Энциклопедия Брокгауза и Ефрона - колебания вековые земной коры

— Одним из основных явлений в жизни земной коры представляются те изменения ее конфигурации и ее облика, которые обусловлены перемещениями границ суши и моря. Материки и моря не отличаются, как можно было бы думать, постоянством формы и размеров. Напротив того, смена геологических периодов и эпох находит себе одно из ярких выражений именно в этой изменчивости континентов и океанов, в беспрестанных перемещениях водной оболочки земного шара, в поочередном затоплении и осушении различных частей литосферы. Нет ни одного участка на земной поверхности, который в тот или другой геологический период, или даже несколько периодов, не находился бы под водой, точно также как и все моря, а также вероятно и значительные части океанов (кроме разве глубоких областей Тихого и Индийского океанов) в разные периоды были сушей. Морские осадки с морскими раковинами известны не только внутри современных материков, но даже и в высочайших горах, например в Гималаях, на высоте 15000 футов, в Андах на высоте 12000 футов и т. д.; на материках известны глубоководные морские осадки, которые теперь осаждаются в частях океанов с глубиной не менее 4000 м. Альпы, Гималаи, Урал и многие другие горы представляют нечто иное, как осушенные и раздавленные боковым давлением моря; Индийский океан, Атлантический океан и многие другие моря нечто иное как опустившиеся материки. Наконец, так называемые трансгрессии, т. е. распространение морей последующих геологических эпох за пределы предшествующих, и нижеупомянутые признаки наступания и отступания морей являются непреложным доказательством перемещений суши и моря. Все эти перемещения являются результатом не быстрых, мгновенных поднятий и опусканий различных частей земной коры, а настолько медленных, почти незаметных, ее движений, которые обнаруживаются только при наблюдении их в течение целых десятилетий, или даже веков [Представления о быстрых внезапных опусканиях или поднятиях значительных частей земной коры, как известно, теперь оставлены по их несоответствию с общими нашими представлениями о геологических явлениях. Только вследствие землетрясений случаются иногда местные внезапные поднятия или опускания. Впрочем, теория катаклизма в вопросе о вековых К. в настоящее время нашла себе горячего защитника в лице Говарта (Howarth); к сожалению его теории находятся в противоречии с данными исторической геологии.]. Вот почему эти К. земной коры и получили название вековых перемещений или К. суши и моря. Иссель предлагает для них название брадисейсм, а Джильберт называет перемещения значительных частей земной коры эпейрогенетическими движениями. Чтобы дать понятие о медленности, с какой совершается это явление, можно указать на то, что побережье Швеции поднимается в среднем на 1 м в столетие; Балтийское побережье у Свеаборга обнаруживает поднятие в 1,4 м в столетие, у СПб. оно равняется 0,3 м и т. д. Еще Эратосфен, Страбон, Данте трактовали о перемещениях и усыханиях моря. С конца прошлого столетия, когда Цельсий и Линней подметили и стали измерять поднятие Швеции или, как они думали, отступание моря, вопрос был поставлен на научную почву. Благодаря наблюдениям второй половины нынешнего столетия стало известно, что почти все берега и острова обнаруживают поднятие или опускание. Признаками поднятия или опускания морских побережий, кроме вышеупомянутых данных исторической геологии, являются прибрежные террасы, банки раковин, затопленные леса и исторические сведения о положении городов и портов. Так, например, вдоль норвежского побережья тянется до 30 раковинных банок, состоящих почти целиком из раковин или из богатых ими слоев песка и глины; некоторые из этих банок залегают на высоте 400—500 футов над современным уровнем моря и содержат остатки арктических моллюсков, теперь не встречающихся у берегов Норвегии. Кроме того, в Норвегии же вдоль берега тянется целый ряд уступов, или террас, лежащих друг над другом до высоты 600 футов и свидетельствующих о более высоком стоянии уровня моря в прежние времена. Исторические данные об обмелении гаваней или, наоборот, об их углублении, вообще исторические, лингвистические и географические свидетельства отступания или наступания моря известны для очень многих мест, в том числе, например, для побережья Белого моря, окрестностей Стокгольма, Свеаборга, Сухума, где есть следы затопленного города, разных частей Балтийского, Немецкого, Гренландского, Шотландского и других побережий и мн. др. Как известно, со времени Ляйэлля особенно резким доказательством вековых К. считался храм Сераписа, построенный в 105 г. до Р. Х. в Пуццуоли, на берегу Неаполитанского залива. Только три мраморные колонны сохранили в развалинах этого храма вертикальное положение. Они несут на себе множество характерных ходов раковины Lithodomus dactylus, начинающихся для всех 3-х колонн на одной и той же высоте, т. е. на высоте 3,6 м над уровнем залива и распространяющихся отсюда до высоты 7 м; нижележащие части их остались нетронутыми и совершенно гладкими и неизменными. Раскопки, здесь произведенные, показали, что эти нижние части вертикальных колонн были завалены морским песком, смешанным с раковинами, а потому были защищены от сверлящих раковин. Для объяснения странного положения ходов сверлящей раковины в колоннах приходится принять, как сделал это Ляйэлль, что местность опустилась под уровень моря после постройки храма и затем снова поднялась. Множество других объяснений, предложенных для объяснения интересной особенности колонн этого храма без участия вековых К., могут быть оставлены в стороне, тем более, что самый пример храма Сераписа в последнее время утратил в значительной мере свое значение, хотя и имеет большой исторический интерес для вопроса о вековых К. Принимая во внимание, что непосредственно констатировать поднятие той или другой части земной коры, а тем более опускание — чрезвычайно трудно, а во внутренних и вообще удаленных от моря частях материков даже невозможно, многие геологи не говорят о поднятиях и опусканиях суши, а только об отступании или надвигании моря, еще точнее — о передвижении береговой линии. По предложению Чемберса и Зюсса, это перемещение называется положительным, если море наступает на сушу, или, что то же, если суша опускается; напротив, это перемещение будет отрицательным в случае поднятия суши или отступания моря. Уже из этой сложности терминологии ясно, что в вековых К. принимает участие с одной стороны суша или литосфера, с другой водная оболочка земного шара или гидросфера. И действительно, все попытки объяснения вековых К. — двоякого рода: одни основаны на предположении, что все К. объясняются лишь перемещениями моря, другие усматривают в них опускания и поднятия суши в буквальном смысле слова. Во многих случаях решение вопроса в пользу той или другой гипотезы представляется в высшей степени трудным. Прекрасным примером может служить в этом отношении вопрос о террасах Норвегии: одни считают их вполне параллельными на всем их протяжении, вполне одинаковыми, в чем видят доказательство их происхождения путем отступания моря; другие находят перерывы, непараллельность, как бы самостоятельность этих террас в различных частях Норвежского побережья, а это служило бы подтверждением, что террасы образовались вследствие местных, частных поднятий суши. И, несмотря на множество исследований, ученые, со времени Цельсия и Линнея, не пришли к соглашению. Разногласие не останавливается и на выборе между движениями моря, или гидрокинетическими явлениями, как можно их назвать, с одной стороны, и движениями суши, или денивелировочными явлениями, с другой; движения водной оболочки могут быть вызваны целым рядом причин и факторов как теллурического, так и космического происхождения, точно также как и для объяснения движений суши предлагались многочисленные объяснения. Достаточно остановиться на важнейших из этих причин, предпослав их изложению общее замечание, что здесь имеются в виду только изменения конфигурации материков и морей, а не самое их заложение, вызванное, вероятно, прежде всего образованием так называемых геосинклинорий, т. е. обширных выпуклых или частью вогнутых впадин земной поверхности, образовавшихся вследствие неравномерного сокращения Земли и давших начало океаническим бассейнам.

