Геосинклинальный марафон

Геосинклинальный марафон

Ничего таинственного или необычного при рождении очередного геологического «учения» не было (оговорюсь: слово «учение» почему-то очень любимо именно в России; никак, вероятно, россиянину не обойтись ни без учителей, ни без учений). Просто американский геолог (правильнее все же – палеонтолог) Джеймс Холл (1811-1898) в течение четырех лет (1855- 1858 гг.) вел геологическую съемку в штате Айова и при составлении отчета о ней указал на необычное поведение мощности осадочных толщ, слагающих Аппалачи, – к западу от них мощность падала почти скачкообразно с 12 до 1 км. В 1859 г. Холл публикует статью, в которой излагает свои соображения по этому поводу. Заметим, – не просто факты, но н суждения о них. Появился предмет для разговора. Родилась новая концепция.

Что же отметил Холл? Прежде всего, что складчатые горы формируются на месте и за счет мощных толщ осадков. Такие идеи всегда являются сильными интеллектуальными раздражителями, ибо порождают массу вопросов.

На самом деле, выходит, что весь длительный отрезок времени (сотни миллионов лет палеозоя) существовал бассейн, не только интенсивно прогибавшийся, но столь же интенсивно заполнявшийся осадками. Благодаря чему такая избирательная пластичность коры? Далее, какие мистические горные вершины поставляли в этот бассейн осадочный материал в совершенно немыслимых количествах? Где располагались эти горы? И наконец, самое, возможно, трудное для понимания. Что вдруг случилось с этим бассейном, который, доверху заполнившись осадками, вдруг взял да и выгнулся в противоположную сторону, как кошка выгибает усталую от лежания спину, и, словно по мановению волшебной палочки, превратился в горную систему со складками, разрывами, сбросами и прочими непременными атрибутами структурной тектоники.

Итак, хотя сам термин «геосинклиналь» Холл не употребил, основы будущей концепции были заложены, ибо уже стало известно главное: существуют в земной коре обширные участки интенсивного и устойчивого прогибания, синхронного с накоплением осадков; впоследствии области прогибания таинственным образом трансформируются в свою противоположность – в величайшие горные системы мира. В основе обобщения Холла лежали неопровержимые факты: во-первых, мощность палеозойских толщ Аппалачей составляла более 12 км, а во-вторых, осадки были мелководные, о чем неоспоримо свидетельствовала фауна. В этом палеонтолог Холл ошибиться не мог. Ученые сейчас единодушны в том, что открытие американского геолога составило «эру в истории развития геологических наук».

Необходимо все же два слова сказать о самом Джеймсе Холле. Без преувеличения, для американской геологии он фигура такого же масштаба, как А. П. Карпинский – для русской, Э. Зюсс – для австрийской, Ганс Штилле (1876-1966) – для немецкой, Ч. Лайель – для английской. Холл – автор многотомного энциклопедического издания «Палеонтология Нью-Йорка». Он инициатор создания геологических служб в ряде американских штатов, основатель и первый президент Американского общества научного прогресса и Национальной академии наук, инициатор создания и первый президент Геологического общества Америки. За год до смерти в возрасте 86 лет Холл приезжает в Петербург на VII сессию Международного геологического конгресса, где знакомится с Карпинским и другими известными русскими геологами.

Легко понять, что столь радикальное обобщение, какое предпринял Холл, не могло оставить геологов равнодушными. В американской периодике началась дискуссия. Самой заметной в ней оказалась статья Джеймса Дуайта Дэна (1873 г.). Это действительно так, ибо уже в 1875 г. ее перевели на русский язык и опубликовали в двух номерах «Горного журнала». (Заметим в скобках, что сам факт перевода полного текста статьи – крайне редкое для того времени явление, и не потому, разумеется, что русские геологи не желали знать работ своих западных коллег, просто они получили иное воспитание и, как правило, читали на двух-трех европейских языках.) В переводе на русский название статьи Дэна выглядело неуклюже и совсем не соответствовало очень тонкому и изящному подходу ее автора к идеям Холла. А называлась она так: «О некоторых результатах земного сжимания вследствие охлаждения вместе с рассуждением о происхождении гор и свойствах внутренности Земли».

