Текст книги "Великие противостояния в науке. Десять самых захватывающих диспутов"

Автор книги: Хал Хеллман

сообщить о нарушении

Текущая страница: 15 (всего у книги 21 страниц)

Союзники

Вегенер, как бы его ни преследовали, все же был не одинок. В 1928 году, года за два до его смерти, профессор геологии из Эдинбургского университета Артур Холмс, проделавший важную работу по геологической датировке, подсчитал, что тепла, вырабатываемого вследствие радиоактивности, недостаточно, чтобы объяснить вулканическую деятельность. Тем самым он высказал идею о термических конвекционных потоках в недрах Земли. Процесс похож на тот, что наблюдается в большой кастрюле с кипящей водой. Тепло, исходящее от горелки в центре, приводит к появлению потоков воды, которые поднимаются со дна и движутся к периферии. Это мог оказаться тот самый мощный двигатель для континентального дрейфа, и Вегенер сразу же включил его в издание своей книги 1929 года. К несчастью для Вегенера, хотя такие конвекционные потоки могли бы послужить двигателем, по-прежнему было неясно, как именно все происходит. Кроме того, оставалось множество других нерешенных проблем, поэтому, хотя идея по сути была верной, она не принесла заметной пользы.

Примерно в то же время Алекс дю Тойт из Южной Африки, один из виднейших геологов того времени, отметил поразительное сходство между мезозойскими и палеозойскими отложениями в своей стране и на территории Южной Америки. Он собрал другие доказательства и стал активным сторонником идеи континентального дрейфа. Вегенер использовал некоторые из его доказательств в издании своей книги в 1929 году.

Но доказательств все еще было слишком мало, чтобы заглушить все споры, касающиеся теории Вегенера. Важнейший вопрос о механизме по-прежнему не получил, удовлетворительного ответа. Даже многие из тех, кто склонялся к теории дрейфа, понимали, что лучше об этом помалкивать и посмотреть за развитием событий. Более того, кое в чем отношение к теории, казалось, менялось только к худшему.

Даже в 1943 году (через 13 лет после смерти Вегенера) американский палеонтолог Джордж Гейдорд Симпсон отмечал практически единодушное ее неприятие своими коллегами. Сам он утверждал: «Известное расселение сухопутных млекопитающих в прошлом и настоящем нельзя объяснить с помощью гипотезы о дрейфе континентов… расселение млекопитающих определенно свидетельствует в пользу теории о том, что континенты были стабильны на протяжении всей истории существования млекопитающих»^{251}. А в 1950 году Т. У. Джеверс, ученик дю Тойта, говорил о «заметном отходе от теории континентального дрейфа»^{252}.

Поворот

Во время прокладки трансатлантического кабеля на дне океана в середине XIX века, где-то на середине пути между берегами Нового и Старого Света было обнаружено интересное образование. Названное Срединно-Атлантическим хребтом, оно оказалось частью длинной подводной горной системы, сравнительно точно повторяющей очертания береговой линии двух континентов, между которыми она пролегла.

Вегенер знал об этом подводном хребте, но не думал, что он имеет какое-либо отношение к его гипотезе. Описывая движение континентов, он сказал, что неважно, где находится центр этого перемещения, поскольку значение имеет лишь относительное движение. Он высказал три предположения – Африка, хребет и Южная Америка могут выступать в качестве центра, от которого отодвигаются остальные участки суши.

В том, что касается относительного движения, он был прав. Если растянуть резиновую полоску с нанесенными на ней двумя отметками, то не имеет значения, какую из отметок взять в качестве точки отсчета. Но в свете теории дрейфа вопрос о том, какой участок суши избрать центром, крайне важен. А ответ на него найти было не так-то просто.

Накануне Второй мировой войны ряд важных усовершенствований в картографическом оборудовании и технологии привел ко многим открытиям, которые позволили не только ответить на давний вопрос, но и в конечном итоге изменили судьбу теории в целом. Эти открытия были сделаны в двух отдельных областях.