Среди космических гипотез, предложенных для объяснения перемещений водной оболочки, на первом плане должна быть поставлена гипотеза Адэмара, развитая Кроллем, Шмиком и мн. др. Попеременно в течение каждых 10500 лет то на южном полушарии зима на 8 приблизительно дней продолжительнее, чем на северном, то наоборот. Адэмар считает это достаточным, чтобы накопляющаяся вследствие этого масса снега и льда перемещала постепенно центр тяжести Земли и вызывала вследствие этого перемещение ее водной оболочки. Благодаря предварению равноденствий, эти условия меняются через каждые 10500 лет, так что поочередно в течение такого промежутка времени наблюдается то на южном, то на северном полушарии ледниковый период и периодические перемещения поверхности океанов. Однако гипотеза Адэмара является маловероятной, как вследствие преувеличения им ничтожного климатического фактора, так и потому, что ледниковый период, по-видимому, был на обоих полушариях одновременно, а не последовательно. Другие ученые представляют себе общее передвижение водной оболочки в виде вековых приливо-отливов, симметричных по обе стороны экватора, в виде периодической постепенной смены перемещения вод от полюсов к экватору обратным их движением от экватора к полюсам. Картина перемещений воды в мезозойскую эру дает хорошую иллюстрацию такого рода перемещений. Из других космических причин заслуживают внимания: возможность перемещений земной оси, изменение скорости вращения Земли вокруг оси, даже притягательное влияние созвездий, которые встречает на своем пути солнечная система, с такой неимоверной быстротой несущаяся по направлению к созвездию Геркулеса. Общие гидрокинетические движения совершаются, по-видимому, по двум главным направлениям: 1) от полюсов к экватору и наоборот и 2) приблизительно по направлению параллелей. Для движений первого рода имеется хороший пример в распределении суши и моря разных эпох мезозойской эры, а также в картине современных нам вековых К., когда области поднятия сосредоточены преимущественно в полярных странах или вообще в значительных широтах, между тем как в тропической полосе наблюдается по преимуществу опускание суши. Кроме меридионального и широтного направлений и происходящих от их взаимодействия движений по направлениям диагональным, можно констатировать отступание или надвигание моря и по другим направлениям, в виде частных местных перемещений, причину которых приходится искать в сложных колебаниях литосферы. Обратимся теперь к краткому обзору теллурических причин перемещений водной оболочки земного шара.

