Текст книги "100 великих рекордов стихий"

Автор книги: Николай Непомнящий

сообщить о нарушении

Текущая страница: 11 (всего у книги 34 страниц) [доступный отрывок для чтения: 13 страниц]

ПЛАНЕТАРНЫЙ МАСШТАБ

Гравитационный сепаратор

Контракционная гипотеза до поры до времени устраивала большинство учёных, исследующих земные недра. Один-единственный процесс – контракция (сжатие) – объяснял, как был сформирован многообразный лик Земли и её недра, как образовались полезные ископаемые.

Чтобы пояснить гипотезу контракции, обычно говорят о печёном яблоке. Представьте, что такое яблоко положили остывать. Оно уменьшается в размере, сморщивается…

Быстрее всего остывали поверхностные слои Земли. Когда они охладились до температуры окружающей среды, то перестали уменьшаться в объёме. Внутренние же части планеты оставались горячими и продолжали охлаждаться, а значит, и сжиматься. Земная кора оказалась слишком просторной для внутренних частей и как бы повисла над ними.

В земной коре возникли так называемые тангенциальные усилия, сжимающие земную кору в складки, вызывающие колебательные движения, подъём магмы, разрывные дислокации…

Итак, жаркая Земля скрылась за холодной коркой и напоминает о своей тепловой мощи извержениями вулканов и землетрясениями. Такова гипотеза контракции, сформулированная в XIX веке Э. де Бомоном.

Довольно долго и благополучно прожила эта гипотеза. А потом вдруг обнаружилось, что на самом деле всё было не так. Не стоит приводить многочисленные возражения против гипотезы контракции. Её отвергли, и сегодня мало кто из специалистов рискует защищать её. Но с сочувствием вспоминать эту гипотезу продолжают: она была стройной, цельной, объясняла почти все явления, с которыми сталкивались некогда геологи и геофизики. И главное – контракция связывала воедино тектонический и магматический процессы. Отвечала за стихии!

Гипотеза контракции была отвергнута, но ей сумели найти замену. Как и положено в «междуцарствие», появились претенденты на «престол». Одна партия развивала идею о том, что главные движения в земной коре и верхней мантии – это вертикальные. Их изучение поможет понять внутреннее устройство Земли и заполнить от начала до конца её биографический листок. Противная партия считала, что горизонтальные движения являются ключом к познанию глубин. Дрейфующие континенты А. Вегенера – под таким флагом объединились поначалу сторонники «неспокойной» мобилистской партии. Появились также гипотезы пульсирующей Земли, расширяющейся и т. д. Но им всем не хватает цельности, свойственной отвергнутой гипотезе де Бомона.

Один из известных тектонистов профессор Ю. Шейнманн так формулирует задачу: «На основе предложенной Е. Артюшковым гипотезы попытаться подойти к построению единой картины истории и эволюции Земли, такой картины, которая могла бы претендовать на роль, аналогичную роли гипотезы контракции, выдвинутой более 140 лет назад Э. де Бомоном».

Е. Артюшков – физик-теоретик, окончивший Московский университет в 1961 году. Его кандидатская диссертация была посвящена теории плазмы, докторскую диссертацию он защитил уже по теории геологической эволюции Земли.

Отправная идея Е. Артюшкова очень проста.

Земной шар состоит в основном из плотного жидкого ядра и более лёгкой твёрдой мантии. Между тем первоначальная Земля была однородной по составу. Во всяком случае, к этому сегодня склоняется большинство исследователей. Газопылевое облако, вращавшееся вокруг Солнца, гигантский сгусток метеоритов – нам сейчас неважно, из чего состояла «Праземля». Важно, что она была в основном однородной. Но позже появились ядро и мантия, резко различающиеся по плотности. Как и где произошло их разделение? Какие силы совершили это?

Силы гравитации! Тяжёлые вещества стремятся опуститься в поле силы тяжести вниз, лёгкие – подняться.

Могут ли подобные перемещения происходить в мантии? Расчёты показали, что могут, но уж очень медленно. Скорость частицы не превысит 10 в минус десятой сантиметра в год. Один сантиметр – за десять миллиардов лет! Слишком высока вязкость мантии, вряд ли в ней проходило гравитационное разделение.

