Леонардо да Винчи, Записные книжки
Историки могут проследить события вплоть до зари цивилизации в области Средиземного моря, но это так мало для геолога, для которого «старые как мир» явления имеют давность всего лишь сотни миллионов лет. Сейсмические измерения, уже не раз упоминавшиеся, показали существенное различие в геологическом строении земной коры под океанами и материками. Океаны представляются нам во всех отношениях постоянными формами рельефа поверхности Земли. Что же тогда представляет собой огромная котловина Средиземного моря? Географы молчаливо предрешили все осложнения, назвав его морем, а не океаном; однако во многих местах оно имеет глубины около 2 миль и этим отличается от морей материкового шельфа — вроде Северного моря,— четко связанных с материковыми блоками. Все исследователи соглашаются, что в прошлом материки испытывали вертикальные движения (иначе нельзя объяснить большие мощности осадочных пород суши), но, помимо этого, все геологические признаки указывают на медленные темпы таких движений и постепенное осадконакопление в мелководных морях.
Последовательность характерных образований горных пород европейских побережий Средиземного моря изучена уже хорошо, а недавние работы на побережье Африки установили большое сходство между слоями пород на обоих противоположных берегах моря. Это заставило некоторых геологов предположить, что дно Средиземного моря прежде было поднято и образовывало единую формацию, протягивающуюся от Европы до Африки. Какая-то неведомая сила — видимо, та же, что и в рифтовых долинах Африки,— заставила осесть дно будущего моря, оставив на разделенных им краях европейского и африканского побережий обнаженные слои сходных пород. Рифтовая долина могла быть образована либо при растягивании с последующим опусканием центральной части, ничем не поддерживаемой, либо в результате совместного надвига Африки и Европы, при котором сначала прогибались северный и южный край, затем появлялись трещины и надвигавшиеся материки Африки и Европы выталкивали вниз центральную часть нынешнего моря.
Возможен и другой вариант геологической истории, объясняющий имеющиеся факты. Он оказывается очень хорошей преамбулой для обсуждения «блуждающих материков», которые появятся в следующей главе. Средиземноморье может быть примером того, что происходит, когда большие массы материков отодвигаются друг от друга в процессе скольжения по первичному дну океана. Есть только один способ установить правильность такого предположения: он заключается в том, чтобы собрать как можно больше фактов. Сейсмические измерения в Средиземном море не убеждают в правильности той или другой теории, и несомненно, что эта область будет привлекать все возрастающее внимание океанографов. Нефтяные компании быстро собрали все материалы поверхностного геологического изучения горных пород в области Средиземного моря, являющейся весьма перспективной для поисков нефти, и теперь буровые скважины в Сицилии, на Мальте, в Сахаре, Ливии и многих других пограничных районах должны значительно пополнить наши знания о том, как происходило здесь осадконакопление. Если нефтяные месторождения будут обнаружены вблизи побережья, то можно не сомневаться в соответствующей финансовой поддержке и для изучения нефтеносных слоев, покрытых морем. От Алжира до Испании уже были проведены океанографические съемки, чтобы выяснить возможность прокладки подводных трубопроводов для транспортировки нефти и газа. Планирование таких значительных проектов было бы гораздо легче, если бы мы располагали правильными представлениями о геологическом строении Средиземного моря в целом.
