Страница:
Онодэра слушал профессора, и порой ему становилось не по себе, казалось, пол под ногами вот-вот расплавится и потечет. Существует выражение «Прочен, как сама земля», а оказывается, человек ходит по тонюсенькой кожице этой ощетинившейся горами планеты, диаметр которой равен двенадцати тысячам семистам километрам. Все возникло на этой кожице — и человечество, и его цивилизация… и сама жизнь… А на дне океана всего пять километров… Толщина, немногим больше одной тысячной радиуса земного шара… С чем бы это сравнить?.. Ну да, детский воздушный шарик с его пленочкой в две десятых миллиметра!..
— Здравый смысл нам подсказывает, — продолжал профессор, — что состоящая из оливина мантия является твердым телом. Казалось бы, об этом свидетельствует и распространение в ней сейсмических волн. Однако в мантии существуют течения, наблюдаемые на протяжении длительных геологических периодов. Это позволяет нам предположить, что она находится в жидком состоянии. Впервые эту гипотезу выдвинул Холмс, профессор Эдинбургского университета, вслед за теорией передвижения материков Вегенера, которая приобрела широкую известность в 1929 году. Холмс считал, что основным источником энергии для передвижения материков служат встречные потоки мантии. Но вскоре его гипотеза вместе с теорией Вегенера была забыта. Однако в последнее время, когда широко развернулось изучение дна океана, многие явления объяснить без нее стало прямо-таки невозможным. И это произошло независимо от выводов, к которым пришли в пятидесятые годы англичане Ланкери и Блаккет: изучая вопросы земного магнетизма, они доказали, что передвижение материков действительно происходило. Уилсон из университета в Торонто вновь связал передвижение материков с энергией встречных потоков мантии. В общем мантия в своих глубинных участках течет со скоростью один-два сантиметра в год, а ближе к своей поверхности — со скоростью от двух до шести сантиметров, что приводит к значительным перемещениям земной коры, в особенности на дне океанов, и, по-видимому, служит причиной появления дугообразных горных гряд у краев материков… Катаока, пожалуйста, геологическую карту мира…
Катаока покрутил что-то на панели, и на проекционном экране появилась многоцветная карта мира.
— Не лучше ли проецировать на прозрачный экран? — спросил Катаока. — Будет удобнее смотреть.
Стоя перед картой, появившейся на прозрачном экране, опустившемся с потолка так же, как грифельная доска, профессор Тадокоро продолжал:
— Дно океанов во всем мире стали изучать по-настоящему только в начале пятидесятых годов… — профессор шариковой ручкой указал на Атлантический океан на карте. — Когда было установлено, что величина геотермальных потоков на морском дне нисколько не отличается от их величины на материковых массивах, что опровергало существовавшие до этого предположения, вновь всплыла гипотеза о встречных потоках в слое мантии. Почти все геотермальные потоки в материковых массивах вызваны теплом, излучаемым радиоактивными элементами, содержащимися в гранитных образованиях материков. Однако оказалось, что и на дне океанов, представляющем собой базальтовые образования земной коры, существует такое же количество тепла, как и на материках. Ничего другого не оставалось, как предположить, что на дно океана тепло поступает из глубинных участков земного шара. Предполагается, что в мантии почти совершенно не содержится радиоактивных элементов. А если даже допустить, что они там есть, то все равно тепло, возникшее при зарождении земли — то есть четыре с половиной миллиарда лет назад — на глубине всего нескольких сот километров, могло бы достичь земной коры только сегодня, так как теплопроводность мантии крайне низка. Невольно напрашивается вывод, что геотермальная энергия переносится на дно океанов из глубинных участков земного шара встречными потоками мантии…
Профессор провел шариковой ручкой по центральной части Атлантического океана.
— Между Американским и Африканским континентами Атлантический океан образует латинскую букву S. Такую же форму имеет Срединно-Атлантический хребет, который начинается за Северным полярным кругом у берегов Исландии и доходит до Южного полярного круга. Его ширина составляет тысячу километров, а высота — три тысячи метров.
Присмотритесь, если соединить западную береговую линию Европы и Африки с восточной береговой линией Северной и Южной Америки, они полностью совпадут. Именно это послужило Вегенеру толчком для создания его теории перемещения материков, согласно которой материки Северной и Южной Америки после мелового периода начали перемещаться на Запад, отделившись от Европы и Африки.
Гигантская горная гряда, протянувшаяся от Северного полярного круга до Южного через весь Атлантический океан, так называемый Срединно-Атлантический хребет, привлекает внимание своими необычными свойствами. По середине этой гряды, высота которой, как я уже говорил, достигает трех тысяч метров, проходит глубокая трещина. В центральной ее части обнаруживаются необыкновенно высокие значения теплового потока, а эпицентры почти всех подводных землетрясений в районе Атлантического океана сосредоточены в ее вершинной части… Наблюдаются и другие интересные явления… На основании этих фактов Вильсон пришел к выводу, что именно здесь, в гребневой части хребта, проходит верхняя линия встречных потоков мантии, и выдвинул гипотезу, согласно которой потоки мантии, поднявшиеся в этом районе из глубин, разделились на два рукава и образовали гигантскую трещину на древнем материке Пангеи. Это и явилось основным источником энергии, отодвинувшей на запад Северный и Южный американские материки. Дальнейшее изучение проблемы подтвердило вероятность этой гипотезы. Как впоследствии выяснилось, срединные океанические хребты, соответствующие разлому коры, то есть верхняя линия встречных потоков мантии, пролегают по дну всего Мирового океана… — профессор Тадокоро сделал паузу, потом, чуть понизив голос, продолжал: — Но в настоящее время связь между встречными потоками и подводной горной грядой подтверждают лишь косвенные доказательства. И хотя существование встречных потоков мантии становится все более очевидным, прямых доказательств этого еще нет… И вот я разработал один новый метод… он еще не опубликован… На основании этого метода мне удалось составить довольно точную карту встречных потоков мантии и открыть много до сих пор не известных явлений. И теперь я могу сделать широкие обобщения, дающие право прогнозировать возникновение некоторых совершенно новых явлений…
Юкинага почувствовал, как у него забилось сердце. Что произойдет, если опубликовать теорию профессора Тадокоро?.. Это открытие было бы настоящей сенсацией! Однако именно сейчас этого и нельзя делать. Да и гипотеза профессора может показаться совершенно чудовищной. Ведь речь идет о таком явлении, которое за тот короткий промежуток времени, что человечество изучает свою планету, ни разу не наблюдалось. Но… может ли все-таки произойти такое явление… Юкинага даже сейчас не мог до конца в это поверить…
— Итак… — профессор Тадокоро повернул рычажок на панели, в центре карты теперь был Тихий океан. — Как же обстоят дела в Тихом океане…
Онодэра подался вперед.