А в ядре? Вязкость ядра намного меньше, чем мантии. Снова расчёты, и скорость получается равной сантиметру в год и более. Этого уже вполне хватает для быстрой дифференциации. И, кроме того, в ядре достаточно высока температура, чтобы вещество плавилось – переходило из твёрдого состояния в жидкое. И нужно ещё, чтобы в жидкое состояние перешла чуть ли не половина вещества.

Нижняя мантия сложена силикатными породами. Заключённое в ней ядро – также силикатное, но силикаты находятся в нём в особом состоянии: их электроны сильно сжаты, приближены к атомному ядру, как у металлов.

Есть и другая гипотеза: о полностью железном ядре и нижней силикатной мантии. В настоящее время трудно отдать предпочтение одному из этих предположений: слишком мало данных о составе и строении глубоких недр Земли. Но для наших рассуждений и неважно, как в точности обстоят дела на глубине – в любом случае это не противоречит гипотезе Е. Артюшкова.

Допустим, что ядро сложено силикатами. На границе между ним и нижней мантией температура достигает нескольких тысяч градусов, а давление 1,5 тысячи килобар! В таких условиях легко происходят фазовые переходы: твёрдые силикаты нижней мантии переходят в жидкое состояние. Более тяжёлые компоненты тонут. Они проходят разжиженный слой, попадают в ядро и опускаются в нём до тех пор, пока не встретят равное по плотности вещество. Тут пришельцы останавливаются и постепенно уравниваются с ним во всём. Возможно, что самые «весомые» из них доходят до более тяжёлого внутреннего ядра, о существовании которого говорит ряд учёных. Лёгкие компоненты тем временем всплывают. Подъём кончается у подошвы нижней мантии. Поднимающееся вещество наталкивается на неё, как вода на запруду, и здесь скапливается.

Можно сказать, что на границе раздела ядра и нижней мантии работает своеобразный гравитационный сепаратор. Его технологический цикл: перевод твёрдого материала в жидкий, а затем разделение. Так, по мнению Е. Артюшкова, была переработана (и перерабатывается сегодня) часть объёма нижней мантии.

Из всех оболочек земного шара только нижняя мантия является однородной по составу. Не она ли представляет сейчас первичное вещество нашей планеты, вернее то, что от него осталось? Гравитационная конвекция разделила это вещество в глубинах ранней Земли. Мы видим, как она создала жидкое и тяжёлое ядро и, наверное, способствовала появлению верхней мантии и земной коры; на формирование последних пошёл тот лёгкий материал, который скапливался у подошвы нижней мантии. Но как он проник сквозь нижнюю мантию и попал в верхние сферы земного шара?

В физике известен опыт: если тонкий слой жидкого вещества снизу нагревать, а сверху охлаждать, в нём появятся конвекционные ячейки, например, шестигранники. В них будет совершаться круговорот вещества: нагретое, как более лёгкое, – наверх, более холодное – вниз. Подобный процесс, возможно, происходит и в земных глубинах.

Всплывший после разделения материал расположился прямо под нижней мантией, как более лёгкий. И выходит, что в нижней мантии в результате высокого давления возникает ситуация, о которой мы говорили выше. В нижней мантии должна начаться тепловая конвекция, должны появиться гигантские конвекционные ячейки. По их краям лёгкий материал будет подниматься наверх. Правда, говорит Е. Артюшков, возможен иной способ подъёма – «каплями», будто воздушными шарами. Но данных о нижней мантии так мало, что отдать предпочтение тому или иному виду «транспорта» пока трудно.

Пройдя нижнюю мантию, лёгкий материал доходит до верхней. Здесь он уже обязательно делится на отдельные «капли», чтобы продолжить путешествие дальше. Размер «капель» – до сотен километров. Во время пути наверх они не успели остыть и, ещё разгорячённые, попали в верхнюю мантию – словно угли, выброшенные в остывшую золу.

Но условия в верхней мантии уже другие – давление меньше, чем на той глубине, откуда поднялся материал. Точка плавления веществ ниже. И если раньше при определённой температуре они не плавились, то сейчас при тех же градусах уже не могут устоять. Происходит снова плавление и снова разделение на тяжёлые и лёгкие компоненты. И так до тех пор, пока «угли не прогорят и не обратятся в золу». Самые лёгкие компоненты смогут подняться к разделу Мохоровичича, находящемуся между корой и верхней мантией. Гравитационная конвекция производит сортировку вещества и здесь.

