Скорость и механизм сдвига полюсов. §§ 9-13 главы 1-ой. "Путь полюса". Ч. Хэпгуд

§ 9. Решение Хизена

В свете этой катаракты трудностей что предлагает Хизен? Он предлагает совершенно новый механизм для объяснения того, что литосфера раздвигается, чтобы образовалось новое дно океана. Он предполагает, что Земля растет, что она чрезвычайно расширилась в течение геологического времени. Эта идея, естественно, полна трудностей и, возможно, поднимает гораздо более серьезные проблемы, чем решает. Однако вскоре мы увидим, что в этом нет необходимости - существует более простое решение.

§ 10. Дальнейшие возражения против расширения морского дна

Некоторые океанографы нашли доказательства, которые им кажутся несовместимыми с предположениями о распространении морского дна. Дуглас Дж. Элверс находит возражения против “конвейерного механизма" (морского дна, переносимого конвекционными потоками) во многих доказательствах, полученных в результате изучения магнитных аномалий на дне Тихого океана. Магнитная аномалия - это отклонение от нормальной напряженности магнитного поля Земли, вызванное, по-видимому, различиями в силе или конфликтами в направлениях намагничивания пород, лежащих в основе, в данном случае, океанского дна. Исследование охватило площадь более 400 000 квадратных миль. Элверс предполагает, что результаты исследования потребовали бы Элверс предполагает, что результаты опроса потребуют

"... механизма, который мог бы формировать линкационные паттерны in situ, в коре Тихого океана. Этот механизм требует существования плиты земной коры, разрушенной региональными напряжениями. Затем магматический материал будет впрыскиваться в трещины, образуя "мега-дайковый Рой". . .".

Вскоре мы увидим, что полярные блуждания могут обеспечить решение этой проблемы, а также дилеммы Хизена. (См. главу IX, фиг. 32, 33 и 34 и объяснения, стр. 205, 207-08.)

Уоткинс и Ричардсон обнаружили, что данные с Срединно-Атлантического хребта не согласуются с гипотезой о распространении морского дна, и они довольно горько сетуют на то, что геофизики в настоящее время из-за своего энтузиазма к этой теории вынуждают доказательства соответствовать ей (выдел.цветом - R°). Я цитирую их резюме полностью, несмотря на то, что оно содержит технические детали, которые нас не касаются:

"Желательность точного определения зон активного распространения земной коры является мотивом для представления аргументов против неограниченного применения гипотезы распространения земной коры к анализу всех линейных магнитных аномалий, связанных со Срединно-океаническими подъемами. Предполагается, что не будет четкого разграничения, если дуга изменения скорости распространения вызвана для того, чтобы вызвать подгонку локального наблюдения к гипотетическим изменениям геомагнитной полярности; если основные тектонические гистоны коры дуги предложены отсутствием, а не наличием классических паттернов магнитных аномалий; если игнорируются незначительные характеристики магнитных аномалий и имеющиеся местные геологические данные; и если для периода, предшествующего 4 млн. лет назад, используется временная шкала геомагнитной полярности, которая либо гипотетична, либо недостаточно хорошо определена. Перед изучением опубликованного магнитного траверса и других данных Срединно-Атлантического хребта на 22,5°северной широты составляется резюме соответствующих свойств горных пород и магматических термических и структурных историй. Сделан вывод, что ряд плоских конечных призм переменной полярности, как того требует простая модель распространения земной коры, не согласуется с наблюдениями".

11. Возможное решение - сдвиг полюсов

Мы видели, что гипотеза распространения океана, основанная на ”конвейерном механизме", приводимом в действие конвективными потоками, полна трудностей. Однако есть способ устранить, если не все, то большинство трудностей. Предположим, что реальным двигателем, обеспечивающим силу распространения морского дна, является полярное блуждание в виде горизонтальных смещений всей литосферы на коротких интервалах, предполагаемых геомагнитными данными. Мы уже видели, что многие из тех, кто поддерживает теорию дрейфа континентов, также приняли полярные блуждания, на которые в равной степени указывают свидетельства.

Давайте кратко представим себе последствия смещения литосферы. Здесь мы просто укажем на то, что сплюснутость Земли обуславливает то, что при любом смещении литосферы одни части земной поверхности будут находиться под сжатием, а другие - под растяжением. Это происходит потому, что такое движение будет смещать некоторые области к полюсам, а другие - к экватору. Области, перемещаемые к полюсу, будут подвергаться сжатию, в то время как области, перемещаемые к экватору, будут растягиваться с последующим широким обеспечением. Огромная сила движущейся литосферы привела бы к складчатости пластов в одних областях и к трещинноватости (fissuring) в других, как это полностью объяснено и проиллюстрировано в главе IX.