Первое открытие, связанное с топографической съемкой океанического дна, показало, что Срединно-Атлантический хребет является лишь одним из многих подобных образований. В целом их (средин но-океанические хребты. – Примеч. ред.) можно назвать подводной горной цепью, раскинувшейся по всему миру, но совсем не похожей по форме и строению ни па один горный массив на суше.

Более того, во всех океанах были обнаружены подводные хребты. Они тоже образуют нечто вроде непрерывного пласта. Кроме того, то здесь, то там на поверхность этого пласта выходят подводные вулканы и вулканические острова, к которым относятся Галапагосский архипелаг, остров Пасхи и Исландия. Самые горячие и молодые участки хребтов, что примечательно, располагаются вблизи центра.

Разрозненные наблюдения, касающиеся Мирового океана, продолжали накапливаться, как улики в деле об убийстве. Вот одно из них: когда были усовершенствованы технологии датировки, они показали, что максимальный возраст океанического дна не превышает 200 миллионов лет, что намного меньше возраста материковых гор. Это открытие вызвало настоящий шок. Не забывайте, что было принято считать, будто дно океана и континенты возникли одновременно. Исследования также показали, что а) земная кора на материке состоит из другого вещества, чем в океане; б) океаническая кора намного тоньше той, что лежит под материками; в) и под океанической, и под материковой корой находится более плотный материал.

Вторая область исследований, изменившая судьбу теории дрейфа, касалась магнитной информации, которая накапливалась в горах в течение всей истории Земли. К концу 1950-х годов данные, собранные за многие годы использования магнитометров на кораблях, продемонстрировали несколько удивительных явлений. Одно из них – странный рисунок силовых линий магнитного поля вдоль океанического дна. Они располагаются симметрично и более-менее параллельно по обеим сторонам от хребтов, а также с переменной полярностью. Эти линии были особенно поразительны, но понимание такого явления не заставило себя долго ждать.

Расширение океанического дна

В 1960 году Гарри X. Хесс из Принстонского университета высказал идею, которая, как и у Вегенера, объединяла информацию из разных источников. Она была проста и гениальна: океаническое дно образуется в районе срединно-океанических хребтов, поднимаясь из недр Земли в виде раскаленной вязкой лавы (или магмы). Подобно новому высокому вулкану, возникающему из земли, это вещество по мере появления формирует огромную горную цепь, которая поднимается на дне океана на целые мили. Магма распространяется в двух противоположных направлениях, по обе стороны от хребта, формируя новое морское дно. Во всех известных случаях возраст такого дна не превышает 200 миллионов лет.

Поначалу эта идея оказала не большее влияние, чем гипотеза Вегенера, – но на помощь к ней уже спешили другие. Благодаря работе некоторых ученых^{253} появилась возможность рассматривать перемежающиеся силовые линии магнитного поля как своего рода окаменевшую магнитную ленту. Когда расплавленная горная порода появляется на поверхности и остывает, то ориентация магнитного поля Земли сохраняется в этом веществе.

Известно, что магнитное поле планеты много раз на протяжении долгой истории Земли меняло свое направление (зарегистрировано 16 инверсий магнитных полюсов с северного на южный и обратно за последние 10 миллионов лет. – Примеч. ред.), и перемежающиеся силовые линии показывают направление поля в момент появления и охлаждения вещества. Вещество, вытолкнутое от центра, сохраняло свою магнитную ориентацию, и когда после поворота магнитного поля выбрасывалось новое вещество, оно имело уже противоположную полярность.

Стало очевидно, что огромные участки земной поверхности движутся. Вот еще одно подтверждение гипотезы континентального дрейфа.

Идея Хесса полу ч ила название теории расширения океанического дна. Среди многих загадок, на которые она дала ответ, была и та, почему породы возле срединно-океанических хребтов всегда моложе, чем те, которые находятся дальше. Но для нашего рассказа важнее то, что благодаря идее Хесса у континентального дрейфа Вегенера появился достаточно мощный двигатель. Континенты приходят в движение из-за всеобщего процесса, причина которого – конвекционные потоки в мантии (толстом слое под земной корой, внутри которого находится ядро). Хесс так обозначил различие: «Континенты не приводятся в движение по поверхности океанической коры какими-то неизвестными силами, а, скорее, пассивно передвигаются вместе с веществом мантии, когда оно поднимается к поверхности хребта, а затем стекает в сторону»^{254}.