Первые сейсмические исследования в Средиземном море были проведены, когда «Челленджер» возвращался из своего кругосветного плавания. Их результаты и возникавшие при их интерпретации трудности показали, на какие важные открытия можно надеяться здесь в будущем. По разным причинам предполагали, что Средиземное море должно быть спокойным. На самом деле, это оказалось совсем не так и оно, пожалуй, даже более бурное, чем океаны. Это объясняется достаточно большими размерами моря и тем, что окружающая суша способствует возникновению сильных ветров. Средиземное море довольно глубокое, обычно значительная часть его ложа располагается на глубинах от 1000 до 2000 саженей. Было очень интересно узнать, похоже ли строение его дна на наблюдаемое в Атлантическом или Тихом океанах. Погода не благоприятствовала сейсмическим исследованиям, но даже и в те дни, когда можно было работать, мы получали весьма скудные результаты, потому что звуковые волны плохо проходили в слоях местных горных пород. Ни на ровном участке дна моря между Порт-Саидом и Кипром, ни в южном конце Ионического моря на пути от Греции до Мальты — нигде не было обнаружено никаких следов слоя, характеризующегося скоростью распространения сейсмических волн 6,7 км/сек, обычного для всех океанов. Если он и залегает под дном Средиземного моря, то мощность перекрывающих его осадков, примерно соответствующих второму слою в океанах, превышает 2,5 км. Поскольку сейсмические волны во втором слое были здесь довольно слабыми, можно предполагать, что он представлен осадочной породой вроде известняка. Какими же признаками мы располагаем, чтобы предполагать скорее материковый, а не типично океанический характер дна Средиземного моря? Сейсмические результаты очень близки к той картине, которую мы видели на островах Тихого океана, где отмечены мощный второй слой и большая глубина слоя 6,7 км/сек, но вся трудность интерпретации полученных данных заключается в том, что в Средиземном море такие результаты были получены в середине больших плоских равнин морского дна.
Мощность рыхлых осадков на дне Средиземного моря составляет около 1000 футов, т. е. имеет тот же порядок величины, как и в Тихом или Атлантическом океанах. Это не означает, разумеется, что Средиземное море было океаном так же долго, как Тихий океан, потому что в относительно узком море, окруженном сушей, осадконакоп-ление должно было идти гораздо быстрее. Длинные колонки со дна моря когда-нибудь позволят установить среднюю скорость современного осадконакопления, а также характер процессов осадконакопления. Здесь могут действовать суспензионные потоки, и это окажется весьма важным фактором в случае, если понадобится сооружение трубопроводов для нефти и таза от новых месторождений в Сахаре и до Европы.
Результаты тщательного изучения геологических данных вполне согласуются с выводами из результатов немногих сейсмических разрезов. Создается впечатление, что Средиземное море имеет структуру, отличающуюся от структуры дна типичных океанов и оно не похоже в этом отношении на промежуточные области вокруг Японии и Филиппин или к северу от Новой Зеландии, где первичное дно океана (слой 6,7 км/сек) покрыто, по всей вероятности, тонким гранитным слоем. Подробное исследование пород, обнаженных по берегам Средиземного моря, раскрывает механизм его геологической эволюции и объясняет большинство фактов, полученных до сих пор.
Хотя Средиземное море теперь и не является типичным океаном, оно, по-видимому, начинало свою жизнь как настоящий глубокий океан, разделявший два материка — Европу и Африку. Эти материки постепенно разрушались обычными процессами эрозии, и весь обломочный материал выносился в море, образуя материковые шельфы. Первоначальный океан постепенно сужался и в конце концов полностью заполнился осадками. Потребовалось лишь сравнительно небольшое вертикальное поднятие, и впадина превратилась в центр материка, протягивавшегося от Англии до Сахары. В гл. II уже было сказано, что причина таких вертикальных движений пока еще остается неизвестной, но они часто происходили в течение геологической истории, поскольку мы видим сейчас мощные толщи осадочных пород выше уровня океана.
Следующим шагом в эволюции Средиземноморья — как показывает изучение горных пород — было снова появление моря в центре всей области. Это произошло в среднем триасе, примерно 170 миллионов лет назад, и это было обусловлено тем, что европейский и африканский материки отодвинулись друг от друга. При этом первичное дно океана осталось почти нетронутым и только самые верхи базальтов, видимо, частично смешались с некоторой частью материкового материала. Процесс заполнения моря, очевидно, повторился, и около 30 миллионов лет назад на его место поднялся новый массив суши. Затем снова началось опускание, и в конце концов образовалось современное море. Согласно этой теории, должны были накопиться осадки значительной мощности, залегающие на неровной поверхности базальтового (6,7 км!сек) дна первичного океана. Быть может, этим и объясняется значительная мощность второго слоя и неудачи попыток обнаружения слоя 6,7 км/сек на тех немногих сейсмических разрезах, которые были нами сделаны. Опускание вторичного заполненного моря хорошо согласуется со следами сбросов на обоих берегах. Эти сбросы показывают, что весь центральный блок опустился примерно на две мили, разорвав европейские и африканские берега так, как они располагаются сейчас. В дальнейшем Средиземное море подвергалось боковому движению Африки относительно Европы, вызвавшему разлом в среднем триасе, а также более молодым вертикальным движениям, которые могли возникать при совместном боковом сдвижении двух материковых масс.
