Двигалась ли Земля?

Во времена Дарвина все думали, что карта мира была в значительной степени неизменной.

Некоторые из современников Дарвина действительно допускали возможность больших мостов суши, ныне погруженных в воду, для объяснения, например, общих черт между флорой Южной Америки и Африки.

Сам Дарвин отнюдь не был в восторге от идеи моста суши, но он, конечно, был бы восхищен современным свидетельством, что все континенты, передвигаются по лицу Земли.

Это обеспечивает гораздо лучшее объяснение некоторых крупных фактов распространения животных и растений, особенно ископаемых.

Например, есть сходства между ископаемыми Южной Америки, Африки, Антарктиды, Мадагаскара, Индии и Австралии, которые в настоящее время мы объясняем, утверждая существование некогда большого южного континента Гондваны, объединявшей все эти современные куски суши.

Еще раз, наш запоздало прибывший детектив вынужден заключить, что эволюция — факт.

Теория «дрейфа континентов», как она раньше называлась, была впервые выдвинута немецким климатологом Альфредом Вегенером (1880–1930).

Вегенер не был первым, кто, глядя на карту мира, заметил, что форма континента или острова часто соответствует береговой линии, находящейся напротив, как будто эти два массива суши были частями пазла, даже когда расположенная напротив береговая линия далеко.

Я не говорю о небольших частных примерах, таких как аккуратная увязка острова Уайт с Гэмпширским побережьем, почти как будто бы Солента не было вовсе.

Вегенер и его предшественники заметили, что нечто подобное, казалось, было справедливо в отношении целых противолежащих сторон гигантских континентов Африки и Америки.

Бразильское побережье выглядит точно скроенным под выпуклость Западной Африки, в то время как северная часть африканского выступа хорошо соответствует североамериканскому побережью от Флориды до Канады.

Мало того, что формы приблизительно подходят: Вегенер также указал на совпадение геологических формаций повсюду в восточной части Южной Америки и в соответствующей части западной стороны Африки.

Немного менее очевидно, западное побережье Мадагаскара формирует довольно хорошее соответствие с восточным побережьем Африки (не участку южноафриканского побережья, который лежит напротив него сейчас, а побережью Танзании и Кении дальше на север), в то время как длинная, прямая линия восточной стороны Мадагаскара сопоставима с прямой кромкой западной Индии.

Вегенер также указал, что древние ископаемые, найденные в Африке и Южной Америке, более схожи, чем можно было бы ожидать, если бы карта мира всегда была такой как сегодня.

Как это могло быть, учитывая ширину южной части Атлантического океана? Были ли эти два континента когда-то намного ближе, или даже соединялись? Идея была волнующей, но опережающей свое время.

Вегенер также заметил соответствие между ископаемыми Мадагаскара и Индии.

И есть в равной степени красноречивые сходства между ископаемыми севера Северной Америки и Европы.

Такие наблюдения заставили Вегенера предложить свою смелую еретическую гипотезу дрейфа континентов.

Он предположил, что все большие континенты мира были когда-то соединены в гигантском суперконтиненте, который он назвал Пангея.

Учитывая огромный промежуток геологического времени, он предположил, что Пангея постепенно раскололась, сформировав континенты, известные сегодня, которые затем медленно дрейфовали в их нынешние положения и продолжают дрейфовать до сих пор.

Можно почти слышать скептических современников Вегенера, задающихся вопросом, используя сегодняшнюю уличную лексику, чем он обкурился.

И все же мы теперь знаем, что он был прав.

Или почти прав.

Каким бы дальновидным и наделенным воображением не был Вегенер, я должен пояснить, что его гипотеза дрейфа континентов значительно отличалась от нашей современной теории тектоники плит.

Вегенер думал, что континенты бороздили океаны как гигантские суда, не совсем плавая в воде, как полый остров Попсипетл доктора Дулитла, а плавая на полужидкой мантии планеты.