Таким образом, о континентальном дрейфе снова заговорили. Не будучи законченной самостоятельной теорией, эта идея стала частью другой развивающейся гипотезы под названием «тектоника плит». Данная теория сделала для геологии то же, то современный синтез – для эволюции.

Тектоника плит

Согласно этой новой идее, континенты – не отдельные корабли в море, скользящие по земной коре. Скорее, поверхность Земли представляет собой ряд твердых, жестких плит разной толщины. По последним данным, эти плиты охватывают не только земную кору, но еще и часть верхней мантии. Под океанами толщина плит варьируется от 6,5 до 130 километров на самых старых участках океанического дна. Материковые плиты, как правило, намного толще – от 32 до 290 километров.

Эти плиты, внешний слой Земли, называются «литосферой» (от греч. lithos – камень). Плиты перемещаются на эластичном слое нижней мантии, который получил название «астеносфера» (от греч. asthenes – слабый). Эти громадные плиты, которые не всегда соответствуют границам континентов, движутся под воздействием медленных, но мощных потоков расплавленного вещества.

Там, где края плит сходятся, происходят самые интересные вещи. Одна плита может погрузиться в мантию или же подмять под себя более легкий блок, а иногда они сталкиваются и образуется горная гряда. Западный контур Северо-Американского континента и восточный контур Азии считаются границами движущихся плит. По мере их перемещения по краям происходят разломы, что может объяснить частые землетрясения и юный возраст гор в этих районах. Кроме того, в местах столкновения двух плит из-за трения вырабатывается огромное количество теплоты, которая может расплавить нижний слой вещества. Вследствие этого большое давление внутри Земли выталкивает магму наверх, из-за чего появляются вулканы и вытекающая из них лава.

Сегодня

К счастью для геологов, в этой развивающейся области знаний остается еще множество нерешенных вопросов. Более того, механизм той идеи, которую выдвинул Вегенер, до конца не раскрыт даже в наши дни. Тектоника плит успешно объясняет движение океанической коры. Но ей сложнее удается объяснить движение континентов, которые толще океанических плит и глубже проникают в мантию Земли. В 1995 году было высказано предположение, что движущей силой для большинства плит является притяжение древнего океанического дна, которое опускается вглубь Земли.

Поиски продолжаются в разных областях. Одно из направлений исследований связано с борьбой, которая в настоящее время происходит между континентальными плитами под Индией и остальной Азией. В течение 50 миллионов лет Индия продвигается на север вглубь Азиатского континента со средней скоростью пять сантиметров в год. Геолог из Сиракузского университета К. Дуглас Нельсон говорит, что пока «она подняла вверх Гималаи и Тибетское плато, а части центральной Азии, как арбузные семечки, выдавливаются в Тихий океан»^{255}.

Другими словами, индийская плита проскальзывает под Азией, что приводит к описанным результатам. Недавние исследования придают всей ситуации дополнительную интригу: похоже, что под этой территорией находится некий бурлящий котел. Это оказалось неожиданным, но может ответить на давний вопрос: почему Тибетское плато, местность, окруженная горами, такое ровное? Исследователи предполагают, что мягкая прослойка каким-то образом позволяет суше выровняться точно так же, как выровняется любая вязкая жидкость, например кокосовое масло, если ей предоставить достаточно времени. Полученные сведения можно также использовать для лучшего понимания более ранних коллизий^{256}.

А как насчет самих плит? Что определяет их размер? Согласно теории, их ширина не может превышать 3000 километров. Но почему плита под Тихим океаном в четыре раза больше? В ходе новых исследований установлено, что в глубине мантия имеет большую вязкость, чем считалось раньше, а это в свою очередь может сказываться на размере плиты^{257}.

