Тайны и мифы науки. В поисках истины - читать онлайн

Мы живем на планете Земля, которую правильней было бы называть «планета Океан». Посмотрите на глобус, и вы увидите, что четыре пятых его поверхности закрашено голубой краской. Если жизнь на Земле эндогенного происхождения и связана с вулканической деятельностью, то именно в водной среде она могла зародиться и развиваться, переходя от низших форм развития к высшим. До сих пор не разгадана одна из главных тайн мироздания – солевой состав человеческой крови тождествен солевому составу океанской воды. Не так давно в океане была обнаружена новая форма жизни на Земле. Ее открытие стало возможным только после создания и освоения новой техники глубоководных исследований в океанах – подводных обитаемых аппаратов. Почему же человек с незапамятных времен пытается проникнуть в океанские глубины и тайны? Недаром говорят, что океан обладает какой-то невероятной силой притяжения. Почему мы бросаем домашний уют, семью, родную землю, поднимаемся на палубы кораблей, поднимаем парус и устремляемся в безграничный океан? Почему можем часами сидеть на океанском берегу, всматриваясь в эту бесконечную синюю даль?

Колыбель жизни на земле – океан?

Океан. С давних времен он неизменно привлекал к себе человеческое воображение. Кто из нас в детстве не зачитывался книгами о морских и океанских экспедициях, не мечтал стать мореплавателем, на белокрылых парусниках открывать новые земли? Прошли столетия, и эпоха Великих географических открытий как будто закончилась. Океанские просторы стали привлекать людей сами по себе, как источник несметных богатств и тайн. Но только сейчас, в начале XXI века, ученые окончательно поняли, что вся жизнь человеческой цивилизации – ее возникновение, развитие и завтрашний день – неразрывно связана с глубинами Мирового океана.

В Институте океанологии имени П.П. Ширшова РАН, в котором я работаю более сорока лет, в вестибюле первого этажа неизменно привлекает внимание посетителей уникальный экземпляр латимерии – древней кистеперой рыбы. До сих пор такие рыбины вылавливаются в Индийском океане в районе Коморских островов. Расположенное здесь государство – Союз Коморских Островов – даже объявило их своим национальным достоянием. Отдельные экземпляры латимерии достигают более двух метров в длину и весят более 95 килограммов. Рыба, выставленная в фойе нашего института, была приобретена в 1974 году во время одной из экспедиций его тогдашним директором академиком Андреем Сергеевичем Мониным (1921-2007).

Люди с давних времен пытались освоить океанские просторы. В 1452 году родился один из самых удивительных людей на нашей планете – Леонардо да Винчи. Он был не только выдающимся художником, архитектором, скульптором, но и изобретателем, намного опередившим свое время. В частности, именно великий Леонардо предложил проекты изобретений, которые мы сейчас называем вертолетами, танками. В их число входит также и подводный колокол, позволявший спускаться на изрядную для того времени глубину. Водолазный костюм, изобретенный им, позволял находиться под водой продолжительное время. Трубки, выходившие из скафандра на поверхность, были защищены поддерживающим плавниковым устройством.

Однако проникать на большие глубины люди начали сравнительно недавно – чуть более ста лет назад. Первый спуск в батисфере был осуществлен итальянцем Бальзамелло в Средиземном море в 1892 году на глубину 165 метров. Максимальная глубина погружения при помощи батисферы, была достигнута в 1949-м и составляет 1375 метров.

Идея построить глубоководный аппарат, способный достичь предельных океанских глубин в 6-8 километров, пришла швейцарскому ученому Огюсту Пикару (1884-1962) накануне Второй мировой войны. Первый подобный аппарат, получивший название батискаф, был построен им в 1948 году. С помощью батискафов отважные исследователи смогли освоить глубочайшие точки Мирового океана.

Следующим этапом проникновения в тайны планеты Океан стало строительство подводных обитаемых аппаратов, маленьких субмарин с научными экипажами. Их использование капитаном Кусто, академиком Александром Петровичем Лисицыным, Героем России Анатолием Михайловичем Сагалевичем и другими зарубежными и отечественными учеными, перевернуло наши прежние представления об океане как колыбели жизни на Земле, а также о возможности ее продолжения в океанских глубинах, если вдруг, не дай Бог, на суше она прекратится.

Существование жизни на Земле – одно из главных отличий нашей планеты от других планет Солнечной системы, и, возможно, не только ее одной. До настоящего времени все попытки обнаружить признаки жизни вне Земли оказались тщетными. Вместе с тем происхождение жизни остается одной из главных загадок естествознания и мироздания, по значимости сравнимой лишь с существованием самой Вселенной. Одним из основных условий наличия или отсутствия жизни на той или иной планете является существование воды в жидком виде. К примеру, ученые все стараются найти ответ на вопрос: была ли жизнь на Марсе? На поверхности «красной планеты» работает американская автоматическая научная станция Curiosity (в переводе – «Любопытство») – марсоход, который пытается обнаружить следы замерзшей воды. Ведь если когда-то на Марсе была вода, то вполне вероятно, что была и жизнь.

Первые признаки появления жидкой воды на поверхности Земли связаны с изучением железистых кварцитов в породах юго-западной части Гренландии, крупнейшего острова на нашей планете, расположенного на северо-востоке Северной Америки, омываемого Атлантическим и Северным Ледовитым океанами. Первоначально Земля была лишена как газовой, так и водной оболочки. Но по мере остывания раскаленной планеты возникла вода. Водяной пар тогда окутал ее как кипящий чайник. Чтобы появилась жидкая вода, температура земной поверхности должна была снизиться до ста градусов. Именно об этом факте свидетельствуют найденные железистые кварциты.

