Релятивистская геомеханика
Как оценить, как осознать все значение происходящей на наших глазах революции в науках о твердой Земле? Переход от прежнего, торжественно фиксированного в целом пространства геологии ко всеобщему пространственно-временному бурлению не оставляет нетронутым ни одного раздела наук о Земле. Известный геолог Р. У. ван Бемеллен в 1965 году говорил о "релятивистском подходе к описанию и объяснению структурной эволюции". Это, конечно, метафора, ибо "релятивистский подход" в физике, откуда заимствован термин, — это неньютоновский, эйнштейновский подход к странности мира субсветовых скоростей, взаимного перехода вещества и энергии, искривленного пространства-времени.
Но это не случайная метафора, ибо новизна подхода, трещина, расколовшая геологию на "классическую" и "новую", не имеет других аналогов, кроме водораздела между доэйнштейновской и современной физикой.
Уже давно геологи заметили, что характер деятельности вулканов и состав извергаемых из них продуктов закономерно меняются от чисто базальтовых щелочных излияний центральноокеанических вулканов к андезитовым (менее щелочным) лаве и пеплам вулканов островных дуг и почти кислым, с высоким содержанием кремнезема выделениям уже на континентах. Логически все это очень стройно увязывалось с теорией разрастания континентов за счет причленения полуокеанических окраинных прогибов — геосинклиналей, которыми можно попросту считать окраинные моря, ограниченные островными дугами. Старая мудрая теория геосинклиналей! Она охлично показывала, как вокруг древних, еще архейских ядер континентов через стадии прогибания, накопления осадков и последующего воздымания в виде горных цепей этих окаменевших осадков, а затем выравнивания, "пенепленизации" бывших геосинклиналей нарастали, как годовые кольца на стволе дерева, все новые участки материковой, кислой (гранитной) коры. Континент издревле вел наступление на сушу, и в глубинах континентов геологи часто находят структуры, напоминающие очертаниями и излияниями древних вулканов нынешние островные дуги.
И (удивительна логика научного процесса) мобилизм, бывший как будто в состоянии войны с ортодоксальной геосинклинальной теорией, выйдя на новый уровень "плейттектоникс" — тектоники плит, неожиданно чудесным образом раскрыл объятия для "мудрости предков".
Геология обрела пространство. И сразу же появились признаки решения древних и важных вопросов вулканологии. Например, того же вопроса о закономерном изменении состава магм по мере отступления вулканов от океана, а заодно и вопроса о глубине питающих вулканы каналов. Да и сама геосинклинальная теория, которая хорошо показывала, похоже, только теперь начинает объяснять, становясь в ясные причинно-следственные взаимоотношения с премудростью многих других теорий, гипотез и просто фактов, которые существовали прежде как-то сами по себе.
Ну а землетрясения, какое место они занимают в этих событиях? Связаны ли они с технологией Подземного химического завода? Да, связаны. Какое-то место и им отведено на всех ступенях этого сложного процесса. Японский ученый А. Сугимура построил два ряда цифр. В одном были значения некоего коэффициента, выражающего "толеитовость" вулканических продуктов — величину, прямо пропорциональную "алюмосиликатности", то есть океаничности, и обратную "калийности", то есть континентальности вулканизма. И в ряд с этими цифрами, возраставшими по мере перехода от континентальных сейсмовулканических зон к океаническим, встала точно так же возраставшая сейсмическая активность в недрах соответствующей зоны. Вот эти зоны, в порядке возрастания сейсмичности (и толеитового коэффициента, который для краткости не привожу): 1) Алеутские острова и Аляска (0,05); 2) остров Тайвань и Западная Япония (0,05); 3) Индонезия (0,06); 4) Центральная Америка (0,09); 5) Марианские острова и Восточная Япония (0,09); 6) Курильские острова, полуостров Камчатка (0,17); 7) Тонга (0,19)[5].
Конечно, в этой связи многое неясно, но она есть, связь землетрясений с химией вулканизма (так же как есть связь вулканизма с энергией землетрясений на развернутом пространстве тонущей плиты). Чем меньше теряется в подземных лабиринтах тяжелых, основных компонентов вулканического процесса, тем меньше потери и сейсмической энергии... И разве не интересно попытаться понять корни этой связи?
Американский геолог Г. Бич на одном из симпозиумов, подводивших итоги грандиозной программы работ по проекту "Верхняя мантия и ее влияние на развитие земной коры", тех симпозиумов, где уже выковывались основы тектоники плит, родившейся на свет двумя годами позже, как-то сравнил себя и своих коллег с тремя слепцами, встретившими по дороге неведомое: слона. Один из них пощупал хобот и описал слона как что-то черве- или змееобразное. Другой дотронулся до ушей и дал свою интерпретацию феномена: лопух. Третьему попалась нога животного, и он уподобил его столбу.
Долгие годы геологи, геохимики, географы, астрономы, геофизики вслепую с разных сторон шли к пониманию того целого, имя чему — пространство Земли с ее непростым, но и не заумно усложненным главным механизмом действия. Пусть плитотектоника не окончательное и не совсем свободное от противоречий описание явления. Но впервые за долгие годы появился каркас, на который, пусть не всегда с первой попытки, оказалось возможным нанизать весь накопленный мучительно, часто без всякой надежды на понимание природы явления, материал. Впервые действительно стала реальной мечта инициатора проекта "Верхней мантии" советского геолога В. В. Белоусова о создании геономии — общей, единой и неделимой науки о Земле с настоящей капитальной теорией в сердцевине.
Пусть итог всех стараний был несколько неожидан для инициатора (Белоусов — по сей день виднейший фиксист, почти ни пяди не уступивший мобилизму). Так бывает. И о пользе умного консерватизма я уже говорил...