По признанию самого А. Вегенера, на мысль о возможном дрейфе материков его натолкнули данные о близком составе палеонтологических остатков, которые были обнаружены в континентальных породах палеозойского и раннемезозойского возраста Африки и Южной Америки. Особенно поразительными оказались находки на этих континентах скелетов листозавров — представителей редкой группы динозавров, обитавших, по-видимому, в пресноводных водоемах. На материках северного полушария остатки этих животных не встречались. Все это свидетельствовало о существовании сухопутного моста между континентами в южном полушарии. Сходны были флористические комплексы из континентальных разрезов Африки и Южной Америки. Однако на рубеже поздней юры и раннего мела появились различия. Отсюда А. Вегенер сделал вывод, что отделение Южной Америки от Африки произошло в меловое время.
Интуиция А. Вегенера опередила развитие науки почти на полстолетия. Смелость и внутренняя логика концепции дрейфа континентов поначалу захватили умы многих его современников. Но спустя несколько лет были произведены расчеты, которые показали, что механизм возможного дрейфа материков в том виде, в каком он представлялся А. Вегенеру, нереален. Чтобы двигаться, огромные по толщине и размерам глыбы сиалического материала (с континентальным типом земной коры) должны были преодолевать сопротивление тяжелой и вязкой «симы» (океанической коры), а также твердой (по представлениям тех лет) мантии, т. е., по существу, взламывать и ту и другую. Центробежной силы, которая, по мысли первых мобилистов, двигала континенты, на это явно не хватало. О новообразовании (спрединге) океанической коры в срединно-океанических хребтах тогда ничего не было известно.
После нескольких лет ажиотажа вокруг гипотезы А. Вегенера ее популярность быстро пошла на убыль. Это в немалой степени было связано с трагической гибелью А. Вегенера в 1930 г. во льдах Гренландии. Негативную роль сыграли и навеянные гипотезой дрейфа материков разнообразные фантастические представления. Их отголоски мы находим, например, у А. Н. Толстого в «Гиперболоиде инженера Гарина». Герой романа изобретатель и авантюрист Гарин с помощью лучевой энергии гиперболоида пробивает на базальтовом острове глубокую шахту сквозь океаническую оболочку, в недрах которой якобы находится золотоносный рудный пояс. Как видим, здесь легко просматривается идея о том, что «тяжелая» океаническая кора должна содержать несравненно больше тяжелых металлов, чем континентальная.
В действительности же океан оставался почти таким же недоступным для исследователей, как и раньше. Новых фактов появлялось немного, и интерес в теории дрейфа материков постепенно угас. Однако она успела побудить геологов к изучению морей и океанов и дала толчок разработке дистанционных методов исследований. В частности, стали развиваться геофизические методы, способные просвечивать дно на глубину и получать непрерывные записи подводного рельефа от берега до абиссали. Огромное значение имело усовершенствование приборов эхолокации. Благодаря широкому внедрению эхолотов на флотах, а затем и на исследовательских судах за короткий промежуток времени произошел настоящий переворот в наших знаниях о рельефе морского дна. Выявилась чрезвычайно сложная геологическая структура океана, различающаяся в периферийных и центральных его частях. Началась эпоха интенсивного накопления фактических данных, что привело в конечном итоге к революционному пересмотру всей системы взглядов на историю не только океанского дна, но и континентов.
В геологической науке между тем развернулась борьба идей, продолжающаяся с разной интенсивностью до сих пор.
Фиксизм и мобилизмСпоры среди геологов относительно возможности горизонтальных перемещений крупных блоков земной коры вскоре привели к обособлению двух школ, представители которых занимали непримиримые позиции. Одни пытались объяснить особенности строения горно-складчатых поясов, выделяемых на континентах, только горизонтальными тектоническими подвижками, другие — исключительно вертикальными: воздыманием земной коры и ее опусканием. За первым течением вскоре закрепилось название «мобилизм», а за вторым — «фиксизм».