Достаточно резонно другие ученые воздвигли крепость скептицизма.

Какие колоссальные силы могли бы сдвинуть объект размером с Южную Америку или Африку на тысячи миль? Я объясню, чем современная теория тектоники плит отличается от теории Вегенера, прежде чем дойду до свидетельств в ее поддержку.

В теории тектоники плит поверхность всей Земли, включая дно различных океанов, состоит из ряда перекрывающихся скальных плит, как доспехи.

Континенты, которые мы видим, являются утолщениями этих плит, поднимающимися над уровнем моря.

Большая часть площади каждой плиты находится ниже уровня моря.

В отличие от континентов Вегенера, плиты не плывут через море и не бороздят поверхность Земли, они и есть поверхность Земли.

Не думайте, как Вегенер, о самих континентах как о пазлах, собирающихся вместе или растягиваемых в стороны друг от друга; это не так.

Вместо этого подумайте о плитах как о непрерывно изготавливаемых на растущем краю в замечательном процессе, названном спредингом [расширением океанического дна], который я объясню через мгновение.

На других краях плита может подвергаться «субдукции» [нырянию] под соседнюю плиту.

Или соседние плиты могут скользить друг вдоль друга.

Рисунок на цветной странице 17 показывает часть разлома Сан-Андреас в Калифорнии, который является местом, где края Тихоокеанской и Североамериканской плиты сдвигаются друг вдоль друга.

Сочетание спрединга океанического дна и субдукции означает, что между плитами нет зазоров.

Вся поверхность планеты покрыта плитами, каждая как правило исчезает за счет субдукции под соседней плитой с одной стороны, или скользит мимо другой плиты и в то же время вырастает из океанического дна в зоне спрединга в другом месте.

Вдохновляет мысль об огромной рифтовой долине, которая должна была когда-то змеиться на юг по континенту Гондвана между будущей Африкой и будущей Южной Америкой.

Без сомнения, она была сначала усеяна озерами, как нынешняя рифтовая долина в Восточной Африке.

Позже она заполнилось морской водой, по мере того как Южная Америка отодвигалась, отрываемая в тектонической агонии.

Представьте себе вид, который открылся какому-нибудь отважному динозаврийскому Кортесу, когда он пристально глядел через длинные, узкие проливы на медленно отступающую «Западную Гондвану».

Вегенер был прав, что пазловая взаимодополняемость их форм не случайна.

Но он был неправ, представляя себе континенты как гигантские плоты, бороздящие просторы океанов между ними.

Южная Америка и Африка, и их континентальные шельфы, являются всего лишь утолщенными областями двух плит, большая часть скалистой поверхности которых находится под водой.

Плиты составляют твердую литосферу — буквально, «сферу камня» — которая плавает над горячей, полурасплавленной астеносферой — «сферой слабости».

Астеносфера слаба в том смысле, что она не является твердой и хрупкой, как скальные плиты литосферы, а ведет себя отчасти подобно жидкости: растекаясь, как замазка или ириска, хотя и не обязательно жидкая.

Немного сбивает с толку, что это различие между двумя концентрическими сферами не вполне соответствует более знакомому различию (основанному на химическом составе, а не физической прочности) между «корой» и «мантией».

Большинство плит состоит из двух различных видов литосферных пород.

Глубокое океаническое дно покрыто довольно однородным слоем очень плотной магматической породы, приблизительно 10 километров толщиной.

Над этим вулканическим слоем лежит наносной слой осадочных пород и грязи.

Континент, повторю, является областью плиты, видимой над уровнем моря, возвышающейся до этой высоты, там где плита утолщена дополнительными слоями менее плотной породы.

Подводные части плит непрерывно создаются на их краях — восточный край в случае южноамериканской плиты, западный — в случае африканской.

