет к полюсам заряженные частицы, летящие от Солнца.

Палеонтологи, биологи до хрипоты спорят по поводу темных мест эволюции. Чем объяснить причудливые скачки в ее ходе, скачки, одновременно и одинаково действовавшие в самых разных концах Земли на различные династии животных и растений? Массовое вымирание динозавров. А еще раньше – одновременная мутация у морских организмов, положившая начало эре скелетных животных. А совсем уже «недавно» – стремительное развитие млекопитающих. И последнее – почти взрывоподобный приход гомо сапиенс.

В чем корни этих основных и других, менее значительных эволюционных ритмов? Не в неуклонном ли ходе магнитных часов планеты, регулярно выключающих ее радиационную защиту? Тогда на Землю пропускается некоторая доза повышенной радиации, приводящая к появлению новых побегов в эволюционном древе.

Новая инверсия магнитного поля Земли неминуема. И если она действительно наступит, как некоторые предсказыва-⁴ ют, еще на глазах нынешней цивилизации, человечество, возможно, уже будет в силах, если это понадобится, навести эрзац, заменитель геомагнитного поля, обмотав, например, «талию» Земли кабелем из сверхпроводника. Энергии на работу искусственного электромагнита Земли понадобилось бы, вероятно, не так уж много.

О виртуальных полюсах, о том,

как они путешествуют порознь

 и как встречаются, чтобы больше никогда

не разлучаться

Я не упомянул, что направление остаточной намагниченности древних пород – прямой или обратной – не всегда совпадало с современным. Отклонения были замечены давно. Так появилась теория путешествующих полюсов Земли, Геомагнитный полюс северного полушария (а вместе с ним и географический) путешествовал, согласно этой теории, по Тихому океану, по Сибири, пока не занял современное положение.

Так блуждали виртуальные полюсы Земли, по сибирским (I) и американским (2) данным

Теперь такие путешествующие полюсы Земли геофизики осторожно называют виртуальными (вероятными). И это не случайно.

Могла ли ось вращения Земли путешествовать с такой лихостью? Чтобы сдвинуть эту ось на один градус за миллион лет, нужно все это время постоянно «давить» на полюс по касательной с силой в 50 миллионов тонн.

В общем, такая сила есть. И она давит. Это погружающиеся в мантию плиты литосферы. Время от времени они так меняют распределение масс внутри планеты и даже фигуру Земли (геоид), что полюс может скакнуть вполне реально, что, в свою очередь, обратно влияет на горообразовательные процессы и, возможно, на большие перемены в климате типа тропиков от полюса до полюса или почти общепланетного похолодания. Но ученые уже умеют различать истинные и виртуальные передвижения полюсов в прошлом. И уже их не путают.

В случае виртуальных полюсов самое загадочное и самое, как оказалось, интересное было то, что полюсы двигались и по американским, и по европейским, и по австралийским палеомагнитным реконструкциям, причем по похожим кривым. Удивительно было то, что у каждого из этих континентов был как будто свой полюс. Все три полюса путешествовали совершенно по разным местам, сближались, удалялись друг от друга, но в конце концов сходились в одной точке – в точке современного географического полюса, которая является (как уже говорилось) средним за достаточно долгий срок положением геомагнитного полюса.

Вот тогда-то геофизикам –  хочешь не хочешь –  и пришлось, наконец, вспомнить совсем было отвергнутую гипотезу дрейфа континентов А. Вегенера. Заслуга немецкого геофизика не в том, что он заметил сходство в очертаниях противоположных берегов Атлантики –  это замечали многие и прежде. В 1912 году А. Вегенер разработал стройную теорию разделения единого материка Земли, его постепенного расползания в ходе геологической истории. А. Вегенер погиб во время своей гренландской экспедиции – он пытался непосредственными наблюдениями обнаружить дрейф этого острова.

Удивительна проницательность этого ученого: построения А. Вегенера, основанные на весьма косвенных и приблизительных данных, были блестяще подтверждены не стираемыми отпечатками древнего магнитного поля в недрах путешествующих материков.

Интересно проследить этап за этапом путешествие «американских» и «евроазиатских» («сибирских») виртуальных полюсов. В кембрии их разделяет по широте около 25 градусов, причем «американский» полюс «плавает» в Тихом океане, а «сибирский» расположен восточнее, на территории Америки. Совмещаем эти полюсы, «передвинув» материки. Получается, что Америка дальше от Азии и ближе к Европе, чем теперь, именно на эти 25 градусов. 100 миллионов лет после этого «сибирский» полюс почти не меняет своего положения, он только немного смещается на юг по долготе (Сибирь поворачивается?). Зато «американский» удаляется от «сибирского» на запад (Америка «плывет» от Азии). В течение еще примерно 100 миллионов лет полюсы разделены 30 градусами широты.

