От первых догадок до первой теории

От первых догадок до первой теории

В 1595 г. была опубликована карта мира. На ней впервые были нанесены все известные в то время материки. Это был выдающийся труд фламандского географа и математика Герарда Меркатора (1512-1594). С тех пор оригинальная проекция земной поверхности на плоскость в прямоугольной системе координат носит название «меркаторской».

Карта эта стала достоянием ученых XVII века. Они впервые смогли увидеть, как на нашей планете расположены континенты. Уже в 1620 г. английский философ, один из зачинателей индуктивного метода познания Фрэнсис Бэкон (1561-1626) в своем знаменитом до сих пор трактате «Новый органон» обратил внимание на крайне любопытный, с его точки зрения, факт: необычайную похожесть западного контура Африканского континента и восточного контура Американского континента. Он, индуктивист-эмпирик, не мог, разумеется, счесть этот факт случайным, своеобразной причудой природы, но для конкретных научных суждений тем более не было оснований.

Проходит более двух столетий. Наука как будто забыла о наблюдении Бэкона. И вот в 1858 г. Антонио Снайдер-Пеллигрини в своей книге «Мироздание и раскрытие его тайн» делает робкое предположение, что некогда Африка и Америка были единым континентом. Однако эту свою догадку он обосновывает с помощью целого набора доводов донаучного естествознания: всемирный потоп, акты творения по дням и т. д. Конечно, его сочинение никто из ученых всерьез не принял.

Не дремала мысль и в России. В 1877 г. никому не известный Евграф Быханов (1828-1915) уже без обиняков настаивает на перемещении материков. Но в таких делах нужны не столько настойчивость, сколько факты и логика, а фактов, к сожалению, еще не было. Геологи же привыкли сначала все ощупывать своими руками (в данном случае, конечно, фигурально). Их позицию по этому вопросу удачно выразил немецкий профессор Карл-Фридрих Науманн (1797-1873) в своем известном «Учебнике геогнозии»: «Хотя подобные географические аналогии во многих случаях могут быть весьма интересными и полезными, но по отношению к геологии им не должно придавать большого значения».

С этим заключением своего старшего коллеги не согласился Эдуард Зюсс. В уже многократно нами упоминавшемся «Лике Земли» он не только пытался обосновать причины совпадения контуров материков, но также впервые обратил внимание геологов на особую роль в строении Земли системы «дуга – желоб», выделил окраины материков тихоокеанского и атлантического типов с существенно разным характером геологических процессов, ввел представление о едином праматерике Гондваналэнд, включавшем Центральную и Южную Африку, Мадагаскар и Индостанский полуостров. Зюсс при этом исходил из общих видов позднепалеозойской фауны. В дальнейшем в этот материк стали включать также Австралию, Южную Америку и Антарктиду. Именно Зюсс назвал океан, омывавший с севера его материк Гондваналэнд, Тетисом. Все эти новации оказались весьма живучими. Термины Зюсса до сих пор используют геологи всего мира.

Первый том «Лика Земли» произвел чрезвычайно сильное впечатление на 40-летнего Карпинского. Идеи, касающиеся проблем планетарной геологии, по всей вероятности, на какое-то время сильно его увлекли, хотя голова его в те годы была занята делами сугубо практическими: он руководил составлением первой в России государственной геологической карты 10-верстного масштаба. И тем не менее дома, в редкие часы вечернего досуга, Карпинский рисовал на бумаге контуры материков, вырезал их, совмещал, искал такую их проекцию на плоскость, на которой бы стали наиболее наглядными не столько географические аналогии в их очертании, сколько общие черты их геологического строения, и прежде всего в расположении горных цепей.

Когда же такая проекция (весьма, замечу, необычная) была найдена (рис. 11), Карпинский решается вынести свои размышления на суд коллег. В 1888 г. он публикует статью «О правильности в очертании, распределении и строении континентов» на русском языке в «Горном журнале» и в том же году в «Бюллетене» Академии наук – на немецком. Оттиск этой статьи (можно в этом не сомневаться), он отправил в Вену Эдуарду Зюссу.

