Теория дрейфа материков

Анимация распада суперконтинента Пангея и последующего дрейфа его составных частей, от раннего триаса к современному (от 250 млн лет до 0)

Тео́рия дре́йфа материко́в (англ. Continental drift — гипотеза спрединга, тектоника плит, мобилизм) — геотектоническая теория разрабатываемая с 1912 года немецким учёным Альфредом Вегенером на основе накапливающихся научных данных. Дрейф континентов пред­по­ло­жи­ли американский учё­ный Фредерик Тей­лор (1910 год).

Теория Вегенера

Немецкий астроном и метеоролог Альфред Вегенер не являлся первооткрывателем теории дрейфа материков, однако именно он смог систематизировать множество теоретических изысканий, наблюдений и расчётов, представив их в виде стройной концепции. Теория изложена в цикле лекций и статей, которые учёный начал представлять с 1912 года. Три года спустя он опубликовал монографию «Происхождение материков и океанов», в которой изложил свои взгляды на дрейф континентов и их раздвижение.

Согласно его концепции, на Земле изначально существовали два суперконтинента, названные Лавразией и Гондваной. Лавразия охватывала современные Евразию и Северную Америку, в то время как Гондвана включала Южную Америку, Африку, Австралию и Антарктиду. Между ними находился океан Тетис. Приблизительно 300 миллионов лет назад эти два континента объединились в Пангею, которая 180 миллионов лет назад распалась на современные материки, образовав при этом Атлантический и Индийский океаны. Альфред Вегенер объяснял эти движения влиянием центробежных и гравитационных сил на земную кору, вызывая её деформации, что приводило к возникновению вулканической активности и образованию горных систем, таких как Анды и Кордильеры.

Схема горизонтального движения континентов А. Вегенера (1929)

Идея Ертова

Альфред Вегнер

Идея дрейфа континентов озвучена разными учёными задолго до её широкой популярности. В России она впервые сформулирована Иваном Ертовым в 1811 году. В 1811 году издана вторая работа Ивана Ертова под названием «Мысли о происхождении и образовании миров», где вопрос о происхождении планет рассматривается более подробно, чем в его предыдущем труде. Тем не менее, основная концепция осталась прежней, а новым стало лишь утверждение, что в начале своего существования планеты не вращались. Развивая свои идеи, Иван Ертов пришёл к выводу, что приобретение Землёй вращения вызвало смещение её коры в противоположную сторону. Он рассматривал океаны, особенно Атлантический, как доказательство своей гипотезы, но о параллельности его берегов тогда не упоминалось.

В своей последней работе «Мелкие сочинения, ответы на критику и сокращение мыслей о происхождении и образовании миров» Иван Ертов уже ссылается на параллельные берега Атлантического океана и утверждает, что до появления океанов поверхность Земли являлась практически ровной. По поводу образования гор он высказывает идеи, близкие к тем, что позже развил Альфред Вегенер, предполагая, что горы формировались из давления движущейся коры на неподвижные участки в процессе формирования Атлантического океана.

Критика теории дрейфа материков и мобилизма

В период, когда выдвинута теория дрейфа континентов, доминировала геосинклинальная теория, объясняющая формирование континентов, осадочных образований и процессы горообразования. Однако теория дрейфа континентов опровергла её актуальность и надёжность. Учёные, построившие свои научные концепции на основе геосинклинальной теории, активно противились новшеству — теории дрейфа континентов.

Временной ряд эволюционной истории, впервые изложенный в 1840 году, не соответствовал перемещениям континентов, ставящим под сомнение предыдущие представления. Геосинклинальная теория могла объяснить наличие горизонтальных слоёв осадков, содержащих ископаемые, на континентах. В 1970-х годах эволюционист Гейлорд Симпсон критиковал теорию тектоники плит, хотя она имела аргументы, из-за несоответствий с эволюционной хронологией. Это происходило в момент, когда появился механизм перемещения континентов через расширение морского дна и конвекцию. Недостаток механизма дрейфа континентов стал основанием для отторжения этой теории научным сообществом, даже при наличии веских доказательств.

Гипотеза о расширении океанической коры предложена американскими учёными Робертом Дицем и Гарри Хессом. Исследователи первыми предложили идею, что континентальный дрейф, увеличение объёма океанов, формирование океанической коры и тектоническая активность срединно-океанических хребтов тесно связаны с крупными мантийными конвекционными течениями. Возможность их существования изучали такие учёные, как Отто Ампферер в 1906 году, Рудольф Швиннер в 1919 году, Артур Холмс в 1929 году и Джон Джоли в 1924 году. Согласно гипотезе Дитца и Хесса, когда под суперконтинентом формируются восходящие и горизонтально расходящиеся потоки, кора трескается и начинает рассекаться на гигантские плитные структуры, которые постепенно удаляются от линии раскола. В образовавшуюся щель под действием вертикальных изостатических сил вытесняется разогретый, частично расплавленный материал, напоминающий кашу, состоящий из базальтов и гипербазитов.

Развитие концепций мобилизма

Мобилизм (от лат. mobilis — под­виж­ный) является тео­ре­тическим на­прав­ле­нием в гео­ло­гии, в ко­то­ром основную роль в фор­ми­ро­ва­нии тек­то­нических струк­тур отводит­ся го­ри­зон­таль­ным тек­то­ническим дви­же­ни­ям. Термин пред­ло­жил Эмиль Ар­ган в 1922 году.

Условно развитие теории тектоники плит можно разделить на четыре этапа:

1. накопление фактических данных (конец XIX века — 1940 год ХХ века);
2. появление идей, объясняющих сущность наблюдаемых процессов и явлений (1949-1968 годы);
3. разработка концепции теории тектоники плит, объясняющей формирование литосферы и полезных ископаемых (1972—1983 годы);
4. внедрение новых теорий в практику (конец ХХ века — начало XXI века).

В 1889 году Отто Фишер в своей работе «Физика земной коры», исходя из концепции изостатического равновесия материков, впервые оценил толщину континентальной коры, составившую приблизительно 40 км. Он предложил первую геодинамическую модель развития Земли, где обозначил процесс формирования океанической коры в зонах растяжения и последующее затягивание её под края континентов и островов, акцентируя внимание на взаимосвязи этих процессов с землетрясениями.

В 1949 году Артур Холмс описал механизм перемещения континентов под воздействием конвекционных потоков в мантии Земли, считая, что нагрев мантии происходит за счёт распада радиоактивных элементов. Движение литосферы он представил в виде транспортной ленты. Для подтверждения идеи дрейфа континентов в геологическом прошлом Пётр Кропоткин в 1958 году впервые применил палеомагнитные и геологические данные, что дало новые свидетельства о дрейфе континентов в мезозое и кайнозое. Основное количество реконструкций связано с восстановлением Пангеи, при этом глобальных реконструкций для раннего и среднего палеозоя не так много.

Герой Жолтаев с 1996-2003 года создал геодинамические модели эволюции и структуры южной части Евразийской плиты в конце палеозоя и разработал модель геодинамического развития Большого Каспия, что дало возможность понять условия образования нефти и закономерности распределения углеводородов. Виктор Хаин в 2001 году обозначил ключевые аспекты строения и тектонического развития основных структур земной коры — континентов и океанов.

См. также

• Мобилизм
• Тектоника плит