Что же дала науке эта работа одного из авторов великого геологического открытия? Образно говоря, если Холл нашел крупный алмаз, то Дэна, отшлифовав его, превратил находку в уникальный бриллиант, поместив его к тому же в изящную и дорогую оправу. Каждый сделал то, что сделал. Дэна сразу принял чрезвычайно глубокое обобщение своего коллеги. Взглянув же глазами Холла на прекрасно ему знакомые горы Аллеганской цепи, Зеленые горы и долины Коннектикута, где он проработал более 30 лет, Дэна представил историю их развития совсем в ином свете.

Область интенсивного прогибания и накопления осадков Дэна назвал геосинклиналью, а воздымание смежной территории – геоантиклиналью.

Дэна, разумеется, как и Холл, задумался над тем, отчего это земная кора вдруг оказывается столь пластичной, что может прогибаться на 10-20 км. Доводы Холла, что главная причина прогибания – это вес осадков, Дэна не убедили. Чтобы принять такой механизм, надо было допустить, что земная кора в этом конкретном районе крайне тонкая, существенно тоньше, чем в смежных областях. А с какой это стати? Для таких предположений данных не было. Значит, и доводы о весе осадков не впечатляли.

И тут Дэна пришла счастливая идея привлечь для истолкования этого феномена гипотезу контракции французского геолога Эли де Бомона. Гипотеза эта была обнародована еще в 1830 г., однако автора она не удовлетворила, и в 1852 г. он вновь обращается к ней, публикуя развернутое, но не очень убедительное объяснение механизма контракции.

Поэтому и в данном случае Дэна был вынужден взять только саму идею сжимания и сокращения поверхности земного шара при остывании (процесс контракции), но сам механизм продумал столь тщательно, изложил его настолько просто, логично и убедительно, что более чем на сто лет усыпил мысль геологов, которые никакого иного механизма глобальных тектонических процессов, кроме контракционного, не признавали.

Но и этого мало. Дэна решил, что геосинклинали образуются по краям континентов. Этот его вывод дал основание современному французскому геологу Жоржу Обуэну, автору последней, вероятно, в истории геологии монографии «Геосинклинали», считать, что Дэна хотя и не очень четко сформулировал, но все же заложил основы представлений о разрастании материковых платформ за счет океанических площадей. «Эти морщины, подобные морщинам высыхающего яблока, располагаются на местах соприкосновения материков (будущих) с дном океана». Красиво и точно сказано. Но это слова не Дэна и не Обуэна. Так писал ровно за сто лет до Обуэна Головкинский. Ни англичане, ни французы по-русски не читают. А жаль. При неполном знании начинает действовать механизм своеобразной «исторической контракции» и объективность при этом корежится до неузнаваемости.

Почти до конца XIX столетия геосинклинальную концепцию в Европе не замечали. Центром европейской геологической мысли в те годы была Вена, где жил и создавал свой монументальный «Лик Земли» Эдуард Зюсс, президент Венской академии наук, бесспорный и ни с кем не сравнимый авторитет тех лет. Трудно сказать, читал Зюсс статью Дэна 1873 г. или не читал, но ни в «Происхождении Альп» (1875 г.), ни в трехтомном «Лике Земли» (1885-1909) термин «геосинклиналь» он не использует. Между тем Зюсс также исповедовал контракционизм. Именно эта гипотеза, с одной стороны, и блестящее владение геологическим материалом, с другой – дали возможность Зюссу сделать свое капитальное эмпирическое обобщение и внести тем самым свой весомый вклад в обсуждаемое нами открытие.

Зюсс обратил внимание на тот факт, что разные участки земной коры смяты в складки и как бы вздыблены не одинаково. На одних территориях наблюдаются сильно дислоцированные, перемятые, осложненные к тому же многочисленными разрывами слои горных систем, а на других, по соседству с ними, складчатость почти целиком отсутствует. Что это может означать? Только одно – разную реакцию земной коры на контракционное сжатие. Следовательно, наряду с участками подвижными, легко сжимаемыми, существуют обширные пространства континентов жесткие, не поддающиеся процессам мощного тангенциального сжатия.

Так родилась идея о делимости земной коры на неподвижные и подвижные зоны. Так были открыты платформы – своеобразные антиподы геосинклиналей. И сделал это Зюсс в 1875 г.

Но мы пока обсуждаем геосинклинальную концепцию. Оказывается, не называя подвижные участки коры геосинклиналями, Зюсс дал убедительное объяснение избирательного воздействия на них механизма контракции. Сжатие этих зон и превращение их в сложно построенные складчатые области происходит оттого, что они зажаты между жесткими глыбами – платформами.

