Тектоника (или геотектоника, что, то же самое) занимает особое место среди многочисленных геологических дисциплин. Она определяется как «наука о строении Земли и законах ее развития» (140, стр. 7), и почти точно такое же определение имеет и геология в целом (42, стр. 143). Тектоника разрабатывает общую теорию Земли и синтезирует результаты всех геологических наук, отчего ее называют «философией геологии», «теоретической геологией», «связующим звеном всех геологических дисциплин» и т.д. (140, стр. 29). События, происходящие в тектонике, имеют значение для всей геологии в целом, и в обсуждении ее проблем участвуют специалисты практически всех областей геологии. Поэтому в дальнейшем тексте понятия «геология» и «тектоника» будут использоваться как равнозначные.

К середине 60-х годов тектоника представляла собой давно сформировавшуюся развитую науку. Задача ее состояла в объяснении наиболее общих геологических фактов, таких как существование материков и океанов, равнин и горных цепей, областей, где пласты лежат спокойно (платформ), и где они смяты в причудливые складки (складчатых зон). Например, один из ключевых вопросов тектоники формулировался так: почему геологическая активность (складчатость, вулканы, землетрясения и т.д.) и в настоящее время, и в геологическом прошлом распределена на Земле не равномерно, а сосредоточена в довольно узких длинных поясах? На эти и на многие другие вопросы давала ответы геосинклинальная теория, сформулированная во второй половине XIX века американскими, а затем дополненная европейскими геологами. В дальнейшем, особенно с начала XX века, все основные вопросы геологии решались в связи с учением о геосинклиналях:

Содержание геосинклинальной теории в момент ее появления было довольно простым. Оно заключалось в том, что на земной поверхности образуются длинные и узкие углубления. Эти впадины, собственно и названные «геосинклиналями», имеют длину в тысячи, ширину в десятки и глубину в единицы километров. Они заполняются рыхлыми осадками, которые потом твердеют, нагреваются, меняют химический состав. Пласты осадков сминаются в складки, прорываются снизу струями расплавленной магмы. В конце концов, вся эта область поднимается, образуя горную цепь на месте бывшей впадины.

Было установлено, что в результате полного цикла развития на месте геосинклинали образуется платформа, т.е. устойчивый, в дальнейшем уже не испытывающий деформаций участок континентальной земной коры. Все континенты являются продуктами деятельности геосинклиналей, и площадь континентов в истории Земли постепенно увеличивается. В дальнейшем стало понятно, что геосинклиналь возникает на месте участка океана и ее геологическая роль состоит в постепенном превращении океанической земной коры в континентальную. Вместе с континентальной корой образуются и заключенные в ней полезные ископаемые, и таким образом, геосинклинальная теория служит ключом к их поискам. Рассказывать о содержании теории более подробно не входит в мои задачи. Об этом написано во множестве научных и популярных книг, например, в (312), в том числе в школьных учебниках географии.

До 60-х годов XX века геосинклинальная теория успешно справлялась с систематизацией вновь поступающего геологического материала, и достижения большинства разделов геологии находили в ней свое место. Однако, в самом ее содержании имелись некоторые особенности, вследствие которых теория стала испытывать со временем нарастающие трудности.

Концепция геосинклиналей не являлась физической теорией, не имела общепринятого физического механизма, вследствие чего и само название «теория» применялось к ней далеко не всеми, многие ограничивались промежуточными терминами типа «учение», «понятие» и тому подобные. Она представляла собой эмпирическое обобщение, упорядочивая фактический материал и снабжая его соответствующими названиями. Все множество природных геологических объектов расклассифицировалось в соответствии с геосинклинальной терминологией, получая названия типа: «эвгеосинклиналь», «краевой прогиб», «вулканический пояс» и т.д.

