Таинственные явления природы и Вселенной - Сергей Минаков

Платформы по традиции объединяют в две группы: северную и южную. Северная именуется Лавразиатской. В нее входят три платформы: Североамериканская (бóльшая часть Северной Америки и Гренландии), Восточно-Европейская (практически вся Европа) и Сибирская (Россия между реками Енисей и Лена). Южная группа платформ именуется Гондванской. Ученые говорят, что 200–300 млн лет назад все платформы южного полушария (Бразильская, Африканская, Индийская и Австралийская) составляли единый гигантский материк — Гондвану.

Сравнительное изучение геологических структур с разной историей позволило установить, что развитие нашей планеты имело определенную периодичность. Длительные циклы преобладавшего погружения, сопровождавшиеся накоплением осадков, сменялись более кратковременными периодами поднятий, складкообразования и размыва. Обнаружены циклы разных порядков.

Наиболее крупными за последние 500–600 млн лет геологической истории являются каледонский, герцинский и альпийский геотектонические этапы. Длительность каждого из них оценивают приблизительно в 180 млн лет.

Следует особо подчеркнуть, что геотектонические этапы не совпадают с эрами, выделенными на основании изучения истории органической жизни планеты.

После окончания очередного геотектонического этапа, часто завершавшегося горообразованием, одни геосинклинальные зоны вновь вовлекались в прогибание, другие же длительное время оставались как бы законсервированными — становились платформами. Такие зоны получили название по времени последнего этапа прогибания. Геосинклинальные зоны, прекратившие прогибаться и смятые в складки к концу каждого этапа, стали называться, соответственно, каледонидами, герцинидами и альпидами.

Вообще-то, геотектоническая стадия развития Земли до некоторой степени продолжается и сейчас, что подтверждается различными типами тектонических движений на континентах. Однако, по-видимому, с палеозойской эры, то есть примерно 0,5–0,3 млрд лет назад, Земля вступила в новую стадию эволюции, которую можно именовать океанической. Важнейшей особенностью этой стадии жизни нашей планеты является уничтожение мощной континентальной коры и превращение ее в тонкую (5–7 км) океаническую.

Главной особенностью процесса океанообразования является то, что, начавшись, вероятно, в пределах относительно узкой, может быть, линейной зоны, он затем постепенно расширялся, захватив к настоящему времени пространство, превышающее площадь материков.

Каковы условия, определившие начало процесса океанообразования, остается пока неясным. Несомненно лишь одно: в основе этих процессов лежит разогревание Земли в результате радиоактивного распада.

Обширные глубоководные океанические равнины когда— то были платформами. Поэтому геологи называют их талассократонами (опустившимися платформами). О сходстве океанических равнин с платформами материков свидетельствуют их огромные размеры и отсутствие в них каких-либо активных тектонических движений, например сейсмической деятельности.

Протяженные полосы мелководий и островов в океанах (таких как, например, подводный Гавайский хребет) — это, возможно, некогда существовавший геосинклинальный пояс. Не случайно именно к этим зонам относится большинство случаев нахождения в океанах кислых пород (гранитов).

Океаническую стадию следует рассматривать как завершение гигантского мегацикла в истории Земли, длившегося 4–5 млрд лет. Вода, наконец, была «выжата» на поверхность. Может быть, впервые за всю жизнь земной коры слагающие ее химические элементы расположились в закономерной последовательности: вверху самые легкие, ниже тяжелые и плотные — вода, под ней кремнезем, еще ниже алюмосиликаты и внизу силикаты с высоким содержанием магния и железа. Теперь мы можем посмотреть на геологическую историю Земли в целом.

А что дальше? В дальнейшей геологической эволюции нашей планеты, по-видимому, будет продолжаться рост океанов за счет континентов. Материки со временем будут почти полностью поглощены Мировым океаном. Нам, правда, слишком пугаться не стоит. Процесс заливания континентов океанами идет крайне медленно даже по меркам геологического летосчисления, и для полного уничтожения суши потребуются еще сотни миллионов лет.

Самый большой водопад на планете находится под водой. В Датском проливе, между Исландией и Гренландией, на протяжении 200 км каждую секунду с высоты в несколько километров в Атлантику сбрасывается 5 млн м3 воды. Холодная, и поэтому плотная и тяжелая, вода Северного Ледовитого океана падает в теплой воде Атлантического океана как в воздушной среде. Для сравнения: самый полноводный «наземный» водопад — Гуаира в Бразилии — сбрасывает «всего» 13 тыс. м3 воды в секунду.