Предположим, что срединно-океанический хребет и система трещин являются продуктом периодических смещений литосферы, полупостоянной особенностью в терминах последних нескольких сотен миллионов лет. Давайте теперь представим себе ряд перемещений, происходящих в рассеянных направлениях быстрее, чем вдоль Полярного блуждающего пути. Мы можем наблюдать, что независимо от того, в каком направлении смещается литосфера, какая-то часть срединно-океанического хребта неизбежно будет смещена в сторону или поперек экваториального выступа земли и, следовательно, подвергнется растяжению или растяжению. Здесь литосфера будет разорвана на части, возможно, на несколько миль, и трещина будет заполнена снизу магмой, которая при охлаждении образует новое морское дно.

В то же время, когда эта область была растянута, это следовало бы из предположения, что другая область, одновременно перемещенная к полюсу, будет сжата, и в результате слои породы будут слегка сложены. При каждом смещении литосферы величины растяжения и сжатия были бы точно равны, так что не было бы необходимости в общем увеличении земной поверхности, но континенты могли бы, благодаря многим смещениям, постепенно перемещаться на значительные расстояния относительно друг друга.

Конечно, постепенное расширение океанского дна сначала в одной области, а затем в другой привело бы к давлению на стороны континентов. Как заметил Белоусов, и как я указал в первом издании этой книги, существуют хорошие геологические свидетельства глубокого оседания материков или их частей (см. стр. 235-48). Складчатость самих континентальных пластов вполне могла бы обеспечить пространство для расширения морского дна. Частью этого процесса также могут быть поднятия частей морского дна. В конце концов, сейчас все согласны с тем, что нынешние океаны геологически не очень стары. Континенты, которые занимают нынешние океанские бассейны, не всегда могли быть континентами, которые были вытеснены распространением морского дна.

Одной из проблем, которые озадачили геологов, является существование крутых континентальных склонов, которые резко обрываются вниз от краев континентальных шельфов. Возможно, они на самом деле являются результатом давления расширяющегося морского дна на все стороны континентов. Такое давление, естественно, будет иметь тенденцию к крутизне краев континентов. Эриксон, Юинг, Хизен и Воллин, по-видимому, наблюдали доказательства этого процесса:

Более старые отложения из окрестностей континентального склона говорят о заметной крутизне склона за счет разломов или моноклинальной складчатости в позднекайнозойское время . . .

§ 12. Скорость сдвига полюсов.

Мы видели, что геомагнитные свидетельства обычно интерпретируются как предположение о том, что полярный сдвиг произошел независимо от того, произошел ли также дрейф континентов. Некоторые геологи определенно предпочитают идею полярного сдвига. Дойч, например, считает полярные блуждания более вероятными, чем дрейф континентов. Чедвик согласен:

"... Баланс данных в настоящее время, по-видимому, благоприятствует смещению всей земной коры над субстратом, а не полярным блужданиям всей земли. Vcning Mcincsz предположил, что смещения этого типа могут быть вызваны крупномасштабными конвективными течениями в мантии. Обычно предполагается, что орогическое значение полярных блужданий невелико, но возможные эффекты экваториального выпуклости в движениях всей земной коры, по-видимому, заслуживают дальнейшего изучения".

* В этом месте Чедвик отсылает читателя к более ранней моей работе "Смещение земной коры", ревизией которой является настоящая работа.

Дойч приводит доказательства того, что полярные сдвиги в прошлом могли происходить с такой скоростью, что в значительной степени ускользали от внимания с помощью метода геомагнетизма. Он заявляет:

"...Мы могли бы взять 50 метров в год как типичное значение для очень быстрого (гипотетического) полярного блуждания. При такой скорости 45-градусный маршрут в северную часть Тихого океана, или, скажем, 10 000 км для обратного пути, займет 200 000 лет. Я думаю, что самый большой интервал, который мог быть пропущен в постэоценовой летописи, - это десять миллионов лет. Тогда вероятность прижатия быстро движущегося Полюса составляет 2%, а для более ранних периодов шансы снижаются еще больше. Это должно внушить отрезвляющие мысли о степени нашего невежества спустя десятилетие с тех пор, как были сообщены первые впечатляющие результаты палеомагнетизма".