По подсчётам Е. Артюшкова, каждые 200 миллионов лет в верхнюю мантию внедрялось огромное количество лёгкого вещества – около 10 в двадцатой степени граммов. Из него были сформированы верхние сферы Земли.

Как видите, эта новая гипотеза унаследовала лучшее от гипотезы контракции – в один процесс объединены магматические превращения и тектонические передвижения! Поднимающийся материал по своим свойствам напоминает магму. Она внедряется в недра Земли, образуя породы и различного типа месторождения, в то же время создаёт тектонические перемещения, приподнимая и раздвигая окружающие породы.

Гипотеза Е. Артюшкова не получила ни одного возражения со стороны специалистов.

…В недавнее геологическое время мощные ледники захватили часть суши, в том числе Фенноскандию и Канаду. Под их тяжестью земная кора сначала прогнулась, а затем, когда ледник отступил, выпрямилась. Будто специально природа поставила этот грандиозный эксперимент – представился случай узнать новое о свойствах верхней мантии. Геофизики, в частности, определили вязкость верхней мантии – до 1000 километров вглубь она постоянна.

Е. Артюшков, изучая движение верхних земных слоёв под нагрузкой и без неё, обратил внимание, что вскоре после освобождения ото льда подъём на отдельных участках происходил очень быстро – со скоростью больше 10 сантиметров в год. В дальнейшем скоростные участки подстраивались под общий, гораздо более медленный подъём. Так, глубокий прогиб в центральной Фенноскандии выровнялся за какие-нибудь 700 лет. А всему понижению потребовалось 10 тысяч лет, чтобы вернуться близко к первоначальной позиции.

Гидродинамические расчёты показали, что подобная картина может наблюдаться только при одном условии: в верхней мантии должен находиться слой, в тысячу раз менее вязкий, чем окружающие его породы. Роль этого слоя, по-видимому, исполняет астеносфера, лежащая на глубине 80–200 километров. Существование такой астеносферы давно предполагают геофизики.

…Замечено, что земная кора вертикально движется на платформах со скоростью нескольких миллиметров в год, редко достигает 1 сантиметра в год. В горах скорость возрастает в несколько раз. Но в среднем за десятки миллионов лет всегда получаются всё же много меньшие значения, иногда в тысячу раз. Геологи пришли к выводу, что земная кора движется в вертикальном направлении с перерывами. Она то поднимается, то опускается через каждые 1000–10 000 лет.

Геологов это смущало – предполагаемые ими источники тектонических движений действуют в одном направлении несравненно большие сроки.

Как объясняет это затруднительное обстоятельство гипотеза Е. Артюшкова? Предположим, что снизу в астеносферу упёрся крупный блок, скажем, порция лёгкого материала из глубин. Вещество астеносферы, поскольку оно имеет пониженную вязкость, начинает растекаться в стороны. Ведь на ней лежат более плотные слои. Они также не остаются спокойными – приподнимаются, но слегка, поскольку основное усилие пришлось на астеносферу. Блок продолжает двигаться наверх с переменной скоростью (именно так происходят тектонические перемещения). Когда его движение замедлится, астеносфера начнёт медленно растекаться по сторонам, а литосфера медленнее приподниматься. Может даже случиться так, что блок будет подниматься совсем медленно, вещество астеносферы – медленно растекаться, а вспухание литосферы в этом месте прекратится. Усилие полностью погаснет в слое пониженной вязкости. Не испытывая подпора снизу, выпуклость в литосфере опадёт. Так объясняет Е. Артюшков частые смены в направлении движения земной коры.

Астеносфера – своего рода буфер в недрах Земли, она гасит мощные движения в верхней мантии. Если там перемещения достигают десятков километров, то в литосфере – это в лучшем случае один сантиметр.

В последние десятилетия было установлено: на дне океанов существуют горные системы, не менее величественные, чем на континентах. Их длина 60 тысяч километров, а по площади они занимают 30 % поверхности земного шара. Хребты проходят посредине океанов и окаймляют материки.

Срединно-океанические поднятия – одна из самых волнующих проблем современной геологии. В ней намёк для учёных: земная кора сконструирована по единому плану! Ведь подводные горы опоясывают весь земной шар.

Особую остроту придают проблеме рифты. Так называется система неглубоких и нешироких впадин, идущих по верхней части подводных хребтов – вдоль гребня и недалеко от него. Словно гигантский скребок процарапал их здесь. Причём рифтовые впадины встречены и в наземных горах. Например, в Восточной Африке, на западе Северной Америки. Байкальская котловина – тоже рифт.

