Brown & Mussett The Inaccessible Earth 01 Introduction (Д. Браун, А. Массет - Недоступная Земля), страница 4

Полемика между плутонисгами и нептунистамн достигала иногда яростного накала, и с ней, конечно, не мокн ут сравниться споры, происходящие в наше время; в Эдинбурге нсптунисты освистали пьесу, сочиненную одним из пламенных приверженцев Гетгона. Спор между нептунистами и плутонистами еше при жизни одного поколения перешел в другой; в спор катастрофистов с униформисгами, где главныс расхождения касались времени. Нигле Библия не мешала так геологии, как в вопросе о возрасте Земли.

Хорошо гшвестно, что в 1664 г. архиепископ Лшер, современник Ньнжона, подсчитал (опираясь на ' Уильям Окким (ок. 1285-1349)-еюлийский философ-схоласт, сторонник исиояьзоиаиия и науке только тех поиягий, которые исходят ит интуиции и опыта,-!Гриве перев. Священное писание. Перев,), что Земля была создана ровно в 9 часов утра 26 октября 4004 г. до Рождества Христова. Но этот подсчет никак не удовлетворял некоторых геологов, начинавших уже понимать, что ~еологические процессы развиваются медленно и что должно пройти длительное время, чтобы зти процессы смогли воздвигнузь горы. То, что геологические изменения цейс~вительно произошли, отрицать уже было нельзя. Катастрофизм связывал большую часть этих изменений с серией гигантских переворотов, вызванных сверхъестественными силами;между такими «катастрофами» геологические процессы возобновляли свое обычное действие, но производили только слабые изменения.

Преимущество этой теории усматривалось в том, что чрезвычайно большие перемены можно было отнести к очень короткому промежутку времени; тем самым можно было примирить теорию с библейской хронологией. Недостатком же с точки зрения науки было то, что причина «катастроф» оказывалась вне пределов рационального объяснения. Теория униформизма, напротив, делала упор на непрерывность геологических процессов. Гетгон обнаружил геологические несогласия и сделал вывод, что осадочные толщи после своего накопления могли наклоняться и затем подвергаться эрозии в течение очень длительного времени, пока не начинался новый цикл осадконакоплення. Геттону принадлежит формулировка принципа, утверждающего, что в прошлом действовали те же процессы, какие можно наблюдать сеголня: «Настоящее-ключ к прошедшему». Это позволяло рационально объяснить, как образовались горные породы, привлекая вполне вразумительные понятия о силах, влиявших на те условия, которые существовали во время образования пород.

Например, присутствие в породе морских ископаемых остатков показывает, что данный участок суши когда-то располагался ниже уровня моря. Можно построить связную картину прошлой обстановки и проверить ее на внутреннюю соггшсованность; следовательно, это очень эффективный мезод исследования, Идеи униформизма были развиты и разъяснены в работах Плейфера 11748. 1819) и сэра Чарлза Лайеля из Эдинбурга (1797-1875).

В своей книге «Основы геологии», опубликованной в ! 833 г., Лайель показал, что действующие в современную эпоху процессы могли вызвать наблюдаемые геологические изменения, но что для этого требовались длительные периоды времени. Аргументы Лайеля были убедительными, и короткое до смешного библейское расписание событий мировой истории уступило место понятию об огромных отрезках времени.

Но маятник качнулся к другой крайности: осторожное высказывание Гезтона о том, что оп не видит свидетельств начала или конца геологических процессов, стало означать для некоторых его учеников мир без каких-либо гранин, в котором геологические циклы эрозии и горообразования непрерывно развиваются неопределенно долгое время. Однако вскоре должна была появиться и оппозиция такой неопределенной хронологии. Физики уже установили законы термолннамики, из которых следовало, что процессы не мокнут продолжаться бесконечно долго: их механизм должен остановиться, когда энергия будет исчерпана.

