Летопись геодинамики. Часть 1.

В двух или немногим более записях постараемся представить вехи развития геодинамики в основных лицах, принявших участие в развитии этого научного направления, имеющего целью понять планетарную эволюцию Земли. Материал будет сведён к одному узкому вопросу.

**********

Шотландский геолог, Дж. Геттон. «Теория Земли» (1789, 1795).

Не считал, что ядро расплавлено. Материки, когда-то были покрыты морем и возникли из предшествовавших больших материков. Горные породы химически и механически разрушались, переносились в море, образовывая рыхлые пласты. Подземный жар вновь их поднимал.
Геттон — учредитель представлений об огромности геологического времени. Все события происходили крайне медленно. Земная поверхность многократно изменялась и по причине вращения Земли стремилась к фигуре равновесия. В итоге, материки подверглись в течение истории Земли разрушению и не раз пересоздавались.

**********

Пляйфер. «Толкование Геттоновой теории Земли» (1802, 1822). Перетолковывал Геттона. Вращения Земли с современной скоростью достаточно для приведения формы Земли к фигуре равновесия. Поверхность Земли непрерывно изменялась, вследствие накопления обломочного материала, когда же создавались новые горизонтальные отложения, и они опять выдвигались внутренними силами, новая фигура опять совпадала с поверхностью равновесия и была в основном перпендикулярна силе тяжести. Всё это — результат равновесия между силой гравитации и центробежной.
Таким образом, и Геттон и его комментатор Пляйфер, — оба опираются на Ньютонову теорию тяготения.

**********
Астроном Гершель (1792—1871 гг.), поддерживал идеи Пляйфера. При известной скорости вращения Земли материки должны были скопиться у полюсов, а океаны — около экватора. «При вращении около оси Земля стремится принять именно настоящую свою форму, соответствующую равновесию, и она приняла бы эту форму даже в том случае, если бы первоначально, так сказать, по ошибке она приняла другую форму».

**********

Таким образом, рядом со взглядом Лапласа возникла и утвердилась другая точка зрения, которая не подчеркивала огненножидкого происхождения формы Земли, а полагала, что даже твердое скопление материи должно было при вращении принять форму сфероида — форму равновесия.

**********

Продолжателем Геттона и Пляйфера был Гофф в Германии, Ляйель — в Англии. Характерной чертой всего являлось убеждение, что все явления на Земле создавались медленными, постепенно накопляющимися изменениями и что катастроф в истории Земли не было.

**********

Гопкинс (1839, 1840, 1842) первым аргументировал в пользу отверделости Земли внутри, основанной на силе тяготения. Он ссылался на прецессию, которая, по ео мнению, происходит от притяжения Солнца и Луны, и главным образом Луны, на части земного экватора. Гопкинс пришел к выводу, что прецессия будет различной для жидкой Земли, для Земли с тонкой корой и для Земли с корой толстой. В результате расчетов Гопкинс приходит к выводу, что толщина земной коры не меньше 1/4 или 1/5 земного радиуса, а, вероятно, гораздо больше этой величины. При такой толщине центральный жар проходить через кору не может.

**********

Майер (1814—1872 гг.) связал закон всемирного тяготения Ньютона со своим важнейшим законом сохранения энергии, показав, что потеря работы, обусловленная приливами и отливами, должна вызвать уменьшение скорости вращения Земли. Те же выводы затем были повторены Гельмгольцем, В. Томсоном, де Лоне. Они заметно облегчили вхождение этой теории в геологию.

**********

Тимирязев, на основе идей Майера, в 1875 г. опубликовал статью «Растение как источник силы», в которой указал, что, «кроме лучей Солнца как источника энергии, на основе закона тяготения происходит и прямая передача от Солнца и Луны механической энергии».

**********

В эти годы среди ряда геологов начинает консолидироваться реакционное течение (Зюсс, Гейм и др.), которое выразило представление об огненножидком содержании земного шара и о том, что именно это огненно-жидкое содержимое Земли создает дислокации Земли, тектонические землетрясения и вулканические явления.

**********

Первая тектоническая теория после М. В. Ломоносова была сформулирована Палласом в 1777 г., в ней выражена идея о ступенчатом строении гор. Против выступил Ляйель, сформулировав вместо идеи вертикального поднятия идею тангенциально-складкообразовательного процесса, которую затем подхватили Зюсс и Гейм. Зюсс в книге об Альпах (Suess, 1875), выдвинул теорию о создании дислокаций Земли огненно-жидким ее содержимым.
К концу XIX в. было установлено, что именно вертикальные движения создают подъем гор. Роль вертикальных движений еще за 100 лет до Палласа была указана Николаем Стено в 1669 г.

**********

Стено первым понял, что первоначальное залегание слоев в земле является горизонтальным; только это и позволяет понять последующие деформации земной коры.
Стено подчеркивает ступенчатость гор. Он говорит о том, что на вершинах некоторых гор находятся огромные «плоскости» и «множество слоев, параллельных горизонту».
Стено первый заговорил о горах как горно-складчатых структурах, но затем, ближе ознакомившись с предметом, он определенно подчеркнул, что эта структура является горно-ступенчатой.