Тихий океан!
Какой он огромный, какой величественный! Покрывает почти целое полушарие… Половина земного шара, омываемая водой…
И на водной глади гирлянды островов… Ни одного материка. Лишь по краям береговые линии континентов, причудливые как ветви лиан. На востоке огромные флексуры Скалистых гор и Анд. На севере — аксельбанты Алеутских островов, Курило-Камчатская и Японская островные дуги. А на западе… Запад украшен изгибом островов Рюкю. От середины Японского архипелага к югу тянутся Идзу-Бонинская и Марианская дуги, далее от Тайваня, Филиппинская дуга, а между ними раскинулось величественное Филиппинское море. В Южном полушарии у Новой Гвинеи берут начало островные дуги Соломоновых островов, Новых Гебрид и Новой Каледонии. Южнее с севера на юг, до Новой Зеландии, протянулись Самоа, Фиджи, Тонга и Кермадек. В западной части океана вдоль островных дуг в морское дно врезались гигантские глубоководные желоба.
— Потрясающе… — не в силах сдержать своих чувств выдохнул Катаока, глядя на ярко расцвеченную карту морского дна. — Мне и в голову не приходило, что морское дно изборождено такими глубокими, такими многочисленными морщинами!..
Онодэра живо повернулся к Катаоке:
— Видите ли, масштаб карты таков, что дает несколько преувеличенное представление о вертикальном расчленении дна. Но, конечно, гигантские горные гряды на морском дне не редкость. Их высота достигает нескольких тысяч метров, а протяженность — нескольких тысяч километров.
Онодэру, словно магнит, притягивали борозды морских горных гряд в восточной части гигантского океана. Их выступавшие над водой вершины образовали острова или группы островов вулканического типа. К востоку от линии перемены дат, примерно со 150ь западной долготы, все в том же направлении с севера на юг протянулись Гавайи, острова Лайп. В Южном полушарии их продолжением являются Маркизские острова, острова Туамоту и Общества. Под ними, затерянные в безбрежном океане, пролегают гигантские морские гряды.
А далее… Какой сложный, запутанный рельеф дна между линией перемены дат и Австралийским материком в Южном полушарии!
На тесном пространстве, начиная от Новой Гвинеи и кончая Новой Зеландией, по дну — под архипелагом Бисмарка, Соломоновыми островами, Новыми Гебридами, Новой Каледонией, Самоа, Тонга и Кермадек — параллельно друг другу проходит множество гигантских морских горных гряд. Не будь здесь океана, это место считалось бы великой горной страной. Да и к северу от экватора тянутся морские горные цепи, пусть не такие высокие, как в Новозеландском бассейне, но все же с вершинами, выступающими над поверхностью воды и образующими острова Гилберта, Маршалловы и Каролинские острова…
— Смотрите, оказывается, в северо-восточной части Тихого океана не так уж много горных цепей, — пробормотал Катаока. — А это что такое? Словно канавы, протянувшиеся от Североамериканского континента до Гавайских островов и до островов Лайн… Да их много!..
— Это разломы, — сказал Онодэра и сам изумленно уставился на карту.
Морское дно на огромном пространстве от залива Аляски и до самой гряды Самоа было гладким и ровным. Однако по этому гладкому дну в направлении, близком к широтному, с востока на запад бежали разломы. Промежутки между провалами были почти равными. Казалось, земная кора потрескалась и трещины изрисовали морское дно от северного полушария до южного…
— Неприятное впечатление… — сказал Катаока. — Будто земной шар собираются нарезать колечками.
— Не знаю, как называется самый северный разлом, а разлом, который проходит примерно по сороковому градусу северной широты, — это известный разлом Мендосино. Чуть ниже находится разлом Пионер, он изучен лучше других. А вон там, у берегов Мексики, начинается разлом Кралион. Чуть севернее экватора, примерно вдоль десятого градуса северной широты, идет зона разлома Клиппертон, это самый длинный из морских разломов. Он протянулся на три тысячи километров. Вон еще один, в южном полушарии, не знаю как он называется…
— Я продолжаю, — сказал профессор Тадокоро, беря указку и показывая на морской хребет у побережья Чили. — Дно Тихого океана, к сожалению, изучено недостаточно, одна из причин этого — его обширность. Но кое-что все же нам известно. Единая система срединных океанических хребтов тянется через весь Атлантический океан, переходит в Индийский и затем в Тихий. В последнем она известна как Южно-Тихоокеанское и Восточно-Тихоокеанское поднятия. Подводный хребет, как вы видите, с центральной части Индийского океана поднимается к северу, к западным берегам Индийского полуострова, образуя Мальдивские и Лаккадивские острова. Согласно гипотезе Вильсона, поток вещества мантии в области Срединного океанического хребта привел к тому, что Индийский материк был сдвинут к северу и столкнулся с Азиатским. В месте стыка обоих материков возникли горы Гималаи. Поток вещества мантии и сейчас продолжает служить основным источником роста Гималайского хребта. Одна из ветвей Срединного хребта в Индийском океане тянется к Красному морю, образуя разлом между Аравийским полуостровом и Африканским континентом. Считается, что этот разлом в настоящее время расширяется. Далее ответвление хребта проходит через Эфиопское нагорье, через экватор в районе Уганды, Танзании и Мозамбика и образует Великие Африканские разломы — озера Рудольф, Альберт, Виктория, Танганьика, Ньяса, а также вулканические вершины Кения и Килиманджаро. Таким образом, Великий Восточно-Африканский разлом, тянущийся с юга на север на четыре тысячи километров, как бы отделяет восточную Африку от всего Африканского континента…
Указка профессора Тадокоро коснулась восточной части Тихого океана.