Чтобы понять суть этих споров, нужно обратиться к строению основных структурно-тектонических элементов в пределах континентального сегмента земной коры, так как о структуре океанического сегмента тогда почти ничего не знали. Речь идет о древних и молодых платформах и горно-складчатых поясах, их разделяющих. Платформы характеризуются двучленным строением, спокойным горизонтальным залеганием пластов осадочных пород, а также сглаженным, чаще всего низменным рельефом. Они имеют кристаллическое основание (фундамент), разбитое на крупные и мелкие блоки, и осадочный чехол.
Платформы, или, как их еще называют, кратоны, составляют ядро (или ядра) континентов, которые спаяны между собой горно-складчатыми поясами различного возраста. Последние нередко отделяют кратоны от океана, хотя чаще он непосредственно граничит с платформами континентов. Горно-складчатые пояса представляют собой систему разновысотных хребтов, разделенных долинами и межгорными впадинами. Серии осадочных и вулканических пород здесь собраны в крупные и мелкие складки, в ядрах которых при эрозии горных массивов обнажаются самые древние образования, а на крыльях — самые молодые. Выступающие части складок, будь то на поверхности или в недрах осадочного чехла, получили название антиклиналей, а разделяющие их понижения — синклиналей. Помимо складчатых дислокаций, в пределах горно-складчатых сооружений выявляются и иные зоны нарушений. По ним те или иные группы пластов разобщены (разорваны) и смещены друг относительно друга. Смещения эти могут носить вертикальный или горизонтальный характер. В первом случае разломы, по которым они происходят, называются сбросами или взбросами в зависимости от направления движений вниз или вверх, во втором — сдвигами. И те и другие достаточно четко проявляются и легко картируются при геологической съемке.
Известны, однако, и более сложные разрывные нарушения, получившие название надвигов. Суть их состоит в том, что разорванные по плоскости сместителя горизонты (пласты) пород не только смещаются друг относительно друга по вертикали и горизонтали, но к тому же и накладываются одни на другие. Возникает так называемая покровная структура: пласты одного возраста в разрезе образуют «слоеный пирог». При таком строении осадочного чехла скважина, заложенная на поверхности, вскроет однотипные и близкие по составу и возрасту пластины, разделенные несогласиями, иначе говоря, поверхностями разрыва, по которым перемещались слои. Возникает комплекс чешуйчатого строения.
Нередки случаи, когда в районах с покровной структурой более древние пласты, которые по законам геологической логики должны находиться под более молодыми образованиями, оказываются над ними, т. е. перекрывают их. Тут речь идет о крупных надвигах и связанных с ними значительных по амплитуде и расстоянию перемещениях.
Благодаря надвигам в непосредственном соседстве могут находиться породы и целые комплексы отложений, никак не связанных возрастом или происхождением. Для геолога является нормальной ситуация, когда в районе, где проводятся исследования, он имеет дело с породами определенного возрастного диапазона, т. е., скажем, с возникшими в докембрии, палеозое, мезозое или кайнозое. В редких случаях, да и то лишь в краевых частях древних платформ, присутствуют одновременно все эти образования. Но и здесь их удается вскрыть только очень глубокими скважинами. Как правило, тот или иной участок земной коры активно развивался в конкретный период (периоды) геологической истории.
Согласно другому закону, особенно хорошо известному литологам, т. е. специалистам по породам осадочного происхождения, в непосредственном соседстве как в разрезе, так и на площади могут находиться породы близкого генезиса, если они, конечно, не разделены крупными стратиграфическими перерывами или не контактируют по разлому. Иначе говоря, рядом с речными и озерными отложениями обычно оказываются прибрежно-морские и дельтовые, но никак не глубоководные морские или океанические. Соответственно и наоборот: осадки, сформировавшиеся в открытой части шельфа, т. е. в районах действия океанских или морских течений, не могут находиться в непосредственном соседстве с эоловыми наносами пустынь или речными выносами предгорий. Между ними обязательно должно быть связующее звено — отложения волнового генезиса или зоны действия приливов и отливов, иначе говоря, прибрежно-морские и береговые образования. Эта особенность, получившая название закона Вальтера—Головкинского, с конца прошлого века являлась своеобразным мерилом правильности геологических построений для того или иного региона.