Большинство теорий и представлений ученых о возникновении жизни на Земле связаны с Мировым океаном. Скорее всего, жизнь зародилась именно в его глубинах, где была возможность укрыться от жесткого космического радиоактивного излучения. Не случайно поэтому именно с океаном связано появление жизни на нашей планете в мифологии почти всех народов мира.

Так, согласно древнеегипетским «Текстам пирамид», которые покрывают стены внутренних помещений усыпальниц фараонов, построенных где-то между 2350 и 2175 годами до нашей эры, «в начале мира не существовало ничего, кроме бездны первобытных вод, чье имя Нун. В те времена не было еще ни Неба, ни Земли, ни людей, боги еще не родились, и не существовало смерти. В воде плавал Дух первобытного бога Атума, который носил в себе животворящую силу существ и предметов». Согласно Библии, в начале Сотворения Мира тоже была вода: «В начале сотворил Бог небо и землю. Земля же была безвидна и пуста, и тьма над бездною, и Дух Божий носился над водою». Заметьте, именно над водою, а не над сушей. В мифах африканского племени догонов один из первых богов Номмо, являющийся хранителем и покровителем духовных начал человечества, первоначально имел форму рыбы и жил в воде.

Одного из главных шумерских богов Энлиля обычно изображали в виде огромной рыбы. Согласно шумерским хроникам, он первым появился на Земле, куда приводнился. Энлиль долго жил в воде, а когда наконец решился ступить на землю, то был наполовину человеком – наполовину рыбой, пока полностью не стал человеком. В древнеиндийской мифологии именно рыба является первой из десяти воплощений Вишну, одного из важнейших и наиболее почитаемых в индуизме богов. Оаннес, халдейский Спаситель, изображался с головой и телом рыбы.

Рыба постоянно присутствовала в символике Иисуса Христа и стала его первой монограммой, да и само имя «Иисус» на древнегреческом означало «рыба». Согласно мифам догонов, африканского народа, живущего на юго-востоке Мали, внутриутробный зародыш уподоблен рыбе. Новорожденный – это рыба, которая выходит из родовых вод. В тексте говорится также о жабрах зародыша. Таким образом, в большинстве мифов человек своим происхождением связан с рыбой.

Не так давно в океане была обнаружена новая форма жизни на Земле. Ее открытие стало возможным только после создания и освоения новой техники глубоководных исследований в океанах – подводных обитаемых аппаратов, а также в результате геологического изучения системы срединно-океанических хребтов. В 1981 году американский зоолог доктор Мередит Л. Джонс дал первое описание новой группы беспозвоночных – гигантских подводных червей – вестиментифер, достигающих более двух с половиной метров в длину. Первый вестиментифер был добыт подводным аппаратом «Deepstar», принадлежащим военно-морским силам США, в 1966 году на континентальном склоне Калифорнии на глубине 1125 метров неподалеку от рифтовой зоны Восточно-Тихоокеанского срединного поднятия. В последующие годы эти животные были изучены как американскими, так и российскими учеными. Их заспиртованные экземпляры, отобранные в 1986 году в районе подводного хребта Хуан-де-Фука в бассейне Гуаймас в Калифорнийском заливе с борта подводных обитаемых аппаратов «Пайсис» и «Мир», можно увидеть в лабораториях Института океанологии.

Эти черви живут в так называемых гидротермальных биотопах на больших океанских глубинах в зонах упомянутых выше срединных хребтов, где из трещин в океанском дне восходят вверх потоки горячей воды с температурой до 300 градусов, насыщенной растворенными в ней металлами, сероводородом и метаном. Места выхода этих гидротермальных вод можно увидеть из иллюминатора подводного аппарата: они курятся черным дымом из-за обилия в потоках тяжелых металлов, потому их называют «черные курильщики». Особенностью вестиментифер является то, что, в отличие от всех других видов животных и растений, которые связаны с кислородно-углеродным циклом, эти существа питаются серой и выделяют азот. Они не фитотрофные, как все другие обитатели нашей планеты, а хемотрофные. Эти огромные беспозвоночные трубчатые черви, не имеющие кишечного аппарата, являются ранее неизвестной формой жизни на Земле, которая, как знать, через миллиарды лет может стать основой новой цивилизации.

Интересно, что эпиграфом к книге В.В. Малахова и С.В. Галкина «Вестиментиферы», первой отечественной монографии, посвященной этим таинственным существам, стало мое стихотворение:

Что же касается проблемы зарождения жизни на Земле, то если отвлечься от божественной идеи ее возникновения, следует признать, что только начало XXI столетия с его глубоководными исследованиями, открывшими на планете новые формы жизни, о которых мы раньше ничего не знали, с изучением генома человека и многого другого, заставляет нас задуматься о том, что мы только сейчас шаг за шагом приближаемся к решению этой проблемы.

Одна из самых больших загадок – почему наша кровь имеет тот же состав, что и морская вода? Ведь что такое кровь? Это – жидкая ткань, циркулирующая в кровеносной системе и у нас, и у позвоночных животных. Она состоит из плазмы и форменных элементов – эритроцитов, лейкоцитов, тромбоцитов. Красный цвет крови придает гемоглобин, который содержится в эритроцитах. Кровь переносит кислород от органов дыхания к тканям и углекислый газ от тканей к органам дыхания, доставляет питательные вещества из органов пищеварения к тканям. Кровь характеризуется относительным постоянством химического состава. Неслучайно, что состав человеческой крови по своему химическому содержанию совершенно адекватен составу океанской воды. Это еще одно косвенное свидетельство в пользу того, что жизнь на Земле произошла из океана.

