Что рассказывают горные складки?

 

Складки можно очень хорошо видеть и изучать на склонах гор и холмов, в ущельях, в крутых обрывах берегов рек, озёр и морей — вообще почти везде, где выступают слои осадочных горных пород. Именно такие породы, состоящие из отдельных правильных пластов, лежащих друг на друге подобно листам книги, хорошо показывают складчатое образование гор. Пласты первоначально образовывались в воде на дне какого-нибудь водоёма и при своём образовании лежали плашмя — горизонтально или с очень пологим наклоном в ту или другую сторону. Но в горах мы видим, что эти пласты наклонены круто или стоят даже отвесно — «поставлены на голову». Значит, какая-то могучая сила подняла их, сдвинула с места.

 

 

Рис. 8. Горные складки.

 

Проследим за одним и тем же пластом горной породы в складке (рис. 8). Мы увидим, что он поднимается вверх, постепенно перегибается, образуя свод, потом опускается вниз, затем поднимается снова вверх. И все остальные пласты, лежащие под ним и над ним, повторяют то же самое движение. Иногда такая складка бывает совершенно обособленной, одинокой, но обыкновенно за одной складкой следуют другие. Формы складок бывают разные — то плоские (рис. 9, а), то крутые (рис. 9, б), то с плавными перегибами, то с переломами под углом (рис. 9, в). Бывают складки, у которых перегиб обращен не вверх и не вниз, а вбок; такие складки называются лежачими (рис. 9, г). Иногда получается очень сложная складчатость, которую также нередко можно видеть в горах (рис. 9, д); она показывает, что в этом месте земная кора сжималась, морщилась очень сильно, и складки изгибались, образуя горы.

 

 

Рис. 9. Различные формы складок: а — плоская; б — крутая; в — с резким переломом; г — лежачая; д — сложная.

 

Читатель, никогда не бывавший в горах и не видевший этих складок своими глазами, скажет с недоверием: не может этого быть! Пласты таких твёрдых пород, как песчаники, известняки, сланцы, — не бумага, не сукно, не кожа, которые можно гнуть, как угодно. Так раньше думали и учёные и поэтому считали, что складки образовывались в то время, когда горные породы были ещё мягкие и представляли собой песок, глину, ил. Но изучение гор показало, что горные породы действительно изгибались в твёрдом состоянии. Это видно из того, что пласты сильно потерпели при изгибах — они разорваны мелкими трещинами, местами даже раздроблены, а части разорванных пластов нередко отодвинуты друг от друга (рис. 10). Такие разорванные складки можно видеть в горах; сдвиги иногда достигают огромной величины.

 

 

Рис. 10. Образование сдвига вследствие разрыва складки. Чёрная прямая линия показывает, по какому направлению происходил сдвиг.

 

Изгибы твёрдых горных пород объясняются следующим образом. Пласты, поднятые теперь высоко в горах, прежде лежали на большой глубине и находились под давлением всех слоёв, лежащих выше. А под сильным давлением даже твёрдые тела могут менять свою форму. Так, например, свинец под сильным давлением может проходить через узкое отверстие струёй, словно вода, а толстые листы железа, стали, меди изгибаются, словно лист бумаги. Стекло и лёд — очень хрупкие тела, но и их можно изогнуть без всякого разрыва, если давить на них очень медленно и постепенно.

В глубине земной коры горные породы могли очень сильно изгибаться, разрываясь лишь незначительно; конечно, эти изгибы происходили очень медленно. Но когда сила давления была уже слишком большой, то складка разрывалась в том или другом месте и части её надвигались друг на друга, как это мы видели на рисунке 10.

 

СБРОСЫ ЗЕМНОЙ КОРЫ

 

Разрывы пластов горных пород происходили не только от давления верхних слоёв на нижние. Кроме этих сил давления, сминавших слоистые горные породы в складки, действовали другие силы, поднимавшие расплавленные массы из земных глубин снизу вверх, к поверхности Земли. Они разрывали земную кору большими трещинами, по которым одна сторона поднималась вверх или другая опускалась вниз, Такие разрывы и перемещения земной коры называются сбросами (рис. 11); их можно видеть нередко и в горах, и в рудниках как рядом со складками, так и в таких местностях, где складок нет. Сбросы хорошо знакомы и рудокопу, и углекопу по горькому опыту. Встречая трещину, по которой произошло смещение, он видит, что пласт угля или жила с рудой за трещиной внезапно исчезают, как обрезанные, и забой упирается в пустую породу. Исчезнувшее продолжение пласта или жилы приходится искать вверху, внизу или сбоку.

 

 

Рис. 11. Сброс. Пласты, составляющие до разрыва одно целое, заштрихованы одинаково.