Уменьшение количества воды на земной поверхности — факт не могущий подлежать сомнению, если принять во внимание громадную массу минералов и горных пород, содержащих в своем составе воду. Существование этих соединений стало возможным только после значительного охлаждения земного шара: по мере продолжающегося охлаждения Земли все глубже проникают процессы, связывающие воду. Хотя вулканические извержения, гейзеры, некоторые источники, и возвращают земной поверхности значительные массы воды, постепенная убыль оборотной воды чрезвычайно вероятна. А следствием этого убывания должно явиться повсеместное понижение уровня моря, т. е. как бы поднятие суши. Образование новых депрессионных областей или увеличение площади или глубины уже существующих морей также вызывает понижение уровня прочих морей, понижение, которое можно даже вычислить (ср. Зюсса). Отложение и накопление осадков на дне морей вытесняет соответствующее количество воды, вызывая этим положительное движение береговых линий, поднятие моря. Если принять, вместе с Пенком, что 1 м всей толщи земной поверхности размывается совокупной деятельностью всех проточных вод в среднем в 1000 0 лет, приходится допустить, что уровень моря этим путем может быть повышен на 1 м в 27500 лет (так как поверхности суши и моря относятся приблизительно как 1:2,75); за этот промежуток времени высота материков повышается на 2,75 м, следовательно, в 4320000 лет уровень материков и морей мог бы быть сравнен. Правда, уменьшение размывающей силы рек с уменьшением их падения, вулканическая деятельность и мн. др. факторы гарантируют земную поверхность от такого результата эрозионной деятельности.