Правдоподобно? Безусловно. Если не задавать наивных вопросов типа: а почему между платформами обязаны существовать линейно-вытянутые пояса исключительно подвижной, легко сжимаемой и пластичной коры? Однако на глупые вопросы ученые предпочитают не отвечать.

Я упомянул о том, что геосинклинальную концепцию до конца XIX века в Европе не замечали. В целом это так. И хотя русские геологи Иван Васильевич Мушкетов (1850-1902) и Франц Юльевич Левинсон-Лессинг (1861-1939) пользовались термином «геосинклиналь», но больше в иллюстративных, чем в творческих целях. А вот известный французский геолог Марсель Бертран (1847-1907), изучавший строение горных систем Европы и Северной Америки, в 1887 г. ввел представление о возрасте складчатости, выделив четыре ее глобальных этапа: гуронский, каледонский, герцинский и альпийский. Это было смелым обобщением. Этапы получили название «эпохи тектогенеза» и стали общепризнанными во всем мире. Идеи Бертрана легли в основу представления о цикличности геосинклинального процесса.

Между тем геосинклинальная концепция к концу XIX столетия, вообще говоря, и на ноги прочно не встала. Ведь в это время были известны лишь единичные факты, легшие в ее основу, да была предложена их трактовка с позиций контракционной гипотезы. И все. А что это за объект – геосинклинали, как они устроены, какова этапность развития геосинклинального процесса, как на него реагируют отдельные зоны интенсивного прогибания, на какие классы можно подразделить геосинклинали? На все эти и многие другие вопросы еще предстояло ответить.

Частично это сделал популярный французский геолог Гюстав Эмиль Ог (1861-1927). Конечно, не надо думать, что он полностью рассеял туман, висевший над геосинклинальной концепцией. Но все же сделал очень много. Некоторые историки науки даже возвели Ога в сан творца учения о геосинклиналях, оставив Холлу и Дэна скромные эпизодические роли в этом грандиозном историко-научном действе: Холл первым только обратил внимание на новый объект, а Дэна только дал ему удачное название. Думаю, что это несправедливо.

Теперь о том, что все же сделал Ог. В 1900 г. он публикует сочинение «Геосинклинали и континентальные площади», где кратко излагает основные результаты своих обобщений по геосинклинальной проблеме. И среди них – главное: горные цепи непременно образуются на месте геосинклиналей. То, что Холл, как мы помним, скромно предполагал, Ог уверенно утверждает. Что же, это – стиль. И другие свои выводы французский геолог делает столь же категорично, а некоторые из них даже формулирует просто в виде… законов.

В 1907 г. в Париже выходит в свет первый том очень популярного курса Ога «Геология». Книгу эту перевели на русский язык, и с 1914 по 1938 г. она выдержала в России семь изданий. Это само по себе говорит о многом, хотя и не может служить критерием собственно научной значимости. Достаточно сказать, что «Лик Земли» Зюсса на русский язык так и не перевели до сих пор, хотя книга эта бесспорно принадлежит к золотому фонду геологической науки.

Но сейчас «Геология» Ога интересна потому, что в ней очень подробно и обстоятельно (как и положено в учебнике) излагаются выводы ученого по проблеме геосинклиналей. Вот что Oг посчитал характерным для геосинклиналей.

Во-первых, громадные мощности осадков, формирующих разрез без заметных стратиграфических перерывов.

Во-вторых, осадки не обязательно мелководные, вполне допустимы и глубоководные образования (это уже новация в сравнении со взглядами Холла и Дэна). Ог, по всей вероятности, был активным сторонником актуалистического восприятия геологического прошлого и не мог просто так рассуждать о геосинклиналях, не имея перед глазами их современных гомологов. Поэтому он не представлял, как могут столь значительные (многие километры) мощности осадков накапливаться на мелководье, которое, мол, прогибается под их тяжестью. Это было бы чистой дедукцией. А Ог был опытным полевым геологом-наблюдателем. Поэтому он допускает иной вариант: изначально существует глубоководный бассейн, а затем он заполняется осадками. (См. рис. 10).

