Текст книги "Происхождение гор и материков"

Автор книги: Владимир Обручев

сообщить о нарушении

Текущая страница: 2 (всего у книги 3 страниц)

III. КАК ОБРАЗОВАЛИСЬ МАТЕРИКИ?

1. ОБРАЗОВАНИЕ ЗЕМЛИ И ПЕРВОБЫТНЫХ МАТЕРИКОВ

Отдельные горы, горные цени и целые горные системы располагаются на материках, т. е. в Европе с Азией, Африке, Америке, Австралии и Антарктиде, а также на многочисленных островах. Чтобы объяснить, как образовались материки, нужно рассказать сначала о том, как образовалась наша Земля.

Об этом учёными высказано несколько научных предположений. Все эти предположения сходятся на том, что Земля в известный период своего образования представляла шар, расплавленный полностью или только с поверхности. Этот шар обращался вокруг Солнца и вращался вокруг своей оси. При этом наиболее тяжёлые частицы веществ, составляющих Землю, стягивались к центру шара, а более лёгкие оставались на его поверхности. Эту огненно-жидкую Землю окружала атмосфера, сильно отличавшаяся от того воздушного слоя, который окружает Землю сейчас: она содержала большое количество паров и газов, выделявшихся из расплавленных масс, и оказывала огромное давление на поверхность Земли.

Постепенно поверхность шара-Земли охлаждалась; в результате этого охлаждения образовалась тонкая кора из более лёгких веществ. Таким же образом возникает корка при плавке руды в металлургических печах, когда более лёгкие вещества всплывают наверх и, застывая, образуют так называемые шлаки. Вначале тонкая земная кора постоянно прорывалась мощными извержениями раскалённых масс из более глубоких слоёв земного шара, которые выбрасывались в атмосферу в виде гигантских факелов. Под влиянием вращения Земли образовавшиеся шлаковые поля собирались в скопления, представлявшие первые материки. Рядом с ними простирались огромные моря из расплавленной лавы.

В то время огненно-жидкая Земля вращалась вокруг своей оси гораздо быстрее, чем теперь, и поэтому она имела форму сильно сплющенного шара. В результате этого вращения лёгкие и подвижные массы лавы стягивались к экватору. В одном месте масса лавы образовала большой сгусток, который постепенно оттягивался и, наконец, совсем оторвался от Земли.

Так образовалась наша Луна. Учёные предполагают, что Луна оторвалась с того места, где теперь расположен Тихий океан, занимающий почти целое полушарие Земли.

Луна является спутником Земли. Она обращается вокруг Земли и вместе с нею обращается вокруг Солнца.

2. ЗЕМЛЯ ПОКРЫВАЕТСЯ ТВЁРДОЙ КОРОЙ

Между Луной и Землёй возникло сильное притяжение, которое вызывало сильные приливы лавы; эти приливы постепенно замедляли вращение Земли. На поверхности Земли охлаждение продолжалось; толщина и площадь шлаковой коры увеличивались. Но разрывы в земной коре и излияния жидкой лавы на поверхность Земли не прекращались, а только постепенно становились более редкими и слабыми. Наконец вся поверхность Земли покрылась корой, на которой наметились выпуклости и впадины. Эти выпуклости были будущие материки, а впадины – будущие океаны; самая крупная впадина была на том месте, откуда оторвалась Луна.

Постепенно остывала и атмосфера, в которой стали сгущаться водяные пары. На Землю начали выпадать горячие дожди, вода заполняла впадины, но быстро испарялась. Воздух был насыщен электричеством, и человеку теперь трудно себе представить, какие сильные грозы проносились в то время над Землёй, какие молнии рассекали густые тучи и ударяли в земную кору. Пелена туч закрывала Солнце, и под их покровом в страшных грозах и бурях формировались первые материки и моря Земли.

Так продолжалось в течение многих веков. Поверхность земной коры, вода морей и атмосфера всё более охлаждались, атмосфера постепенно очищалась от сплошных туч.

Вода в океанах была уже солёной, так как первые же дожди принесли из атмосферы различные соли, которые выделялись ранее в газообразном состоянии из расплавленных масс. Дожди, а также огромные прибои волн при сильных приливах, вызванных Луной, начали разрушать берега и поверхности материков; в результате этого в морях и океанах стали отлагаться первые осадочные породы. Но земная кора была ещё недостаточно толста и прочна; она разрывалась то тут, то там, и лава разливалась большими потоками по суше, часто достигая берегов морей.

Огромные взрывы и облака паров сопровождали соприкосновение горячей лавы с водой.