Несколько попыток объяснения вековых К. связаны с ледниковым периодом и с теми его последствиями, которые обусловили значительные передвижения береговой линии во время ледникового периода и после стаивания снегов и льда при наступлении современной эпохи в Южной Америке, в Скандинавии и некоторых других странах. Так, по мнению Пенка громадная толща ледникового покрова, которую он определяет в 1000 м при горизонтальном протяжении в 490000 кв. г. м, могла вызвать прибрежное повышение уровня моря до 90 м. При таком допущении норвежские террасы объяснялись бы не поднятием суши, а изменением уровня моря, т. е. его повышением во время оледенения северного полушария и постепенным его понижением после стаивания ледяного покрова. Защитники передвижений суши также нашли в ледниковом периоде источник таких ее колебаний, которыми объясняются норвежские террасы, фиорды и т. п. образования. Дригальский и Лаппаран рассчитали, что расширения наружной части земной коры в северных странах, вследствие повышения температуры после стаивания ледникового покрова, было достаточно, чтобы вызвать констатированное там поднятие. В этой последней гипотезе мы имеем пример объяснения вековых колебаний не передвижениями моря, а движениями самой суши. Эти движения издавна имели многочисленных защитников, видевших часто один из главных доводов в пользу движений самой суши в сложности явлений поднятия и опускания, в том, что часто области поднятия и опускания чередуются на небольшом участке земной коры, представляя сложную картину, которой не могло бы произвести равномерное отступание или надвигание моря. Одни видели их причину в вулканизме, другие старались объяснить их как следствие увеличения объема некоторых внутренних масс вследствие химических процессов метаморфизации, например перехода безводных соединений в водные и т. п. Одни считают эти движения за результат неравномерного сокращения Земли, за род горообразовательных волн очень большой амплитуды; другие приписывают их накоплению осадков на дне морей, повышению изогеотермических линий, т. е. прогреванию этих толщ внутренней теплотой Земли, расширению их и вызываемому этим изгибанию некоторых частей земной коры и т. п.

Если после беглого очерка причин, влияющих на вековые перемещения береговых линий, обратиться к рассмотрению тех вековых колебаний земной коры, которые совершаются в настоящее время на земной поверхности, то, прежде всего, придется остановиться на больших областях опускания. Рассмотрение направления вековых перемещений береговых линий на окружающих их материках и на островах, коралловые постройки и некоторые др. данные указывают с несомненностью на то, что дно Тихого и Индийского океанов, а также северной части Атлантического океана находится в состоянии медленного постепенного опускания, углубления. Если бы можно было измерить количество вулканических продуктов, доставленных за известный промежуток времени вулканами, рассеянными по области опускания и окружающими ее, то было бы, как указал Маллетт, найдено мерило для определения быстроты этого опускания. Пока приходится для этого довольствоваться крайне неточными определениями быстроты нарастания коралловых построек, если хотя бы для некоторых из них оставить в силе Дарвиновскую теорию их роста. Дэна, Зюсс и некоторые другие ученые выдвинули значение опусканий для сформирования и изменений конфигурации материков; вся история земной коры изобилует примерами этих опусканий, наблюдаемых и в настоящее время. В противоположность господствовавшим в первой половине нынешнего столетия теориям плутонистов, приписывавшим поднятиям наиболее выдающуюся роль в изменениях земной поверхности, в последнее время многие ученые совершенно их отрицают, приписывая все опусканиям и перемещениям жидкой оболочки земного шара. Тем не менее, как мы уже знаем из примера норвежских террас, и в настоящее время приходится быть свидетелями поднятий некоторых частей земной коры. Можно оставить в стороне вопрос о том, имеем ли мы в данном случае перед собой настоящие поднятия в тесном смысле слова или только кажущиеся поднятия, обусловленные неравномерным оседанием, неравномерным опусканием различных частей земной поверхности вследствие охлаждения Земли: одни части при этом отстают, опускаются медленнее и производят впечатление областей поднимающихся.

Сопоставление наблюдаемых теперь явлений опускания и поднятия рисует нам следующую картину. Три большие области опускания и столько же крупных областей поднятия поделили между собой земную поверхность. Значительная часть Тихого океана с испещряющими его островами, увлекая с собой и северо-восточную часть Австралии, понижается, окруженная со всех сторон поднимающимися берегами и островами; здесь готовится к будущему меньший по площади, но более глубокий океан. Другая область опускания охватывает большую часть Индийского океана, в северо-западной части которого скрывается погребенный в его водах материк Лемурия, некогда, через Мадагаскар, Сейшелы, Мальдивские острова и Цейлон, соединявший Африку с Индией. Третья область опускания вырисовывается в северной части Атлантического океана: Лабрадор, южная и западная части Гренландии, Ирландия, северо-западная и западная части европейского материка, Азорские и Канарские острова, вместе с окруженной ими частью Атлантического океана, стремятся к образованию более обширного моря; быть может сюда же следует отнести опускающееся побережье Южной Америки у устья Мараньона (относительно южной части Атлантического океана наши сведения, к сожалению, слишком недостаточны).