Эти два края включают в себя Срединно-Атлантический хребет, который змеится посредине Атлантики от Исландии (действительно являющейся единственной существенной частью горного хребта, достигающей поверхности) до мест далеко на юге.

Подобные подводные горные хребты выкатывают другие плиты в других частях мира (см. цветные страницы 18–19).

Эти подводные горные хребты работают как вытянутые родники (в медленном геологическом масштабе времени), изливающие расплавленную породу в процессе, как я уже упомянул, названном спредингом океанического дна.

Горный хребет расширяющегося океанского дна в центральной Атлантике, похоже, толкает африканскую плиту в восточном направлении, а южноамериканскую плиту на запад.

Был предложен образ пары шведских бюро, разворачивающихся в противоположных направлениях, и он передает идею, если помнить, что все это происходит в масштабе времени слишком медленном, чтобы люди могли его видеть.

Действительно, скорость, с которой растаскиваются Южная Америка и Африка, была памятно уподоблена — настолько памятно, что это стало почти клише — скорости, с которой растут ногти.

Факт, что они теперь на расстоянии тысячи миль друг от друга, является дополнительным свидетельством огромного и небиблейского возраста Земли, сопоставимым со свидетельством от радиоактивности, которое мы встретили в Главе 4.

Я только что использовал фразу, «похоже, толкает» и должен поспешить отступиться.

Заманчиво представить себе эти поднимающиеся из глубин «шведские бюро» как подталкиваемые сзади своими соответствующими континентальными плитами.

Это нереально; не тот масштаб.

Тектонические плиты слишком массивны, чтобы быть подталкиваемыми сзади поднимающимися из глубин вулканическими силами вдоль серединно-океанического хребта.

Плавающий головастик мог бы с тем же успехом попытаться подвинуть супертанкер.

Но теперь, ключевой момент.

В астеносфере, с ее качествами квазижидкости, есть потоки конвекции, которые простираются всюду по всей ее поверхности, под всей площадью плит.

В любой зоне астеносфера медленно перемещается в соответствующем направлении, а затем по кругу в противоположном направлении вниз, в свои более глубокие слои.

Верхний слой астеносферы под южноамериканской плитой, например, непреклонно перемещается на запад.

И в то время как немыслимо, чтобы у поднимающегося из глубин «шведского бюро» могла быть сила, чтобы толкать целую южноамериканскую плиту перед собой, отнюдь не столь немыслимо, чтобы поток конвекции медленно и неуклонно перемещаясь в соответствующем направлении под всей нижней поверхностью плиты, мог нести с собой свой «плавучий» груз континентов.

Мы теперь не говорим о головастиках.

Супертанкер в течении Гумбольдта с выключенными двигателями действительно будет плыть по течению.

Такова, вкратце, современная теория тектоники плит.

Я должен теперь обратиться к свидетельству того, что она верна.

Фактически, как обычно бывает с установленными научными фактами, есть много различных видов свидетельств, но я собираюсь говорить только о наиболее удивительно изящной их разновидности.

Это — свидетельства от возраста пород, и в частности от магнитных полос в них.

Они почти слишком хороши, чтобы быть правдой, прекрасная иллюстрация моего «детектива, появляющегося позже на месте преступления», и неумолимо приводящие лишь к одному заключению.

У нас даже есть нечто выглядящее в точности как отпечатки пальцев: гигантские магнитные отпечатки пальцев в породах.

Мы будем сопровождать своего метафорического детектива в путешествии через Южную Атлантику в построенной на заказ субмарине, способной противостоять ошеломительному давлению морских глубин.

Субмарина оборудована, чтобы бурить скалы для взятия образцов через поверхностные отложения морского дна, в глубины, непосредственно к вулканическим породам литосферы, и на ней также есть бортовая лаборатория для того, чтобы радиометрически датировать горные образцы (см. Главу 4).

Детектив устанавливает курс прямо на восток от бразильского порта Масейо на 10 градусе широты к югу от экватора.

