Великие противостояния в науке. Десять самых захватывающих диспутов - Хал Хеллман

Самые серьезные возражения высказывали геофизики. Вегенер утверждал, что континенты состоят из скального вещества под названием «сиаль» и скользят по более плотному, но мягкому материалу, который он назвал «сима». Эту мягкость он объяснял тем, что сима, возможно, плавится (т.е. переходит в жидкое состояние) при более низкой температуре, чем сиаль. К сожалению, физические эксперименты противоречили его предположениям о температуре плавления симы. Кроме того, наблюдения за сейсмическими волнами показали, что океаническое дно не мягкое, а твердое, поэтому всю теорию сочли ненаучной{248}.

Сегодня мы знаем, что Вегенер был в основном прав. Удивительно, но как будет ясно из данной главы, он мыслил не слишком смело, а слишком робко. Вспомните его гипотезу о том, что центробежные и гравитационные силы, действуя долгое время, могут привести к континентальному дрейфу. Вегенер был достаточно хорошим ученым, чтобы признать, что именно эти силы представляли самую большую проблему, поэтому механизм континентального дрейфа и оставался самым слабым звеном теории.

Среди тех, кто оспаривал этот аспект его работы, был Гарольд Джефрис, о котором уже говорилось в данной главе. Джефрис называл идею дрейфа «очень опасной и способной привести к серьезным заблуждениям»{249}.

Беспомощный против такой атаки, Вегенер мог только жаловаться. Своему свекру он писал: «Письмо профессора П. типично! Он не позволяет никому учить себя. Те люди, которые настаивают на работе исключительно с фактами и не хотят иметь дела с гипотезами, сами отталкиваются от ложной гипотезы, не признавая этого!.. В его письме ничего не сказано о попытке докопаться до сути вещей, а есть лишь удовольствие от того, что ему удалось указать на оплошности другого человека»{250}.

Вегенер считал, что отдельные нападки на теорию дрейфа не смогут сокрушить ее. В этом он ошибался. Но с другой стороны, он также был убежден, что доказать истинность теории можно, лишь собрав все доказательства, И похоже, он относился к тем немногим, кто способны на это.

Союзники

Вегенер, как бы его ни преследовали, все же был не одинок. В 1928 году, года за два до его смерти, профессор геологии из Эдинбургского университета Артур Холмс, проделавший важную работу по геологической датировке, подсчитал, что тепла, вырабатываемого вследствие радиоактивности, недостаточно, чтобы объяснить вулканическую деятельность. Тем самым он высказал идею о термических конвекционных потоках в недрах Земли. Процесс похож на тот, что наблюдается в большой кастрюле с кипящей водой. Тепло, исходящее от горелки в центре, приводит к появлению потоков воды, которые поднимаются со дна и движутся к периферии. Это мог оказаться тот самый мощный двигатель для континентального дрейфа, и Вегенер сразу же включил его в издание своей книги 1929 года. К несчастью для Вегенера, хотя такие конвекционные потоки могли бы послужить двигателем, по-прежнему было неясно, как именно все происходит. Кроме того, оставалось множество других нерешенных проблем, поэтому, хотя идея по сути была верной, она не принесла заметной пользы.

Примерно в то же время Алекс дю Тойт из Южной Африки, один из виднейших геологов того времени, отметил поразительное сходство между мезозойскими и палеозойскими отложениями в своей стране и на территории Южной Америки. Он собрал другие доказательства и стал активным сторонником идеи континентального дрейфа. Вегенер использовал некоторые из его доказательств в издании своей книги в 1929 году.

Но доказательств все еще было слишком мало, чтобы заглушить все споры, касающиеся теории Вегенера. Важнейший вопрос о механизме по-прежнему не получил, удовлетворительного ответа. Даже многие из тех, кто склонялся к теории дрейфа, понимали, что лучше об этом помалкивать и посмотреть за развитием событий. Более того, кое в чем отношение к теории, казалось, менялось только к худшему.

