Гипотеза контракции (по "Основные вопросы геотектоники", Белоусов В.В., 1953)

Как известно, гипотеза контракции неразрывно связана с идеей о том, что когда-то земной шар был расплавленным. Предполагается, что в процессе последующего охлаждения он уменьшался в объеме, испытывая сжатие, контракцию. Быстрее всего остывали поверхностные части Земли. К началу геологического отрезка истории Земли, т. е. к моменту образования твердой земной коры, верхняя оболочка охладилась до полного равновесия с окружающей средой, ее объем перестал уменьшаться, внутренние же подкоровые части планеты сохранили больше тепла и продолжали охлаждаться в течение всей геологической истории, а также охлаждаются и теперь. Оттуда и идет к поверхности тот тепловой поток, который мы наблюдаем в форме геотермического градиента.

Таким образом, подкоровая часть Земли продолжает сжиматься. Земная кора становится слишком просторной для уменьшающегося в объеме ядра и как бы повисает над ним, удерживаясь в течение некоторого времени по способу арки. В этих условиях в земной коре развиваются тангенциальные силы сжатия. Последние как раз и являются, с точки зрения контракционной гипотезы, теми ведущими тектоническими силами, которые вызывают и складчатость, и колебательные движения, а также подъем магмы и разрывные дислокации. Все эти движения происходят в связи с уменьшением поверхности земной коры. Уменьшение поверхности вызывает смятие в складки, причем периодичность складкообразования объясняется тем, что кора в течение некоторого времени выдерживает возникающие в ней тангенциальные напряжения, а затем садится толчком. То же сокращение поверхности приводит к грубому ее короблению, которое выражается в колебательных движениях. Магма, с этой точки зрения, выжимается вверх тем же сжатием.

Как мы уже указывали, именно тангенциальное сжатие земной коры и составляет основное содержание гипотезы контракции, причем эти тангенциальные силы сжатия являются всеобщими, т. е. они охватывают равномерно всю земную кору и имеют один и тот же размер в любом месте.

Поскольку, однако, тектонические процессы в разных местах Земли идут различно и, например, складчатость захватывает в каждом цикле не всю поверхность, а только часть ее, к контракционной гипотезе неизбежно прибавляется представление о механической неоднородности земной коры, о наличии в ней более жестких и более пластичных участков: силы одинаковы, но материал различен. Жесткие участки не сжимаются, напряжения через них передаются к пластическим зонам, где сжатие и концентрируется. Каждая такая пластическая зона сминается между жесткими «глыбами» земной коры, как в тисках.

Сторонники контракционной гипотезы создали представление о стабилизирующих и мобилизирующих (т. е. делающих земную кору более подвижной) факторах (Stille, 1016). Последние имеют чисто механическую природу. Стабилизирующими факторами, делающими земную кору более жесткой, являются складчатость, интрузии и поднятие, выводящее кору в зону более низких температур. Мобилизирующим фактором является прогибание, в результате которого кора проникает в зону более высоких температур и повышает свою пластичность. «Жесткие массивы» — это, следовательно, те участки коры, которые, испытав неоднократную складчатость и интрузии, находятся в состоянии поднятия. Опускающиеся участки являются более подвижными.

Пластичные участки дислоцируются альпинотипно, т. е. с образованием складок, по нашей терминологии — полных, жесткие же участки — германотипно и среди дислокаций здесь играют большую роль расколы.

Возражения, которые встретила контракционная гипотеза, имеют весьма разнообразный характер. Большим распространением пользуются возражения геофизические. Сюда относятся ссылки на радиоактивное тепло, а также указания на невозможность дальнейшего сжатия внутренних частей Земли, так как они настолько уже сдавлены, что дальнейшее уплотнение вещества невозможно. Есть указания на то, что размер сжатия поверхности Земли, вычисляемый по складчатости, требует настолько значительного уменьшения объема Земли в течение геологической эпохи, что оно не оправдывается астрономическими данными. Например, Гейм рассчитал, что сжатие в Альпах, определяемое по складкам и горизонтальным перемещениям в шарриажах, должно достигать в некоторых случаях восьмикратного размера. Даже если мы примем, что складчатость, которая в течение древних циклов проявилась по всей поверхности Земли, связана с уменьшением этой поверхности всего-навсего в два раза, то и тогда объем Земли должен был бы уменьшиться в четыре раза.