Пропутешествовав на 50 километров или около того через мелкие воды континентального шельфа (который для данной задачи считаем частью Южной Америки), мы задраиваем люки высокого давления и погружаемся (какое сдержанное высказывание!), погружаемся вниз, в глубины, где обычно единственный видимый свет является случайной искрой зеленоватой люминесценции гротескных существ, населяющих этот чуждый мир.

Когда мы достигаем дна почти на 20 000 футов (3 000 полных морских саженей), мы бурим до вулканической литосферы и берем пробу скальной породы.

Бортовая радиационная лаборатория датирования приступает к работе и докладывает возраст нижнего Мелового периода, приблизительно 140 миллионов лет.

Субмарина упорно продолжает двигаться в восточном направлении вдоль десятой параллели, беря образцы пород через короткие интервалы.

Возраст каждого образца тщательно измеряется, и детектив детально изучает датировки, ища систему.

Он не должен далеко искать.

Даже доктор Ватсон не мог бы пропустить это.

По мере нашего путешествия на восток вдоль великих равнин морского дна, породы явно становятся моложе и моложе, постоянно моложе.

Приблизительно на 730 километре нашего путешествия образцы пород принадлежат к позднему Меловому периоду, приблизительно 65 миллионов лет, который имел место, когда вымерли последние из динозавров.

Тенденция ко все младшим и младшим породам продолжается, когда мы приближаемся к середине Атлантики, и прожекторы субмарины начинают выхватывать предгорья гигантской подводной горной цепи.

Это — Срединно-Атлантический хребет (см. цветные страницы 18–19), на который наша субмарина должна теперь начать взбираться.

Мы ползем вверх и вверх, все еще беря образцы пород, и все еще замечая, что породы становятся моложе и моложе.

К тому времени, когда мы достигаем пиков горного хребта, породы столь молоды, они они вполне могли излиться только что как свежая лава из вулканов.

Действительно, в значительной степени так и происходило.

Остров Вознесения — часть Срединно-Атлантического хребта, который высунулся над уровнем моря в результате недавнего ряда извержений — скажем так, недавнего: возможно 6 миллионов лет назад; это является недавним по меркам тех пород, которые мы брали на пробы вдоль нашего подводного пути.

Теперь мы спешим к Африке, по другую сторону горного хребта, вниз к глубоким равнинам на дне восточной Атлантики.

Мы продолжаем брать образцы пород и — Вы догадались — скальные породы теперь становятся неуклонно старше по мере продвижения к Африке.

Они — зеркальное отражение картины, которую мы отмечали прежде чем мы достигли Срединно-Атлантического хребта.

Детектив нисколько не сомневается в объяснении.

Эти две плиты расходятся прочь от хребта по мере расширения океанического дна.

Вся новая порода, которая добавляются к двум расходящимся плитам, непосредственно появляется в результате вулканической активности горного хребта, а затем уносится в противоположных направлениях тем или другим из гигантских шведских бюро, которые мы называем африканской и южноамериканской плитой.

Искусственные цвета на рисунках на цветных страницах 18–19, иллюстрирующих этот процесс, обозначают возраст пород, красный — самая молодая.

Вы можете видеть как превосходно возрасты рельефа по обеим сторонам Срединно-Атлантического хребта отражают друг друга.

Какая прекрасная история! Но она становится лучше.

Детектив замечает более тонкий рисунок в образцах пород по мере их обработки в бортовой лаборатории.

Скальные пробы, поднятые из глубокой литосферы, слабо намагничены, как стрелки компаса.

Это явление хорошо изучено.

Когда расплавленная порода затвердевает, магнитное поле Земли отпечатывается в ней в форме поляризации мелких кристаллов, из которых состоит магматическая порода.

Кристаллы ведут себя как крошечные застывшие стрелки компаса, застопоренные в направлении, которое они указывали в тот момент, когда расплавленная лава затвердевала.

