Возникновение материков и океанов

ТЕОРИЯ ПЕРЕМЕЩЕНИЯ

Рассматривая противолежащие берега южной части Атлантического океана, нельзя не заметить, что береговые линии Бразилии и Африки имеют одинаковые очертания. Не только большой прямоугольный излом бразильского берега у мыса Сан‑Рок имеет свое верное отражение в африканском береговом изгибе у Камеруна, но и южнее этих двух соответствующих друг другу пунктов каждому выступу Бразильского берега соответствует одинаковой формы залив на африканском берегу. Измерение циркулем на глобусе показывает, что и размеры их совпадают вполне.

Это поразительное явление сделалось исходным пунктом для создании новых представлений о природе нашей земной коры и происходящих в ней движениях; представления эти мы и обозначаем под именем теории перемещения материков, или просто теории перемещения. Название это объясняется тем, что наиболее существенно тут признание величайших горизонтальных движений, которые испытывали в течение геологических эпох, а возможно, и теперь еще испытывают материковые глыбы.

Но этим представлениям Южная Америка миллионы лет тому назад, лежала непосредственно рядом с Африкой и даже составляла с ней вместе одну общую большую глыбу, которая лишь в меловой период раскололась на две части, которые впоследствии, подобно плавающим в воде льдинам, отодвигались все дальше и дальше одна от другой. Подобно атому и Северная Америка первоначально тесно прилегала к Европе и составляла, по крайней мере на пространстве к северу от Ньюфаундленда и Ирландии, вместе с Гренландией одну общую глыбу, которая лишь в конце третичного периода, а на севере даже лишь в четвертичном периоде, раскололась по разветвляющейся у Гренландии трещине, вследствие чего обе части отделились друг от друга. При этом затопленные мелким морем участки материковых глыб, шельфы, рассматриваются всегда как составные части глыб, которые на большом протяжении ограничены не береговой линией, но материковым склоном, океанскими глубинами.

Мы должны принять также, что Антарктида, Австралия и Индостан до самого начала юрского периода непосредственно прилегали к Южной Африке и составляли с ней, а также и с Южной Америкой одну общую материковую область, частично, правда и затопленную мелким морем. Эта материковая область в течение юрского, мелового и третичного периодов раскололась по трещинам на отдельные глыбы, которые потом расползлись в разные стороны.

Для Индостана мы имеем несколько другую картину; первоначально он был длинным, узким, большей частью, правда, покрытым мелким морем участком глыбы, соединенным с азиатским материком. После отделения Индостана, с одной стороны, от Австралии (в нижне‑юрское время), а с другой – от Мадагаскара на границе между меловым и третичным периодами, это длинное связывавшее звено, вследствие продолжающегося надвигания Индостана на Азию, все более подвергалось смятию в складки и превратилось теперь в самые величественные складчатые горные цепи земного шара – в Гималаи и в остальные многочисленные горные цепи высокогорной Азии.

Точно так же и в остальных странах перемещение материковых глыб находилось в причинной связи с возникновением гор. При продвижении на запад обеих Америк их передний край был смят сопротивлением древнего, глубоко охлажденного, а потому сильно противостоящему боковому давлению дна Тихого океана в грандиозную цепь Анд, которая простирается от Аляски до Антарктиды. Совершенно так же и на передней относительно движения стороне австралийской глыбы, к которой относится и отделенная от нее лишь очень мелким морем Новая Гвинея, находится молодая цепь Новогвинейских гор. До отделения Австралии от Антарктиды направление ее движения, судя по нашим картам, было иное; современный восточный берег был в то время передним краем. В то время образовалась складчатая горная цепь Новой Зеландии, находившаяся непосредственно впереди этого берега; впоследствии, когда направление движения изменилось, цепь эта отделилась в виде гирлянды и осталась позади. Еще более древнего происхождения Кордильеры Восточной Австралии; они возникли одновременно с наиболее древними складками Южной и Северной Америки, которые составили основу Анд на переднем крае общей, еще не расколовшейся, как одно целое, материковой массы.

Помимо этого движения на Запад, мы должны констатировать еще в большем размере стремление материковых глыб переместиться к экватору. В связи с этим находится образование в экваториальной зоне третичного периода громадного пояса складчатых третичных гор, начиная от Гималаев, через Альпы, до Атласа.