(Трудно сказать, что лучше: чистая дедукция Холла или иллюзорный актуализм Ога, ибо глубоководные морские ванны, конечно, в изобилии имеются на современной Земле, но их засыпание осадками также возможно только как чисто гипотетическое допущение, ведь наблюдать подобный процесс невозможно.)

Сам же Ог считал этот вывод одним из главных достижений своего «учения». И все же был глубокий смысл в подобной трактовке геосинклинального процесса, ибо Ог впервые связал скорости осадконакопления со скоростями прогибания дна бассейна и выделил три их возможных соотношения. В современных терминах мы бы их назвали: прогибание компенсированное, недокомпенсированное и перекомпенсированное осадконакоплением. Впрочем, последняя ситуация, когда осадков больше, чем емкость бассейна, надо полагать, скорее экзотическая, чем реальная. Ее Oг, вероятно, привел для полноты картины.

В-третьих, Ог утверждал, что геосинклинали – это мобильные участки земной коры, всегда как бы зажатые двумя стабильными континентальными массивами. Это, как мы знаем, точное повторение обобщения Зюсса. И… излишне категоричное, ибо при таком толковании океанам просто не остается места. Океанов действительно не было на схеме Ога.

Георгий Павлович Хомизури, специально занимавшийся историей становления геосинклинальной концепции, справедливо отметил, что если бы на схеме Ога существовал Тихий океан, то его «circumpacifique геосинклинали располагались бы по его краям, а признание существования Атлантического океана неизбежно привело бы к мысли о том, что Кордильеры и Анды расположены на краю этого континента». Ирония вполне уместная, ибо Ог, желая получить непременно однозначное, как в школьных задачках, решение, сам загнал себя в угол. Атлантический и Тихий океаны явно портили ему настроение. И думая, что таким жестом он устраняет все противоречия, автор «учения» объявляет Атлантический океан современной геосинклиналью, а Тихий – молодым новообразованием, возникшим на месте существовавшего здесь не так давно материка Пацифида. Полагаю, что Ог был значительно умнее своей придумки, ибо, заявив об этом в I томе «Геологии», впоследствии он лишь молча выслушивал насмешки по своему адресу. Жаль только, что это надолго подорвало доверие и к остальным аспектам учения Ога.

В-четвертых, складчатость в геосинклиналях возникает на заключительных стадиях их развития, утверждал Ог в полном согласии со взглядами Дэна.

В-пятых, Ог возвел в ранг закона скромное предположение Холла (что мы уже отмечали). «Теперь, – утверждал Oг, – этот закон формулируется следующим образом: горные цепи образуются на месте геосинклиналей».

В-шестых, Oг выявил, как он считал, однозначную связь между трансгрессиями на платформах и регрессиями в геосинклиналях и, конечно, сразу сформулировал ее как еще один закон: «Всякий раз, когда некоторый определенный член осадочной серии является на континентальных площадях трансгрессивным, этот же член в геосинклиналях является регрессивным, и наоборот». Получился геологический вариант закона сообщающихся сосудов, который даже активные сторонники геосинклинальной концепции, такие как Г. Штилле и академик А. Д. Архангельский, резко критиковали. Закон этот, надо сказать, – типичное дитя учения.

Впоследствии полезно потрудились, совершенствуя геосинклинальную концепцию, многие крупные геологи. Достаточно вспомнить имена немецких геологов Ганса Штилле и Сержа (Сергея Николаевича) фон Бубнова (1888-1957), американцев Вальтера Бухера (Уолтера Бачера) (1888-1965), Чарльза Шухерта (1858-1942), Амадеуса Гребо (1870-1946), австрийца Леопольда Кобера. Заметный вклад внесли и наши соотечественники: Карл Иванович Богданович (1864-1947), Андрей Дмитриевич Архангельский (1879-1940), Евгений Владимирович Милановский (1892-1940), Алексей Алексеевич Борисяк (1872-1944), Николай Сергеевич Шатский (1895-1960), Михаил Владимирович Муратов (1908-1982), Михаил Михайлович Тетяев (1882-1956), Александр Вольдемарович Пейве (1909-1985), Владимир Владимирович Белоусов (1907-1989) и многие, многие другие. Всех не перечислишь.

Теперь два слова о том, что все же было привнесено в геосинклинальную концепцию после Ога.