Интерес к возникновению жизни на Земле не мог не привести к поискам жизни по форме похожей на нашу на похожих такой же жизни во Вселенной. Когда искали следы жизни на других планетах, то прежде всего ученых интересовали следы воды, поскольку вода – это жизнь, и даже замерзшая вода – это следы прошлой жизни. Так, на одном из спутников Юпитера, Европе, были найдены замерзшие океаны, а это значит, что там когда-то могла быть жизнь. Гипотеза о наличии воды на других планетах, как признаке жизни, может иметь реальную основу, как на уже упомянутом Марсе. Есть ряд моделей и наблюдательных данных, которые утверждают, что вода может находиться под поверхностью «красной планеты». Механизм может быть очень простым: внутреннее тепло планеты, в частности вулканическое, может прогревать вечную мерзлоту, и под поверхностью Марса могут образовываться водоемы. По-видимому, если где-то во Вселенной и есть жизнь, то она существует на водно-углеродной основе, как на Земле. Но считать, что там существуют такие же формы жизни, нет никаких оснований. Они могут быть совершенно другими. Например, такими, как их изображают в фантастических романах и фильмах об инопланетянах. Химическая же основа должна быть аналогична земной.

В самом начале этой главы мы говорили о зарождении жизни в океане в виде бактерий, которым для существования не нужно ни солнца, ни кислорода. Остается открытым вопрос: продолжится ли жизнь на Земле после глобальной катастрофы? Как считает специалист по вестиментиферам заведующий лабораторией донной фауны океана Института океанологии доктор биологических наук Андрей Викторович Гебрук, все развитые формы жизни в океане, в том числе и вестиментиферы, погибнут в случае катастрофы глобального масштаба. А вот бактериальные формы, к примеру те, которые встречаются в экзотермальных системах, имеют очень большой шанс сохраниться и стать той основой, тем генетическим материалом, который даст начало новой эволюции. Эти бактерии можно считать гарантом продолжения жизни на нашей планете. Жизни, о которой нам пока, конечно, ничего не известно.

Вот и получается, что Океан – колыбель жизни на Земле. И сколько бы человечество ни занималось проблемами суши, все равно мы все – экипаж одного корабля в бурном океане времен, и очень важно проложить правильный курс через будущие столетия, чтобы жизнь на нашей планете продолжилась.

Рождение и гибель океанов

Помню, как в нетопленой ленинградской школе послевоенной поры учительница приносила в наш серый класс празднично-нарядный глобус, где на голубом фоне океанов ярко выделялись знакомые желто-зеленые контуры материков. Как мечтали мы, тогдашние полуголодные мальчишки, побывать у мыса Горн, в пампасах Южной Америки, в густо-зеленой долине Амазонки, на песке пронзительно-желтой пустыни Сахара! Какими незыблемыми и нерушимыми казались эти огромные континенты, на поверхности которых шли войны, горели города, прерывались недолгие человеческие жизни! Так именно нас и учили в школе: материки во все времена располагались на поверхности Земли так же, как сейчас. Действительно, стабильное расположение огромных континентов представлялось совершенно очевидным – ведь земные породы столь тверды, а массы материков громадны, что кажется – нет таких сил, которые могли бы сдвинуть их с места. Именно так и думали геологи в начале XX века. Никому даже в голову не приходило усомниться в этой очевидной аксиоме, тем более что господствовавшая в то время конструкционная теория объясняла образование гор остыванием Земли и сокращением ее радиуса.

Но ведь не менее очевидным казалось ученым древности, что Земля стоит на трех слонах или китах. А в Великобритании до недавнего времени существовало «Общество плоской Земли» (Flat Earth Society). Собирались ученые джентльмены и делали глубоко научные доклады, убедительно опровергая результаты давних плаваний Магеллана и современных полетов орбитальных космических станций.

Человеческое сознание консервативно. Приняв однажды на веру школьные представления об устройстве окружающего мира, мы с большим неудовольствием расстаемся с ними в зрелом возрасте. И чем старше становимся, тем труднее соглашаемся с тем, что всю жизнь, оказывается, совершенно неправильно воображали картину мира. Вспомним, какую бурю всеобщего негодования вызвал великий Коперник, разрушивший такую привычную и удобную геоцентрическую систему Птоломея. А как забеспокоились физики и философы, когда, казалось бы, незыблемая масса вдруг стала исчезать после того, как Альберт Эйнштейн сформулировал основные положения теории относительности! Примерно то же самое происходит и сегодня. Одна из наиболее «спокойных» областей науки – геология вдруг превратилась в арену поистине революционных событий, и привело к этому изучение океанского дна.

Судьба научных открытий бывает разной. В результате математических расчетов или физического эксперимента привычная картина может измениться почти мгновенно. Когда же речь заходит о природе, окружающей человека повседневно, и о новом, непривычном для большинства толковании уже известных фактов, дело обстоит гораздо сложнее. Тут нужна настоящая революция в человеческом сознании. Именно такая перестройка и происходит сейчас в науках о Земле.

Пионером и основоположником новой идеи об устройстве и развитии нашей планеты был выдающийся немецкий ученый и естествоиспытатель Альфред Вегенер (1880-1930). Метеоролог по профессии, он прожил недолгую, но героическую жизнь, безвременно оборвавшуюся во время очередной экспедиции в Гренландию. Но даже смерть его не была напрасной: он первым проник в недоступные прежде центральные районы Гренландии и внес большой вклад в их освоение. Альфред Вегенер был одним из первых в области метеорологических наблюдений в верхних слоях атмосферы. Однако главной его научной идеей, сделавшей имя ученого бессмертным, стала гипотеза дрейфа континентов.