— Эта гипотеза предполагает, что приток вещества мантии в восточной части Тихого океана привел к образованию Южно— и Восточно-Тихоокеанского поднятий. Направление этого потока северо-западное, доказательством этому аналогичное направление цепочек островов Туамоту, Лайп и Гавай, причем возраст вулканов на них по мере удаления на северо-восток увеличивается. Поток мантии, столкнувшись с массой мантийного вещества в этом районе, опускается и разветвляется, образуя специфическую морскую впадину большой протяженности, которую вы видите с восточной стороны дуги, составленной из этих островов. Существование пояса отрицательной гравитационной аномалии и пояса аномального теплового потока вдоль впадины считается доказательством того, что вещество мантии, более тяжелое, чем земная кора, и в большей мере насыщенное теплом, в этих местах далеко проникает в земную кору. Если все это так, о чем тогда свидетельствуют многочисленные островные дуги у западных границ Тихого океана? И как объяснить необыкновенную сложность рельефа морского дна вокруг Японии, Юго-Восточной Азии и в восточной части Океании?.. Почему существуют пояса вулканов и землетрясений вдоль многочисленных островных дуг?
В каюте царила абсолютная тишина. Все застыли. Резко прозвучал щелчок переключателя. На экране появилась увеличенная карта северо-западной части Тихого океана.
— В кольцевом Тихоокеанском сейсмическом поясе, проходящем у побережий, глубина эпицентров землетрясений распределяется следующим образом: у островных дуг эпицентры залегают неглубоко, а по мере приближения к континенту их глубина увеличивается. В неглубоких местах они располагаются под углом в тридцать градусов относительно поверхности земли, а на средней глубине угол увеличивается до шестидесяти градусов. На основании этого можно предположить, что существуют своего рода градации угла наклона эпицентров. Приведу несколько примеров. Эпицентры глубокофокусных землетрясений, происходящих на Южноамериканском материке в Андах, залегают глубоко под горной грядой. Глубина эпицентров землетрясений в районе Яванского моря возрастает по мере приближения от Яванского желоба к острову Борнео. В Японии все эпицентры неглубинных и умеренно глубинных землетрясений располагаются на тихоокеанско-материковом склоне.
Посмотрим далее, как распределяются в Японии эпицентры глубокофокусных землетрясений. Эти эпицентры, находящиеся на глубине от четырехсот до семисот километров, располагаются параллельно вулканическому поясу Фудзи — он включает в себя Марианские острова, а также острова Бонин и Идзу, — пересекают центральную часть Японии и, выйдя в Японское море, тянутся к северу до Владивостока, где почти под прямым углом поворачивают на северо-восток и доходят до середины Охотского моря. Таким образом возникает весьма узкий пояс эпицентров. Прошу это запомнить.
Под островными дугами западной части Тихого океана существует иррегулярный слой мантии, который можно считать то ли поверхностью сброса, то ли разломом. Этот слой глубоко — до семисот километров — уходит под сушу. Считается, что материковая мантия по поверхности этого сброса поднимается в сторону океана. Там, где этот слой достигает земной коры, образуются островные дуги, или огромные флексуры, а вдоль них появляются вулканические пояса и «гнезда» эпицентров землетрясений с небольшой и умеренной глубиной залегания…
Указка профессора двинулась выше, скользнула по Японскому морю и опустилась к Южно-Китайскому и Филиппинскому морям.
— Пойдем далее. Почему с материковой стороны этих островных дуг существуют морские бассейны, которые в настоящее время словно бы продолжают «развиваться»? И почему в центральных областях этих бассейнов существуют районы с необычайно высокими значениями теплового потока? По программе Международного Геофизического Года в 1965 году специальная группа ученых провела исследование районов землетрясений, в том числе обследовано и дно Японского моря. Согласно полученным данным, дно Японского моря по своей структуре является океаническим, с тончайшим слоем земной коры всего в двенадцать километров, а средняя величина теплового потока там составляет 2,7 калории в секунду, то есть превышает средние значения, равные 1,5 калории в секунду. Известно также, что в открытом море у острова Хоккайдо — со стороны Японского моря — существует участок, где тепловой поток в 1,7 раза выше среднего значения. А в Филиппинском море — правда, это мое частное мнение, основанное на личных наблюдениях, — хребет Кюсо-Пала, который берет начало в Молуккском море и тянется к северу через острова Палау до Окинодайто, тоже является участком, где наблюдается интенсивный тепловой поток. Подобный аномальный участок существует и на севере, в Охотском море. Что это может означать? Для Японского моря допустимо, что существует частичное поднятие вещества мантии. К тому же это поднятие глубинного вещества вызвано смещением блока коры в направлении от материка в сторону Тихого океана, который, очевидно, и сдвинул Японский архипелаг к Тихому океану и изогнул его в средней части. Эти изменения с точки зрения геологического возраста происходили необычайно быстро. Иными словами, в третичном периоде, то есть всего двадцать миллионов лет назад, Японский архипелаг, вероятно, находился гораздо севернее, примерно на сороковом градусе северной широты, параллельно Приморью, да и форма его была не дугообразной, а походила на почти прямую цепочку. Но впоследствии перемещение блока коры в юго-восточном направлении привело к тому, что архипелаг был отодвинут далеко на юг и изогнут в центре. Таким образом, разлом разделил Японию на две части — северо-восточную и западную. Согласно современным данным, Японский архипелаг и сейчас продолжает передвигаться на юг со скоростью от одного до трех сантиметров в год. Я думаю, можно допустить, что именно в результате разлома возник вулканический пояс Фудзи… Почему же все-таки в морских бассейнах происходит частичное поднятие вещества мантии? Как вы думаете?.. Например, вы, Онодэра-кун?