Спорным может быть даже само количество таких плит. По последним подсчетам, существует целая дюжина крупных плит и еще несколько поменьше. Но возможно, тектоническая плита, на которой расположены Индия и Австралия, сейчас распадается, поэтому число крупных плит возрастет до тринадцати^{258}.

Но если так много вопросов еще не решено, то разве удивительно, что и Вегенер не смог ответить на все? Из-за сложности всех построений догадка Вегенера о том, что Пангея начала распадаться около 200 миллионов лет назад, кажется еще поразительнее, потому что это один из тех немногих вопросов, по которому все, похоже, сходятся во мнении.

Вегенер смог, продолжить карьеру, несмотря на все трудности. В 1919 году он получил место в Департаменте метеорологических исследований в Гамбурге, где мог выполнять как служебные, так и исследовательские функции. Через пять лет, в 1924 году, его приняли на недавно созданную кафедру метеорологии и геофизики в Университете Граца в Австрии.

В свои 50 лет, будучи все еще очень активным, он планировал в 1930–1931 годах совершить экспедицию в Гренландию, четвертую по счету в его жизни. Но все обернулось катастрофой: он погиб, пытаясь перебраться из лагеря на центральной вершине ледника на базу на западном побережье. Когда в 1930 году Вегенера не стало, его теория по-прежнему пребывала в забвении. Но наследие ученого живет – теперь оно больше, величественнее, понятнее и великолепнее, чем он когда-либо мог себе представить.

ГЛАВА 9.
Джохансон против Лики.
Недостающее звено

Нечасто противостояние в научном мире становится темой для публикации на первой странице газеты New York Times. Однако утром 18 февраля 1979 года случилось именно это, в статье появилась фотография шириной в три столбца, под которой стоял заголовок:

СОПЕРНИЧАЮЩИЕ АНТРОПОЛОГИ РАЗДЕЛИЛИСЬ ИЗ-ЗА «ДОИСТОРИЧЕСКОЙ» НАХОДКИ

В этом нет ничего невероятного. Нас же интересует, почему подобная тема появилась на первой странице. Статья начинается так.

Сегодня два известнейших антрополога вступили в спор, который может перерасти в широкомасштабное соперничество по поводу того, действительно ли сделанная в прошлом месяце находка представляет собой новый вид доисторических существ, которые стали предками как человека, так и всех человекообразных обезьян. Ричард Лики, антрополог из Кении, оспаривает сделанное в прошлом месяце заявление двух американских ученых о том, что они обнаружили такой новый вид. Доктор Дональд К. Джохансон, один из этих специалистов, встретился с господином Лики на симпозиуме, посвященном эволюции человека, и яростно отстаивал свою трактовку.

«Яростно»? Это значит с оскорблениями? В драке? На ножах? Нет, ничего подобного. Так что же тогда могло заставить редакторов придать этой новости такое значение? Один вариант: американский выскочка против ведущего специалиста из степенного британского истеблишмента. Подобно Давиду и Голиафу, причем доктор Джохансон выступает в роли Давида. Или Голиафа? Обратите внимание, что в статье о Лики говорится только как о «господине».

Как бы там ни было, в статье не содержалось ничего похожего на сенсационные обвинения Коупа и Марша, звучавшие почти столетие назад. Кроме того, в типичной для британцев сдержанной манере Лики не проявлял особой активности на конференции в Питсбурге. Поэтому вся суть крылась в деталях. И репортер Бойс Ренсбергер раздобыл множество таких подробностей. Но для попадания на первые полосы газет нашлась еще одна важная причина.

К началу XX века теория эволюции, в том числе и эволюции человека, завоевывала определенное положение в научном мире. Идея, или, скорее, страх перед тем, что мы, люди, произошли «от обезьяны», по-прежнему широко обсуждалась. Выдвигалась также альтернативная и более разумная теория, согласно которой мы произошли от какого-то другого, пока неизвестного существа, ставшего предком и для человека, и для человекообразных обезьян.