Рифтовый пояс отличается также необычной активностью земных недр, расположенных под ним: всегда повышена его вулканическая, сейсмическая и тектоническая деятельность, вещество мантии здесь имеет пониженную плотность, магнитные поля аномальны, электропроводность и тепловой поток завышены по сравнению с обычными.

Происхождение рифтовых впадин – одна из главных загадок в геологии. Какой скребок так аккуратно прошёлся по верхам, почти не тронув склоны, не говоря уже о более низких местах? Вот, например, Байкальская впадина. Её средняя глубина 5 километров, средняя ширина 45 километров! Она расположена на поднятии сводового типа.

Лёгкий материал из глубин доходит до астеносферы и, подпирая её, продолжает подъём. При этом она начинает растекаться по сторонам.

Но над астеносферой лежит более вязкая земная кора. Она сдерживает движение астеносферы, не даёт ей растекаться. Особенно сильное противодействие там, где в земной коре должна появиться «шейка». Анализ показывает, что в этой точке возникают очень сильные напряжения – менее вязкий слой увлекает за собой кору. Кончается это лишь одним – разрывом.

Астеносфера получает возможность быстро разойтись по сторонам. Земная кора вновь не успевает за астеносферой. Та уже частью оттекла оттуда, где «шейка», а кора ещё и не опустилась. Она как бы теряет опору, разламывается на отдельные блоки. Между ними появляются зазоры, напряжения возрастают до 1000 кг/кв. см. И в результате – новые деформации и дополнительные разломы, которые характерны для рифтовых впадин. Вновь подтверждается не последняя роль астеносферы в формировании земной поверхности. Срединно-океанические поднятия, по мнению Е. Артюшкова, возникли благодаря лёгкому материалу, поднявшемуся из глубин. Этот материал проникал прямо под океаническую кору – на глубину 12–15 км и нагревал её. Нагрев делает вещество менее вязким, более податливым. Именно поэтому земная кора ослабевала в зоне поднятий!

О присутствии лёгкого материала сигнализирует и повышенная активность рифтовых зон. Аномалии тектонические, вулканические, магнитные – всё можно без натяжек приписать ему. А сильный тепловой поток – это прямое указание на породы, которые приходят наверх всё ещё горячими. Породы Байкальского поднятия грелись бы в приповерхностных условиях сотни миллионов лет, чтобы достичь нынешней температуры. Но возраст поднятия не более 20 миллионов лет. Выходит, не здесь они приобрели самую высокую температуру – где-то глубже…

Итак, первоначально Земля была холодной и состояла из однородного вещества. Потом в её глубинах заработал «гравитационный сепаратор». Он выделил тяжёлые вещества для ядра планеты и более лёгкий материал для верхних сфер Земли. Лёгкий материал всплыл наверх и образовал верхнюю мантию и земную кору.

Горячие «капли» лёгкого материала, попадая в верхние слои земного шара, образовали различные типы пород и руд. Они же являются и возмутителями спокойствия в земной коре, создавая тектонические перемещения. Астеносфера смягчает их воздействия на земную кору. Они же возвели срединно-океанические хребты, опоясывающие весь земной шар. Они же способствовали образованию рифтовых долин.

Похоже, идеи Е. Артюшкова способны объединить в одну теорию все особенности развития и жизни планеты Земля.

Самый главный строитель земной коры

Земная кора лежит на породах верхней мантии, между ними существует обмен глубинным веществом. От этой идеи геологи никак не могут отказаться, хотя многое против неё.

А за неё… не будем приводить все доводы, достаточно одного элементарного расчёта.

Каждый год реки отбирают у континентов 12 куб. км твёрдого вещества. В виде суспензии всего они уносят 35,4 x 10 в 9-й степени тонн. Через миллиард лет это составит полуторный объём всей земной коры! А для суши достаточно 10 миллионов лет, чтобы она смылась, растворилась и уплыла вместе с речной водой в океан.

Между тем материки существуют и существуют подолгу.

Может быть, раньше континенты были выше? Нет, предел прочности горного материала не допускает сооружений высотой более 10 километров. Таких гор и не имеется на Земле.

Говорят, что убыток, наносимый реками, компенсирует метеоритное вещество. Недостачу, так сказать, восполняет космос. Подсчитан размер компенсации: до 10 тысяч тонн за год – жалкая подачка по сравнению с тем, что забирает речной снос.