Еще в 1912 году, внимательно рассматривая географические карты, он обратил внимание на то, что очертания континентов, окружающих Атлантический океан, если их мысленно соединить, складываются как рисунки на детских кубиках. Казалось бы, просто – взгляните на глобус и убедитесь сами! Но эта простая идея «складывания материков» вызвала настоящую бурю. Сейчас говорят о том, что дрейф континентов предполагали и раньше, что знаменитый британский философ и государственный деятель Френсис Бэкон (1561-1626) писал о подобном еще в 1620 году. Однако только Альфред Вегенер сформулировал эту гипотезу, сразу ставшую предметом ожесточенной дискуссии.

Согласно гипотезе Вегенера, континенты по обе стороны Атлантического океана, Северная и Южная Америка с одной стороны и Африка и Европа – с другой, когда-то были единым материком, который потом раскололся, а его части разошлись, образовав Атлантический океан. Вегенер первым предположил, что все материки около 300 миллионов лет назад были объединены в один гигантский суперматерик – Пангею, окруженную одним Палеотихим океаном. Потом континенты разошлись, образовав современные океаны. Несмотря на то что эта гипотеза даже ее автору сначала показалась фантастической, он смело взялся за ее разработку. Для этого Вегенеру пришлось изучить области наук, далекие от его специальности: геологию, палеонтологию, палеоклиматологию. Эту упорную работу, начатую в 1910 году, он продолжал несмотря на длительные экспедиции в Гренландию, которые уносили много сил и времени, несмотря на Первую мировую войну, где он был ранен. Наконец, в 1915 году Вегенер опубликовал свой главный труд – 94-страничную брошюру со скромным названием «Происхождение материков и океанов», а в 1924 году совместно со своим тестем, немецко-русским метеорологом Владимиром Петровичем Кёппеном (1846-1940) выпустил книгу «Климаты геологического прошлого». Этими революционными работами, выдержавшими много переизданий и обосновавшими идею дрейфа континентов, он дал необратимый толчок наукам о твердой Земле, намного опередив своих ученых современников.

Три раза Вегенер предпринимал сложные экспедиции в Гренландию, в 1906-1907, 1912-1913 и 1929-1930 годах. Последняя экспедиция стала для него роковой. Выжив в свинцовую вьюгу на полях Первой мировой, он умер от сердечного приступа в палатке за тонкими стенками, в которой свистел сильный восточный ветер и царила полярная ночь. Рядом с ним был только верный друг – эскимос Расмус, с которым они прошли без отдыха 600 километров. Так 2 ноября 1930 года завершилась последняя экспедиция Альфреда Вегенера. Теперь его ледяной саркофаг постоянно перемещается при дрейфе льдов, сползая к западному побережью Гренландии.

Альфред Вегенер был великим ученым, намного опередившим свое время. Согласно его предположению, 300 миллионов лет назад, в конце палеозоя и начале мезозоя, все континенты находились в одном месте, образуя гигантский сверхконтинент, которому он дал название Пангея. Все остальное пространство на поверхности нашей планеты было занято океаном. Современные океаны – Атлантический, Индийский, Северный Ледовитый – образовались на нашей планете гораздо позднее за счет распада Пангеи и отодвигания современных континентов друг от друга. Так, Атлантический океан, по геологическим меркам, возник относительно недавно – около 120 миллионов лет до нашей эры.

Надо сказать, что эта идея первоначально вызывала огромный интерес, но вскоре была отвергнута подавляющим большинством геологов. «Следует просить автора соблюдать необходимую дистанцию и в дальнейшем не удостаивать геологию своим вниманием, а искать другие области знания, где пока еще забыли написать на своих дверях: «О, Флориан святой, пощади этот дом, подожги другой»». Такой была реакция одного из крупнейших ученых того времени на гипотезу Вегенера, одну из самых ярких научных идей ХХ столетия. Связано это было с тем, что тогда еще не было достаточного и убедительного фактического материала, который мог бы подкрепить эту смелую гипотезу.

Гипотеза Вегенера бросила дерзкий вызов всей классической геологии. Камнем преткновения был вопрос: если материки движутся, то за счет каких сил? Вот этого Вегенер объяснить не смог, и теория начала рушиться. Смертельный удар ей нанес знаменитый британский геофизик Гарольд Джеффрис (1891-1989). Он показал, что как будто нет силы, способной двигать континенты по твердой мантии, слою, подстилающему земную кору, и назвал дрейф континентов «физически нереальным». К началу 1930-х годов теория Вегенера, родившаяся в 1912-м, была похоронена окончательно, ненадолго пережив своего автора. Окончательно ли?

Новые драматические события, воскресившие идею дрейфа континентов, развернулись на рубеже 50-60-х годов прошлого века. Толчок дало изучение магнетизма горных пород. Начиная еще с XIV столетия, для того, чтобы отыскать дорогу в океане, моряки используют магнитный компас. Придворный врач английской королевы Елизаветы I Уильям Гильберт (1544-1603) еще в 1600 году предположил, что сама Земля представляет собой огромный круглый магнит, у которого полюса совпадают с географическими. Как показало изучение горных пород, большинство из них, особенно те, которые образовались при застывании магмы, обладают сильной намагниченностью. Когда порода застывает, образующиеся в ней магнитные минералы ориентируются на юг или на север. Значит, определив географические координаты изучаемой породы и направление вектора намагниченности, можно узнать, где находился магнитный полюс Земли в то время, когда порода застывала. Если поверхность Земли всегда была неподвижна, то положения древних магнитных полюсов для пород разного возраста должны полностью совпадать с современным. А если нет?