Только что упомянутое отделение прежней краевой цепи, а позднее гирлянды Новозеландских островов от австралийской глыбы, указывает нам, что от крупных глыб, в особенности при движении на запад, отрывались более мелкие участки и отставали от них. Таким образом, отделяются в виде гирлянд краевые цепи на краю восточно‑азиатского материка. Так, Малые и Большие Антильские острова остаются позади среднеамериканской глыбы, и то же повторяется в так называемой южно‑антильской дуге между Огненной Землей и западной Антарктидой. Причем все вклинивающиеся, даже заостренные в меридиональном направлении концы всех материковых глыб отгибаются вследствие отставания от главной массы глыбы к востоку, как, например, южная оконечность Гренландии, шельф Флориды, Огненная Земля, Земля Грэма или отломившийся Цейлон.

Легко подметить, что совокупность положений теории перемещений основывается на признании определенного взаимоотношения между океаническими впадинами и материковыми глыбами, причем в основу кладется представление, что они по своей природе глубоко различны. С одной стороны, мы имеем материковые глыбы, толщина которых равна приблизительно 100 километрам и которые плавают в массе иного состава и выступают из нее километров на 5, с другой – это дно морских впадин, где масса эта остается непокрытой. Следовательно, внешняя оболочка литосферы не покрывает сплошь всего земного шара; покрывала ли она когда‑либо всю землю – это предстоит решить; во всяком случае, в течение тех геологических периодов, о которых у нас имеются сведения, оболочка эта благодаря образованию складок и сжатию постоянно уменьшалась в размерах, увеличиваясь в то же время в мощности. Наконец, она все более и более распадалась на отдельные материковые глыбы, которые в настоящее время покрывают лишь около одной четверти земной поверхности. Это есть геофизическая сторона теории перемещения материков.

Подробное обоснование этих новых взглядов и составляет главное содержание предлагаемой книги. Этому предпосылаются некоторые исторические замечания.

Впервые мысль о перемещении материков пришла мне в 1910 г. под непосредственным впечатлением совпадения берегов Атлантического океана при рассмотрении мировой карты, но я тогда не остановился на ней, считая это неправдоподобным. Осенью 1911 г. я по одному сводному реферату, случайно попавшему мне в руки, познакомился с неизвестными мне до того палеонтологическими данными, свидетельствующими с существовавшей некогда связи между Бразилией и Африкой. Это побудило меня предпринять, прежде всего, беглый пересмотр относящегося к вопросу палеонтологического и геологического материала, причем сейчас же обнаружились столь веские подтверждения, что я пришел к твердому убеждению в правильности моих предположений. Шестого января 1912 г. я высказал эту мысль впервые в докладе, сделанном на геологическом съезде в Франкфурте‑на‑Майне и озаглавленном «Построение общих форм контуров материков и океанов на основе географических данных». За этим докладом 10 января последовал второй «Горизонтальные перемещения материков», в Обществе содействия естествознанию в Марбурге. В том же 1912 г. опубликованы были две первые работы[52]. Далее мое участие в гренландской экспедиции И. Коха 1912–1913 гг., а впоследствии военная служба помешали дальнейшей разработке этой теории. Лишь в 1915 г. мне удалось использовать мой длительный отпуск по болезни и дать сравнительно подробное изложение в работе, помещенной в серии, озаглавленной так же, как и настоящая книга, – «Sammlung Vieweg»[53]. Когда же, по окончании войны понадобилось второе издание, то издательство было так любезно, что согласилось перенести работу из серии «Sammlung Vieweg» в серию «Wissenshaft», что дало возможность значительно ее переработать[54]. Настоящее третье издание вновь существенно переработано, потому что процесс перегруппировки подлежащего рассмотрению с точки зрения новой теории фактического материала сильно шагнул вперед, и в этой области появилась обширная новая литература.

Во время работы по пересмотру я много раз встречал у прежних авторов взгляды, совпадающие с моими. Например, общее перемещение земной коры при сохранении взаимного расположения частей признается многими авторами, как Лёффельгольц фон Кольбергом[55], Крейгауэром[56], Эвансом и другими. Веттштейн написал примечательную книгу[57], где, наряду со многими нелепостями, все‑таки дается представление о больших горизонтальных перемещениях материков. Материки, по его мнению, претерпевают не только перемещение, но и деформации, надо, однако, заметить, что при этом он совершенно не принимает во внимание шельфы. Перемещаются материки в западном направлении, побуждаемые приливными и отливными волнами, вызываемыми Солнцем в вязко‑жидком земном шаре (что также признает и Шварц в «Geol. Journ» 1912, стр. 294–299). Однако, по Шварцу, океаны представляют из себя опустившиеся материки; относительно так называемых географических гомологий и других проблем земного лика он высказывает фантастические взгляды, которые мы здесь не приводим. Пикеринг, как и автор предлагаемой книги, исходя из совпадения в направлениях южных берегов Атлантического океана, в одной работе[58] высказывает предположение, что Америка была оторвана от Европы – Африки и перемещена на расстояние ширины Атлантического океана; Пикеринг, однако, не принял во внимание, что геологическая история обоих материков заставляет нас считать их связанными вплоть до мелового периода, и отнес эту связь к самым отдаленным временам; разрыв, по его мнению, связан был с принимаемым Дарвином отделением от Земли массы Луны[59], следы чего он думает еще видеть в тихоокеанских впадинах. Иначе подходит к кругу представлений теории перемещений Тэйлор. В одной работе, появившейся только в 1910 г.[60], он признает для третичного периода значительные горизонтальные перемещения некоторых материков, связывая их с образованием системы грандиозных третичных складок. Так, например, по вопросу об отделении Гренландии от Сев. Америки он приходит практически к тем же выводам, как и теория перемещения. Атлантический океан, по его мнению, во всяком случае только частью образовался вследствие отхождения американской материковой глыбы, тогда как остальная часть опустилась и образует среднеатлантический вал. Как и Крейхгауэр, он считает, что тенденция материков удаляться от полюса определяет расположение больших горных цепей, тогда как перемещению материковых глыб при этом принадлежит лишь подчиненная роль, и оно обосновывается им очень кратко.