Есть и другие предположения о восполнении убытков, указывающие на верхнюю мантию как на источник компенсации.

Американец Даттон подошёл к вопросу о компенсации сточки зрения теории изостазии, созданной им в конце позапрошлого века. Даттон писал, что «материки становятся легче вследствие смыва с них части вещества и поэтому… всплывают. Побережья океанов, наоборот, всё время нагружаются и, следовательно, должен возникнуть настоящий приток вещества из областей, перегруженных осадками, к областям, облегчённым эрозией».

Но такой круговорот невероятен. Лёгкое вещество, смываемое с материков, не может погрузиться в более плотное вещество мантии, которое резко отличается от материкового по составу и плотности.

Чтобы круговорот, по Даттону, стал возможен, необходим глубинный «сепаратор» (и достаточно мощный), который превращал бы плотное вещество верхней мантии в лёгкое – материковое и, наоборот, лёгкое вещество, находящееся на дне океанов, – в более плотное, способное проникать в вещество мантии.

Согласно гипотезе доктора технических наук С. Григорьева, в глубинах Земли обязательно должны быть слои с температурой 374,15 °C. Это критическая температура, выше которой вода превращается в пар, какой бы величины при этом ни достигало давление. Трудно, конечно, предположить, что в недрах свободно путешествует обычная вода. Скорее всего, она образует растворы, что существенно меняет дело. Скажем, критическая температура пятипроцентного раствора солей равна 410 °C. Поэтому вода превращается в пар не на том уровне, где господствует температура 314,15 °C, а ниже – там, где температура достигает 425–450 °C.

Попробуем представить, что происходит в земных слоях между интервалами с температурой 374 °C и 425–450 °C. Под действием сил гравитации атмосферная вода проникает вниз – по трещинам, порам, пустотам – сквозь толщу континентов. Количество спускающейся воды ежегодно составляет (100–200) x 10 в 19-й степени тонн. Это не так много, как может показаться. Достаточно, чтобы за год через каждый квадратный метр суши просачивался всего только один литр воды. Для этого не требуется особой проницаемости пород. Предположим, что вся земная кора сложена из водоупорных глин. Но и тогда вода будет поступать в прежних количествах.

…Растворы минуют рубеж в 374,13 °C и у температурного рубежа в 425–450 °C переходят в парообразное состояние. Но для пара писаны свои – газовые законы. Пар стремится расшириться. В нашем случае он идёт вверх, потому что вышележащие породы менее плотные, а значит, более проницаемые. Но, переступив верхнюю границу – 374,15 °C, пар вновь превращается в воду, а вода, образуя растворы, вновь начинает движение вниз.

Так водные растворы всё время стремятся вниз, превращаются в пар, пар идёт наверх, переходит в водные растворы и т. д. По С. Григорьеву, это извечный процесс, протекающий в земных недрах. Он, вкратце, и составляет суть гипотезы, на которой основаны все построения автора.

В круговорот воды вовлекается целый ряд химических элементов. Прежде всего это относится к соединениям магния, железа и кальция – наиболее легко растворимых элементов. Вода на пути вниз прихватывает их с собой. Попадая в зону критических температур, она от них освобождается. Происходит выпадение минералов, содержащих магний, железо и кальций.

Оставив груз, растворы вновь переходят в пары, устремляются наверх. Но и в этот путь они идут не порожняком – выносят кремнекислоту. Пройдя уровень с температурой 374,15 °C, пар обращается в воду, а кремнезём выпадает а осадок.

Итак, соединения магния, кальция, железа, легко растворяясь в жидких растворах, транспортируются к нижней границе, кремнезём доставляется к верхней. Словно гигантская расчёска прочёсывает недра. Это и есть сепаратор, сортирующий вещество на границе между земной корой и верхней мантией. Сортировка происходит повсеместно, в особой оболочке земного шара. С. Григорьев назвал её дренажной. С помощью дренажной оболочки можно объяснить, как происходит обмен веществ между земной корой и верхней мантией.

Речной снос забрал свои 12 куб. км – материк стал легче и всплыл. Вслед за ним поднялись породы мантии. Они оказались в дренажной оболочке – в зоне действия «сепаратора» – и подверглись переработке. В конце концов, пришедшее из глубин вещество разделяется на более лёгкое, которое присоединяется к породам материковой коры, и более тяжёлое, которое переходит в водные растворы дренажной оболочки.