Много лет посвятил изучению этой проблемы питерский геофизик, профессор Алексей Никитович Храмов (1927-2014), оппонировавший мою докторскую диссертацию. Год за годом он и его немногочисленные помощники отбирали ориентированные образцы в разных областях нашей огромной страны, на Русской платформе, на Сибирской платформе. В лаборатории эти образцы распиливали, подвергали нагреванию и обработке переменными магнитными полями, чтобы выделить ту самую первичную намагниченность, по которой определяется древний магнитный полюс.

Невысокий, с тихим голосом и мягкой улыбкой, Храмов внешне мало походил на ниспровергателя основ классической геологии. Однако именно исследования его лаборатории показали: древние магнитные полюса не совпадают с современными при сегодняшнем расположении континентов, а вот если континенты сложить вместе так, чтобы получилась вегенеровская Пангея, то они совпадут для возраста около 300 миллионов лет. Аналогичные результаты получили и зарубежные палеомагнитологи Мак-Элхинни, Ирвинг и Ранкорн. Поэтому именно магнитологи стали первыми последователями преданной забвению теории Вегенера.

Но подлинное возрождение теории континентального дрейфа наступило только с началом изучения океанского дна, уже в середине 60-х годов. Именно тогда в океанских глубинах открыли срединные хребты, обрамляющие гигантские трещины, называемые «рифтовыми». По этим трещинам из земных недр, как было установлено при глубоководных исследованиях, постоянно поступают новые порции расплавленной магмы, «раздвигающие» океанское дно.

Такие наблюдения в зоне рифтовой трещины Красного моря были проведены на подводных обитаемых аппаратах «Пайсис» в 1979 году. Опустившись на глубину более полутора километров, геологи прямо наблюдали и смогли сфотографировать процессы раскрытия трещин в океанском дне, которые сопровождались излияниями базальтовых расплавов и соляных растворов.

Одновременно появились новые свидетельства дрейфа материков: специфическая картина магнитных аномалий над срединно-океанскими хребтами и глубоководными котловинами и результаты бурения океанского дна. Современная геофизика дала возможность предложить убедительный механизм движения континентов, объяснить, какие силы сталкивают с места казалось бы неподвижные материковые массивы. Согласно современным физическим моделям, таким энергетическим источником, движущим континенты, служит химико-гравитационная дифференциация вещества в глубинах нашей планеты. В результате возникают восходящие и нисходящие конвективные течения, преобразующиеся у поверхности Земли в горизонтальное движение материков.

Так старая гипотеза превратилась в новую убедительную теорию, получившую название тектоники литосферных плит. Согласно основным положениям этой теории, верхняя жесткая кристаллическая оболочка Земли – литосфера, подстилаемая снизу частично расплавленным веществом астеносферы, состоит из отдельных плит, которые могут перемещаться по астеносфере на большие расстояния – в десятки тысяч километров.

Там, где конвективные течения глубинного вещества в недрах нашей планеты идут вверх, плиты расходятся (как, например, в Атлантике), возникают рифтовые зоны и срединно-океанские хребты. Происходит раскрытие океана, и континенты, Африка и Европа с одной стороны и Северная и Южная Америка – с другой, отодвигаются друг от друга. Там, где конвективные течения идут вниз, например, вдоль Курильских островов и побережья Камчатки, плиты, наоборот, сближаются, сталкиваются, пододвигаются одна под другую. Процесс этот сопровождается землетрясениями, вулканическими извержениями и другими геологическими катаклизмами, приводящими иногда к катастрофам, уносящим тысячи человеческих жизней и разрушающим города. Когда два материка сходятся вместе, то разделяющий их океан «закрывается», а сами континенты, сталкиваясь своими краями, образуют в пограничной зоне высокие горные системы, такие, как Альпы или Гималаи. С этими процессами тесно связано образование полезных ископаемых, прежде всего нефти и газа. Сейчас считают, что нефтяные месторождения могут образовываться при поддвиге одной плиты под другую в осадочной толще края надвигающейся плиты.

В конце 1970-х годов мы с замечательным, ушедшим из жизни геологом Львом Павловичем Зоненшайном (1929-1993) составили серию карт-реконструкций расположения континентов и океанов на поверхности Земли во время «фанерозоя» – существования явной жизни, то есть от 570 миллионов лет до наших дней. Получилось несколько «древних глобусов» с интервалами 100 миллионов лет.

Согласно этим реконструкциям, около 200 миллионов лет назад, в юрскую эпоху, между северными континентами – Европой, Азией и южными – Африкой, Индией и Австралией располагался огромный океан Тетис, соединявший Палеотихий океан с начинавшим раскрываться Атлантическим. После раскола Гондваны и движения южных континентов на север Тетис начал уменьшаться в размерах и закрываться. На его северном краю в результате сближения Африки и Евразии возник гигантский пояс островных дуг с огнедышащими вулканами, протянувшийся от Юго-Восточной Европы до Гималаев и давший богатейшие месторождения золота, олова, вольфрама, полиметаллов. В кайнозойскую эру океан Тетис почти полностью закрылся, и Африка неотвратимо надвинулась на Европу, сминая ее южную часть. Так образовались Альпы.