— Э-э, я, возможно, ошибаюсь, но… — Онодэра растерялся от внезапно заданного вопроса. — Но, мне кажется, что когда поток вещества мантии со стороны океана ныряет под материк, то в этом месте в глубине происходит частичное поднятие мантии!..
— Да, это почти совпадает с моей точкой зрения. Приведу простой пример. Если воду, налитую в сосуд, нагревать на слабом огне, то в центральной своей части она начинает подниматься, а по краям опускаться; перемещение встречных потоков происходит медленно. Но, если нагревание производить при высокой температуре, точки кипения возникают по всей поверхности…
— Простите… — поднял руку Катаока. — Так как это надо понимать, слой мантии сейчас кипит?
— Хороший вопрос… — профессор Тадокоро медленно повернулся к нему. — Если к этой проблеме подходить с точки зрения геологических периодов, то есть чрезвычайно длительных во времени процессов, то необходимо отметить, что на большой глубине происходят резкие изменения во встречных потоках мантии. Однако об этой крайне важной для нас проблеме мы поговорим особо. Существуют еще другие данные, которые могут объяснить частичное поднятие, если хотите, «вскипание», вещества мантии на дне Японского моря. Как я уже говорил, дно Японского моря образовалось не вследствие провала материковой структуры, а вследствие развития земной коры океанического типа, но… кстати, Юкинага, ты ничего не хочешь сказать по этому поводу?
Юкинага покачал головой. Он понимал, к чему клонит профессор, но ему недоставало смелости высказаться.
— И все же, что на нашей планете дает наиболее ясное представление о поведении текучих тел? — опять спросил профессор, словно настаивая на своем предыдущем вопросе.
Юкинага внутренне содрогнулся. Вот в чем дело… ну, конечно…
— Атмосфера… — сказал он вдруг охрипшим голосом. — Но, сенсей…
— Очень хорошо! Ты, конечно, хочешь сказать, что все зависит от того, в каком состоянии находится тело. Но, пусть мантия тело твердое, однако в какие-то сверхдлительные периоды она начинает вести себя как текучее тело. По-моему, в этом нет ничего странного. Она характеризуется теми же показателями, что и текучие тела. Проследить за изменениями, происходящими в атмосфере, нетрудно. Поэтому, чтобы уяснить поведение мантии, мы можем в качестве модели использовать атмосферу. Если существуют встречные потоки в мантии, то в поверхностных слоях мантии рассеяны массы с различной температурой, следовательно, они в течение длительных периодов могут вести себя так же, как и атмосфера. Разве нельзя этого допустить?
Все растерянно смотрели на обросшее щетиной лицо профессора Тадокоро.
Аналогия между атмосферой и встречными потоками в мантии… Легчайшее газообразное вещество, свободно и мгновенно перемещающееся в любом направлении, и тяжелая раскаленная масса… Кто мог вообразить, что в их поведении существует какая-то аналогия?..
— В данном случае я не стану приводить доказательства существования аналогии. Но, как бы то ни было, и то, и другое является текучим телом. Поэтому используем для объяснения подъема вещества мантии на каком-то участке, приводящего к частичному повышению теплового потока, циклон. Представьте себе картину, когда передний фронт холодного циклона сталкивается с теплым воздухом…
— Вот оно что… — чуть слышно пробормотал Куниэда.
— Ага, вы, кажется, начинаете понимать…
Профессор начертил на доске горизонтальную линию, а над ней кривую. Внутри образовавшейся дуги он справа налево нарисовал стрелку.
— Это схема разрыва фронта холодного циклона. Нижняя горизонтальная линия — поверхность земли. Справа движется холодный воздух. Этот воздух как бы ныряет под теплый воздух, находящийся слева. Теплый воздух поднимается вверх и охлаждается, образуя вследствие конденсации паров облака. А если движется фронт теплого циклона, происходит обратное явление, то есть теплый воздух поднимается над холодным. В этом случае поток холодного воздуха полого опускается к земной поверхности. Это тоже прошу запомнить.
— Значит, справа холодный поток вещества мантии, проникающий под Азиатский материк, а слева слой вещества мантии из-под материка… — заключил Онодэра.
— Правильно, материк почти целиком состоит из гранитных образований, где и сосредоточены все радиоактивные элементы, которые служат источником теплового потока. Следовательно, надо полагать, что масса материка способна сохранять термальную энергию в большей степени, чем масса океанического дна, образованного в основном из базальта с низким содержанием радиоактивных элементов. Да и толщина земной коры на материке гораздо больше, чем на дне. Она составляет около тридцати километров, то есть примерно в шесть раз превосходит толщину земной коры на дне. Так что тепловой поток в области материков достаточно велик, и тепло распределяется довольно равномерно…
— Тогда получается, что у материков «холодные» потоки вещества мантии как бы подныривают, поднимая «теплые»? — спросил Катаока.
— Да, получается что-то вроде этого. При этом движение потоков вещества мантии происходит по тому же принципу, что и движение воздушных потоков при смыкании масс теплого и холодного воздуха, так называемой окклюзии циклона. В результате совершается поднятие встречных потоков вещества материковой и океанической мантий. Думаю, именно в таких случаях происходит образование морских бассейнов. Или нет? Верхний слой мантии покрыт земной корой, масса эта довольно велика, так что мантия поднимается под углом к земной коре. Иными словами, «холодная» масса вещества мантии, врезаясь в земную кору, поднимается не прямо, а по наклонной. В результате этого вдоль древнейшей береговой линии материков Тихого океана образовались островные дуги, а разрывы между ними и материком положили начало возникновению внутренних морей и бассейнов.