Материал, снесённый с континентов речными водами, попадает на дно океанов – вблизи побережий. Сюда же доставляется вещество из дренажной оболочки. Почему так происходит? Да потому, что давление на растворы дренажной оболочки под материками больше, чем под океанами. Как-никак, материки… Из зоны высоких давлений водные растворы перемещаются по дренажной оболочке в зону более низких – под океаническую кору. Здесь растворы поднимаются вверх – сквозь земную кору, охлаждаются, и из них выпадает ряд элементов. Происходит цементация, уплотнение пород, лежащих на дне океана.

Побережья, непрерывно нагружаемые веществом, становятся тяжелее и начинают опускаться под тяжестью. На пути вещества – дренажная оболочка. Она преобразует его в породы типа базальтов. Однако путь вниз на этом не кончается – нагрузка сверху всё время возрастает. Новое продвижение вглубь через нижнюю границу дренажной оболочки – и новая переделка. На этот раз в породы типа дунитов (оливинов).

Восходящая ветвь круговорота: вещество верхней мантии поступает в материковую кору.

Нисходящая ветвь: материал с континентов отлагается на дне океанов, а затем уходит в мантию.

Ещё раз подтверждаются слова В. И. Вернадского: «Вода стоит особняком в истории нашей планеты. Нет природного тела, которое могло бы сравниться с ней по влиянию на ход основных, самых грандиозных геологических процессов».

В основном гипотеза изложена. Теперь посмотрим, как она отвечает на некоторые вопросы, поставленные вначале. Похоже, что две наиболее известные и по-своему загадочные границы в земной коре образует дренажная оболочка. Речь идёт о разделе Конрада и поверхности Мохоровичича. Плотность пород на этих рубежах возрастает скачком, что отмечают сейсмические волны. Например, пересекая поверхность Мохоровичича, они увеличивают скорость с 6 километров в секунду до 8 километров в секунду.

Поверхность Мохоровичича – нижняя граница дренажной оболочки. Выпадение в осадок веществ, состоящих из тяжёлых элементов, уплотняет породы на этом уровне. У верхней границы дренажной оболочки накапливаются вещества, которые лучше переносятся паром, например кремнекислота. Так возникает граница Конрада.

Критические температуры есть у всех соединений. Это рубежи для них. Жидкие растворы тех или иных элементов не опускаются ниже, а переходят а парообразное состояние.

Критическая температура серы – 1040 °C. Предполагается, что так нагреты породы на глубине 100–200 километров. Именно здесь обнаружен волновод – слой, по которому сейсмические волны распространяются, не рассеиваясь. Может быть, волновод на этой глубине представлен слоем серы? Тем более что в земной коре её мало – 0,1 %. А в каменных метеоритах (их считают сходными по составу с первоначальным веществом Земли) содержание серы достигает 2 %. Если серы в земном веществе также было 2 %, то она, собравшись в волноводе, могла образовать слой толщиной до 85 километров.

Ядро Земли не проницаемо для определённого типа сейсмических волн. Это свойство жидкостей; неудивительно, что есть предположение о существовании жидкого слоя на границе между мантией и ядром. Вероятнее всего, что это слой ртути, критическая температура которой 1450 градусов. Предполагается, что на глубине 3470 километров температура достигает этого уровня. Общее количество ртути в Земле достаточно для того, чтобы образовать на границе ядра и мантии слой мощностью до 55 метров. Распространённая гипотеза о железном ядре Земли согласуется с предположением С. Григорьева. Железо в центре земного шара находится в газовом состоянии. Сжатое газообразное ядро должно обладать одинаковыми свойствами по всем направлениям, что и подтверждают сейсмические наблюдения – продольные сейсмические волны пересекают центральную часть Земли с одинаковой скоростью.

Различные вещества накапливаются там, где господствуют критические для них температуры. Они могут играть роль флюсов, которые снижают температуру плавления вмещающих пород. Расплавленные породы – менее плотные, чем твёрдые. Они попадают под действие механизма так называемой зонной плавки – медленно, но верно поднимаются кверху.