Это очень важно для моего обсуждения, потому что в главах IV, V, VI и VII я говорю об аргументах в пользу трех смещений литосферы за последние 100 000 лет, для которых имеется лишь небольшое геомагнитное подтверждение. Согласно моим предположениям, в последнем случае, в конце последнего ледникового периода в Северной Америке, литосфера была сдвинута примерно на 30° или около 2000 миль за период, не превышающий 10 000 лет. Это означало бы среднюю скорость около 1000 футов в год, очень высокую скорость, примерно в пять раз превышающую максимальную скорость, разрешенную Дойчем. При такой скорости вполне очевидно, что математические шансы обнаружить смещение геомагнитным методом упадут до доли процента.

Дойч указывает на доказательства, в докембрийских породах Шотландии, смещения литосферы, которое, по-видимому, произошло со скоростью “на несколько порядков" быстрее, чем гипотетическая скорость, на которую он ссылается выше (выдел.цветом - R°). Поскольку порядок величины означает умножение в 10 раз, он, очевидно, рассматривает действительно очень высокую скорость.

**Только что Хэпгуд предположил скорость в 300 метров в год - умножим её на "несколько порядков" = 300 км - 30 000 км в год. Довольно близко к тем цифрам, которые мы смеем обсуждать в рамках этого журнала и одного прикрытого ресурса. Что же Хепгуд? Как он отнёсся сам к таким БЕШЕНЫМ скоростям? - (**R°)

На первый взгляд такая скорость может показаться невероятной, но я приведу много доказательств в поддержку этого предположения. В любом случае очень важно, что Дойч сказал, что

"... до сих пор можно утверждать, что полярные блуждания были достаточно быстрыми, чтобы полностью пропустить палеомагнетизм".

§ 13. Механизм сдвига полюсов.

Прежде всего следует признать, что в настоящее время не существует удовлетворительного объяснения того, как происходят разломы литосферы. Цель этой книги - просто представить аргументы в пользу предположения, что такие сдвиги имели место, и показать, как это предположение объясняет многочисленные нерешенные проблемы в геологии и эволюции жизни. Кроме того, я представляю данные, датирующие последние три смещения и помещающие их во вторую часть последней геологической эпохи - плейстоцен.

Хотя объяснение причин перемещений, возможно, придется отложить на будущее, тем не менее, требования к этим причинам могут быть предложены уже сейчас. Любое успешное объяснение должно объяснять как начало, так и прекращение такого движения. Оно должно предложить механизм, обеспечивающий движение литосферы со скоростью, в несколько раз превышающей скорость, которая сейчас оценивается для предполагаемых субкристальных течений. И это должно будет объяснить периодичность, которая стала очевидной в результате изучения доказательств, представленных в главах IV-VIII.

Хотя конкретной причины смещений пока не видно, есть указания на общее направление, в котором нам, возможно, придется искать окончательное объяснение. Почти наверняка любое смещение внешних оболочек земли должно быть вызвано гравитационными дисбалансами внутри литосферы или непосредственно под ней, дисбалансами, порождающими центробежные или центростремительные эффекты, подобные тем, которые первоначально постулировал Кэмпбелл при разработке своего механизма ледяного покрова (см. стр. 330.) То, что такие диспропорции сейчас существуют, не подлежит сомнению, и некоторые из них имеют значительные масштабы. Есть много поверхностных особенностей, рассеянных по Земле, которые находятся вне гравитационного баланса, но даже большие аномалии, по-видимому, существуют под поверхностью, в пределах литосферы или под ней.

Принцип гравитационного равновесия земной поверхности называют принципом изостазии (изостатическое равновесие): теоретически континенты, океанские бассейны, горные хребты и другие объекты всегда стремятся к равновесию, которое они достигают, поднимаясь или опускаясь, пока (подобно куску дерева, плавающему по воде) не окажутся на высоте, соответствующей их плотности. Они могут это сделать, потому что литосфера, как мы уже указывали, не обладает большой прочностью на растяжение; она может легко разрушиться, если есть большое давление в любом направлении, вверх или вниз, и это позволяет любому участку земной поверхности найти свое естественное возвышение, как если бы он плавал в астеносфере внизу. Я говорю "теоретически”. На практике мы видим, что теория не всегда работает. Поверхность земли выходит из равновесия. Несомненно, в теле Земли происходят какие-то движения, в результате которых огромные массы вещества меняют свое положение, иногда поднимая или опуская поверхность. В этих движениях может нарушаться баланс плотности как на поверхности, так и под ней (в пределах литосферы).