**********

П. А. Кропоткин (1875) свою книгу считал главным вкладом в науку. Изучение орографии Восточной Сибири, по мнению автора, не только нигде не указывает «на воздействие расплавленного ядра на земную кору», но даже заставляет безусловно отвергнуть эту фантастическую гипотезу. Признаков тангенциально-складкообразовательных движений Кропоткин не нашёл, но лишь признаки чисто вертикальных поднятий и опусканий.

**********

Е. В. Быханов, 1877, «Астрономические предрассудки и материалы для образования новой теории образования солнечной системы». «Устройство земного шара, его орбитальное движение, вращение вокруг своей оси и даже движения Луны вокруг Земли вопреки установившимся понятиям находятся в связи между собой». Процессы горообразования автор связывает с воздействием вращательного движения планеты. Раньше Земля, по его мнению, вращалась быстрее, чем теперь. Тогда не было никаких гор, но затем они создались, когда предел ускорению вращения положила «сила Луны». «Горы тем больше обнаруживались, чем больше замедлялось вращение земного шара».

Опровергает широко принятые представления о внутреннем огненножидком состоянии Земли. Возрастание температуры в глубину и высокую температуру лав автор объясняет без привлечения жидкого ядра. Источник теплоты Земли находится не в центре Земли, а в пластах планеты. Вопрос об образовании гор с теорией планетной системы в целом не имеет ничего общего, а от недр это образование не зависит. Создание гор связано с материками, которые перемещались и на себе несли горы. Автор говорит о перемещении материков.

Большое значение Быханов приписывал замедлению вращения Земли и роли в нем приливов. Изменение положения земной оси неизбежно в связи с изменением положения материков, причиной же последнего он считал вращение планеты. Суточное вращательное движение Земли и приливы вместе определяют движение материков.

*********

Вильям Томсон. Доктрина о твердости тела современной Земли. 1864. Земля — тело твердое: сопоставлял ее в связи с этим по прочности со сталью и стеклом. Вторил Томсону Дж.Дарвин. Земля — твердое тело с большой несгибаемостью и негибкостью, насквозь тверда, и на тысячи миль от поверхности породы тверды, как гранит, и даже крепче гранита.

По Томсону, силы тяготения, заменяются трением. Такое понимание привело к тому, что английские теоретики приравняли твердость Земли в целом, т. е. твердость огромного планетарного твердого тела к твердости малых конкретных тел в пределах нашей планеты. Дело дошло до того, что Томсон стал сравнивать Землю «со стальным шаром того же размера без взаимного тяготения частей».
Перенося на тело планетарных размеров свойства малых тел и не видя в прочности последних никаких указаний на действия сил тяготения, Томсон сделал странный вывод, что и в большом теле, если оно твердо, силы тяготения себя не проявляют. Эта мысль Томсона была быстро подхвачена другими учеными.

*********

Вегенер в книге «Происхождение материков и океанов» (1925) сформулировал: «Маленькая стальная модель шара ведет себя в лаборатории совершенно так же, как твердое тело. Но такой же стальной шар, размерами с Землю, под влиянием своих собственных сил притяжения потечет. Здесь мы наблюдаем переход от преобладания молекулярных сил к силам, обусловленным массами».

Эта мысль принадлежит не ему, а русскому геологу И. Д. Лукашевичу, который, в сущности, развил дальше идею Даламбера о том, что формы равновесия твердого, вещества в больших массах обусловлены теми же силами тяготения, что и формы равновесия вещества жидкого. Поэтому тяготение вовсе не отступает куда-то перед сцеплением, а именно скрепляет твердые большие массы.

**********

В 1886 г. обмен мнений между двумя французскими учеными Файем и Ж. Лаллеманом показал, что оба автора последовательно стояли на той точке зрения, что главный процесс на планете нашей — это процесс ее охлаждения. Лаллеман склонялся к тетраэдрической гипотезе строения Земли, Фай — к додекаэдрической, причем для обоих эти формы являлись следствием охлаждения планеты.

**********

Карпинский, и совместно с Воейковым и Тилло. Все горы нашей планеты можно разделить на две почти равные группы (1888г):
а) горы, по направлению своему близкие к меридианам, косвенные по отношению к ним, т. е. субмеридиональные,
б) горы широтные.
Первую закономерность установил Карпинский, вторую — Тилло и Воейков.
У различных материков (Карпинский) имеется совпадение всех главных элементов, именно для них характерных:
а) одинаковое распределение,
б) сходные очертания,
в) сходные орогенические отношения
г) аналогичное геологическое строение.
Все материки имеют треугольную форму, приближаясь и примыкая друг к другу углами. Азия, Австралия, Европа, вместе взятые, очень сходны с Северной Америкой.

Горы являются производными от материков. Чем больше материк, тем сложнее его горная система. Самый большой горный кряж протягивается вдоль тихоокеанских побережий параллельно их линии. Этот тихоокеанский пояс, прерываемый кое-где вулканами, образует изогнутое кольцо, опоясывающее Землю.

Продолжение следует..