3. В ЗЕМНОЙ КОРЕ ОБРАЗУЮТСЯ НЕРОВНОСТИ

Это первобытное состояние Земли, на которой ещё не было никакой жизни, тянулось очень долго. Материки представляли собой поля застывшей лавы; из трещин в разных местах этих полей вырывались пары и газы. В морях вода была ещё горяча, густой воздух насыщен парами, мрачные тучи часто застилали небо, скрывая надолго Солнце, молнии беспрерывно сверкали, освещая своими вспышками тёмные дни и чёрные ночи. То тут, то там разражались страшные ливни, потоки воды стекали с материков в моря, а на берегах бушевали громадные волны прибоя. Эти потоки приносили с собой частицы песка, ила, глины, и на дне морей и океанов постепенно накоплялись слои осадочных пород.

Но всё чаще проглядывало Солнце, реже свирепствовали грозы и бури, остывали водные бассейны, и в них появилась первая жизнь – простейшие организмы в тёплом первобытном океане.

Поверхность первобытных материков представляла собой, как мы видели, затвердевшую лаву. Теперь остатков этих первых изверженных горных пород нигде нельзя увидеть – они давно уже погребены или совершенно изменились вследствие движений земной коры, которые никогда не прекращались и не прекратятся.

Вначале в результате этих движений происходили лишь разрывы тонкой коры, дававшие выход расплавленной лаве на поверхность Земли. При этих разрывах одни участки коры поднимались, наклоняясь в ту или другую сторону, а другие опускались, и выливавшаяся лава затопляла и перекрывала их, выравнивая тем самым поверхность Земли. Но позже, когда в морях и океанах накопились толщи слоистых осадочных пород, движения земной коры стали заметно изменять поверхность земного шара – на нём стали образовываться неровности. Эти движения учёные назвали горообразовательными.

4. ГЕОСИНКЛИНАЛИ – РОДИНА ГОР

Одни площади земной коры оказались более устойчивыми – они слабо поддавались горообразовательным движениям; другие же были менее устойчивые, подвижные, и движения земной коры сильно их изменяли. Такие подвижные площади учёные назвали геосинклиналями.

Геосинклинали почти всюду были затоплены водой и располагались или внутри материков или на их окраинах. В первом случае это были внутренние моря (рис. 7, а), а во втором – граничащие с материками неглубокие части океанов (рис. 7, б).

Геосинклиналь – это площадь, наполненная осадками горных пород очень большой толщины. Эти осадки смогли накопиться именно потому, что дно геосинклинали неустойчиво и легко поддаётся колебаниям земной коры. Если бы геосинклиналь не была такой подвижной, то она скоро заполнилась бы осадками, которые, достигнув уровня моря, превратили бы море в сушу, вода высохла бы и дальнейшее накопление осадков прекратилось. Но дело происходило не так. Дно геосинклинали то поднималось, то опускалось (каждое такое колебание происходило в течение многих веков). Поднимаясь, геосинклиналь выкосила вверх из морских глубин массы осадочных горных пород. Опускаясь, она прятала их снова под воду, и новые осадки наслаивались на дне, чтобы спустя тысячелетия выйти на поверхность ещё более мощным слоем.

Рис. 7. Разрез геосинклинали; а – внутренняя геосинклиналь; б – геосинклиналь в океане около материка. Цифрами 1–2 показан уровень моря. 3 – толща осадков.

Большинство геосинклиналей представляло, судя по составу осадков, дно морей сравнительно небольшой глубины. Они получали материал, сносимый реками с прилежащих гор, расположенных на берегу моря, а также материал, уносимый прибоем при размыве берегов.

Геосинклинали продолжают своё существование и сейчас. Современными внутренними геосинклиналями являются, вероятно, моря: Средиземное, Чёрное, Каспийское и другие, а окраинными – моря: Охотское, Японское, Китайское, Караибское, широкое прибрежное дно Северного Ледовитого и Атлантического океанов, глубокие впадины дна вдоль Японии и проливы между Зондскими островами.

Большие толщи осадочных пород, отложенные в геосинклиналях, при горообразовательных движениях поднимались и образовывали горные цепи или целые системы горных хребтов, в основании которых находилась площадь материков. Так, постепенно, в течение длинной истории развития нашей Земли первобытные материки видоизменялись при горообразовательных движениях. Современные материки поэтому состоят из площадей, присоединявшихся друг к другу в разное время при этих движениях.

Теперь, познакомившись с образованием материков, мы можем перейти к рассказу о том, как образовывались на них горы.