Использование ее в практике геологической работы производилось примерно таким образом: исследовав определенный район, установив форму и вещественный состав пластов, залегающих в этом районе, определив последовательность геологических событий (поднятий, опусканий, вулканических извержений и прочее), геолог делал вывод, что данный район представляет собой эвгеосинклиналь такого-то типа в такой-то стадии развития, или краевой прогиб, или вулканический пояс и т.п. Выводы такого рода представляли собой конечный результат тектонического исследования и ими заканчивалось множество профессиональных статей и книг. Вот несколько примеров из открытых наугад журналов:

Это была одна из обычных стадий развития науки – описательно-классификационная, когда природные объекты раскладывались по коробочкам с соответствующими наименованиями. Не все, однако, замечали, что эта процедура содержала в себе замкнутый круг. Например, исследовав какой-то район, мы на основании комплекса признаков относили его к миогеосинклиналям (эвгеосинклиналям, краевым прогибам и т.д.). Но в свое время сам термин миогеосинклиналь чисто эмпирически был введен для обозначения именно такого комплекса признаков. В результате мы лишь заменили длинное описание на короткий термин, не увеличив степени нашего понимания природных процессов, так как физическая сущность «миогеосинклинали» никому не была известна. Однако, для очень многих исследователей такие терминологические процедуры казались реальными объяснениями.

Перечисление или краткое изложение гипотез этого периода может быть найдено в любой популярной книге или учебнике по тектонике и не входит в нашу задачу. Я остановлюсь лишь на одной из них, которая, как и ее автор, играли одну из главных ролей в изучаемых нами событиях. Эта гипотеза, развиваясь, переменила ряд названий (радиомиграционная, астенолитная, глубинной дифференциации, эндогенных режимов и пр.). Как и другие тектонические гипотезы этого периода, она распадается на множество более или менее близких вариантов, но сущность ее примерно следующая:

На глубине в сотни километров в мантии Земли по неясным причинам образуются огромные (размером в тысячи километров) скопления горячего расплавленного или пластичного материала. Они оказываются легче, чем окружающее их вещество и поэтому начинают медленно всплывать вверх в виде огромных перевернутых капель или пузырей, называемых астенолитами, мантийными диапирами и т.д. Приближаясь к земной поверхности, астенолит вызывает в земной коре множество событий: прогревание, метаморфизм, излияния вулканических лав, горообразование или, наоборот, опускание поверхности, складчатость, то есть всю ту последовательность, которая описывается геосинклинальной теорией.

Один из последних вариантов этой гипотезы изложен, например в (289). Наибольшее развитие и признание гипотеза получила в СССР, где ее судьба не отделима от судьбы ее автора и защитника – В.В.Белоусова, – члена корреспондента АН СССР, профессора МГУ и заведующего лабораторией в институте физики Земли. В 50-60-е годы он пользовался огромным международным признанием. Белоусов был автором не только многочисленных научных работ, но и нескольких учебников по тектонике и в течение многих десятилетий читал курс тектоники в МГУ. Поэтому его влияние на умы было значительным. В книге французского геолога пишется:

Однако, недостатки этой концепции были многочисленнее достоинств. Прежде всего, она не являлась физической моделью, т.е. не показывала необходимость предполагаемых процессов исходя из условий, имеющихся в недрах Земли и из известных физических законов. Не было другой необходимости предполагать существование астенолитов, кроме стремления объяснить геологические события на поверхности. Хотя, последовательность событий в геосинклинальной области становилась как бы понятной, оставалось непонятным, отчего возникают сами астенолиты, и почему там, а не здесь, тогда, а не теперь и т.д., то есть уровень непонимания просто опускался на какое-то число километров вглубь Земли. Другим отличием от физической модели было отсутствие общепринятого аппарата в виде расчетов и количественных характеристик. В работах Белоусова это отсутствие строго соблюдается, вплоть до сегодняшнего дня. Отсутствуют все количественные характеристики, необходимые для описания, например, подъема астенолита: размеры, температура, вязкость, удельный вес, химический состав и пр. В одной из своих основных работ (4) Белоусов специально отметил, что объекты, изучаемые геотектоникой, слишком сложны для применения к ним физико-математических методов. Обычно гипотеза излагалась в виде серии схематических рисунков, изображающих развитие геосинклинали во времени и сопровождаемых пояснениями, но лишенных и горизонтального, и вертикального масштабов. О глубине образования астенолитов говорилось, например, что они возникают на глубине «несколько сотен, а возможно и тысяч километров». За тридцать лет, с момента первых публикаций этих схем в 1945 г. до конца 70-х годов, они принципиально не изменились.

Еще одна слабость разбираемой гипотезы – она приложима, главным образом, к материковым областям. Между тем, земная кора в океанах имеет принципиально иное строение, и любая тектоническая гипотеза обязана это учитывать. Ранние варианты гипотезы содержали разделы, посвященные океанам. Предполагалось, что когда-то вся поверхность Земли была сплошным материком, потом части этого материка провалились вниз и растаяли, и на этих местах возникли современные океаны. Это процесс был назван «океанизацией».

