1: Історична перспектива

У геологічному плані плита являє собою велику жорстку плиту з суцільної породи. Слово тектоніка походить від грецького кореня «будувати». Поклавши ці два слова разом, ми отримуємо термін тектоніка плит, який позначає, як поверхня Землі побудована з плит. Теорія тектоніки плит стверджує, що зовнішній шар Землі роздроблений на десяток або більше великих і малих плит, які рухаються відносно один одного, коли вони їздять на вершині більш гарячого, більш рухливого матеріалу. Однак до появи тектоніки плит деякі люди вже вважали, що сучасні материки - це фрагментовані шматки існуючих більших сухопутних мас («суперконтинентів»). На діаграмах нижче показано розпад суперконтиненту Пангеї (що означає «всі землі» по-грецьки), який фігурував на видному місці в теорії дрейфу материків — провісника теорії тектоніки плит.

Згідно з теорією дрейфу континентів, суперконтинент Пангея почав розпадатися близько 225-200 мільйонів років тому, врешті-решт роздробляючись на континенти, якими ми їх знаємо сьогодні.

Тектоніка плит - відносно нова наукова концепція, введена близько 30 років тому, але вона зробила революцію в нашому розумінні динамічної планети, на якій ми живемо. Теорія уніфікувала вивчення Землі шляхом об'єднання багатьох галузей наук про Землю, від палеонтології (вивчення скам'янілостей) до сейсмології (вивчення землетрусів). Він дав пояснення питань, над якими вчені спекулювали протягом століть - наприклад, чому землетруси та виверження вулканів відбуваються в дуже конкретних районах по всьому світу, і як і чому утворилися великі гірські хребти, такі як Альпи та Гімалаї.

Чому Земля така неспокійна? Що змушує землю бурхливо трястися, вулкани вивергаються з вибуховою силою, а великі гірські хребти піднімаються на неймовірні висоти? Вчені, філософи та богослови протягом століть боролися з такими питаннями. До 1700-х років більшість європейців вважали, що Біблійний потоп відіграє головну роль у формуванні поверхні Землі. Такий спосіб мислення був відомий як «катастрофізм», а геологія (вивчення Землі) грунтувалася на переконанні, що всі земні зміни були раптовими і викликаними низкою катастроф. Однак до середини 19 століття катастрофізм поступився місцем «уніформитаризму», новому способу мислення, зосередженому навколо «Уніформітарного принципу», запропонованого в 1785 році Джеймсом Хаттоном, шотландським геологом. Цей принцип зазвичай викладається наступним чином: Сьогодення є ключем до минулого. Ті, хто дотримується цієї точки зору, припускають, що геологічні сили та процеси - поступові, а також катастрофічні - діючі на Землі сьогодні такі ж, як ті, що діяли в геологічному минулому.

Шар Землі, на якій ми живемо, розбитий на десяток або близько того жорстких плит (геологи називаються тектонічними плитами), які рухаються відносно один одного.

Віра в те, що континенти не завжди фіксувалися на своїх нинішніх позиціях, підозрювалося задовго до 20 століття; це поняття було вперше запропоновано ще в 1596 році голландським виробником карт Авраамом Ортеліусом у своїй роботі Thesaurus Geographicus. Ортелій припустив, що Америка була «відірвана від Європи і Африки... землетрусами і повенями» і продовжував говорити: «Пережитки розриву виявляються, якщо хтось висуне карту світу і уважно розглядає узбережжя трьох [континентів]». Ідея Ортеліуса знову спливла в 19 столітті. Однак лише в 1912 році ідея переміщення континентів серйозно розглядалася як повноцінна наукова теорія - під назвою Continental Drift - введена в двох статтях, опублікованих 32-річним німецьким метеорологом на ім'я Альфред Лотар Вегенер. Він стверджував, що близько 200 мільйонів років тому суперконтинент Пангея почав розколюватися. Олександр Дю Тойт, професор геології в Університеті Вітватерсранд і один з найстійших прихильників Вегенера, запропонував Пангеї спочатку розколотися на дві великі континентальні суші, Лауразію в північній півкулі та Гондваналенд в південній півкулі. Laurasia і Gondwanaland потім продовжували розбиватися на різні менші континенти, які існують сьогодні.