Далее, долгое время было известно, что магнитный полюс Земли не неподвижен, а блуждает, вероятно, из-за медленно текущих потоков смеси расплавленного железа и никеля в ядре планеты.

В настоящее время магнитный север находится около острова Элсмир в северной Канаде, но он не будет там оставаться.

Чтобы определить истинный север, используя магнитный компас, моряки должны искать поправочный коэффициент, и поправочный коэффициент изменяется из года в год по мере колебания магнитного поля планеты.

Коль скоро наш детектив методично записывает точный угол, под которым располагались его пробы при их высверливании, застывшее магнитное поле в каждой пробе сообщает ему положение магнитного поля Земли в день, когда порода застыла из лавы.

А теперь, на закуску.

Оказывается, что через нерегулярные интервалы в десятки или сотни тысяч лет магнитное поле Земли полностью меняет направление на обратное, по-видимому, из-за значительных сдвигов в расплавленном железо-никелевом ядре.

То, что было магнитным севером, перескакивает в место недалеко от истинного Южного полюса, а что было магнитными южным полюсом перескакивает на север.

И конечно, горные породы фиксируют положение магнитного севера в день, когда они застывают из лавы, изливающейся из глубины морского дна.

Поскольку полярность меняет направление на обратное каждые несколько десятков тысяч лет, магнитометр может обнаружить полосы, идущие вдоль скального дна: полосы, в которых магнитные поля образцов пород все указывают в одном направлении, чередуются с полосами, в которых магнитные поля все указывают в противоположном направлении.

Наш детектив раскрашивает их черным и белым на карте.

И когда он смотрит на полосы на карте, подобно отпечаткам пальцев, он замечает не подлежащую сомнениям систему.

Как и с полосами псевдоцветов, обозначающих абсолютный возраст пород, отпечатки пальцев магнитных полос на западной стороне Срединно-Атлантического хребта — прекрасное зеркальное отображение полос на восточной стороне.

Именно то, чего можно ожидать, если бы магнитная полярность пород фиксировалась, когда лава впервые застывала в горном хребте, а затем медленно перемещалась от хребта в противоположных направлениях с постоянной и очень маленькой скоростью.

Элементарно, мой дорогой Ватсон.

Возвращаясь к терминологии Главы 1, трансформация гипотезы Вегенера о дрейфе континентов в современную теорию тектоники плит — хрестоматийный пример кристаллизации предварительной гипотезы в общепринятую теоруму или факт.

Перемещения тектонических плит важны в этой главе, потому что без них мы не можем полностью понять распределение животных и растений по континентам и островам мира.

Когда я говорил о первоначальном географическом барьере, который отделял два зарождающихся вида, я представил землетрясение, изменяющее русло реки.

Я мог бы также упомянуть силы тектонических плит, раскалывающие континент надвое, и переправляющие эти два гигантских обломка в противоположных направлениях вкупе с животными и растительными пассажирами — ковчег континентов.

Мадагаскар и Африка были когда-то частью большого южного континента Гондваны, вместе с Южной Америкой, Антарктидой, Индией и Австралией.

Гондвана начала распадаться — мучительно медленно по меркам нашего восприятия — приблизительно 165 миллионов лет назад.

В этот момент Мадагаскар, пока еще соединенный с Индией, Австралией и Антарктидой в Восточную Гондвану, отделился от восточной стороны Африки.

Приблизительно в то же самое время Южная Америка отделилась от Западной Африки в другом направлении.

Сама Восточная Гондвана распалась позднее, и Мадагаскар, наконец, оказался отделенным от Индии приблизительно 90 миллионов лет назад.

Каждый из осколков старой Гондваны нес с собой свой груз животных и растений.

Мадагаскар был настоящим «ковчегом», а Индия — другим.

Возможно, например, что предки страусов и слоновых птиц произошли в Мадагаскаре/Индии, когда они были все еще объединены.