IV. КАК ОБРАЗОВАЛИСЬ ГОРЫ?

1. ЛЕГЕНДЫ ОБ ОБРАЗОВАНИИ ГОР

Вопрос, как образовались горы, занимал людей уже в древние времена, но ответить на него они не могли, так как слишком мало знали состав и строение земной коры. Поэтому они думали, что громады, подпирающие облака, создали боги или духи. Люди верили, что боги строили горы для того, чтобы поддерживать небесный свод. Мы уже говорили о горе Олимп, на которой, по преданиям, жили боги древней Греции. Люди думали также, что горы не прикреплены к одному месту и что боги могут брать их и бросать друг в друга во время своих битв.

У жителей Камчатки существует следующее предание о горе Шивелуч. Эта гора – вулкан; он стоит совершенно обособленно от других вулканов Камчатки. Местные жители-камчадалы верят, что когда-то этот вулкан находился среди других вулканов на месте нынешнего Кроноцкого озера. Но сурки, водившиеся в изобилии в этой местности, так беспокоили вулкан рытьём своих нор на его склонах, что он, наконец, решил от них уйти. Вулкан оторвался от земли, оставив после себя большую впадину, в которой позже накопилась вода и образовалось озеро. Вулкан полетел на север, но при полёте он зацепился за вершину соседней горы и обломал её, а спускаясь на землю, выдавил впадины ещё для двух озёр, прежде чем облюбовал себе место в 220 километрах от старого. На этом новом месте вулкан и укрепился навсегда.

Подобные легенды об образовании гор имеются у многих народов. Они, конечно, не имеют ничего общего с действительным образованием гор.

2. ГОРЫ – МОРЩИНЫ ОСТЫВАЮЩЕЙ ЗЕМЛИ

Многие сравнивают горы на Земле с морщинками, которые образуются на кожуре усыхающего яблока или картофеля. Иногда говорят, что горы на Земле возникли совершенно так же, как эти морщинки.

Это не совсем, верно. Земля не усыхает, а уменьшается в своём объёме, потому что она всё время охлаждается, остывает. Это остывание началось ещё тогда, когда вещество, составляющее Землю, начало сгущаться в клубок раскалённых газов, а затем – в огненно-жидкий шар; оно продолжалось, хотя и более медленно, после образования твёрдой земной коры и происходит также в настоящее время. Вулканы, выбрасывающие раскалённые газы и огненно-жидкую лаву, а также образующие многочисленные горячие источники, постоянно выносят много тепла из земных недр на поверхность, и это тепло теряется для Земли безвозвратно; тепло же, которое дают Земле солнечные лучи, проникает в глубь земной коры только на несколько метров. Таким образом, Земля теряет больше тепла, чем получает, и поэтому медленно остывает.

Извержения вулканов, горячие источники, а также наблюдения в буровых скважинах и глубоких шахтах показывают, что с углублением в земную кору температура горных пород заметно повышается. Это доказывает, что в недрах Земли сохранилось ещё много жара, и это тепло продолжает расходоваться. Но, как известно, всякое тело при остывании уменьшается в своём объёме; уменьшается и земное ядро (внутренняя часть земного шара). Поэтому земная кора, приспособляясь к уменьшающемуся ядру, должна морщиться, её слои образуют складки-морщины, которые и представляют горные цепи. Если вспомнить, что поперечник земного шара равен, приблизительно, 13 тысячам километров, а самые высокие горы достигают только 7–8 километров, то они по сравнению с Землёй являются ничтожными морщинами гораздо меньшими, чем морщины кожуры усохшего яблока.

Это объяснение образования гор ещё очень распространено среди учёных; оно, в общем, правильно, но недостаточно. Образование гор происходит сложнее, чем только что было рассказано. Оно нам станет понятно, если мы познакомимся ближе со строением этих «морщин» или, как называют их учёные, складок земной коры.

3. ЧТО РАССКАЗЫВАЮТ ГОРНЫЕ СКЛАДКИ?

Складки можно очень хорошо видеть и изучать на склонах гор и холмов, в ущельях, в крутых обрывах берегов рек, озёр и морей – вообще почти везде, где выступают слои осадочных горных пород. Именно такие породы, состоящие из отдельных правильных пластов, лежащих друг на друге подобно листам книги, хорошо показывают складчатое образование гор. Пласты первоначально образовывались в воде на дне какого-нибудь водоёма и при своём образовании лежали плашмя – горизонтально или с очень пологим наклоном в ту или другую сторону. Но в горах мы видим, что эти пласты наклонены круто или стоят даже отвесно – «поставлены на голову». Значит, какая-то могучая сила подняла их, сдвинула с места.