Зонная плавка, по мнению академика А. П. Виноградова, привела к дифференциации вещества Земли. Она даёт наибольший эффект, когда повторяется многократно. Именно флюсы способны раз за разом вызывать появление расплавленных зон: накопление вещества у рубежа с критическими температурами происходит непрерывно. С помощью дренажной оболочки можно объяснить различие материковой коры и океанической. Осадочные породы, слой гранитов, затем базальтов – таков разрез материковой коры. Под океанами граниты, как правило, отсутствуют, осадочные породы лежат прямо на базальтах. Поэтому когда на суше встречают необычно мощные толщи базальтов, то говорят об океанизации коры. Это наблюдается на Восточно-Сибирской низменности, где базальтовый покров занимает 1 млн. кв. км, в Исландии, Индии, Америке.

Напротив, признаки гранитизации на дне морей и океанов указывают на континентизацию.

Граниты – кислые породы, в них много кремнезёма и мало соединений кальция, железа, магния. Базальты – основные породы. Для того чтобы граниты превратились в базальты и наоборот, нужен обмен химическими элементами. Вспомним, что у верхнего рубежа дренажной оболочки – у раздела Конрада – концентрируется кремнезём. Здесь проходит подошва гранитного слоя. У нижней границы дренажной оболочки – у поверхности Мохоровичича – происходит накопление кальция, железа, магния. Здесь кончаются базальты, ниже залегают породы верхней мантии.

Обмен элементами действительно совершается – с помощью дренажной оболочки!

Раздел Конрада служит пограничной полосой – всё, что попадает выше него, превращается в граниты, всё, что ниже, – в базальты. Поверхность Мохоровичича – граница преобразования базальтов в породы верхней мантии и наоборот.

Отсюда следует, что расположение дренажной оболочки выше или ниже по отношению к поверхности Земли определяет мощность земной коры. Под материками она больше, потому что там происходит усиленный отбор тепла. Вода континентов просачивается вниз в большом количестве и под большим давлением, которое зависит от величины водяного столба. Вода охлаждает недра. Слои, где температура становится критической для воды и её растворов, залегают довольно глубоко – на 40, 50 и даже 70 километров. Там же оказывается дренажная оболочка. Она формирует толщи базальтов и гранитов – ту материковую кору, которую мы встречаем под осадочным чехлом континентов.

Чем выше горные системы материков, тем больше напор уходящей вниз воды, тем толще здесь земная кора. Но если напор и проникновение воды уменьшаются, то кора становится тоньше. Дренажная оболочка поднимается ближе к поверхности. И совсем близко она подойдёт к ней, когда в данное место придут из глубин горячие растворы. Поэтому гранитов нет в океанической коре – им просто негде возникнуть. Верхняя часть дренажной оболочки сузилась, её нижняя граница поднялась до глубины 7–8 километров, а верхняя попросту отсутствует. Отсутствует раздел Конрада, минуя который вещество превращается в граниты или в базальты. И действительно, он под океанами нигде не встречен.

Для образования гранитов необходимы кремнезём, доставляемый восходящими водяными парами, и соединения, богатые кальцием, магнием и железом. Их выносят нисходящие водные растворы. Встречное движение происходит только в коре материков, в коре океанов пары и водные растворы движутся вверх.

Подведём итог: кора суши образовалась в результате взаимодействия литосферы с нисходящими нагревающимися растворами, кора океанов – с восходящими охлаждающимися растворами.

Дренажная оболочка, как мы видим, свободно перемещается вверх или вниз в недрах Земли – её положение зависит от перераспределения тепла на глубине. Работа этой оболочки в течение миллиардов лет сформировала ту земную кору, историю которой мы сегодня стараемся выяснить. Но началась работа не сразу – молодая Земля, по-видимому, была одета в кору одинаковой мощности.

Предположим, что градиент температуры мало изменился за прошедшие миллиарды лет. Тогда, в далёкие времена, до 450 °C нагревались слои на глубине 16 километров. Здесь пролегала граница Мохоровичича. Мощность первоначальной коры 16 километров. Сейчас она равна 37 километров на суше, 7 километров – под океанами. Выходит, что за прошедшие тысячелетия кора под континентами опустилась на 21 километр – это мощность охлаждённых пород. Приведённый расчёт – одно из многих подтверждений, убеждающих в существовании дренажной оболочки.

Гипотеза С. Григорьева по-своему решает проблему дрейфа континентов. О ней много спорят на страницах специальных и научно-популярных журналов. Даже неспециалисты знакомы с гипотезой Вегенера и её толкованиями.