Еще одним фактором, который, возможно, имеет первостепенное значение в этом вопросе, являются большие искажения формы Земли из-за существования так называемой “третьей оси"."Эти выпуклости и выпуклости огромной протяженности обычно игнорируются в расчетах изостазии, но они имеют отношение к вопросу о динамическом балансе литосферы.

Я могу предложить, несмотря на наше нынешнее невежество, конкретный пример смещения: если предположить, что большой избыток (или недостаток) массы возникает где-то у поверхности Земли, то это может быть результатом подъема материала под литосферой, поднятия его или обратного процесса, погружения, вызывающего депрессию литосферы. Согласно принципам динамики вращающихся тел, избыточная масса вблизи поверхности Земли вызовет центробежный эффект, действующий наружу под прямым углом к земной оси, в то время как недостаток массы вызовет центростремительный эффект, действующий внутрь. Тангенциальные составляющие этих сил (как показано Кэмпбеллом, рис. 35, стр. 331) будет действовать по экватору в случае избыточных масс и по полюсу в случае недостатков.

Предположим, что мы имеем большую избыточную массу, лежащую в литосфере и под ней на одной стороне Земли, и что центробежного эффекта этой массы достаточно, чтобы начать смещение внешних оболочек Земли над волноводным слоем. Важно отметить, что эта сила является прогрессивной. Когда смещение уже начинается, сила увеличивается с геометрической прогрессией с увеличением расстояния аномальной массы от оси вращения Земли. Тангенциальная составляющая силы, однако, начинает снижаться (как показывает Кэмпбелл) еще до достижения экватора, а после этой точки разворачивается, так что движение тормозится и в конце концов останавливается. Этот пример удовлетворяет первым двум требованиям для приемлемого механизма.

Волноводный слой, найденный Белоусовым, имеет большое преимущество для этой концепции смещения. Он предлагает легкую зону сдвига для движения, в которой все фрикционные эффекты будут сведены к минимуму. На самом деле смещение должно было бы происходить, согласно этому мышлению, на уровне, где вязкость астеносферы была бы уменьшена до ее самой низкой точки жидким волноводным слоем, и таким образом литосфера была бы фактически перенесена на поток, текущий в жидкости, подобно тому, как Гольфстрим течет по более глубоким водам океана. Это движение может быть эквивалентом течения жидкости над жидкостью. Трение будет сведено к минимуму, в то время как вязкость не будет представлять собой проблему для сравнительно быстрого перемещения.

Последний момент имеет большое значение, так как проведенные исследования, которые я представляю ниже, показывают, что сдвиги литосферы временами достигали необычайных скоростей по сравнению со скоростями субкристальных течений, которые сейчас оцениваются геофизиками. Сочетание геометрической прогрессии центробежных эффектов с зоной легкого сдвига в волноводном слое открывает возможность чрезвычайно быстрых перемещений внешней оболочки Земли. В последующих главах читатель найдет много эмпирических полевых доказательств в поддержку этого.

Следует иметь в виду, что в то время как смещение всей внешней оболочки Земли было бы событием гигантской величины, оно могло бы на самом деле встретить меньшее сопротивление, чем движение большого конвективного потока. Конвекционные течения, воображаемые геофизиками, включают движение триллионов тонн высоковязкой породы против вязкого сопротивления мантии Земли. С другой стороны, при смещении литосферы над волноводным слоем трение на границе раздела фаз было бы минимальным. Он будет включать только очень тонкий слой самой жидкой части астеносферы. Движение было бы одним из скольжений, признанных самой экономичной формой движения.

Возможное новое направление для исследования причин смещений литосферы было предложено двумя статьями в журнале "Mines" за 1968 год. Авторы, профессора Рамон Э. Биск и Джордж Э. Роуз, выдвинули новую гипотезу, связывающую развитие особенностей земной поверхности с силами, приводящими в движение ядро Земли. По многим причинам это самое интересное развитие событий. Их гипотеза, если она, наконец, подтвердится, может дать объяснение неравенствам распределения массы внутри Земли, которые я рассматриваю как наиболее вероятную причину смещений..

Источник - rodline.livejournal.com/482445.html

.