— Здравый смысл нам подсказывает, — продолжал профессор, — что состоящая из оливина мантия является твердым телом. Казалось бы, об этом свидетельствует и распространение в ней сейсмических волн. Однако в мантии существуют течения, наблюдаемые на протяжении длительных геологических периодов. Это позволяет нам предположить, что она находится в жидком состоянии. Впервые эту гипотезу выдвинул Холмс, профессор Эдинбургского университета, вслед за теорией передвижения материков Вегенера, которая приобрела широкую известность в 1929 году. Холмс считал, что основным источником энергии для передвижения материков служат встречные потоки мантии. Но вскоре его гипотеза вместе с теорией Вегенера была забыта. Однако в последнее время, когда широко развернулось изучение дна океана, многие явления объяснить без нее стало прямо-таки невозможным. И это произошло независимо от выводов, к которым пришли в пятидесятые годы англичане Ланкери и Блаккет: изучая вопросы земного магнетизма, они доказали, что передвижение материков действительно происходило. Уилсон из университета в Торонто вновь связал передвижение материков с энергией встречных потоков мантии. В общем мантия в своих глубинных участках течет со скоростью один-два сантиметра в год, а ближе к своей поверхности — со скоростью от двух до шести сантиметров, что приводит к значительным перемещениям земной коры, в особенности на дне океанов, и, по-видимому, служит причиной появления дугообразных горных гряд у краев материков… Катаока, пожалуйста, геологическую карту мира…
Катаока покрутил что-то на панели, и на проекционном экране появилась многоцветная карта мира.
— Не лучше ли проецировать на прозрачный экран? — спросил Катаока. — Будет удобнее смотреть.
Стоя перед картой, появившейся на прозрачном экране, опустившемся с потолка так же, как грифельная доска, профессор Тадокоро продолжал:
— Дно океанов во всем мире стали изучать по-настоящему только в начале пятидесятых годов… — профессор шариковой ручкой указал на Атлантический океан на карте. — Когда было установлено, что величина геотермальных потоков на морском дне нисколько не отличается от их величины на материковых массивах, что опровергало существовавшие до этого предположения, вновь всплыла гипотеза о встречных потоках в слое мантии. Почти все геотермальные потоки в материковых массивах вызваны теплом, излучаемым радиоактивными элементами, содержащимися в гранитных образованиях материков. Однако оказалось, что и на дне океанов, представляющем собой базальтовые образования земной коры, существует такое же количество тепла, как и на материках. Ничего другого не оставалось, как предположить, что на дно океана тепло поступает из глубинных участков земного шара. Предполагается, что в мантии почти совершенно не содержится радиоактивных элементов. А если даже допустить, что они там есть, то все равно тепло, возникшее при зарождении земли — то есть четыре с половиной миллиарда лет назад — на глубине всего нескольких сот километров, могло бы достичь земной коры только сегодня, так как теплопроводность мантии крайне низка. Невольно напрашивается вывод, что геотермальная энергия переносится на дно океанов из глубинных участков земного шара встречными потоками мантии…
Профессор провел шариковой ручкой по центральной части Атлантического океана.
— Между Американским и Африканским континентами Атлантический океан образует латинскую букву S. Такую же форму имеет Срединно-Атлантический хребет, который начинается за Северным полярным кругом у берегов Исландии и доходит до Южного полярного круга. Его ширина составляет тысячу километров, а высота — три тысячи метров.
Присмотритесь, если соединить западную береговую линию Европы и Африки с восточной береговой линией Северной и Южной Америки, они полностью совпадут. Именно это послужило Вегенеру толчком для создания его теории перемещения материков, согласно которой материки Северной и Южной Америки после мелового периода начали перемещаться на Запад, отделившись от Европы и Африки.
Гигантская горная гряда, протянувшаяся от Северного полярного круга до Южного через весь Атлантический океан, так называемый Срединно-Атлантический хребет, привлекает внимание своими необычными свойствами. По середине этой гряды, высота которой, как я уже говорил, достигает трех тысяч метров, проходит глубокая трещина. В центральной ее части обнаруживаются необыкновенно высокие значения теплового потока, а эпицентры почти всех подводных землетрясений в районе Атлантического океана сосредоточены в ее вершинной части… Наблюдаются и другие интересные явления… На основании этих фактов Вильсон пришел к выводу, что именно здесь, в гребневой части хребта, проходит верхняя линия встречных потоков мантии, и выдвинул гипотезу, согласно которой потоки мантии, поднявшиеся в этом районе из глубин, разделились на два рукава и образовали гигантскую трещину на древнем материке Пангеи. Это и явилось основным источником энергии, отодвинувшей на запад Северный и Южный американские материки. Дальнейшее изучение проблемы подтвердило вероятность этой гипотезы. Как впоследствии выяснилось, срединные океанические хребты, соответствующие разлому коры, то есть верхняя линия встречных потоков мантии, пролегают по дну всего Мирового океана… — профессор Тадокоро сделал паузу, потом, чуть понизив голос, продолжал: — Но в настоящее время связь между встречными потоками и подводной горной грядой подтверждают лишь косвенные доказательства. И хотя существование встречных потоков мантии становится все более очевидным, прямых доказательств этого еще нет… И вот я разработал один новый метод… он еще не опубликован… На основании этого метода мне удалось составить довольно точную карту встречных потоков мантии и открыть много до сих пор не известных явлений. И теперь я могу сделать широкие обобщения, дающие право прогнозировать возникновение некоторых совершенно новых явлений…
Юкинага почувствовал, как у него забилось сердце. Что произойдет, если опубликовать теорию профессора Тадокоро?.. Это открытие было бы настоящей сенсацией! Однако именно сейчас этого и нельзя делать. Да и гипотеза профессора может показаться совершенно чудовищной. Ведь речь идет о таком явлении, которое за тот короткий промежуток времени, что человечество изучает свою планету, ни разу не наблюдалось. Но… может ли все-таки произойти такое явление… Юкинага даже сейчас не мог до конца в это поверить…
— Итак… — профессор Тадокоро повернул рычажок на панели, в центре карты теперь был Тихий океан. — Как же обстоят дела в Тихом океане…
Онодэра подался вперед.