Даже в 1943 году (через 13 лет после смерти Вегенера) американский палеонтолог Джордж Гейдорд Симпсон отмечал практически единодушное ее неприятие своими коллегами. Сам он утверждал: «Известное расселение сухопутных млекопитающих в прошлом и настоящем нельзя объяснить с помощью гипотезы о дрейфе континентов… расселение млекопитающих определенно свидетельствует в пользу теории о том, что континенты были стабильны на протяжении всей истории существования млекопитающих»{251}. А в 1950 году Т. У. Джеверс, ученик дю Тойта, говорил о «заметном отходе от теории континентального дрейфа»{252}.

Поворот

Во время прокладки трансатлантического кабеля на дне океана в середине XIX века, где-то на середине пути между берегами Нового и Старого Света было обнаружено интересное образование. Названное Срединно-Атлантическим хребтом, оно оказалось частью длинной подводной горной системы, сравнительно точно повторяющей очертания береговой линии двух континентов, между которыми она пролегла.

Вегенер знал об этом подводном хребте, но не думал, что он имеет какое-либо отношение к его гипотезе. Описывая движение континентов, он сказал, что неважно, где находится центр этого перемещения, поскольку значение имеет лишь относительное движение. Он высказал три предположения — Африка, хребет и Южная Америка могут выступать в качестве центра, от которого отодвигаются остальные участки суши.

В том, что касается относительного движения, он был прав. Если растянуть резиновую полоску с нанесенными на ней двумя отметками, то не имеет значения, какую из отметок взять в качестве точки отсчета. Но в свете теории дрейфа вопрос о том, какой участок суши избрать центром, крайне важен. А ответ на него найти было не так-то просто.

Накануне Второй мировой войны ряд важных усовершенствований в картографическом оборудовании и технологии привел ко многим открытиям, которые позволили не только ответить на давний вопрос, но и в конечном итоге изменили судьбу теории в целом. Эти открытия были сделаны в двух отдельных областях.

Первое открытие, связанное с топографической съемкой океанического дна, показало, что Срединно-Атлантический хребет является лишь одним из многих подобных образований. В целом их (средин но-океанические хребты. — Примеч. ред.) можно назвать подводной горной цепью, раскинувшейся по всему миру, но совсем не похожей по форме и строению ни па один горный массив на суше.

Более того, во всех океанах были обнаружены подводные хребты. Они тоже образуют нечто вроде непрерывного пласта. Кроме того, то здесь, то там на поверхность этого пласта выходят подводные вулканы и вулканические острова, к которым относятся Галапагосский архипелаг, остров Пасхи и Исландия. Самые горячие и молодые участки хребтов, что примечательно, располагаются вблизи центра.

Разрозненные наблюдения, касающиеся Мирового океана, продолжали накапливаться, как улики в деле об убийстве. Вот одно из них: когда были усовершенствованы технологии датировки, они показали, что максимальный возраст океанического дна не превышает 200 миллионов лет, что намного меньше возраста материковых гор. Это открытие вызвало настоящий шок. Не забывайте, что было принято считать, будто дно океана и континенты возникли одновременно. Исследования также показали, что а) земная кора на материке состоит из другого вещества, чем в океане; б) океаническая кора намного тоньше той, что лежит под материками; в) и под океанической, и под материковой корой находится более плотный материал.

Вторая область исследований, изменившая судьбу теории дрейфа, касалась магнитной информации, которая накапливалась в горах в течение всей истории Земли. К концу 1950-х годов данные, собранные за многие годы использования магнитометров на кораблях, продемонстрировали несколько удивительных явлений. Одно из них — странный рисунок силовых линий магнитного поля вдоль океанического дна. Они располагаются симметрично и более-менее параллельно по обеим сторонам от хребтов, а также с переменной полярностью. Эти линии были особенно поразительны, но понимание такого явления не заставило себя долго ждать.

Расширение океанического дна

В 1960 году Гарри X. Хесс из Принстонского университета высказал идею, которая, как и у Вегенера, объединяла информацию из разных источников. Она была проста и гениальна: океаническое дно образуется в районе срединно-океанических хребтов, поднимаясь из недр Земли в виде раскаленной вязкой лавы (или магмы). Подобно новому высокому вулкану, возникающему из земли, это вещество по мере появления формирует огромную горную цепь, которая поднимается на дне океана на целые мили. Магма распространяется в двух противоположных направлениях, по обе стороны от хребта, формируя новое морское дно. Во всех известных случаях возраст такого дна не превышает 200 миллионов лет.