Зюсс высказал предположения. Карпинский уже пытался их обосновать. Но обоснование это было крайне необычным. Похоже, что и сам автор не очень поверил своим доводам, ибо в дальнейших своих трудах уже никогда он не возвращается к этой, пожалуй, самой смелой своей статье. А жаль…

Между тем это небольшое по объему сочинение Карпинского содержит мысли столь глубокие, что его без всякой натяжки можно отнести к тем немногим в мировой геологической литературе работам, которые легли в основу существенно более поздних разработок Альфреда Лотара Вегенера.

Признанный лидер отечественной истории геологической науки Владимир Владимирович Тихомиров (1915-1994) исключает тот факт, что построения Карпинского могли пройти незамеченными для западноевропейских коллег. А если так, то вполне вероятно,. что «одним из толчков, приведших А. Вегенера к формированию гипотезы дрейфа континентов, были эти высказывания А. П. Карпинского».

(Заметим в скобках, что тесть Вегенера профессор Владимир Петрович Кеппен (1846-1940) хотя и жил в Германии, но родился и вырос в России. Он был сыном академика Петербургской академии наук Петра Ивановича Кеппена (1793-1864). Так что и В. Кеппен вполне мог знать о работе Карпинского, поскольку сочинения такого характера в ту пору были большой редкостью и не могли быть не замечены заинтересованными специалистами.)

Так что же это за высказывания? Карпинский отмечает четыре особенности в расположении, распределении и строении континентов. Прежде всего это их одинаковое распределение относительно некоторой условной оси, проходящей через центр Земли. Затем сходные их очертания (в первом приближении континенты имеют форму треугольников). Кроме того, «сходные орогенические отношения континентов» и, наконец, их аналогичное геологическое строение.

«Чтобы выводы эти, – пишет тут же Карпинский, – не возбуждали никаких сомнений, потребуются еще исследования очень многих лет; наоборот, несправедливость их может быть обнаружена в ближайшем будущем, первым резко противоречащим им фактом». Вот он – принцип эмпирической непротиворечивости – в действии. Разумеется, таких «противоречащих» фактов нашлось предостаточно. Но вместо того, чтобы доискиваться до причины несоответствия фактов и теории, Карпинский в полном согласии со своими методологическими убеждениями взял да и забыл про эти теоретические изыски. Жаль…

Давайте еще чуть-чуть почитаем эту статью.

Карпинский полагал: вне зависимости от того, движутся материки или нет, сходство их очертаний просто обязано получить научно обоснованное толкование. Причем если для сторонников движения материковых глыб такое объяснение вполне очевидно, то для приверженцев постоянного положения материков (для фиксистов) подобное объяснение тем более необходимо. «С тех пор, – пишет Карпинский, – как большинство ученых пришло к убеждению в относительном постоянстве материков, данные о сходстве их должны приобретать особое значение».

Он сам делал попытки состыковать материки и пришел к точному выводу, которого придерживаются и современные геологи: «Если в очертаниях континентов действительно существует сходство, то в наибольшей степени оно должно проявляться в первоначальном их виде. Эти очертания, отличавшиеся сперва, вероятно, наибольшею правильностью, с течением геологических времен претерпели изменения, послужившие к усложнению и разнообразию береговой линии материков. Современные береговые линии, конечно, не соответствуют вполне очертанию континентов” (курсив мой. – С. Р.). Поэтому при доказательстве сходства, т. е. при совмещении материков, Карпинский в качестве их краев принимает изобаты шельфа – «те части материков, которые находятся в настоящее время под уровнем моря».

Именно внешние контуры шельфа принимали впоследствии за окраины материков Вегенер и ученый из Южной Африки Алекс Дю Тойт (1878-1948). Эдвард Буллард (1907-1980) с помощью метода наименьших квадратов в 1965 г. нашел оптимальное сочленение материков, неслучайность которого доказал выдающийся наш математик Андрей Николаевич Колмогоров (1903-1987).

Неслучайность совпадения контуров материков, по мнению Карпинского, должна повлечь за собой и неслучайное распределение на континентах основных геоструктурных элементов. Он разделяет мысль Зюсса: «Значительные горные кряжи представляют лишь подчиненные члены тех огромных структурных явлений, которые обнимают весь земной шар. Можно исследовать и описать положение слоев и строение каждого данного кряжа в отдельности, но нельзя дать правильного объяснения этим явлениям без отношения их к распределению горных кряжей вообще».