 

При сбросах перемещаются иногда целые участки, огромные глыбы земной коры; они также образуют горы, но эти горы иного вида, чем те, которые получаются при образовании складок.

Разрывы земной коры глубокими трещинами создавали для расплавленных масс, находящихся на глубине, удобные пути для подъёма вверх; по трещинам разрывов им была приготовлена более лёгкая дорога. Расплавленные массы пользовались этой дорогой и проникали на поверхность Земли, создавая вулканы, или останавливались на некоторой глубине, где застывали, образуя массивы глубинных пород. Вот почему вдоль больших трещин, рассекающих земную кору, мы особенно часто видим потухшие и действующие вулканы. Такие местности, где земная кора сильно прорезана трещинами и где много вулканов, мы видим вдоль берегов Тихого океана, — там тянутся длинной цепью огнедышащие горы.

 

КАКИЕ СИЛЫ ОБРАЗОВАЛИ ГОРЫ?

 

Теперь мы знаем, как образовались горы, как они поднялись наверх. Остаётся ответить на вопрос — какими силами созданы эти неровности на поверхности материков?

Научных предположений (или, как их называют учёные, гипотез) о причинах образования гор имеется несколько. Рассматривать все эти гипотезы мы здесь не будем — это потребовало бы много времени. Мы ограничимся изложением одной гипотезы, предложенной советским учёным Усовым и американским геологом Вечером. Эту гипотезу называют «пульсационной» от слова «пульсировать», т. е. действовать толчками. Она состоит в следующем.

Хорошо известно, что все тела при нагревании расширяются, а при охлаждении сжимаются. Это относится и к частицам веществ, из которых состоит Земля.

Так как земной шар всё время остывает, то его частицы сжимаются, притягиваются друг к другу. Это сжатие вызывает более быстрое движение частиц; учёные установили, что такое усиление движения ведёт к повышению температуры, к нагреванию тел. А это нагревание вызывает расширение тел и отталкивание частиц друг от друга. Таким образом, в недрах Земли с начала её образования и по настоящее время идёт борьба сил притяжения и отталкивания частиц. В результате этой борьбы твёрдая земная кора колеблется, на её поверхности создаются все те неровности, о которых мы говорили. По теории Усова-Бечера, сжатие и расширение происходят не одновременно, а поочерёдно, в виде толчков — земные недра «пульсируют». Вслед за резким сжатием обычно наступает и более или менее резкое расширение. Складчатость горных пород вызвана сжатием их в геосинклиналях, а поднятие складчатых толщ из геосинклиналей и превращение их в горные цепи происходит при расширении, сменившем сжатие.

В земной коре периоды (времена) сжатия выражаются различным образом в разных её частях: в геосинклиналях, где накопились мощные толщи осадочных пород, сжатие создаёт сильную и сложную складчатость; в устойчивых же местах происходит выдвижение отдельных глыб по трещинам разрывов. Периоды растяжения земной коры при расширении ядра Земли также вызывают различные последствия: устойчивые места рассекаются новыми трещинами разрывов, старые трещины расширяются, и по тем и другим на поверхность изливаются вулканические горные породы; отдельные глыбы и площади поднимаются. В геосинклиналях толщи осадочных пород, сильно сжатые в период сжатия, выпячиваются вверх и образуют горные цепи, а по трещинам в эти толщи из глубин проникают расплавленные массы и образуют массивы и жилы глубинных пород, частью также достигая поверхности и создавая вулканы.

Изучение строения гор в разных странах показало, что периоды сильного сжатия и образования складок происходят на Земле повсюду почти одновременно и состоят из нескольких отдельных толчков, отделённых друг от друга временами сравнительного покоя. От одного до другого толчка протекает очень много времени.

Последние сильные движения на Земле происходили, как установили учёные, более миллиона лет тому назад.

В настоящее время Земля переживает более спокойный период, но точные наблюдения показали, что слабые движения земной коры ещё продолжаются. Измеряя уровень океанов, учёные установили, что в одних местах происходит поднятие берегов, в других — опускание их.

На склонах речных долин образуются так называемые террасы, т. е. ступени, которые образованы благодаря поднятию местности, вызвавшему увеличение уклона русла рек и поэтому усиление размывающей силы воды и новое врезание русла в старые отложения той же реки или в коренное дно долины. Наконец, сильные землетрясения, происходящие в разных странах время от времени, несомненно имеют причиной внезапное смещение толщ в глубине коры, а временами повторяющиеся извержения одного и того же вулкана доказывают, что слабые движения земной коры происходят и теперь.

На месте внутренних и прибрежных геосинклиналей возникают горы, которые присоединяются к материкам и увеличивают их размеры; это повторяется при каждом периоде расширения, так что в течение таких минувших периодов материки постепенно нарастали.