Рис. 8. Горные складки.

Проследим за одним и тем же пластом горной породы в складке (рис. 8). Мы увидим, что он поднимается вверх, постепенно перегибается, образуя свод, потом опускается вниз, затем поднимается снова вверх. И все остальные пласты, лежащие под ним и над ним, повторяют то же самое движение. Иногда такая складка бывает совершенно обособленной, одинокой, но обыкновенно за одной складкой следуют другие. Формы складок бывают разные – то плоские (рис. 9, а), то крутые (рис. 9, б), то с плавными перегибами, то с переломами под углом (рис. 9, в). Бывают складки, у которых перегиб обращен не вверх и не вниз, а вбок; такие складки называются лежачими (рис. 9, г). Иногда получается очень сложная складчатость, которую также нередко можно видеть в горах (рис. 9, д); она показывает, что в этом месте земная кора сжималась, морщилась очень сильно, и складки изгибались, образуя горы.

Рис. 9. Различные формы складок: а – плоская; б – крутая; в – с резким переломом; г – лежачая; д – сложная.

Читатель, никогда не бывавший в горах и не видевший этих складок своими глазами, скажет с недоверием: не может этого быть! Пласты таких твёрдых пород, как песчаники, известняки, сланцы, – не бумага, не сукно, не кожа, которые можно гнуть, как угодно. Так раньше думали и учёные и поэтому считали, что складки образовывались в то время, когда горные породы были ещё мягкие и представляли собой песок, глину, ил. Но изучение гор показало, что горные породы действительно изгибались в твёрдом состоянии. Это видно из того, что пласты сильно потерпели при изгибах – они разорваны мелкими трещинами, местами даже раздроблены, а части разорванных пластов нередко отодвинуты друг от друга (рис. 10). Такие разорванные складки можно видеть в горах; сдвиги иногда достигают огромной величины.

Рис. 10. Образование сдвига вследствие разрыва складки. Чёрная прямая линия показывает, по какому направлению происходил сдвиг.

Изгибы твёрдых горных пород объясняются следующим образом. Пласты, поднятые теперь высоко в горах, прежде лежали на большой глубине и находились под давлением всех слоёв, лежащих выше. А под сильным давлением даже твёрдые тела могут менять свою форму. Так, например, свинец под сильным давлением может проходить через узкое отверстие струёй, словно вода, а толстые листы железа, стали, меди изгибаются, словно лист бумаги. Стекло и лёд – очень хрупкие тела, но и их можно изогнуть без всякого разрыва, если давить на них очень медленно и постепенно.

В глубине земной коры горные породы могли очень сильно изгибаться, разрываясь лишь незначительно; конечно, эти изгибы происходили очень медленно. Но когда сила давления была уже слишком большой, то складка разрывалась в том или другом месте и части её надвигались друг на друга, как это мы видели на рисунке 10.

4. СБРОСЫ ЗЕМНОЙ КОРЫ

Разрывы пластов горных пород происходили не только от давления верхних слоёв на нижние. Кроме этих сил давления, сминавших слоистые горные породы в складки, действовали другие силы, поднимавшие расплавленные массы из земных глубин снизу вверх, к поверхности Земли. Они разрывали земную кору большими трещинами, по которым одна сторона поднималась вверх или другая опускалась вниз, Такие разрывы и перемещения земной коры называются сбросами (рис. 11); их можно видеть нередко и в горах, и в рудниках как рядом со складками, так и в таких местностях, где складок нет. Сбросы хорошо знакомы и рудокопу, и углекопу по горькому опыту. Встречая трещину, по которой произошло смещение, он видит, что пласт угля или жила с рудой за трещиной внезапно исчезают, как обрезанные, и забой упирается в пустую породу. Исчезнувшее продолжение пласта или жилы приходится искать вверху, внизу или сбоку.

Рис. 11. Сброс. Пласты, составляющие до разрыва одно целое, заштрихованы одинаково.

При сбросах перемещаются иногда целые участки, огромные глыбы земной коры; они также образуют горы, но эти горы иного вида, чем те, которые получаются при образовании складок.

Разрывы земной коры глубокими трещинами создавали для расплавленных масс, находящихся на глубине, удобные пути для подъёма вверх; по трещинам разрывов им была приготовлена более лёгкая дорога. Расплавленные массы пользовались этой дорогой и проникали на поверхность Земли, создавая вулканы, или останавливались на некоторой глубине, где застывали, образуя массивы глубинных пород. Вот почему вдоль больших трещин, рассекающих земную кору, мы особенно часто видим потухшие и действующие вулканы. Такие местности, где земная кора сильно прорезана трещинами и где много вулканов, мы видим вдоль берегов Тихого океана, – там тянутся длинной цепью огнедышащие горы.

