Тайна далекого прошлого
Много различных загадок есть у пашей планеты. Одни относятся к отдаленным эпохам, другие — к настоящему времени, часть из них связана с неорганической природой, часть с миром живых организмов. Но среди всех этих загадок есть одна общая. Это — тайна геологического прошлого Земли.
Как и все небесные тела, наша планета имеет свою историю. Под действием внутренних и внешних сил она постепенно меняла спой лик: росли и разрушались горы, появлялись со дна океана и погружались в водную лучину огромные острова, наступало и отступало море... Одним словом, Земля не всегда была такой, как в современную эпоху, у нее есть «прошлое», и знать это прошлое нам необходимо.
Чтобы разобраться в закономерностях геофизических процессов и решить целый ряд важнейших практических задач, необходимо изучить не только современное состояние нашей планеты, но и те исторические процессы, которые к нему привели. Когда историки исследуют прошлое человеческого общества, они судят о событиях давным-давно минувших дней прежде всего на основании летописей, исторических документов, сохранившихся свидетельств очевидцев. Историку Земли гораздо труднее: у событий, которые его интересуют, не было очевидцев. Но ведь и о прошлом человечества не всегда рассказывают люди — свидетели исторических событий. Немалую помощь ученым оказывают материалы археологических находок, неодушевленные следы минувшего. Они мертвы, но не безмолвны — надо только уметь заставить их говорить. Геологическое прошлое Земли тоже оставило спои следы, нужно только их найти и расшифровать. И один из путей проникновения в давным-давно минувшие времена — изучение истории земного магнетизма.
Современная наука установила, что географические полюсы Земли — Северный и Южный — не закреплены на месте, а путешествуют по поверхности нашей планеты. Например, Северный полюс медленно описывает сложную спиральную линию вокруг некоторого среднего положения, отклоняясь то в одну, то в другую сторону от пего па несколько метров. Есть также данные, свидетельствующие о том, что Северный полюс имеет и еще одно — поступательное — движение. Где и когда располагались полюсы в прошлом, как они двигались? Все важные сведения на этот счет может принести изучение перемещений магнитных полюсов нашей планеты. Ведь согласно современным научным представлениям магнетизм Земли тесно связан с се вращением вокруг собственной осп. Как показал советский геофизик Б. П. Тверской, в жидком ядре пашей планеты, вращающемся вместе с Землей, при условии наличия достаточной разности в температуре экваториальных и полярных областей возникает магнитное поле, ориентированное вдоль оси вращения. Таким образом, близкое расположение географических и магнитных полюсов не является случайным. Следовательно, и их перемещения в прошлом также носили совместный характер.
Изучение истории полюсов может пролить яркий свет не только на магнитное прошлое Земли, но и на происходившие геологические изменения. Этими проблемами и занимается молодой раздел современной геофизики, изучающий так называемый палеомагнетизм.
Несколько лет назад было обнаружено, что многие горные породы, из которых состоит земная кора, обладают остаточным магнетизмом. Его возникновение относится к тем временам, когда эти породы, изверженные из земных недр, находились и разогретом состоянии. Под действием земного магнитного поля происходило их намагничивание. При остывании направление этого поля как бы закрепляется в веществе и впоследствии может быть обнаружено. Следы магнитного поля Земли хранятся и в осадочных породах.
Когда мелкие зерна магнитных пород оседают на дно водоемов, они ведут себя словно маленькие магнитные стрелки и ориентируются в соответствии с направлением земного магнитного поля в данном месте.
Наряду с палеомагнитными, возможны и так называемые археомагнитиые исследования, т. е. изучение остаточного магнетизма в различных изделиях человеческих рук, относящихся к разным эпохам: в глинобитных кечах и очагах, в кирпиче и черепице, из которых сложены древние постройки, в керамической посуде. Во время изготовления подобных изделий магнитные минералы, входящие в состав любой глины, при охлаждении изделия после обжига намагничивались и как бы «замораживались» в определенном состоянии, отвечающем направлению земного магнитного поля.
С другой стороны, в распоряжении ученых имеется целый ряд методов, позволяющих достаточно надежно определять возраст тех или иных земных пород или старинных изделий. Сопоставляя эти данные между собой, можно установить, какое направление о том или ином районе нашей планеты имело земное магнитное поле и определенные исторические эпохи.
В частности, сопоставление палеомагнитных данных дли Сибирской платформы с данными палеоклиматологии показало также, что и в древние времена направление земного магнитного поля совпадало с направлением осп вращения Земли. Тем самым связь магнитных свойств нашей планеты с ее суточным вращением получает независимое подтверждение.
В то же время общий анализ имеющихся в распоряжении ученых данных свидетельствует о том, что в разные геологические эпохи земные магнитные полюса располагались в различных точках земной поверхности. Таким образом, подтверждается предположение ряда ученых о том, что в истории нашей планеты имело место смещение тепловых поясов и климатических зон.
Наряду с этим анализ полученных результатов привел ученых к некоторым выводам, которые пока еще носят дискуссионный характер.
Методика определения расположения магнитных полюсов по палеомагнитным исследованиям несколько напоминает принцип радиопеленгации. Анализ магнитных свойств горных пород позволяет установить направление магнитного поля Земли для соответствующей исторической эпохи, т. е. направление па магнитный полюс. Точка пересечения таких направлений, найденных для двух различных пунктов земной поверхности, и укажет местонахождение магнитного полюса.
Однако сопоставление палеомагнитных данных, относящихся к Сибирской и Европейской платформам, обнаружило значительные расхождения. Соответствующие точки магнитных полюсов оказались расположенными в совершенно различных районах земного шара. Подобные же расхождения обнаруживаются и для палеомагнитных данных, относящихся к другим районам Земли.
Как можно объяснить такие несовпадения?
Известно, что в некоторых областях имеются так называемые магнитные аномалии. Всем знакома, например, Курская магнитная аномалия. В районах аномалий стрелка компаса отклоняется от обычного направления. .Это означает, что ориентировка местного магнитного поля здесь отличается от ориентировки общего земного поля.
Быть может, расхождении палеомагнитных данных по Сибирской и Европейской платформам, о котором шла речь выше, и объясняется как раз тем, что в прошлом в одном из этих районов существовала крупная магнитная аномалия? Однако расчеты показывают, что такая аномалия должна была бы иметь огромную протяженность, по крайней мере в полторы тысячи километров, .что весьма маловероятно.
Но существует и другое объяснение. В свое время немецкий ученый Вегенер выдвинул гипотезу о том, что материки не «стоят на месте», а медленно перемещаются, вследствие чего их взаимное расположение и ориентировка с течением времени постепенно меняется. Движение это настолько медленное, что обнаружить его современными средствами наблюдений не представляется возможным. Но палеомагнитные данные, относящиеся к отдаленным эпохам, должны были бы отразить подобные перемещения. В частности, расхождения данных по Европейской и Сибирской платформам могли бы получить естественное объяснение, если бы в прошлом, в период, к которому относятся палеомагнитные измерения, произошло постепенное сближение этих платформ примерно па 4 тыс. км. Любопытно, что в свое время академик Обручев отмечал, что район Урала, расположенный между обоими платформами, представляет собой своеобразную гармошку, образовавшуюся в результате поперечного сжатия. Если бы эта гармошка расправилась, Европейская и Сибирская платформы отошли бы друг от друга как раз на 4 тыс. км.
Однако подобная гипотеза встречает целый ряд возражений, и в этой области палеомагнитологам предстоит еще немало поработать.
Расшифровка палеомагнитных данных приводит еще к одному любопытному предположению, согласно которому в древности наша Земля имела несколько иные размеры, чем в современную эпоху. Предварительные расчеты показывают, что со времени палеозойской эры радиус Земли увеличился па 15%. Однако этот результат также является дискуссионным.
Палеомагнетизм — новое направление научных исследований, позволяющее заглянуть в далекое прошлое пашен планеты. Поэтому работы, которые ведутся в этой пол астм, имеют чрезвычайно важное значение.
|
|
Читайте в рубрике «Планета Земля»: |