Этот натиск Африканской плиты продолжается и в наши дни: частые землетрясения сотрясают незаживший шов между Африкой и Европой, время от времени возобновляются извержения вулканов в Италии. Только узкая полоска Тетиса осталась незакрытой – это Средиземное и Черное моря. Незаживший шов, граница между Африканской и Евразиатской плитами, протягивается и к западу от Гибралтарского пролива, уже в Атлантике, до самых Азорских островов. Здесь она проходит по Азоро-Гибралтарской зоне разломов.

Новая глобальная теория была поначалу в штыки принята официальной советской наукой. После того как в 1978 году в издательстве «Наука» из печати вышла наша совместная с Л.П. Зоненшайном монография «Реконструкции положения материков в фанерозое (по палеомагнитным и геологическим данным)», один из приверженцев старой «фиксистской» теории написал на нас настоящий донос в Академию наук. В этой замечательной бумаге авторы книги обвинялись в «низкопоклонстве перед буржуазной лженаукой» и попытке обмануть «простых советских людей». Подчеркивалось также нерусское звучание наших фамилий.

Вот отрывок из этого вопиюще безграмотного документа: «Эти ваши ученые отстаивают и доказывают реакционное воззрение господ мобилистов» (далее шла цитата из Ленина). «Авторов не устраивает марксизм-ленинизм, и они ищут опору в других теориях. Это очевидно из их отбора палеополюсов. Видимо, эта теория господ Городницкого и Зоненшайна больше устраивает, но она не устраивает всех советских людей, всех людей труда».

Президиум Академии переправил письмо в наш институт, и мы с Зоненшайном, а не авторы безграмотного доноса, писали ответ, всячески пытаясь оправдаться и доказать, что не являемся «буржуазными лжеучеными».

В конце 1970-х годов в одном из рейсов судна «Академик Курчатов» я по просьбе экипажа прочел научно-популярную лекцию о дрейфе континентов. После лекции ко мне подошел первый помощник капитана (так в гражданском флоте называли замполитов) и спросил: «Скажите, а мы можем контролировать движение материков и направлять его?» «Кто мы?» – не понял я. «Как кто? – удивился перпом. – Конечно, партия и правительство». «Да нет, что вы, – рассмеялся я, – человечество не в силах это сделать». «Значит, плохая у вас наука. Надо научиться», – недовольно заявил мой собеседник. Такие тогда были времена.

Проблема происхождения и возраста Мирового океана и его самой древней части – Тихого океана одна из наиболее обсуждаемых в геологии. Надо сказать, что уже античные мыслители, которые, вообще-то, геологию не очень себе представляли, ибо дальше Греции, как правило, и Ойкумены никуда не попадали, но они уже подозревали, что современное распределение суши и моря не является чем-то стабильным, извечным, в отличие от нашей учительницы географии. За доказательствами далеко ходить не надо. Огромные части суши просто покрыты морскими раковинами и различного рода остатками морских животных, не говоря уже об отложениях типично морских – таких, как известняки, которые становились мрамором, из которого ваяли древние скульпторы.

Много ученых, разделявших взгляды Альфреда Вегенера, было на южных континентах. Это связано с тем, что в Африке, в Южной Америке, в Индии и Австралии геологи обнаружили множество свидетельств раздвигания, отодвигания друг от друга континентальных массивов. Кроме того, Вегенер основывался на некоторых фактах, которые к тому времени были уже достаточно хорошо известны. Так, Южная Америка, Африка, Индия, Аравия, Австралия, Антарктида были охвачены единым гигантским покровным оледенением. Никаким другим образом нельзя объяснить существование такого оледенения, кроме как допустить, что все эти материки в свое время были совмещены друг с другом.

Было обнаружено также, что в позднем палеозое и раннем мезозое в пределах всех этих континентов развивалась одинаковая флора, одинаковые типы растений. И жили среди этой флоры амфибии и рептилии, которые тоже очень были сходны. Это было царство пресмыкающихся. В том числе той группы пресмыкающихся, которую называют динозаврами, а также близких к ним летающих ящеров – птерозавров и морских – ихтиозавров. Трудно объяснить, каким образом одни и те же виды животных могли бы жить в Антарктиде и в Индии, если бы она находилась на том расстоянии от Южного полюса, на котором находится сейчас. Именно эти факты и были использованы Альфредом Вегенером наряду со сходством очертаний материков.

И все же только после Второй мировой войны, когда началось интенсивное планомерное изучение ложа океанов и появился новый геофизический метод, получивший название палеомагнетизма, были найдены новые неопровержимые количественные доказательства дрейфа континентов, «раскрытия» и «закрытия» океанов. К началу 1960-х годов учеными была сформулирована стройная теория, получившая название «теория тектоники литосферных плит». Суть ее заключается в том, что верхняя оболочка Земли, называемая литосферой, состоит из отдельных плит, которые свободно перемещаются по поверхности нашей планеты. Там, где литосферные плиты расходятся, рождаются новые океаны, а там, где они, наоборот, сходятся, океаны закрываются. На их месте, по линии столкновения гигантских континентов, возникают горные хребты.

Именно в зоне границ между плитами происходит примерно 90 % всех землетрясений на земном шаре. В так называемых дивергентных зонах растяжения (это первый тип границ) происходит как бы раскрытие, отодвигающее эти плиты друг от друга. В эту рифтовую трещину поступает под давлением магма из астеносферы, которая, застывая, формирует новую океаническую литосферу. Так рождаются новые океаны. В других зонах идет обратный процесс. Это так называемые зоны конвергенции, в которых океанская литосфера пододвигается под край континента. Эти два процесса как бы компенсируют друг друга: раздвижение океана и наращивание океанической литосферы, и деструктивные процессы, когда океаническая литосфера пододвигается под континенты. Таким образом, общая поверхность Земли остается постоянной, потому что, если бы этого не происходило, земной шар расширялся бы подобно шарику, который мы надуваем. Кстати, одним из проявлений того, что океаническая литосфера погружается под континент, является образование основной массы вулканов на поверхности Земли именно в этих регионах.