5. КАКИЕ СИЛЫ ОБРАЗОВАЛИ ГОРЫ?

Теперь мы знаем, как образовались горы, как они поднялись наверх. Остаётся ответить на вопрос – какими силами созданы эти неровности на поверхности материков?

Научных предположений (или, как их называют учёные, гипотез) о причинах образования гор имеется несколько. Рассматривать все эти гипотезы мы здесь не будем – это потребовало бы много времени. Мы ограничимся изложением одной гипотезы, предложенной советским учёным Усовым и американским геологом Вечером. Эту гипотезу называют «пульсационной» от слова «пульсировать», т. е. действовать толчками. Она состоит в следующем.

Хорошо известно, что все тела при нагревании расширяются, а при охлаждении сжимаются. Это относится и к частицам веществ, из которых состоит Земля.

Так как земной шар всё время остывает, то его частицы сжимаются, притягиваются друг к другу. Это сжатие вызывает более быстрое движение частиц; учёные установили, что такое усиление движения ведёт к повышению температуры, к нагреванию тел. А это нагревание вызывает расширение тел и отталкивание частиц друг от друга. Таким образом, в недрах Земли с начала её образования и по настоящее время идёт борьба сил притяжения и отталкивания частиц. В результате этой борьбы твёрдая земная кора колеблется, на её поверхности создаются все те неровности, о которых мы говорили. По теории Усова-Бечера, сжатие и расширение происходят не одновременно, а поочерёдно, в виде толчков – земные недра «пульсируют». Вслед за резким сжатием обычно наступает и более или менее резкое расширение. Складчатость горных пород вызвана сжатием их в геосинклиналях, а поднятие складчатых толщ из геосинклиналей и превращение их в горные цепи происходит при расширении, сменившем сжатие.

В земной коре периоды (времена) сжатия выражаются различным образом в разных её частях: в геосинклиналях, где накопились мощные толщи осадочных пород, сжатие создаёт сильную и сложную складчатость; в устойчивых же местах происходит выдвижение отдельных глыб по трещинам разрывов. Периоды растяжения земной коры при расширении ядра Земли также вызывают различные последствия: устойчивые места рассекаются новыми трещинами разрывов, старые трещины расширяются, и по тем и другим на поверхность изливаются вулканические горные породы; отдельные глыбы и площади поднимаются. В геосинклиналях толщи осадочных пород, сильно сжатые в период сжатия, выпячиваются вверх и образуют горные цепи, а по трещинам в эти толщи из глубин проникают расплавленные массы и образуют массивы и жилы глубинных пород, частью также достигая поверхности и создавая вулканы.

Изучение строения гор в разных странах показало, что периоды сильного сжатия и образования складок происходят на Земле повсюду почти одновременно и состоят из нескольких отдельных толчков, отделённых друг от друга временами сравнительного покоя. От одного до другого толчка протекает очень много времени.

Последние сильные движения на Земле происходили, как установили учёные, более миллиона лет тому назад.

В настоящее время Земля переживает более спокойный период, но точные наблюдения показали, что слабые движения земной коры ещё продолжаются. Измеряя уровень океанов, учёные установили, что в одних местах происходит поднятие берегов, в других – опускание их.

На склонах речных долин образуются так называемые террасы, т. е. ступени, которые образованы благодаря поднятию местности, вызвавшему увеличение уклона русла рек и поэтому усиление размывающей силы воды и новое врезание русла в старые отложения той же реки или в коренное дно долины. Наконец, сильные землетрясения, происходящие в разных странах время от времени, несомненно имеют причиной внезапное смещение толщ в глубине коры, а временами повторяющиеся извержения одного и того же вулкана доказывают, что слабые движения земной коры происходят и теперь.

На месте внутренних и прибрежных геосинклиналей возникают горы, которые присоединяются к материкам и увеличивают их размеры; это повторяется при каждом периоде расширения, так что в течение таких минувших периодов материки постепенно нарастали.

С другой стороны, большие площади земной коры могут опуститься ниже уровня океана и затопиться морем; возле горной цепи, поднявшейся из геосинклинали, образуется новая впадина, которая также может быть затоплена водой. Происходят наступления моря на сушу и его отступления при поднятии земной коры и превращении геосинклиналей в горные сооружения. Так идёт постоянная борьба между сушей и водой.

Исследования показали, что в общем площадь материков значительно увеличилась против первоначальной.