Но у этой идеи была одна существенная проблема, а именно – огромный пробел в найденных окаменелостях, доказывающих ее обоснованность в том, что касается человеческой линии, На одном конце шкалы стоим мы, и вместе с нами на том же конце находятся наши близкие родственники – современные человекообразные обезьяны. Кроме того, имелись и некоторые ископаемые находки древних обезьян, которые, как считалось, имеют возраст в десять и более миллионов лет.

Но как быть с промежуточными этапами? Где «недостающее звено»? Наряду со Святым Граалем это недостающее звено – наверное, одна из самых любопытных загадок в человеческой истории^{259}. В каждой цивилизации, в каждом известном нам обществе существовали мифы и легенды, пытающиеся объяснить наше происхождение. По сути, именно из-за этого звена и возникло противостояние между Лики и Джохансоном.

Недостающее звено

Великий Чарльз Дарвин, о котором уже несколько раз говорилось в нашей книге, снова появляется на сцене: в 1871 году он предсказывал, что истоки происхождения человека будут обнаружены в Африке. Для ушей западных европейцев начала XX века, впитавших в себя удобную мысль о превосходстве белой расы, одних только этих слов было достаточно, чтобы почувствовать неприязнь и к Дарвину, и к эволюции вообще.

Но к моменту появления в 1979 году статьи в Times благодаря растущему количеству поразительных находок и новым общественным веяниям проснулся большой интерес к недостающему звену. Например, известный пилтдаунский человек вызвал сенсацию в средствах массовой информации. «Найденный» археологом-любителем Чарльзом Доусоном в 1912 году, он обладал большим мозгом и маленькой челюстью, поэтому часть общественности испытала настоящий восторг, ведь увеличение объема мозга могло стать именно тем толчком, который превратил наших предков в людей.

Лет десять спустя австралийский антрополог Реймонд Артур Дарт нашел в Таунге, возле пустыни Калахари в Южной Африке, еще один череп. В палеонтологии давно существовала традиция, согласно которой нашедший какое-либо новое ископаемое мог по своему усмотрению освещать свою находку в литературе и давать ей название. Дарт создал новый класс и назвал его Australopithecus (южная обезьяна) africanus, хотя эта находка больше известна под названием «череп из Таунга».

Когда через год он опубликовал результаты своего исследования, – в один год со знаменитым «обезьяньим процессом» против учителя Скоупса) – реакция последовала ошеломляющая, но едва ли такая, на которую он рассчитывал. Первая проблема: он заметил, что foramen magnum (отверстие в черепе, сквозь которое к мозгу подводится пучок нервов от остального тела) находится внизу. А у четвероногих животных это отверстие, напротив, располагается на затылке. Поэтому Дарт сделал вывод, что данное существо ходило прямо.

Вторая проблема: у черепа австралопитека, найденного Дартом, челюсть была человеческая, а мозг – обезьяний, т.е. полная противоположность пилтдаунскому человеку. Все знали, что именно благодаря нашему крупному мозгу мы стали людьми, поэтому, естественно, находка в Пилтдауне казалась более правдоподобной.

Третья проблема: череп австралопитека принадлежал маленькому ребенку, и некоторые критики указывали на то, что сходство с человеком может оказаться ошибочным, потому что в» процессе взросления вполне могли бы проявиться основные обезьяноподобные черты. Дарт, утверждали они, нашел череп детеныша какой-то необычной обезьяны и совершил грубейшую ошибку.

К тому же в то время крепло убеждение, что истоки человеческой расы нужно искать в Азии, родине многих древних цивилизаций. Находка окаменелого зуба в Пекине, сделанная одновременно с открытием Дарта, казалось, подтверждала эту идею, а обнаруженный Дартом череп в Таунге просто не укладывался в данную гипотезу. Сначала ребенок из Таунга, конечно же, вызвал сенсацию, но преимущественно как предмет насмешек в комиксах и эстрадных выступлениях.

Дарт, отчаявшись, оставил свои изыскания. Через 30 лет наконец было признано, что ребенок из Таунга – действительно великая находка. Частично это объяснялось тем, что в 1953 году были обнародованы доказательства того, что череп из Пилтдауна – искусная подделка, изготовленная неизвестными мистификаторами в гнусных целях^{260}.