Многочисленные исследования, проведенные в последние десятилетия, подтвердили, что движение континентов и океанов является непрерывным процессом. Но самым убедительным подтверждением послужило использование системы спутниковой навигации GPS (Global Positioning System), позволяющей с высокой точностью определить свое местоположение – не только широту и долготу, но и высоту над уровнем моря. Измерения с этими аппаратами, ставшими мощнейшим оружием в руках геофизиков и геологов, убедительно свидетельствуют о том, что океаны продолжают раскрываться, а плиты продолжают двигаться.

У океанов, вообще говоря, сложная жизнь. Мы с вами можем снова вернуться к тому, что, как видно из реконструкций, между южными континентами – Африкой, Аравией, Индостаном, Австралией, которые были все где-то вокруг Антарктиды 270 миллионов лет назад, – и северными существовал огромный океан Тетис, который закрылся от движения континентов на север, а остатки его – это Средиземное море, Черное море и южная часть Каспийского моря.

Полуостров Индостан, набрав большую скорость, ударился с огромной силой о Евроазиатский континент. От этого удара образовались гигантские складчатые горные системы – Гималаи, Памир, Каракорум и другие. Огромные трещины разбили Евразиатский континент. «Рельсы», по которым на север двигался полуостров Индостан, хорошо видны до сих пор. Это две огромные трещины – вулканические хребты Брокен (Западно-Австралийский) и хребет Девяностого градуса (Восточно-Индийский).

Сейчас такой же процесс «захлопывания» океанов наблюдается между Индонезией и Австралией. Австралия движется на север, Индонезия – на юго-восток. А еще 20 миллионов лет назад между ними было довольно большое океанское пространство. Индийский океан свободно сообщался вдоль него с Тихим. Теперь мы наблюдаем обратную картину. В частности, в районе так называемого Молуккского моря, на востоке Индонезии, две островные дуги сближаются и «захлопывают» пространство с океанической корой, занятое этим морем. Австралия присоединится к Евразии, что может положить начало рождению новой Пангеи.

За последние десять лет мне довелось несколько раз побывать на Пятом континенте. Перелет из Москвы в Сидней с пересадкой в Сингапуре или Гонконге достаточно утомительный и занимает 27 часов. Ощущение такое, что кажется, будто ты летишь на другую планету. Трудно себе представить, что Австралия когда-то соединялась с Евразией. Тем не менее так и было, потому что 270-290 миллионов лет назад эти континенты образовывали единое целое – суперконтинент Пангею. Сегодня же их разделяют просторы Мирового океана. Однако все меняется на поверхности нашей планеты. По прогнозам геодинамиков, через 50-60 миллионов лет все континенты вновь соберутся вместе, а океаны изменят свою конфигурацию.

Геологи долгое время полагали, что Пангея была только один раз в истории Земли. Но на самом деле это не совсем так. Сделанные нами в 70-80-х годах прошлого века совместно Л.П. Зоненшайном реконструкции океанов и континентов в истории нашей планеты показали, что Пангея была не единична. Время от времени континенты собирались вместе, закрывая разъединяющие их океаны, а потом опять распадались. Причем интересно, что интервал времени между этими пангеями или палеопангеями, которых было несколько в истории Земли уже и миллиарды лет назад, составлял примерно 600 миллионов лет. Причем когда существовали суперконтиненты, то ясно, что на одной стороне были суперконтиненты, а на другой должен был существовать такой же суперокеан. Его и называли Панталасса, Всеобщий океан. Иногда его еще называют Палеотихим океаном.

Когда суперконтиненты распадались, то в зазорах между их обломками возникали вторичные океаны. К этому типу относятся современные океаны – Атлантический, Индийский и Северный Ледовитый. До сих пор среди ученых, среди геофизиков, геологов, идут большие споры по поводу возраста дна Тихого океана. Дело в том, что при глубоководном океаническом бурении в пределах Тихого океана были вскрыты самые древние породы юрского периода, возраст которых составляет 160-170 миллионов лет. Считали, что, возможно, Тихий океан такой же относительно не старый, как и Атлантический океан, где у побережий Африки и Америки были обнаружены при бурении породы примерно такого же возраста.

Но изучение краев континентов, обрамляющих Тихий океан, прежде всего Камчатки, с другой стороны – Кордильер, или более южных участков – Австралии, наиболее восточных участков ее, контактирующих уже с современным Тихим океаном, показало, что там были найдены так называемые офиолиты – древние породы океанического дна. Возраст этих офиолитов, а значит, и возраст древнего дна Тихого океана достигал 600, даже 700 миллионов лет. Офиолиты существуют практически везде, где есть складчатые горы. Их находят и на Южном Урале, и в Альпах, и в горах Кавказа.

Несколько лет назад я побывал с геологической экспедицией на Кипре. Над столицей этого островного государства Никосией возвышается Тродосский хребет. На самой вершине Тродоса очень много офиолитов. Это – древнее дно океана Тетис, которое после удара Африки о Европу оказалось на высоте полутора тысяч метров. Можно себе представить, какой мощности было столкновение двух континентов.

