Неровное дно океана
Долгое время о рельефе дна Мирового океана мы знали гораздо меньше, чем о поверхности Луны. Со второй половины XX в. началось широкое изучение рельефа и геологического строения дна морей и океанов. Тогда были сделаны важнейшие географические открытия: обнаружены десятки крупных подводных хребтов, сотни подводных гор, котлованы, возвышенности. Одновременно собирались данные по геологическому строению земной коры под океанами.
Рельеф на дне Мирового океана не менее сложен, чем на суше. Через все океаны проходит самая гигантская по длине и площади горная система Земли – срединно-океанические хребты – общей протяженностью более 60 тыс. км. Материки, как правило, не заканчиваются у берегов океанов, а продолжаются и под водой. Вершины гор поднимаются над уровнем моря, образуя цепочки островов, благодаря чему сами хребты получили наименование островных дуг. Сопровождающие их узкие и глубокие впадины называются глубоководными желобами.
При переходе в океан материковая кора мощностью в 35–45 км сменяется океанической, которая имеет толщину в среднем 5–10 км. Гранитного слоя в этой коре нет, она состоит в основном из базальтов.
Ученых всех стран больше всего интересует шельф – материковый склон, занимающий около 9 % площади дна Мирового океана. Он наиболее доступен для изучения. К тому же в нем обнаружены крупные месторождения полезных ископаемых: нефти и газа.
Более половины площади океанического дна составляет ложе океана. Здесь беспорядочно разбросаны возвышенности до 500 м. Более высокие, отдельно стоящие возвышенности называют подводными горами. Обычно они вулканического происхождения. Значительно меньшую площадь занимают волнистые равнины, покрытые толщей донных отложений.
Причины великих оледенений
Не всегда на Земле были ледники. Даже в Антарктиде найден каменный уголь; значит там был теплый и влажный климат с богатой растительностью, иначе не образовался бы уголь. Геологи считают, что великие оледенения повторяются на Земле регулярно через каждые 180–200 млн лет. Наиболее характерные следы самых древних оледенений на Земле – особые породы «тиллиты». Это окаменевшие остатки древних отложений ледников, состоящие из глинистой массы с включениями крупных и мелких исцарапанных при движении (штрихованных) валунов. Отдельные слои тиллитов, находимых даже в экваториальной Африке, могут достигать десятков и даже сотен метров толщины.
Конечно, ледники возникают только при похолодании. Многие ученые искали причину его вне Земли. Предполагали, например, что оледенение начинается, когда при увеличении расстояния между Землей и Солнцем, вокруг которого она вращается по слегка вытянутой орбите, уменьшается количество солнечного тепла, получаемого нашей планетой. Оледенение наступает при прохождении Землей точки орбиты, наиболее далеко отстоящей от Солнца.
Однако астрономы считают, что одних лишь изменений количества солнечного излучения, попадающего на Землю, недостаточно, чтобы начался ледниковый период.
Видимо, имеет значение и активность самого Солнца. Она изменяется через каждые 2–3 года, через 5–6, 11, 22 и даже примерно через сто лет. Изменения «солнечной силы», конечно, влияют на ледники, но все же они не способны вызывать великое оледенение Земли.
Есть предположение, что на похолодание Земли влияют различные участки Вселенной, через которые проходит Земля, двигаясь со всей Галактикой. А она то минует участки мирового пространства, заполненные газом, то проходит через облака космической пыли.
Все эти гипотезы вполне возможны, но ни одна из них пока не подтверждена.
Начало планеты – начало жизни
Известный геолог академик Петр Николаевич Кропоткин в одной из своих книг предложил представить всю историю Земли в виде кинофильма продолжительностью около полутора часов.
Итак, вообразим, что мы сидим в кино и смотрим фильм, в котором кадр за кадром проходят перед нашими глазами все геологические периоды. Масштаб времени такой: миллион лет в одну секунду.
За первые несколько минут, которые будут соответствовать 100–200 млн лет, Земля сформируется перед нашими глазами из сгустка пыли, газа и более твердых частиц. Часто в этот сгусток попадали метеориты, иногда очень большие – до тысячи километров в диаметре. Такие метеориты, сталкиваясь с формирующейся планетой, повышали температуру до тысячи градусов. Это приводило к расплавлению вещества в глубине юной планеты. Постепенно рой метеоритов вокруг зародыша планеты рассеялся, и началась эпоха раннего вулканизма. Расплавленная масса с глубин в несколько километров прорывалась на поверхность через жерла первых вулканов. Изливалась лава. Застывая, она формировала первую земную кору: Земля постепенно принимала свой облик.
После этой догеологической стадии потянется долгая и унылая архейская (древняя) эра. Она охватила примерно 2 млрд 800 млн лет, а в нашем масштабе времени она займет целых 47 минут. За это время перед нами возникнут океаны, примерно на 90 % сформируется земная кора материковых массивов. Жизнь пока едва брезжит в океанах, суша еще пустынна.
Через 50 минут после начала фильма мы вступим в эру «более ранней жизни» – протерозой. Она продолжалась 200 млн лет и закончилась 600 млн лет назад. За этот период, т. е. за 20 минут в нашем масштабе времени, растительность начала завоевывать сушу, заселяя сначала прибрежные пространства. В морях и на берегу появился довольно разнообразный животный мир: все типы многоклеточных (губки, кишечно-полостные, черви, моллюски, членистоногие), но пока еще не позвоночные животные. Две первых эры не были совсем лишены жизни, но до нас ее следы не дошли.
Совсем другая эпоха начинается примерно 600 млн лет назад: Земля вступила в фанерозой (время «явной жизни»).
От динозавров до человека
Период «явной жизни» (фанерозой) начинается геологическим периодом кембрием. Все миновавшие до этого почти четыре миллиарда лет – безжизненный докембрий. В кембрии Землю завоевывают живые существа.
Эра «древней жизни» – палеозой, 375 млн лет – промелькнет в нашем фильме за 6 минут. Появятся и начнут развиваться позвоночные животные (рыбы, рептилии, амфибии) и под конец – некоторые предки млекопитающих. Представители беспозвоночных, появившиеся на планете в прежние эпохи, достигнут огромных размеров. В девонском периоде, например, жили гигантские ракоскорпионы размером до 3 м, а в каменноугольном периоде – стрекозы с крыльями, достигавшими в размахе около метра.
Растения покроют почти всю сушу. На болотах раскинутся великолепные леса из древовидных папоротников и хвощей. Остатки этих растений образуют огромные залежи каменного угля, по которым один из периодов палеозойской эры получит название каменноугольного.