Много времени «Челленджер» затратил на посещение островов Средиземного моря. Сейсмические измерения были сделаны на востоке и западе Кипра для установления связи структуры острова со структурами морского дна. Существует легенда о том, что Кипр напоминает гриб, так как широкая верхняя часть острова держится якобы на мощном стержне. Промер, проведенный около острова, не подтвердил таких представлений, но тщательная съемка самого острова выявила некоторые интересные особенности. Оказалось, что расстояние вдоль острова с севера на юг, измеренное мерной лентой и теодолитом, сильно отличается от расстояния, вычисленного по наблюдениям небесных светил. Измерения силы тяжести позволили обнаружить здесь значительные аномалии, которые приводят, конечно, к отклонению отвесов измерительных инструментов от вертикального положения и, следовательно, к' неверным отсчетам. С геологической точки зрения высокие значения силы тяжести указывают на существование в корнях острова твердого ядра из основной породы и, по-видимому, со временем начнется его опускание. Сейсмические эксперименты показывают крутое падение слоя твердой породой к западу. Восточнее — в сторону моря от Фамагусты — наблюдаются большие скорости прохождения сейсмических волн, позволяющие предполагать наличие слоя очень твердой и плотной породы на глубине свыше мили, что опять-таки свидетельствует о крутом падении слоев к корням острова.
Остров Лемнос оказался для нас удобной базой в Эгейском море. Якорная стоянка в заливе Мудрое известна с дней галлиполийского сражения, и один из членов экспедиции на «Челленджере» отправился на кладбище жертв войны 1914—1918 гг. в Мудросе, а потом переправился через залив в Портианос, где помог сторожу красить ограду кладбища. Эти могилы скромны и полны покоя. В Мудросе много олеандров, растущих среди зеленых лужаек, а в Портианосе множество прекрасных сосен наполняют воздух своим смолистым ароматом. На небольшом острове Скирос длинная и пыльная тропинка ведет к одинокой могиле в оливковой роще, которую Руперт Брук видел со своей койки на французском госпитальном судне. На том месте, где в 1927 г. состоялась встреча общества англо-греческой дружбы, лежит мраморный камень, окруженный железной решеткой. Все это хорошо сохранилось и не заросло, лишь на мраморе какие-то туристы вырезали свои инициалы и сломана часть решетки.
Мы должны были покинуть Средиземное море, все еще сомневаясь в его геологическом происхождении. Но зато в Индийском океане таких неясностей не было. Немногочисленные сейсмические измерения, сделанные в его восточной половине, показали, что строение дна здесь примерно такое же, как и в Тихом океане. Местные океанографы не работали в Индийском океане, да и морские геологи также пренебрегали им до тех пор, пока «Челленджер снова не посетил эти места на пути из Тихого океана в Средиземное море. Весной 1952 г. закончилась длительная стоянка «Челленджера» в Японии. Цветущие вишни белым убором одели эту чудесную страну, когда мы последний раз видели ее. Не все, что следует посмотреть в мире туристам, оказывается таким, как ожидаешь — пирамиды в Египте кажутся мрачными, а Тадж Махал гораздо прекраснее всяких описаний. Весна в Японии полна прелестных красок и каждый уголок страны так же привлекателен, как на классических гравюрах.