Как упоминалось выше, со всеми этими работами я познакомился впервые тогда, когда теория перемещения у меня в главных чертах уже сложилась, а с некоторыми даже и значительно позже. Не исключена возможность, что со временем мне станут известны другие работы, в которых содержатся положения, близкие к теории перемещения или даже обосновывающие тот или другой пункт ее. Историческое исследование этого вопроса еще не предпринято и настоящей книгой не предусматривается.

Вегенер А. Жизнь науки. Антология вступлений к классике
естествознания / сост. С. П. Капица. М., 1973. С. 423–428.

Контрольные вопросы

1. Какие факты привлек автор для подтверждения своей гипотезы перемещения континентов?

2. Какой смысл вкладывал ученый в термин «материковая глыба»?

Раздел III. НЕКЛАССИЧЕСКОЕ ЕСТЕСТВОЗНАНИЕ

Вернер Гейзенберг

Вернер Гейзенберг родился в 1901 г. в Вюрцбурге в семье профессора византийской истории Августа Гейзенберга. В юности Вернер Гейзенберг был новым скаутом. Изучал физику в Мюнхене под руководством А. Зоммерфельда. Окончил университет за минимальное разрешённое время – три года. Защитил диссертацию по теме «О стабильности и турбулентности потоков жидкости». В 1924 г. – ассистент Макса Борна в Гёттингене. Работал с Нильсом Бором в Копенгагене. В последующие годы основал, совместно с Максом Борном и Паскуалем Йорданом, квантовую механику. В 1927 г., в 26 лет, стал профессором в Лейпцигском университете. В 1932 г. получил Нобелевскую премию по физике. С 1942 по 1945 г. руководил институтом физики общества Кайзера Вильгельма в Далеме и преподавал в качестве профессора в Берлинском университете, где участвовал в урановом проекте армейского оружейного ведомства III рейха. С 1945 по 1946 г. – непродолжительное интернирование в Англии, после чего становится директором института физики общества Макса Планка в Мюнхене. Женился в 1936 г. на Елизавете Шумахер. Семь детей, один из которых, Мартин Гейзенберг, стал профессором генетики.

Гейзенберг был одним из тех учёных, работы которых сформировали облик физики XX столетия. Своим определением одновременно не измеряемых величин как некоммутирующих операторов он произвёл окончательный перелом в классической физике и положил основу непротиворечивой формулировке квантовой механики. Кроме того, Гейзенберг внёс вклад в ядерную физику (ввёл понятие изоспина) и в физику элементарных частиц. Автор работ по структуре атомного ядра, в которых раскрыт обменный характер взаимодействия нуклонов в ядре, а также работ по релятивистской квантовой механике и единой теории поля – нелинейной теории, ставящей задачей дать единую теорию поля всех существующих физических полей.

В 1925 г. вместно с Н. Бором разработал матричную механику – первый вариант квантовой механики, давший возможность вычислить интенсивность спектральных линий, испускаемых простейшей квантовой системой – линейным осциллятором. Произвёл квантово‑механический расчёт атома гелия, показав возможность его существования в двух различных состояниях. В 1927 г. он сформулировал соотношение неопределённостей, выражающее связь между импульсом и координатой микрочастицы, обусловленную её корпускулярно‑волновой природой. За достижения в квантовой механике, а именно за количественное объяснение спектра водорода, он получил в 1932 г. Нобелевскую премию по физике. В 1933 г. ему присуждена медаль имени Макса Планка как одному из творцов квантовой физики.