Доброжелательный Б. Л. Личков назвал эту работу Карпинского «изуми-тельно интересной». Она произвела на него «ошеломляющее впечатление». Но для «надлежащего понимания» идей Карпинского была, конечно, необходима соответствующая почва. Ее не было в нашем отечестве ни в период зарождения мобилизма, ни во время его возрождения в 50-х годах, нет ее по существу и сейчас. Слава Богу, что работы отдельных энтузиастов не подвергаются остракизму.

Чуть раньше работ Зюсса и Карпинского английский физик Осмонд Фишер (1817-1914) публикует книгу «Физика земной коры» (1881 г.). Его заинтересовал ряд любопытных фактов, в частности надвиги, обнаруженные в Альпах, которые он, как физик, был не в состоянии объяснить с позиций контракционной теории. Поэтому Фишер предложил свою схему строения Земли – жидкое состояние недр с отчетливо выраженными конвективными течениями; эти течения ориентированы по восходящей под океанами и по нисходящей под континентами. Конечно, спору нет, Фишер высказал гениальную по прозорливости догадку о сути мантийной конвекции, являющейся и сегодня самым убедительным аргументом при объяснении механизма перемещения плит литосферы.

Но ученых догадки не впечатляют. Чаще, напротив, раздражают, поскольку о догадках вспоминают тогда только, когда они оправдываются дальнейшим развитием науки. В тот же момент, когда эти мысли высказываются, будучи ничем, естественно, не подтвержденными, они воспринимаются специалистами как досужие домыслы, в лучшем случае как бесплодные фантазии. Поэтому и труд Фишера остался незамеченным и неоцененным. Сам же Фишер, как пишет Хэллем, оказался «парией в научном мире своего времени».

В 1910 г. американский геолог, географ и гляциолог Фрэнк Б. Тэйлор (1860-1938) опубликовал первую, вполне безупречную для своего времени, гипотезу континентального дрифта (дрейфа). Фактическим материалом, коим Тэйлор аргументировал свои построения, были подмеченные им закономерности в расположении третичных горных поясов Евразии.

И все же всеобъемлющее для своего времени истолкование этого явления дал не он, а немецкий геофизик и климатолог Вегенер. Основная его книга по этой проблеме «Образование континентов и океанов» опубликована в Германии в 1915 г. На русский язык ее перевели в 1925 г. и переиздали в 1984 г.

Вегенер выдвинул комплекс геофизических, геологических, палеонтологических и геоморфологических доказательств в пользу того, что материки перемещаются по поверхности Земли; что 200 млн лет назад существовал единый гигантский праматерик, которому Вегенер дал имя Пангея (в переводе с греческого это означает «вся Земля»); что некогда Атлантического океана не было, а Американские континенты были спаяны с Евразией и Африкой. При этом он опирался на сходство горных пород, тектонических структур, фауны и флоры по обе стороны Атлантического океана. Вегенер вспоминал, что у него было такое ощущение, будто он нашел две половинки разорванной газеты и может, наконец, прочесть заинтересовавшую его статью. Пример характерных для теории Вегенера палеогеографических реконструкций показан на рис. 12.

Он был убежден в том, что дал-таки изящное обоснование вековечной проблемы естествознания. Поэтому его искренне изумляло, что еще находились скептики, сомневавшиеся в справедливости предложенной теории. Еще в 1911 г. Вегенер писал своему тестю Владимиру Кеппену (который, вероятно, советовал ему заниматься своим прямым делом, а не пускаться в сомнительное плавание по проблеме, где он в общем-то дилетант): «Я не верю, что старым идеям осталось хотя бы 10 лет жизни».

Вегенер явно переоценил готовность науки впитывать новое знание. Процесс ассимиляции оказался и длительным, и мучительным, и отнюдь не прямым. Геологи, которых прежде всего и касалась эта невероятной смелости теория немецкого климатолога, не привыкли домысливать «за факты». Как наши предки не могли представить себе движение Земли вокруг Солнца (они видели прямо противоположное), так и геологи отказались поверить в невероятное – в движение объектов, находящихся в покое. Причем каких объектов – целых континентов!