Точно так же, по таким же реликтам офиолитов, судят о существовании и других палеоокеанов, например, о существовании так называемого Палеоазиатского океана, который когда-то отделял Восточную Европу от Сибири и Сибирь от Китая. Когда-то существовал такой океан, но закрылся он значительно раньше, – 300 с чем-то миллионов лет назад.

Образование новых океанов, так называемый рифтогенез с расколом континентов, происходит и на территории России. Один из первых кандидатов в будущие океаны – это Байкал, самое большое озеро в мире. По его дну проходит глубочайшая рифтовая трещина и наблюдаются такие же линейные полосчатые магнитные аномалии, как в настоящем океане. По этой рифтовой трещине, которая на юг уходит в Монголию, а на севере тянется почти до устья Лены, начинает раскрываться новый океан, который, к сожалению, отделит наш Дальний Восток от остальной части Сибири. Другой пример – Мертвое море в Израиле. Вдоль линии Мертвого моря, озера Кинерет и реки Иордан начинает раскрываться трещина, так называемый Мертвоморский трансформный разлом, который затем уходит в Акабский залив Красного моря. Там формируется новый океан, который отделит Израиль от его арабских соседей. Существуют и другие подобные трещины на поверхности Земли. Таким образом, прямо на наших глазах происходит рождение новых океанов.

Сама тема «рождение и гибель океанов» только сейчас стала безопасной. Я уже упоминал о доносе, написанном на группу авторов, в том числе на меня, в Академию наук СССР. Тем не менее… Вслед за великим Галилеем можно сказать: «И все-таки она вертится!» Континенты на земном шаре движутся, а океаны рождаются и погибают.

Переселится ли человек в океан?

Может ли человек переселиться в глубины океанов и морей? Не просто плавать по их поверхности, а переселиться туда навсегда и жить там наравне с многочисленными обитателями океанских глубин, к чему призывали писатели-фантасты. Такие, как Жюль Верн, Артур Конан-Дойл, наконец, наш соотечественник Александр Беляев в своем знаменитом романе «Человек-амфибия», главный герой которого был способен жить под водой. Вопрос отнюдь не праздный. Мы живем на покрытой водами Мирового океана части поверхности нашей планеты – суше. Однако она занимает лишь одну пятую часть общей площади земного шара. На поверхности нашей планеты запасы пищи и полезных ископаемых уже во многом истреблены, серьезно пострадала экология. Может быть, стоит переселиться в океан навсегда, решив грядущие проблемы человечества?

Попытки проникнуть в океанские глубины на протяжении истории человеческой цивилизации предпринимались неоднократно. Первым подводным аппаратом стал водолазный колокол, описанный еще в V веке до нашей эры древнегреческим историком Геродотом (около 484 – около 425 до н. э.). Такие аппараты могли погружаться на глубину до 20 метров и использовались главным образом для поиска затонувших сокровищ.

Одним из первых знаменитых водолазов по праву может считаться Александр Македонский, который около 330 года до нашей эры опустился на дно реки в специальной бочке. А чуть ли не первым изобретателем подводной лодки ученые считают Леонардо да Винчи. Около 1500 года гений эпохи Возрождения оставил чертежи подводного аппарата. Построить субмарину по этим эскизам удалось только в 1620 году. Голландский изобретатель Корнелиус Дреббель (1572-1633) обернул деревянную гребную шлюпку в кожу и добавил трубу, чтобы обеспечить субмарину воздухом. Конечно, тогда еще не было никаких двигателей, их заменили весла, находившиеся по бокам корпуса в кожаных прокладках, которые защищали от проникновения воды внутрь лодки. Первое подводное путешествие Дреббель предпринял по Темзе. В реке, на которой стоит Лондон, вместе с 12 гребцами он пребывал под водой в течение трех часов.

Уже в конце XIX века появились первые подводные лодки, которые погружались не более чем на сто метров. В XX столетии удалось увеличить глубину погружения субмарин до трехсот метров и больше.

Первый регулятор подачи воздуха с поверхности был запатентован в 1866 году французским горным инженером Бенуа Рукейролем, который незадолго до этого изобрел регулятор утечки сжатого воздуха для использования в наполненных загрязненным воздухом шахтах. Этот прибор состоял из контейнера со сжатым воздухом и шланга. Позже Огюст Денейруз адаптировал его для автоматической подачи воздуха под водой. Регулятор работал по принципу сухой и мокрой камер, мембраны и клапана. Система приводилась в движение вдохом (пониженное давление) и выдохом (повышенное давление). Регулятор был способен делать давление в дыхательном аппарате равным окружающему давлению. Именно этот аппарат Жюль Верн описал в своем знаменитом романе «Двадцать тысяч лье под водой».

В 1878 году Генри Флюсс изобрел первый удачный подводный аппарат с замкнутой схемой дыхания, использующий чистый кислород. Однако вскоре у водолазов возникли новые проблемы, так как в то время не было известно, что чистый кислород, вдыхаемый под давлением, становится токсичным на глубине более шести метров и время его вдыхания должно быть ограничено. В 1910-е годы был усовершенствован регулятор подачи кислорода и изготовлены баллоны, которые могли выдерживать давление газа до 200 атмосфер. Это позволило автономному аппарату с замкнутой схемой Флюсса стать штатным спасательным оборудованием для подводного флота Великобритании.

Несмотря на недостатки в применении и риск кислородного отравления, наибольшей популярностью пользовались аппараты с замкнутой схемой дыхания. Во время Второй Мировой войны они использовались всеми воюющими сторонами. В то же время два француза, морской офицер и инженер, работали над изобретением аппарата с открытой схемой дыхания на сжатом воздухе. Это были капитан Жак-Ив Кусто (1910-1997