Словно для того, чтобы показать новый интересный сюрприз природы (люди вряд ли могут предложить много нового и яркого), между Филиппинами и Японией появился новый остров. «Челленджер» шел в это время в Гонконг. Попытки создать новую сушу редко бывают удачными, так как рыхлый вулканический пепел быстро размывается океаном. По всей вероятности, процесс возникновения вулканического острова является трудным и длительным, потому что изверженный материал с самого начала подвергается жестоким атакам волн. Неистовые вулканические силы природы в этом случае проявились особенно жестоко. Японский исследовательский корабль со многими известными океанографами на борту отправился к месту появления острова, чтобы исследовать это интересное явление, до сих пор еще совсем не изученное. Корабль бесследно исчез. Несомненно, он был уничтожен внезапным вулканическим взрывом в то время, когда ученые занимались сбором образцов. Подводные взрывы, сопровождавшие извержения, отмечались гидрофонами на американском побережье. Если посмотреть радиограммы, полученные с корабля, и сравнить их с его предполагаемым курсом и американскими записями взрывов, то можно выделить один особенно сильный взрыв, который и был, по-видимому, причиной гибели корабля. Вся эта история напоминает дикое животное, кусающее лечащего его ветеринара. Впрочем, землетрясения и вулканы никогда не считаются с жизнью людей. Мы еще раз вспомнили об этом, когда «Челленджер» входил в Индийский океан через Зондские проливы и мы увидели следы разрушительного взрыва Кракатау, происшедшего в конце прошлого столетия.
Индийский океан был спокойным, но нам не повезло с сейсмоакустическнми буями. Сильная зыбь сильно раскачивала их вверх и вниз, и эти рывки передавались подвешенным под буями гидрофонам. Мы пытались удлинить кабели, укрепляли на них в разных местах поплавки и грузы, делали петли на кабеле, всячески стараясь погасить рывки, вызванные волнением. Изобретательные мастера экспедиции придумывали при этом самые разнообразные способы, но все равно волнение создавало большой шумовой фон. Это было тем более досадно, что стояла прекрасная погода с едва заметным легким ветром. Волнение, должно быть, пришло издалека — из области грозных ревущих сороковых широт, где обширные пространства южной Атлантики и южной части Индийского океана дают великолепные возможности для образования самых больших в мире волн. Волны в Индийском океане не изучались, но они представляют большой интерес не только потому, что мешают сейсмическим работам в океане, но и вследствие сильного прибоя на западном побережье Австралии, где построены новые причалы у нефтеперерабатывающих заводов.
Мы не смогли получить какие-либо сейсмические результаты у Кокосовых (Килинг) островов. Это были первые типичные атоллы, на примере которых Дарвин основывал свою теорию о режиме опускания коралловых островов. Строение дна океана на прилегающем ровном участке ложа океана должно было бы быть таким же, как и в Тихом океане. Было бы очень желательно проверить это, и несомненно такая проверка будет очень интересной задачей для будущих экспедиций. К западу от островов — благодаря удачному сочетанию некоторых технических усовершенствований наших буев и ослаблению зыби — мы сделали в Индийском океане пять сейсмических разрезов.
На одном из них была обнаружена подводная гора с плоской вершиной. Ее геологическое строение оказалось подобным строению островов Тихого океана, и, возможно, она была образована тем же путем, как и тихоокеанские подводные горы. Результаты сейсмических исследований на больших глубинах подтвердили сходство с Тихим океаном. К сожалению, в глубоководных областях западной половины Индийского океана мы не получили успешных результатов. Измерения на Сейшельских островах показали, что слагающие их породы сильно отличаются от пород исследованной ранее подводной горы в Индийском океане и от Тихоокеанских островов. Сейшельские острова сложены гранитами, и, судя по тонкому покрову кораллов, они не испытывали погружения подобно островам в Тихом океане. По всей вероятности, здесь должны быть некоторые различия в характере пород и на дне глубокого океана, окружающего эти острова, от тех пород, которыми сложено дно Тихого и восточной части Индийского океана,— только этим и можно объяснить наблюдаемые явления. Цинично настроенный океанограф вполне подготовлен к тому, чтобы встретиться со всякими тайнами на этих далеких островах с их баснословно большими черепахами и уникальными тройными сейшельскими орехами.