В 1918 г. Борисяк высказал идею о «замыкании» геосинклинали. Этим он довел до логического конца предположение Ога о разных вариантах связи скорости прогибания бассейна и скорости заполнения его осадками. По Борисяку, геосинклиналь «замыкается», когда область прогибания целиком выполняется осадками и начинается противоположный (по направленности) процесс – воздымание ранее активно проседавшей зоны. С чего бы это? Но и на этот вопрос ответа мы не найдем. Просто трудно удержаться от подобных вопросов, они помимо воли автора соскальзывают с пера.

Кроме только что упомянутого, Борисяк сделал еще один смелый вывод. Он установил, что в результате складкообразования геосинклиналь как бы по частям припаивается к сжимающим ее платформам и наращивает их. Как следствие такого механизма следовал его твердый вывод о том, что геосинклинальная стадия развития Земли отошла в прошлое. Теперь на Земле геосинклинальный процесс не идет, а потому не найдены и достоверные современные гомологи геосинклиналей прошлого. Главное здесь – заключение Борисяка о «геосинклинальной стадии развития Земли». С ним он познакомил читателей своего курса «Историческая геология», изданного в 1931 г. Получается, что нам просто не повезло: в палеозое, мезозое и даже кайнозое вовсю шел геосинклинальный процесс, а потом вдруг внезапно закончился. С чего бы это?

В 1921 г. Кобер ввел действующее поныне понятие об орогене, разделив орогенный цикл как бы на две стадии: геосинклинальную (опускание) и собственно орогенную (воздымание). Остался термин «ороген», ибо сама его трактовка почти не отличается от первоначальной идеи Холла, повторенной затем Огом.

В 1935 г. Архангельский вводит понятие «о геосинклинальной области», трактуя его более широко и раскованно как «подвижную область». В таком контексте это понятие сохраняет свой смысл по сей день, и когда мы будем использовать это удачное словосочетание, постараемся не забыть о его авторе. Он же не мог согласиться с выводами Борисяка об отсутствии в современных обстановках следов геосинклинального процесса. Если Дэна видел гомологи геосинклиналей прошлого в окраинных бассейнах атлантического типа, если Oг вообще считал океан современной геосинклиналью, то Архангельский доказывал, что островные дуги и примыкающие к ним со стороны океана глубоководные желоба – это и есть геосинклинальный процесс в действии.

Конечно, таким манером никто никому ничего не докажет. Как всегда бывает в геологии, каждый остается при своих интересах. Почему-то не пришел в голову естественный вопрос: а может, и в прошлом не было геосинклинального процесса в таком виде, как мы его толкуем? Потому-то и теряемся в догадках, куда он исчез с современного лика Земли. Это так, к слову. Укрепление «учения» между тем продолжалось.

В 1940 г. Штилле напечатал один из самых важных своих трудов «Введение в строение Америки». Потому эту работу мы назвали «важной», что в ней приведена очень удачная систематика складчатых областей (геосинклиналей) и кратонов (платформ). Удачность систематики определялась еще и звучной терминологией. Сегодня она знакома каждому геологу. Орто-, мио- и эвгеосинклинали – все эти термины принадлежат Штилле. Они – как любимая старая обувь. Пора бы заменять ее, но мы настолько к ней привыкли, настолько она нам по ноге, что мы готовы не замечать ни трещин на коже, ни стоптанности каблуков, лишь бы не разнашивать новую пару, которая еще долго будет стеснять нас.

В то же примерно время, изучая геологию Большого Кавказа, Владимир Владимирович Белоусов нашел удачный термин для обозначения трансформации режима прогибания земной коры в поднятие и назвал этот процесс инверсией. Слово красивое, спору нет. Но сам-то процесс от этого понятнее не стал, а «обнаружил» его еще Джеймс Холл.

В 1945 г. Пейве выдвигает идею о глубинных разломах земной коры. Она очень быстро завоевала популярность, и вскоре все крупномасштабные геологические карты были испещрены перекрещивающимися под разными углами линиями, обозначающими разломы коры. Сами разломы, по мнению Пейве, явились следствием энергоемких напряжений, сопровождавших геосинклинальный процесс.

Были и другие новации. Однако чувствовалось, что геосинклинальный марафон приближается к финишу. Его участники устали. Они уже не столько заботились об открытии нового, сколько о том, чтобы донести до финиша старый багаж. И многим, надо признать, это вполне удалось. Еще и сегодня этот багаж является единственным гарантом существования геосинклинального учения.