Следует прийти к заключению, что возражения этого характера крайне неопределенны и неубедительны. Если бы дело ограничивалось только ими, контракционную гипотезу нельзя было бы считать поколебленной.
Действительно, все эти возражения относятся к вопросам, о которых нам, в сущности, ничего неизвестно. Так, вполне вероятно, что радиоактивного тепла достаточно для компенсации постоянного теплового потока, уходящего с Земли в мировое пространство; но именно вероятно, не более, так как точных знаний о распространении радиоэлементов в недрах Земли у нас нет.
То же относится и к вопросу о возможности дальнейшего сжатия внутренних частей планеты. Состояние вещества в этих внутренних частях нам неизвестно, и поэтому пока нельзя решить, может ли еще продолжаться сжатие этого вещества «ли нет.
Мы знаем лишь, что астрономам известны плотности, в тысячи раз превышающие плотность веществ, слагающих Землю.
Что касается размера сжатия Земли, определяемого по складкам и надвигам, то эти подсчеты крайне неточны.
Таким образом, перечисленные возражения представляют собой, по существу, не возражения, а лишь сомнения, не помогающие разрешить вопрос.
Для правильной оценки контракционной гипотезы следует точно условиться, как мы ее будем понимать: будем ли мы иметь в виду лишь основную идею контракционистов, состоящую в представлении о том, что земной шар с течением времени уменьшается в объеме, или же речь будет итти о контракционном механизме складчатых и других тектонических движений. Автор этой книги в принципе допускает возможность медленного сжатия земного шара, обусловленного его постепенным остыванием в результате, с одной стороны, миграции радиоактивных элементов внутри Земли к ее периферии и, с другой — уменьшения общего количества радиоэлементов в Земле в связи с их распадом. Однако автор считает, как это уже неоднократно подчеркивалось выше, что сжатие Земли отнюдь не имеет отношения к происхождению складчатости или колебательных движений земной коры. Именно против обычного геологического приложения идеи сжатия Земли, выраженного в основных постулатах классической контракционной гипотезы о происхождении складчатости и других движений, и необходимо возражать.
Из предыдущего было видно, что процесс колебательных движений нельзя объяснить общими тангенциальными силами. Постоянное сжатие не объясняет обратимости колебательных движений. Если данный участок в результате сжатия выгнулся вверх, то дальнейшее сжатие может только усиливать этот выгиб, но последний, повидимому, никак не может превратиться в прогиб. Общими тангенциальными силами, равномерно и постоянно охватывающими всю кору, нельзя объяснить весь тонкий механизм колебательных движений с их определенной последовательностью и сложностью, а также с разделением земной коры на множество участков, очень тонко различающихся в режиме движений.
Крайне важно, что контракционная гипотеза не объясняет и того явления, для которого она была создана, т. е. складчатости. Мы видели, что прерывистый тип складчатости не может быть объяснен общими боковыми силами. Но « с полной складчатостью дело обстоит не лучше; выше указывался целый ряд явлений, противоречащих идее боковых сил: форма складчатых зон, окончание их слепыми концами, поперечные складки, история развития складчатой зоны. Эти возражения имеют, пожалуй, наиболее существенное значение.
Серьезная неувязка существует в объяснении магматических явлений. В самом деле, внедрение крупных интрузий совпадает по времени со складкообразованием. Но последнее происходит, согласно контракционной гипотезе, после того как подкоровая часть планеты несколько сожмется и кора как бы «повиснет» над ней в виде арки. Ситуация в этот момент для внедрения магмы в кору самая неблагоприятная: подкоровое магматическое вещество, в силу общего сжатия, стремится оторваться от коры, уходит вниз, а отнюдь не внедряется в кору, тем более под большим давлением.
Вряд ли, наконец, контракционная гипотеза поможет удовлетворительно объяснить известную периодичность в проявлении эпох складкообразования.
Именно эти возражения геологического характера и заставляют нас категорически отказаться от контр акционной гипотезы. Тектонический механизм, предлагаемый ею, слишком груб и не отвечает наблюдаемой тонкости и разнообразию процессов.
В заключение напомним, что как это уже указывалось в очерке истории геотектоники, контракционная гипотеза на разных стадиях своего существования оказывала на геологическую науку в целом различное влияние. Время господства ее — вторая половина XIX столетия — было весьма продуктивной эпохой в истории геотектоники, эпохой больших успехов как теоретической, так и практической геологии. В изучении складчатой структуры были сделаны за это время большие успехи. В этом была определенная заслуга и контр акционной гипотезы, давшей общую теоретическую основу представлениям о механизме складкообразования. Тогда же развилось учение о геосинклиналях и об эпохах складкообразования, а также были созданы первые синтезы тектонического строения Земли.
Контр акционной гипотезы придерживались такие авторитеты геологической науки, как И. Мушкетов, Карпинский, Борисяк, Обручев, Бомон, Гейм, Зюсс, Дэна, Бертран и многие другие.
Следует отметить, что взаимоотношения между различными явлениями были подмечены 'сторонниками контракционной гипотезы в большинстве случаев верно, причем эти взаимоотношения сохраняют свое значение в наших представлениях и теперь, хотя истолкование им мы даем новое.
Примером может служить представление о «жестких» массивах, противопоставленных пластичным зонам. Это представление, необходимое для контракционной гипотезы, становится излишним, если мы будем считать основным направлением тектонических сил вертикальное; в последнем случае более или менее интенсивный характер движений различных участков естественно объяснять не различными механическими свойствами коры в разных местах, а прежде всего разной интенсивностью локально приложенных там и здесь вертикальных сил. Механической неоднородности в наших представлениях отводится значительно более скромная роль; она влияет лишь на детали возникающей структуры.
Однако представление о «жестком массиве» приобретает другой вид, если мы вспомним, что одним из «стабилизирующих» факторов, согласно контракционной гипотезе, является поднятие, тогда как подвижность пластичной зоны определяется прогибанием. Мы можем тогда эти представления перевести на более близкий нам кинематический язык: взаимоотношение между «пластичными» и «жесткими» участками — это взаимоотношение между зонами прогибания и поднятия, между интрагеосинклиналью и интрагеоантиклиналыо, между геосинклиналью и платформой. Это взаимоотношение выражается в приуроченности интенсивной складчатости к зонам прогибания, в опрокидывании складок из этих зон в сторону областей поднятия и т. д.
Взаимоотношения остаются те же, что указывались контракционной гипотезой, но мы придаем им теперь другой смысл: мы связываем их не с  различными  механическими  свойствами  материала,  а  с  различиями более глубокого термодинамического характера, выражающимися, прежде всего, в различном размере тектонических сил и в различном развитии. Позже, в самом конце XIX в. и, тем более, в XX столетии, контракционная гипотеза, как мы видели, стала играть уже отрицательную роль в нашей науке, явившись основой формалистического направления в геотектонике.
424.28