Небесные камни

Иногда космические тела падают на Землю. Чаще всего они бывают достаточно малыми, чтобы не приносить значимых последствий для обычного устройства земных дел. Но они бывают и такого размера, что под угрозой оказывается само существование жизни на Земле. Последствия в таком случае имеют планетарный (или планетарно значимый) масштаб и всегда оказываются потрясением, испытанием для всего живого. Они всегда катастрофичны! Некоторое представление о древних космических катастрофах дает обследование наиболее крупных метеоритных кратеров, сохранившихся до наших дней.

Следами падения крупных метеоритов на земной поверхности являются необычные кольцевые геологические структуры. Их называют «астроблемы» — звездные раны. Внутри астроблем наблюдаются радиальная деформация пластов раздробленных пород, необычные минералы и другие признаки, свидетельствующие о мощном ударном взрыве. Сейчас на Земле обнаружено более 170 таких кольцевых структур — мест падения гипотетических гигантских метеоритов.

Правда, здесь есть некоторая неопределенность. Дело в том, что кольцевые структуры во многом сходны с нарушениями земной поверхности, возникающими после некоторых вулканических извержений, — вулканическими кальдерами. Поэтому вопрос о том, является данная кольцевая геологическая структура результатом падения метеорита или вулканического извержения, в каждом отдельном случае специально изучается.

Происхождение некоторых кольцевых образований на Земле остается дискуссионным на протяжении многих десятков лет. Предположения обсуждаются самые разные. Так, некоторые ученые полагают, что залив Св. Лаврентия в Канаде — часть гигантского ударного кратера диаметром около 290 км и глубиной порядка 6 км. Высказываются и просто фантастические предположения. Скажем, существует идея, что Бермудская впадина, диаметр которой порядка 1250 км, является гигантским кратером астероидного столкновения, с чем и связаны аномальные эффекты Бермудского треугольника.

Молнии бьют в Землю 8,6 млн раз в день, то есть примерно 100 раз в секунду.

Метеоритные кратеры подразделяются на два типа.

Первый тип — ударные кратеры диаметром не более 100 м. Они образуются при частичном дроблении и выбрасывании горных пород и возникли вследствие падения относительно небольших метеоритов, летевших со скоростью не более 2,5 км/с.

Второй тип — взрывные кратеры, возникающие при взрыве метеорита в момент его столкновения с земной поверхностью. Крупный метеорит, подлетающий к Земле со скоростью 3—20 км/с, взрывается в результате торможения о горные породы. Вещество его полностью или почти полностью испаряется. Взрывные кратеры бывают заполнены раздробленной породой, которая нередко оплавлена. В некоторых наиболее крупных кратерах обнаружены своеобразные породы, получившие название импакитов. Они почти целиком состоят из переплавленных пород, застывших в виде стекла.

Горные породы, подвергшиеся метеоритному взрыву, разбиваются коническими трещинами. Вершины трещин конусов разрушения указывают направление, откуда пришла ударная волна. Именно импакиты и конусы разрушения являются доказательством метеоритного происхождения древнего кратера.

Что же происходит, когда метеорит сталкивается с Землей? В процессе можно выделить несколько основных стадий. Вот они:

а — столкновение метеорита с поверхностью Земли и торможение;

б — испарение метеорита и плавление окружающих пород;

в — разогрев газов, выброс раздробленных и частично расплавленных пород;

г — падение материалов выброса в кратер и за его пределы;

д — подъем основания кратера и выдавливание части расплава к поверхности.

А теперь несколько самых мощных взрывных столкновений. Наиболее крупный из достоверных метеоритных кратеров — Попигайская котловина. Она расположена на севере Сибирской платформы, в бассейне реки Хатанги. Один из притоков Хатанги носит название Попигай. В бассейне этой реки был обнаружен гигантский метеоритный кратер около 100–130 км в поперечнике, возраст которого, по мнению специалистов, составляет 35 млн лет. Предположительно Попигайский астероид достигал 8—10 км в диаметре и летел со скоростью около 30 км/с. Он пробил атмосферу насквозь, пробил толщу осадочных пород на глубину порядка 1200 м и затормозил в породах фундамента Сибирской платформы. По оценкам, энергия взрыва достигала 1023 Дж, то есть была в 1000 раз больше, чем при самом сильном вулканическом взрыве: моментально расплавилось около 1750 км3 горных пород, перемешав воедино базальты, граниты и осадочные отложения. В результате образовалась лава с высоким содержанием кремнезема (65 %), резко отличающаяся от глубинных базальтовых излияний Сибирской платформы.