Выдающуюся роль сыграл лорд Кельвин, который в середине прошлого века подсчитал время, необходимое для остывания Земли от состояния расплавленного шара до современной температуры. При своих вычислениях Кельвин исхолил из значений температурного градиента, измеренных в шахтах, и из факта существования вулканов. Он получил значение всего лишь около 100 млн,лет, Эта цифра обескуражила не ~ольке геологов, но и Дарвина, чья теория эволюции (опубликованная в 1859 г.) во многом опиралась на представления Лайеля и могла быть принята только при условии, что сушсствовалн гораздо более длительные промежутки времени, в течение которых эволнтция могла бы привести к необходимым изменениям, Теперь мы знаем, что Земля получает много тепла от радиоактивного распада, но тогда кельвиновские расчеты казались безупречными; физические законы, соединенные с математикой, значили больше, чем совпаление полуколичественных оценок времени, основанных на скоростях геологических или биологических процессов.

Через какое-то время все больше и больше >еологов стали склоняться к тому, чтобы принять оценку в 100 млн. лет, и это стало для них почти что догмой. Однако физики продолжали уточнять свои> оценку возраста Земли, причем обычно в меньшую сторону, в некоторых случаях даже до 20 млн, лет, Это все больше стесняло геологов и вынуждало их уточнять свои оценки, основанные на таких величинах, как скорость осадконакопления и общая мощность осадочных толщ, пока они нс приобрели достаточную уверенное»ь чтобы бросить вызов физикам.

Но к тому времени, г.е. к копну прошло>о века, была огкрыта радиоактивность, и вскоре стало ясно, что физическая оценка времени остьшания больше соответствует минимальному, а не максимальному значению возраста Земли. Таким образом, закончился еще один плодотворный спор и была принята хронологическая шкала длиной в сотни миллионов лег, ч>о открыло новые возможности не только в геологии, но и в науках о развитии жизни и в космологии. (В настоящее время возраст Земли -в действительности не только Зсмяи, но и всей Солнечной сис>емы - оценивается величиной около 4,6 млрд. лет. Как выведена эта опенка, объясняется в приложении 6, помещенном в конце книги.) Первым, кто попытался реалистически установить внутреннее устройство Земли, был Бюффон.

Он полагал, что для образования экнаториального вздутня (под действием вра>цения) необходимо, чтобы земные недра находились в расплавленном состоянии, и в 1776 г, опубликовал теорию, согласно которой огненно-жидкая Земля образовалась в результа>е того, что какая-то комета столкнулась с Солнцем н выбила из него «клок» вещества.

Бюффон сенты>, что при последующем развитии Земли более тугоплавкие материалы должны были затвердеваз.ь первыми, а из оставшихся летучих веществ образовались океаны; позлнее отделились континенты, и наконец, появился Человек, Бюффон провел некоторые грубые эксперименты по измерению скорости остывапия небольших масс различных веществ. Экстраполируя полученные ре>улыаты на массу размером с Землю, он получил общее время ос>ывания около 75 т»>с. лет, тем самым предвосхитив кельвиновский метод оценки возраста Земли. В 1о2о г. Кордье' провел измерения температур в шах>ах и определил величину геотермического градиента у поверхности Земли, равную 30'С/км, ч>о удивительно хорошо со>ласуется и современными ланными.

Э>о послужило дополни>ельным свидетельством горяче>о сосж>яния земных недр, что связывалось (поскольку радиоактивность была тогда неизвестна) с первичным расплавленным состоянием. Дальнейшим разе>пнем модели осгыва>ошей Земли был вывод о том, что о>вердевшая кора должна коробиться, образуя горы, по мере того как вну>ренине области остывали и сокра>цались в обьеме.

Однако на пороге нынешнего столетия, котла было огкры>о радиоактивное выделение тепла, потребовалось новое обьяснение процесса образования горных поясов, так как выяснилось, что Земля развивается значительно более длительное время и сели и остывает, то совсем немного.

Тем не менее ранние теологи были правы, когда рассмагривали внутреннее тепло как крупный источник энергии, полнимающей земную поверхность н противолейс>вующей разруши>ельиым силам эрозии, которые питаются солнечной >норгией. ' Пьер-Луи Корлье (!777 !86!) фраииуюкий >орный инженер и геолог.. Прим. иерее. Естественно, что издавна внимание привлекали землетрясения. Среди объяснений, которые предлагались для них в аггтичные времена, были движение внутренних вод, поддерживаюгдих поверхность Земли, прорывы подземног.о опгя, обрушение пещер. В средние нека эти физические, хотя и туманныс, идеи сменились анималистскими объяснениями; например, серьезно говорилось о беспокойных движениях некой гигатгтской змеи, обитаннцей в морских глубинах.