У 1858 році географ Антоніо Снайдер-Пеллегріні зробив ці дві карти, що показують його версію того, як американський і африканський континенти колись могли поєднуватися, а потім пізніше відокремилися. Зліва: Раніше приєдналися континенти до (аванту) їх поділу. Праворуч: Континенти після (aprés) поділу. (Репродукції оригінальних карт люб'язно надано Каліфорнійським університетом, Берклі.)

Теорія Вегенера частково базувалася на тому, що йому здавалося чудовим пристосуванням південноамериканського та африканського континентів, вперше відзначеного Авраамом Ортеліусом трьома століттями раніше. Вегенер також був заінтригований появами незвичайних геологічних структур та скам'янілостей рослин та тварин, знайдених на відповідних берегових лініях Південної Америки та Африки, які зараз широко відокремлені Атлантичним океаном. Він міркував, що фізично неможливо, щоб більшість цих організмів плавали або транспортувалися через величезні океани. Для нього присутність однакових викопних видів уздовж прибережних частин Африки і Південної Америки було найбільш переконливим свідченням того, що два континенти колись були з'єднані.

На думку Вегенера, дрейф континентів після розпаду Пангеї пояснив не тільки відповідні викопні явища, але й свідчення драматичних змін клімату на деяких континентах. Наприклад, відкриття скам'янілостей тропічних рослин (у вигляді родовищ вугілля) в Антарктиді призвело до висновку, що ця мерзла земля раніше повинна була розташовуватися ближче до екватора, в більш помірному кліматі, де могла рости пишна, болотиста рослинність. Інші невідповідності геології та клімату включали характерні викопні папороті (Glossopteris), виявлені в нині полярних регіонах, та виникнення льодовикових відкладень у сучасній посушливій Африці, таких як долина річки Ваал Південної Африки.

Теорія дрейфу материків стала б іскрою, яка запалила новий спосіб огляду Землі. Але в той час, коли Вегенер представив свою теорію, наукове співтовариство твердо вважало материки і океани постійними ознаками на поверхні Землі. Не дивно, що його пропозиція не була добре сприйнята, хоча, здавалося, вона погоджувалася з наявною на той час науковою інформацією. Фатальна слабкість в теорії Вегенера полягала в тому, що вона не змогла задовільно відповісти на найфундаментальніше питання, поставлене його критиками: Які сили можуть бути досить сильними, щоб переміщати такі великі маси твердої породи на такі великі відстані? Вегенер припустив, що континенти просто орали крізь дно океану, але Гарольд Джефріс, відомий англійський геофізик, правильно стверджував, що велика маса твердих порід фізично неможливо орати через дно океану, не розпадаючись.

Як зазначають Снайдер-Пеллегріні та Вегенер, розташування певних викопних рослин і тварин на сучасних, широко відокремлених континентах утворило б певні закономірності (показані смугами кольорів), якщо континенти знову з'єднаються.

Не переслідуючи відмови, Вегенер присвятив решту свого життя наполегливому переслідуванню додаткових доказів для захисту своєї теорії. Він замерз до смерті в 1930 році під час експедиції, що перетинає крижану шапку Гренландії, але суперечка, яку він породив, вирувала. Однак після його смерті нові докази дослідження дна океану та інших досліджень відновили інтерес до теорії Вегенера, що в кінцевому підсумку призвело до розвитку теорії тектоніки плит.

Тектоніка плит виявилася такою ж важливою для наук про Землю, як відкриття структури атома було для фізики та хімії, а теорія еволюції була для наук про життя. Незважаючи на те, що теорія тектоніки плит зараз широко прийнята науковим співтовариством, аспекти теорії досі обговорюються. За іронією долі, одним із головних невирішених питань є те, що Вегенер не зміг вирішити: Яка природа сил, що рухають пластини? Вчені також обговорюють, як тектоніка плит могла діяти (якщо взагалі) раніше в історії Землі і чи діють подібні процеси або коли-небудь діяли на інших планетах нашої Сонячної системи.

• Всередині Землі
• Що таке тектонічна плита?
• Альфред Лотар Вегенер
• Полярні динозаври в Австралії?