Однако, этот процесс оказался абсолютно и очевидно нереальныь с точки зрения физики. Было необходимо допустить, что более легкий слой толщиной в 30 километров погрузился в более тяжелый и при этом растворился в нем без остатка. Поэтому, хотя сторонники океанизации и поныне сохранились в СССР, они всегда составляли незначительное меньшинство. В более поздних вариантах своей гипотезы Белоусов перестал защищать океанизацию, просто говоря, что строение океанов еще очень слабо изучено и поэтому сегодняшние тектонические теории должны базироваться только на геологии континентов, При этом обычно говорилось, что «следует идти с материка на океан, а не наоборот» (например 241, стр. 60).

Гипотеза астенолитов имела еще один недостаток, так же как и вся геосинклинальная теория в целом: они опирались на данные, касающиеся, главные образом, прошлого Земли. В рамках геосинклинальной теории можно было уверенно классифицировать и объяснять тектонические события прошлого, но не настоящего. Хотя тектоническая жизнь Земли активно продолжается и сегодня, сопоставить сегодняшние активные зоны, такие как рифты или островные дуги, с элементами геосинклинальной классификации долгое время не удавалось. Это означало, что в своей работе над общей теорией Земли геологи не могли пользоваться огромным материалом, получаемым при изучении современных активных областей, данными сейсмологии, вулканологии, океанологии и других наук.

Не являясь физической моделью, астенолитная гипотеза не выполняла тех функций, которые обычно выполняются такими моделями, а именно: служить указателем при планировании наблюдений и экспериментов. Обычное соотношение между теорией и наблюдениями, состоящее в том, что первая предполагает ожидаемый эффект, а вторые подтверждают или опровергают его наличие, в геологии в этот период было нарушено. Геологи добывали огромное количество фактов, геосинклинальная теория давала эмпирические обобщения, а астенолитная гипотеза специально и тщательно подгонялась к объяснению находимых закономерностей. Эта методика считалась обязательной. «От факта к теории, а не наоборот!» – так учили студентов-геологов во всех институтах страны. Известно, что когда нет теории,

Наконец, последнее, что мы отметим по поводу геосинклинальной теории и тесно связанной с ней астенолитной гипотезы: они имели безоговорочно фиксистский характер. Что означает это выражение?

История этой драматической и увлекательной борьбы описана сегодня во множестве книг, как научных (100), так и в прекрасных популярных изложениях, советских или переводных (319, 256), поэтому я ограничусь лишь моментами, наиболее важными для дальнейшего понимания.

Мобилизм и фиксизм не являются ни научными теориями, ни гипотезами, хотя они часто так называются. Это всего лишь принципы, сформулированные выше, или направления, объединяющие множество гипотез. Каждая из десятков тектонических гипотез, обсуждавшихся в это время, тяготеет то к одному, то к другому полюсу. Среди геологов встречались представители и крайнего фиксизма, вообще отрицающие горизонтальные перемещения, и крайнего мобилизма, допускающие движения целых материков на тысячи километров, а между ними находились умеренные фиксисты или умеренные мобилисты, допускавшие, что массы горных пород могут перемещаться лишь в ограниченных масштабах, на километры или десятки километров.

В начале нашего столетия в геологии преобладали мобилистские гипотезы, естественно вытекавшие из господствовавшей тогда гипотезы сжатия Земли. Однако, эта гипотеза прекратила свое существование, и основные усилия геологов-теоретиков были направлены на дальнейшую разработку геосинклинальной теории. А геосинклинальная теория напротив, более естественно тяготеет к фиксизму. Основные события, происходящие в геосинклинали – прогибание, затем подъем (инверсия) и внедрение магмы связаны с вертикальными движениями. Понятие геосинклинальной области, состоящей из множества закономерно расположенных элементов, каждый из которых имел свою сложную, длительную, многостадийную историю, подразумевало горизонтальную неподвижность этих элементов относительно друг друга. Поэтому в середине столетия во всем мире преобладали фиксистские гипотезы, разрабатываемые на базе эмпирических закономерностей геосинклинальной теории. Из них, как уже говорилось, наибольших успехов достиг советский вариант астенолитной гипотезы, связанный с именем Белоусова. В 40-60 годы подавляющее большинство советских геологов были фиксистами, что следует, например, из такой цитаты: