Фиксизм и мобилизм, современные представления

Фиксизм – учение о неизменном положении континентов по отношению к глубоким недрам Земли. Существовавшая изначально гипотеза контракции Эли де Бомона, сменившая гипотезу кратеров поднятия Буха и Гумбольдта, впервые серьезно опроверглась в конце 19 в. рядом новых данных. Во-первых, произошла замена «горячей» космогонии «холодной». Если Земля изначально не была расплавленной, предположение о ее остывании с уменьшением объема теряло смысл. Во-вторых, открытие радиоактивности показало, что в Земле имеется мощный источник ее разогрева; по подсчетам английского физика Дж. Стретта, его энергии было достаточно, чтобы предотвратить охлаждение Земли, а дальнейшие вычисления, например, русского геофизика Е.А. Любимовой показали, что Земля может даже испытывать вторичный разогрев за счет тепла радиоактивного распада. В-третьих, с открытием шарьяжного строения горных сооружений оказалось, что оно требует сокращения радиуса Земли такого масштаба, который не мог быть обусловлен ее вековым охлаждением.

Хронологически одна из первых попыток найти альтернативу теории контракции принадлежала австрийскому геологу, исследователю Альп О. Ампфереру. Подобно контракционистам, он считал, что покровно-складчатые сооружения образованы в условиях сжатия, но в отличие от них, полагал, что это сжатие является следствием не просто сближения ограничивающих геосинклиналь жестких глыб кратонов, а поддвига последних под геосинклинали при воздействии нисходящих подкоровых течений.

Другая попытка найти замену контракционной гипотезе, несколько ее дополнив и подправив, была предпринята в начале века А. Ротплетцом, в 20-е гг. 20 в. поддержана Дж. Джоли и вылилась в формулировку гипотезы, получившей название пульсационной. Ее автором был американский геолог В. Бухер. Суть гипотезы состояла в том, что в истории 3емли чередуются эпохи ее расширения и сжатия; в первые происходит заложение геосинклиналей и массовые базальтовые излияния, а во вторые — складко- и горообразование и внедрение гранитов. В 30-40-е гг. оригинальные варианты этой гипотезы разрабатывались в СССР М.М. Тетяевым и известными исследователями Сибири М.А. Усовым и В.А. Обручевым. Причины пульсаций объема Земли при этом не рассматривались.

Другие гипотезы ставили первопричиной вертикальные движения, а не условия сжатия, возвращаясь к гипотезе поднятия первой половины 19 в. Первой попыткой в этом направлении явилась осцилляционная гипотеза немецкого геофизика Э. Хаармана. Согласно ей земная кора под действием внешних приливных сил образует поднятия (геотуморы), с которых затем соскальзывают слои осадочных толщ, сминаясь в складки и создавая складчатые системы, и впадины (геодепрессии).

Одной из наиболее распространенных гипотез такого рода стала ундационная гипотеза голландского геолога Р.В. ван Беммелена, исследователя Индонезии. Он полагал, что образование поднятий — положительных ундаций земной коры — является следствием воздействия не внешних сил, а глубинных процессов дифференциации вещества подкоровых недр, подъема кислых расплавов — астенолитов. В последних вариантах гипотезы он допус­кал, что базальным уровнем такой дифференциации может являться граница мантии и ядра, в связи с чем его гипотеза стала именоваться гипотезой гиподифференциации.

В 40-е гг. сходные гипотезы были предложены американскими геологами Б. и Р. Виллисами (астенолитная гипотеза) и русским геологом В.В. Белоусовым. Гипотеза Белоусова, первоначально названная им радиомиграционной в связи с тем, что он привлек радиогенное тепло в качестве основного возбудителя тектогенеза и магматизма, в процессе развития получила, как и гипотеза Беммелена, название гипотезы глубинной дифференциации. Но в опубликованных посмертно работах Белоусов делает шаг навстречу мобилизму — допускает проявление раздвига в осевых зонах срединно-океанических хребтов и соглашается, что с этим может быть связано образование характерных полосовых магнитных аномалий. Однако за пределами этих зон всякое растяжение им отрицается, и ведущая роль отводится статическому процессу океанизации.

Противоположной выдвинутым гипотезам стала мобилистская гипотеза А. Вегенера (1912) и Ф. Тейлора, допускающая перемещение материков (дрейф материков). Исходным моментом для построений и Вегенера и Тейлора было удивительное сходство очертаний материков. Опираясь на принцип изостазии и гипсографическую кривую, он пришел к выводу о коренном отличии коры континентов от океанской коры; первая сложена в основном из гранитов, вторая – из базальтов. Далее Вегенер обратил внимание на поразительное сходство ископаемых одного возраста материков, ныне разделенных океанами. Более того, в позднем палеозое все гондванские материки были охвачены покровным оледенением; если бы они занимали те же места, что и сейчас, это оледенение должно было достигать тропических широт, что вряд ли возможно.

Еще более своеобразная версия мобилизма была выдвинута в 1924 г. ирландским исследователем Дж. Джоли. Он первым использовал открытие радиоактивности непосредственно для объяснения тектогенеза. По гипотезе Джоли под влиянием накопления радиогенного тепла происходит периодическое, через 35 млн. лет, расплавление базальтового слоя коры. Оно создает возможность горизонтального перемещения гранитогнейсового слоя, слагающего материки, по базальтовому субстрату в западном направлении под влиянием солнечно-лунных приливов. При этом континенты и океаны меняются местами, а возникшие вдоль их границ геосинклинали превращаются в складчатые горные системы. Гипотеза Джоли встретила серьезные возражения, поскольку, в частности, при повышении температуры гранит плавится раньше базальта, а не наоборот. Но историческая заслуга Джоли состоит в том, что он первым привлек энергию радиоактивного распада для объяснения геологических процессов и обоснования цикличности их проявления.

Несколько позже, в 1929-1931 гг., известный шотландский геолог А. Холмс предположил, что накопление радиогенного тепла стимулирует конвективные течения, и прежде всего под континентами, поскольку континентальная кора характеризуется повышенным содержанием естественно-радиоактивных элементов. Под континентами возникают вследствие этого восходящие течения, а на их границе с океанами, где образуются геосинклинали, — нисходящие. Восходящие течения ведут к распаду континентов, а нисходящие — к образованию складчатых зон.

Развитием мобилистской теории Вегенера стала возникшая позже концепция тектоники плит, главным отличием которой предполагалось раздвижение континентов с новообразованием океанской коры между ними и их перемещение вместе с последней по поверхности астеносферы под действием конвективных течений в мантии, вместо Вегенеровского дрейфа континентов по океанической коре. Гипотеза спрединга и ее расширенная версия — тектоника плит — подверглась проверке глубоководном бурением с положительным результатом.