Тихий океан!
Какой он огромный, какой величественный! Покрывает почти целое полушарие… Половина земного шара, омываемая водой…
И на водной глади гирлянды островов… Ни одного материка. Лишь по краям береговые линии континентов, причудливые как ветви лиан. На востоке огромные флексуры Скалистых гор и Анд. На севере — аксельбанты Алеутских островов, Курило-Камчатская и Японская островные дуги. А на западе… Запад украшен изгибом островов Рюкю. От середины Японского архипелага к югу тянутся Идзу-Бонинская и Марианская дуги, далее от Тайваня, Филиппинская дуга, а между ними раскинулось величественное Филиппинское море. В Южном полушарии у Новой Гвинеи берут начало островные дуги Соломоновых островов, Новых Гебрид и Новой Каледонии. Южнее с севера на юг, до Новой Зеландии, протянулись Самоа, Фиджи, Тонга и Кермадек. В западной части океана вдоль островных дуг в морское дно врезались гигантские глубоководные желоба.
— Потрясающе… — не в силах сдержать своих чувств выдохнул Катаока, глядя на ярко расцвеченную карту морского дна. — Мне и в голову не приходило, что морское дно изборождено такими глубокими, такими многочисленными морщинами!..
Онодэра живо повернулся к Катаоке:
— Видите ли, масштаб карты таков, что дает несколько преувеличенное представление о вертикальном расчленении дна. Но, конечно, гигантские горные гряды на морском дне не редкость. Их высота достигает нескольких тысяч метров, а протяженность — нескольких тысяч километров.
Онодэру, словно магнит, притягивали борозды морских горных гряд в восточной части гигантского океана. Их выступавшие над водой вершины образовали острова или группы островов вулканического типа. К востоку от линии перемены дат, примерно со 150ь западной долготы, все в том же направлении с севера на юг протянулись Гавайи, острова Лайп. В Южном полушарии их продолжением являются Маркизские острова, острова Туамоту и Общества. Под ними, затерянные в безбрежном океане, пролегают гигантские морские гряды.
А далее… Какой сложный, запутанный рельеф дна между линией перемены дат и Австралийским материком в Южном полушарии!
На тесном пространстве, начиная от Новой Гвинеи и кончая Новой Зеландией, по дну — под архипелагом Бисмарка, Соломоновыми островами, Новыми Гебридами, Новой Каледонией, Самоа, Тонга и Кермадек — параллельно друг другу проходит множество гигантских морских горных гряд. Не будь здесь океана, это место считалось бы великой горной страной. Да и к северу от экватора тянутся морские горные цепи, пусть не такие высокие, как в Новозеландском бассейне, но все же с вершинами, выступающими над поверхностью воды и образующими острова Гилберта, Маршалловы и Каролинские острова…
— Смотрите, оказывается, в северо-восточной части Тихого океана не так уж много горных цепей, — пробормотал Катаока. — А это что такое? Словно канавы, протянувшиеся от Североамериканского континента до Гавайских островов и до островов Лайн… Да их много!..
— Это разломы, — сказал Онодэра и сам изумленно уставился на карту.
Морское дно на огромном пространстве от залива Аляски и до самой гряды Самоа было гладким и ровным. Однако по этому гладкому дну в направлении, близком к широтному, с востока на запад бежали разломы. Промежутки между провалами были почти равными. Казалось, земная кора потрескалась и трещины изрисовали морское дно от северного полушария до южного…
— Неприятное впечатление… — сказал Катаока. — Будто земной шар собираются нарезать колечками.
— Не знаю, как называется самый северный разлом, а разлом, который проходит примерно по сороковому градусу северной широты, — это известный разлом Мендосино. Чуть ниже находится разлом Пионер, он изучен лучше других. А вон там, у берегов Мексики, начинается разлом Кралион. Чуть севернее экватора, примерно вдоль десятого градуса северной широты, идет зона разлома Клиппертон, это самый длинный из морских разломов. Он протянулся на три тысячи километров. Вон еще один, в южном полушарии, не знаю как он называется…
— Я продолжаю, — сказал профессор Тадокоро, беря указку и показывая на морской хребет у побережья Чили. — Дно Тихого океана, к сожалению, изучено недостаточно, одна из причин этого — его обширность. Но кое-что все же нам известно. Единая система срединных океанических хребтов тянется через весь Атлантический океан, переходит в Индийский и затем в Тихий. В последнем она известна как Южно-Тихоокеанское и Восточно-Тихоокеанское поднятия. Подводный хребет, как вы видите, с центральной части Индийского океана поднимается к северу, к западным берегам Индийского полуострова, образуя Мальдивские и Лаккадивские острова. Согласно гипотезе Вильсона, поток вещества мантии в области Срединного океанического хребта привел к тому, что Индийский материк был сдвинут к северу и столкнулся с Азиатским. В месте стыка обоих материков возникли горы Гималаи. Поток вещества мантии и сейчас продолжает служить основным источником роста Гималайского хребта. Одна из ветвей Срединного хребта в Индийском океане тянется к Красному морю, образуя разлом между Аравийским полуостровом и Африканским континентом. Считается, что этот разлом в настоящее время расширяется. Далее ответвление хребта проходит через Эфиопское нагорье, через экватор в районе Уганды, Танзании и Мозамбика и образует Великие Африканские разломы — озера Рудольф, Альберт, Виктория, Танганьика, Ньяса, а также вулканические вершины Кения и Килиманджаро. Таким образом, Великий Восточно-Африканский разлом, тянущийся с юга на север на четыре тысячи километров, как бы отделяет восточную Африку от всего Африканского континента…
Указка профессора Тадокоро коснулась восточной части Тихого океана.