Уже в пермском периоде (285 миллионов лет назад) между виртуальными полюсами –  40– 45 градусов. Именно в это время Тихий океан намного больше теперешнего: он занимает целое полушарие и имеет еще одно имя: Панталасса. Именно с этой точки, по-видимому, и начался «вегенеровский» дрейф Америки от Африки и Европы к Азии. Этот дрейф закончился появлением Атлантического океана, отхватившего у Тихого эти самые 40– 45 градусов. Проследим за этим дрейфом по виртуальным полюсам. В триасе (240 миллионов лет назад) между ними 20– 25 градусов по широте; через 50 миллионов лет, в мелу,– 10 градусов. Это темпы сближения Азии и Америки.

По палеоклиматическим и палеоботаническим данным, Индия была частью древнего расколовшегося материка – Гондваны. Палеомагнитологи доказывают: другая большая континентальная платформа Азии –  Китайская –  тоже не являлась частью Азии. Как самостоятельный материк Китайская платформа существовала где-то посреди огромного пермского Тихого океана. Потом она соединилась с Сибирской платформой, вздыбив на кромке «торосы» – горы Монголо-Охотского складчатого пояса. А позже к ним подошел Индостан, взгромоздив до небес Гималаи, Памир, Тянь-Шань.

Колеса земного механизма.

По большому кругу

Движение континентов, блуждание магнитных полюсов вокруг географических, колебания напряженности магнитного поля, его инверсии... Обо всем этом говорят нам архео– и палеомагнитные методы исследований. Но между всеми этими вещами есть и более глубокая связь.

Еще не создана единая теория всего устройства внутренности нашей планеты, но контуры этой теории уже проступают. И проступают в прослеженных учеными ритмах, управляющих внутриземными процессами.

На этой дольке земного арбуза обозначены современные представления о внутреннем строении Земли. Внешнее ядро

Земли –  жидкое, в нем существуют течения, в нем генерируется переменное магнитное поле Земли. В верхней мантии идут процессы погружения плит океанических окраин и обратные процессы подъема вещества мантии к срединным океаническим хребтам. Споры пока идут о нижней мантии –  захвачена ли и она великим круговоротом, конвекцией каменных недр планеты. Множество найденных в верхней и нижней мантиях слоев как будто противоречат идее постоянного перемешивания...

Ясно уже, что представления о Земле как о твердом сплошном шаре устарели. Литосфера Земли может двигаться относительно подстилающей ее мантии, хотя, казалось бы, и то и другое –  твердые образования. Афоризм одного геолога: «Земля одновременно тверже стали и мягче глины» оправдывается здесь в полной мере.

По современным представлениям, текучая земная твердь медленно циркулирует между корой и ядром по нескольким замкнутым путям. В районе срединных хребтов на дне Атлантического и Индийского океанов, например, найдены молодые породы, недавно, буквально в последние столетия и тысячелетия, поступившие на поверхность из недр мантии. Дальше от центральной оси хребтов, к расползающимся материкам, породы все старше. Они расположены полосами, которые легко датируются прямой и обратной намагниченностью горных пород в них. Под тонкой литосферой океанического дна и далее под материками идет горизонтальный ток вещества. Он-то и раздвигает океанские берега, или, во всяком случае, держит их, не дает сомкнуться, борясь с другим, конкурирующим течением, действующим навстречу. Потом этот поток поворачивает вниз и идет к ядру Земли, неся на себе затонувшую в месте поворота океаническую литосферную плиту. Но, по некоторым современным представлениям, до ядра обычно не доходит.

На глубине 660 километров плотность верхней каменной мантии под чудовищным давлением скачком сразу на 10 процентов повышается –  начинается мантия нижняя. Упершись в эту границу, каменный поток поворачивает и идет по окружности вдоль нее. На дне верхней мантии уже нащупали методами «сейсмической томографии» (сочетание множества измерений сейсмических волн от сильных землетрясений с современными методами обработки этих данных на компьютерах) лежащие и даже вдавившие километров на тридцать поверхность мантии нижней утонувшие, постепенно там распадающиеся остатки этих плит. Потом круговое внутриземное течение снова в какой-то точке поворачивает наверх, чтобы подойти к коре Земли в районе срединного океанического хребта. Круг замкнулся. Ритм этого замкнутого круговорота земного вещества очень замедленный. Хотя где как и как посмотреть.

Океанское дно расходится от срединных хребтов, а на океанической окраине, от глубоководного желоба, поворачивает вниз, под окраину континента. Вопросительный знак на этом рисунке поставлен у нижнего конца затонувшей плиты. Она тяжело ложится на фазовый раздел между верхней и нижней мантиями на глубине 670 километров, продавливая его. Но до какой степени продавливая ?