С другой стороны, большие площади земной коры могут опуститься ниже уровня океана и затопиться морем; возле горной цепи, поднявшейся из геосинклинали, образуется новая впадина, которая также может быть затоплена водой. Происходят наступления моря на сушу и его отступления при поднятии земной коры и превращении геосинклиналей в горные сооружения. Так идёт постоянная борьба между сушей и водой.

Исследования показали, что в общем площадь материков значительно увеличилась против первоначальной.

 

 

V. РАЗРУШЕНИЕ ГОР

 

ПОЧЕМУ РАЗРУШАЮТСЯ ГОРЫ?

 

Прочитав это заглавие, читатель наверное спросит: разве горы, состоящие из твёрдых каменных пород, могут разрушаться? Разве они не стоят многие тысячи лет в таком же виде, в каком их создали силы природы? Разве мы не видим, что на вершинах гор, па отдельных скалах, на дне и на склонах долин стоят развалины древних крепостей, башен, замков? Эти сооружения человека, воздвигнутые много веков тому назад, успели разрушиться, а скала или гора под ними уцелела; она стояла раньше, стоит и теперь, как будто нисколько не изменившись, — почему бы ей не стоять до тех пор, пока существует Земля?

И всё-таки горы разрушаются и далее до самого основания. Там, где когда-то были высокие горы, мы теперь нередко находим низкие холмы или даже равнины.

На Украине в Кривом Роге и в Донецком бассейне когда-то были высокие горы, а теперь там расстилается волнистая равнина. Киргизская степь прежде представляла ряды горных цепей — теперь это холмы и низкие горки. Урал прежде был гораздо выше, чем в настоящее время.

Какие же силы разрушают твёрдые каменные горы? Да те же самые, которые мало-помалу разрушают и человеческие сооружения: жар и мороз, дождь и снег, вода и ветер, а также растения и животные.

Вспомним, прежде всего, что все горные породы имеют трещины, а каждая трещина, даже самая тонкая, представляет путь, по которому разрушительные силы ведут свою работу.

В жаркие солнечные дни все утёсы на припёке сильно нагреваются, а ночью остывают. Эти переходы от жары к холоду и от холода к жаре особенно резки весной и осенью, когда днём солнце сильно греет, а ночью нередко бывает мороз. При нагревании горная порода расширяется, а при охлаждении сжимается. Это расширение и сжатие очень невелики. Но если они сменяют друг друга сотни и тысячи лет, то, в конце концов, обнаружат своё действие: сцепление отдельных зёрен горной породы друг с другом постепенно ослабевает, и это приводит, наконец, к тому, что зёрна отделяются друг от друга, порода теряет свою прочность и рассыпается на части, превращаясь из твёрдого камня в рыхлый песок.

Работе жара и холода помогает вода. Во время дождя утёсы намокают, покрываются влагой, потом опять высыхают. Это тоже ослабляет сцепление частиц. Ещё сильнее разрушает горы вода, замерзающая в трещинах и мелких пустотах горных пород. Вода, превращаясь в лёд, расширяется.

Многим известно, что если оставить на морозе закупоренную бутылку, доверху налитую водой, то или бутылка лопнет, или пробку вышибет лёд, поднимающийся по горлышку. Расширение замерзающей воды в трещинах увеличивает ширину этих трещин.

Растения тоже разрушают горные породы. Даже на самой гладкой скале поселяются лишайники. Ветер заносит их споры в самые тонкие трещины или прикрепляет к мокрой от дождя поверхности; они прорастают, плотно прицепляются к камню, сосут из него вместе с влагой соли, нужные им для жизни, и постепенно разъедают поверхность камня, расширяя трещины. В расширенные трещины набиваются мелкие песчинки и пылинки, которые приносит тот же ветер или смывает вода с вышележащего склона. Эти песчинки мало-помалу накопляют почву для других растений — различных трав и цветов. Их семена тоже приносятся ветром, попадают в трещины и прорастают. Глядишь — из трещины торчит уже пучок травы, стебель цветка, поверх лишайника поросла травка. Корни этих растений длинные и цепкие. Они разъедают поверхность утёса ещё больше. Трещины расширяются — и вот подготовлено место для больших кустов и деревьев. Их корни, многолетние и толстые, проникают в трещины, утолщаются с годами и, действуя словно клинья, расширяют трещину всё больше и больше (рис. 12).

 

 

Рис. 12. Разрез утёса с укрепившимися в нём деревцами.

 

Так, изо дня в день, из года в год, из века в век работают эти незаметные силы над разрушением гор. Это разрушение называется выветриванием горных пород. Как выветриваются горы — мы не видим, но результаты этого выветривания замечаем везде.