КОЛЕБАНИЯ ВЕКОВЫЕ

Быть может со временем этот новый Атлантический океан соединится через южную Францию с второстепенной областью опускания, представленной южной Францией, Адриатикой, Средиземным морем, северной Африкой и Суэцской частью Аравийского полуострова. Испания и Алжир останутся в виде островов среди этих новых морей. Погибнет также западная часть Патагонии, побережье Нью-Джерси, опускается Китайское море, Бенгальский залив. Взамен всех этих опусканий между Австралией и Азией возникает новый материк: северная Австралия, Н. Гвинея, Филиппинские, Каролинские, Японские острова, — с другой стороны Зондские острова, Малакка, Сиам, Цейлон, Индия медленно выплывают из воды, стремясь соединиться в новый континент, в котором Китайское море и Бенгальский залив останутся заключенными в виде внутренних морей, а затем подвергнутся участи Каспия и Арала. Подобно этому Зондскому материку растет зародыш материка Антильского, который соединит остатки измененных Америк в один обширный континент с внутренним морем, а впоследствии озером, на месте Мексиканского залива. На севере — Скандинавия, северная Россия и Сибирь вытесняют Ледовитый океан, стремясь воздвигнуть на его развалинах обширный арктический материк, в состав которого войдут: Новая Земля, Шпицберген, Земля Франца Иосифа, Исландия и значительная часть Гренландии. И, если современные условия прироста этих этапов будущего материка, интенсивность и направление работы скоро не изменятся, для достижения упомянутого результата потребуется, быть может, менее 1000 столетий. Зародыш и первая причина всех этих изменений кроется в охлаждении Земли, в ее сокращении и сморщивании, а не в космических причинах перемещения вод. В современную нам эпоху первой причиной является углубление тропических (а может быть и других) депрессионных областей. Тихий океан, Индийский океан и быть может некоторые другие части опускаются, вызывая в противовес действительное или кажущееся поднятие лежащих между ними частей земной коры. Воды пассивно следуют за этими движениями литосферы. Волнообразное изгибание и разрывы земной коры выражаются образованием депрессионных областей и поднимающихся участков и их постепенными перемещениями. Углубление депрессионных областей, т. е. опускание дна океанов, и быть может уменьшение их поверхности, отражается на уровне моря в остальных частях земного шара; его понижение особенно заметно в полярных странах. Осушение этих последних есть только следствие понижения дна тропических морей. Теллурические, а не космические причины разобранных перемещений моря и участие в них движений литосферы, а не только гидросферы — вот вывод, к которому приводит разбор всех указанных фактов и попыток их объяснения.

Литература о вековых колебаниях рассеяна по множеству монографий, заметок и статей. Общее освещение фактов, кроме общих сочинений по геологии (см. литературу в статьях Вулканы и Землетрясения), дают следующие работы: J. Adh émar, "Les révolutions de la mer; déluges pé riodiques" (1842); К. v. Hoff, "Geschichte der durch Ueberlieferung nachgewiesenen nat ürlichen Veränderungen der Erdoberflä che" (1829—1833); Ч. Ляйэлль, "Основные начала геологии"; Е. Reclus, "La terre"; Е. Suess, "Das Antlitz der Erde" (II, 1888); Е. Hahn, "Untersuchungen über das Steigen und Sinken der Kü sten" (1879); A. Issel, "Le oscillazioni lente del suolo о bradisismi" (1883); F. Toula, " Ueber die secularen Hebungen und Senkungen der Erdoberflä che" (1880); Ф. Левинсон-Лессинг, "О вековых перемещениях суши и моря" ("Ученые записки юрьевского университета", 1893) и некоторые др.

Ф. Левинсон-Лессинг.

Энциклопедический словарь Ф.А. Брокгауза и И.А. Ефрона. — С.-Пб.: Брокгауз-Ефрон

1890—1907