Позже они раскололись.

Те, которые остались на гигантском плоту под названием Мадагаскар, эволюционировали, став слоновыми птицами, в то время как предки страусов отплыли на корабле Индия, и впоследствии — когда Индия столкнулась с Азией и подняла Гималаи — были выпущены на азиатский материк, откуда они, в конечном счете, добрались до Африки, их главного места топтания на сегодня (да, самцы действительно топают своими ногами, чтобы произвести впечатление на самок).

Слоновых птиц, увы, мы больше не видим (или не слышим, к большому сожалению, поскольку, если они топали, дрожала земля).

Намного более крупные, чем самые большие страусы, эти мадагаскарские гиганты — вероятный источник легендарной «птицы Рух», которая описывалась во «Втором путешествии Синдбада-Морехода».

Хотя достаточно большие, чтобы человек мог их оседлать, они не имели крыльев, поэтому не смогли бы унести Синдбада в небо, как было разрекламировано.

Сейчас твердо доказанная теория тектоники плит не только объясняет многочисленные факты в распределении ископаемых и живых существ, она также предоставляет еще больше свидетельств чрезвычайной древности Земли.

Поэтому это должно быть бельмом на глазу креационистов, по крайней мере креационистов-сторонников «молодой Земли».

Как они справляются с этим? Действительно очень странным образом.

Они не отрицают перемещения континентов, но они думают, что все произошло на высокой скорости совсем недавно, во время Потопа.

Вы можете подумать, что поскольку они весьма легко списывают со счетов свидетельства, которые их не устраивают, в случае огромного количества и ассортимента свидетельств факта эволюции прибегнут к той же уловке и со свидетельствами в пользу тектоники плит.

Но нет: странно, но они принимают как факт, что Южная Америка однажды уютно прилегала к Африке.

Они, кажется, расценивают свидетельства этого как решающие, даже при том, что уж что-что, а свидетельства факта эволюции еще более сильны, но они их весело отрицают.

Поскольку доказательства значат для них так немного, можно задается вопросом, почему они не пошли до конца и просто не отрицают также и всю тектонику плит.

Джерри Койн в «Почему эволюция верна» предлагает виртуозную обработку свидетельств от географического распределения (как можно было ожидать от ведущего автора самой авторитетной последней книги по видообразованию).

Он также попадает в самую точку относительно склонности креационистов к игнорированию свидетельств, когда те не подтверждают позицию, которая как они знают из Священного писания, должна быть верной: «Биогеографические свидетельства эволюции в настоящее время настолько сильны, что я не видел ни одной креационистской книги, статьи, или лекции, которая бы попыталась опровергать их».

Креационисты просто делают вид, что этих свидетельств не существует.

Креационисты ведут себя так, словно окаменелости являются единственным доказательством эволюции.

Ископаемые свидетельства действительно очень сильны.

Грузовики окаменелостей были обнаружены со времен Дарвина, и все эти свидетельства активно подтверждают эволюцию или совместимы с ней.

Более показательно, как я уже подчеркивал, ни одно ископаемое не противоречит эволюции.

Несмотря на силу ископаемых свидетельств, я вновь хочу подчеркнуть, что они не самые сильные из имеющихся у нас.

Даже если бы ни одна окаменелость никогда не была найдена, свидетельства от ныне живущих животных и без них всецело подталкивают к выводу, что Дарвин был прав.

Детектив, прибывший на место преступления после события, может собрать выжившие улики, которые еще более неопровержимы, чем ископаемые.

В этой главе мы увидели, что распределение животных на островах и континентах является именно таким, каким мы должны его ожидать, если все они являются родственниками, которые произошли от общих предков в течение очень длительного времени.

В следующей главе мы будем сравнивать современных животных друг с другом, глядя на распределение характеристик в животном мире, и особенно сравнивая их последовательности генетического кода, и придем к такому же выводу …