— Эта гипотеза предполагает, что приток вещества мантии в восточной части Тихого океана привел к образованию Южно— и Восточно-Тихоокеанского поднятий. Направление этого потока северо-западное, доказательством этому аналогичное направление цепочек островов Туамоту, Лайп и Гавай, причем возраст вулканов на них по мере удаления на северо-восток увеличивается. Поток мантии, столкнувшись с массой мантийного вещества в этом районе, опускается и разветвляется, образуя специфическую морскую впадину большой протяженности, которую вы видите с восточной стороны дуги, составленной из этих островов. Существование пояса отрицательной гравитационной аномалии и пояса аномального теплового потока вдоль впадины считается доказательством того, что вещество мантии, более тяжелое, чем земная кора, и в большей мере насыщенное теплом, в этих местах далеко проникает в земную кору. Если все это так, о чем тогда свидетельствуют многочисленные островные дуги у западных границ Тихого океана? И как объяснить необыкновенную сложность рельефа морского дна вокруг Японии, Юго-Восточной Азии и в восточной части Океании?.. Почему существуют пояса вулканов и землетрясений вдоль многочисленных островных дуг?
В каюте царила абсолютная тишина. Все застыли. Резко прозвучал щелчок переключателя. На экране появилась увеличенная карта северо-западной части Тихого океана.
— В кольцевом Тихоокеанском сейсмическом поясе, проходящем у побережий, глубина эпицентров землетрясений распределяется следующим образом: у островных дуг эпицентры залегают неглубоко, а по мере приближения к континенту их глубина увеличивается. В неглубоких местах они располагаются под углом в тридцать градусов относительно поверхности земли, а на средней глубине угол увеличивается до шестидесяти градусов. На основании этого можно предположить, что существуют своего рода градации угла наклона эпицентров. Приведу несколько примеров. Эпицентры глубокофокусных землетрясений, происходящих на Южноамериканском материке в Андах, залегают глубоко под горной грядой. Глубина эпицентров землетрясений в районе Яванского моря возрастает по мере приближения от Яванского желоба к острову Борнео. В Японии все эпицентры неглубинных и умеренно глубинных землетрясений располагаются на тихоокеанско-материковом склоне.
Посмотрим далее, как распределяются в Японии эпицентры глубокофокусных землетрясений. Эти эпицентры, находящиеся на глубине от четырехсот до семисот километров, располагаются параллельно вулканическому поясу Фудзи — он включает в себя Марианские острова, а также острова Бонин и Идзу, — пересекают центральную часть Японии и, выйдя в Японское море, тянутся к северу до Владивостока, где почти под прямым углом поворачивают на северо-восток и доходят до середины Охотского моря. Таким образом возникает весьма узкий пояс эпицентров. Прошу это запомнить.
Под островными дугами западной части Тихого океана существует иррегулярный слой мантии, который можно считать то ли поверхностью сброса, то ли разломом. Этот слой глубоко — до семисот километров — уходит под сушу. Считается, что материковая мантия по поверхности этого сброса поднимается в сторону океана. Там, где этот слой достигает земной коры, образуются островные дуги, или огромные флексуры, а вдоль них появляются вулканические пояса и «гнезда» эпицентров землетрясений с небольшой и умеренной глубиной залегания…
Указка профессора двинулась выше, скользнула по Японскому морю и опустилась к Южно-Китайскому и Филиппинскому морям.
— Пойдем далее. Почему с материковой стороны этих островных дуг существуют морские бассейны, которые в настоящее время словно бы продолжают «развиваться»? И почему в центральных областях этих бассейнов существуют районы с необычайно высокими значениями теплового потока? По программе Международного Геофизического Года в 1965 году специальная группа ученых провела исследование районов землетрясений, в том числе обследовано и дно Японского моря. Согласно полученным данным, дно Японского моря по своей структуре является океаническим, с тончайшим слоем земной коры всего в двенадцать километров, а средняя величина теплового потока там составляет 2,7 калории в секунду, то есть превышает средние значения, равные 1,5 калории в секунду. Известно также, что в открытом море у острова Хоккайдо — со стороны Японского моря — существует участок, где тепловой поток в 1,7 раза выше среднего значения. А в Филиппинском море — правда, это мое частное мнение, основанное на личных наблюдениях, — хребет Кюсо-Пала, который берет начало в Молуккском море и тянется к северу через острова Палау до Окинодайто, тоже является участком, где наблюдается интенсивный тепловой поток. Подобный аномальный участок существует и на севере, в Охотском море. Что это может означать? Для Японского моря допустимо, что существует частичное поднятие вещества мантии. К тому же это поднятие глубинного вещества вызвано смещением блока коры в направлении от материка в сторону Тихого океана, который, очевидно, и сдвинул Японский архипелаг к Тихому океану и изогнул его в средней части. Эти изменения с точки зрения геологического возраста происходили необычайно быстро. Иными словами, в третичном периоде, то есть всего двадцать миллионов лет назад, Японский архипелаг, вероятно, находился гораздо севернее, примерно на сороковом градусе северной широты, параллельно Приморью, да и форма его была не дугообразной, а походила на почти прямую цепочку. Но впоследствии перемещение блока коры в юго-восточном направлении привело к тому, что архипелаг был отодвинут далеко на юг и изогнут в центре. Таким образом, разлом разделил Японию на две части — северо-восточную и западную. Согласно современным данным, Японский архипелаг и сейчас продолжает передвигаться на юг со скоростью от одного до трех сантиметров в год. Я думаю, можно допустить, что именно в результате разлома возник вулканический пояс Фудзи… Почему же все-таки в морских бассейнах происходит частичное поднятие вещества мантии? Как вы думаете?.. Например, вы, Онодэра-кун?