В Тихом океане –  это уже установлено точно, скорость «спрединга», раздвижения океанского дна –  до девяти сантиметров в год. Во всяком случае, зафиксировано продвижение одного участка дна от Гавайских островов на запад, вплоть до зоны субдукции, поворота плиты в глубь Земли на 6000 километров за 70 миллионов лет. Но Гавайи – это пол пути, всего океаническая кора Тихого океана движется с этой скоростью около 10 тысяч километров 90 миллионов лет. Можно представить себе некий противоток в мантии, допустим, на глубине 500– 660 километров обратно на восток. Вряд ли этот противоток длится дольше или быстрее – скорее всего, это те же 90 миллионов лет. Кладем по 6 миллионов лет на опускание и подъем вещества в нисходящей и восходящей ветви конвекции. Круг замыкается, и длительность цикла оказывается не ' столь уж большой по геологическим меркам. 90 млн + 90 млн + 6 млн + 6 млн = 192 миллиона лет. Вряд ли другие круги конвекции в верхней мантии чем-то принципиально отличаются. Где-то скорость пониже, но и круг покороче. Хотя в прошлом –  это установлено по скорости передвижения виртуальных полюсов – были эпохи, когда скорость движения плит возрастала и вдвое и втрое против нормы.

В общем, за всю свою историю верхняя мантия Земли вместе с литосферой и корой пережили двадцать-тридцать таких циклов. Это означает, что дно океана, со всем, что на нем находится, островами и коралловыми рифами, известняковыми отмелями и конкрециями металлов – продуктом жизнедеятельности бесчисленных микроорганизмов, с захоронениями остатков жизни в самые разные эпохи неоднократно, по многу раз прокручивалось не только по малому кругу, из зоны субдукции в жерла вулканов островных дуг и Кордильер, как об этом говорилось в предыдущей главе, но и по большому кругу в глубинах верхней мантии, до самой границы с мантией нижней.

Круг верхней мантии поворачивает вверх и подходит к земной поверхности в зонах срединных океанических хребтов. Как и огненное кольцо Тихого океана, срединные океанические хребты опоясывают весь земной шар и тоже выносят на поверхность – с восходящей ветви своего, большого круга вулканическое вещество, значительно более «новое», «свежее», чем лава и пепел островных дуг и Кордильер, но все же тоже не вполне новое, в значительной мере уже участвовавшее в прошлом в круговороте земного вещества.

Полоса срединных хребтов, вдоль которых литосферные плиты раздвигаются, принимая поступающее с глубины вещество, тянется на 50 тысяч километров. Дальше мы уже знаем – дно океана движется до зон субдукции, чтобы там снова свернуть в глубины планеты.

Есть на планете еще один пояс, где сегодня субдукции уже нет. Но она была еще недавно, по геологическим меркам. Там сошлись льдины-континенты и дыбят на стыке торосы-горы. Это линия Альпийско-Гималайской складчатости, тянущаяся от Атлантики до Индийского океана, и Монголо-Охотский пояс, подобно ветви, отходящий от первой линии.

Вдоль этих поясов соединились когда-то древние континенты Гондваны, Ангариды и вклинившейся между ними Китайской платформы, закрыв «полынью»  –  древний океан Тетис. (Его сохранившиеся остатки, как бы океанические проруби в сплошном материковом покрове, –  это нынешние Каспийское, Черное, Средиземное моря.) Как торосы на кромках сомкнувшихся льдин, выросли здесь горы. Кое-где (например, под Гиндукушем, под Карпатами) затонувшие, вовлеченные когда-то в нисходящий поток литосферные плиты исчезнувшего океана обнаруживаются в мантии, дают о себе знать глубокофокусными подкоровыми землетрясениями.

Сегодня все складчатые пояса и глубочайшие впадины, многие области землетрясений и вулканических извержений (не все!) –  рассматриваются как места, где поворачивают круговые течения земного вещества –  снизу на горизонталь и с горизонтали вниз. А многие древние горы –  это места, где такие повороты происходили в прежние времена А чередование горообразовательных периодов –  это переход Земли от одной системы течений к другой.

Колеса земного механизма. По самому большому кругу

То, что и тектоника плит описывает не все, стало ясно почти сразу, еще в 60-70-х годах, когда эта теория почти мгновенно изменила наше представления о планете Земля. Без объяснений оставались огромные лавовые излияния прошлых геологических эпох посреди континентов, например в Восточной Сибири, –  никакие спрединги и субдукции не могли, даже просто энергетически, взять на себя ответственность за эти вторжения явно с большой глубины излившихся жидких масс. Не получался энергетически и первый импульс, разрыв континента до того, как все перешло в спокойный процесс растекания океанического дна и дрейфа разорванных краев. Сила, действующая в этот момент снизу на толстую континентальную литосферу, должна была быть такой, что даже фигура Земли, геоида, должна была меняться. Не вязались с плитотектоникой алмазоносные трубки, кимберлитовые жерла, идущие с огромной глубины, ведь углерод в структуре алмаза как бы вмят сам в себя – такое по плечу отнюдь не скромному литосферному вулканизму континентальных окраин. Такие давления – привилегия глубоких, мантийных слоев Земли.