— Э-э, я, возможно, ошибаюсь, но… — Онодэра растерялся от внезапно заданного вопроса. — Но, мне кажется, что когда поток вещества мантии со стороны океана ныряет под материк, то в этом месте в глубине происходит частичное поднятие мантии!..
— Да, это почти совпадает с моей точкой зрения. Приведу простой пример. Если воду, налитую в сосуд, нагревать на слабом огне, то в центральной своей части она начинает подниматься, а по краям опускаться; перемещение встречных потоков происходит медленно. Но, если нагревание производить при высокой температуре, точки кипения возникают по всей поверхности…
— Простите… — поднял руку Катаока. — Так как это надо понимать, слой мантии сейчас кипит?
— Хороший вопрос… — профессор Тадокоро медленно повернулся к нему. — Если к этой проблеме подходить с точки зрения геологических периодов, то есть чрезвычайно длительных во времени процессов, то необходимо отметить, что на большой глубине происходят резкие изменения во встречных потоках мантии. Однако об этой крайне важной для нас проблеме мы поговорим особо. Существуют еще другие данные, которые могут объяснить частичное поднятие, если хотите, «вскипание», вещества мантии на дне Японского моря. Как я уже говорил, дно Японского моря образовалось не вследствие провала материковой структуры, а вследствие развития земной коры океанического типа, но… кстати, Юкинага, ты ничего не хочешь сказать по этому поводу?
Юкинага покачал головой. Он понимал, к чему клонит профессор, но ему недоставало смелости высказаться.
— И все же, что на нашей планете дает наиболее ясное представление о поведении текучих тел? — опять спросил профессор, словно настаивая на своем предыдущем вопросе.
Юкинага внутренне содрогнулся. Вот в чем дело… ну, конечно…
— Атмосфера… — сказал он вдруг охрипшим голосом. — Но, сенсей…
— Очень хорошо! Ты, конечно, хочешь сказать, что все зависит от того, в каком состоянии находится тело. Но, пусть мантия тело твердое, однако в какие-то сверхдлительные периоды она начинает вести себя как текучее тело. По-моему, в этом нет ничего странного. Она характеризуется теми же показателями, что и текучие тела. Проследить за изменениями, происходящими в атмосфере, нетрудно. Поэтому, чтобы уяснить поведение мантии, мы можем в качестве модели использовать атмосферу. Если существуют встречные потоки в мантии, то в поверхностных слоях мантии рассеяны массы с различной температурой, следовательно, они в течение длительных периодов могут вести себя так же, как и атмосфера. Разве нельзя этого допустить?
Все растерянно смотрели на обросшее щетиной лицо профессора Тадокоро.
Аналогия между атмосферой и встречными потоками в мантии… Легчайшее газообразное вещество, свободно и мгновенно перемещающееся в любом направлении, и тяжелая раскаленная масса… Кто мог вообразить, что в их поведении существует какая-то аналогия?..
— В данном случае я не стану приводить доказательства существования аналогии. Но, как бы то ни было, и то, и другое является текучим телом. Поэтому используем для объяснения подъема вещества мантии на каком-то участке, приводящего к частичному повышению теплового потока, циклон. Представьте себе картину, когда передний фронт холодного циклона сталкивается с теплым воздухом…
— Вот оно что… — чуть слышно пробормотал Куниэда.
— Ага, вы, кажется, начинаете понимать…
Профессор начертил на доске горизонтальную линию, а над ней кривую. Внутри образовавшейся дуги он справа налево нарисовал стрелку.
— Это схема разрыва фронта холодного циклона. Нижняя горизонтальная линия — поверхность земли. Справа движется холодный воздух. Этот воздух как бы ныряет под теплый воздух, находящийся слева. Теплый воздух поднимается вверх и охлаждается, образуя вследствие конденсации паров облака. А если движется фронт теплого циклона, происходит обратное явление, то есть теплый воздух поднимается над холодным. В этом случае поток холодного воздуха полого опускается к земной поверхности. Это тоже прошу запомнить.
— Значит, справа холодный поток вещества мантии, проникающий под Азиатский материк, а слева слой вещества мантии из-под материка… — заключил Онодэра.
— Правильно, материк почти целиком состоит из гранитных образований, где и сосредоточены все радиоактивные элементы, которые служат источником теплового потока. Следовательно, надо полагать, что масса материка способна сохранять термальную энергию в большей степени, чем масса океанического дна, образованного в основном из базальта с низким содержанием радиоактивных элементов. Да и толщина земной коры на материке гораздо больше, чем на дне. Она составляет около тридцати километров, то есть примерно в шесть раз превосходит толщину земной коры на дне. Так что тепловой поток в области материков достаточно велик, и тепло распределяется довольно равномерно…
— Тогда получается, что у материков «холодные» потоки вещества мантии как бы подныривают, поднимая «теплые»? — спросил Катаока.
— Да, получается что-то вроде этого. При этом движение потоков вещества мантии происходит по тому же принципу, что и движение воздушных потоков при смыкании масс теплого и холодного воздуха, так называемой окклюзии циклона. В результате совершается поднятие встречных потоков вещества материковой и океанической мантий. Думаю, именно в таких случаях происходит образование морских бассейнов. Или нет? Верхний слой мантии покрыт земной корой, масса эта довольно велика, так что мантия поднимается под углом к земной коре. Иными словами, «холодная» масса вещества мантии, врезаясь в земную кору, поднимается не прямо, а по наклонной. В результате этого вдоль древнейшей береговой линии материков Тихого океана образовались островные дуги, а разрывы между ними и материком положили начало возникновению внутренних морей и бассейнов.