Геометрия на сфере и геология

Статья написана Павлом Чайкой, главным редактором журнала «Познавайка». С 2013 года, с момента основания журнала Павел Чайка посвятил себя популяризации науки в Украине и мире. Основная цель, как журнала, так и этой статьи – объяснить сложные научные темы простым и доступным языком

Вероятно, многие читатели слышали о теории Вегенера, согласно которой материки способны передвигаться по земной поверхности, сохраняя свою форму. Одним из аргументов в пользу теории Вегенера с момента ее создания (1912 год) было сходство очертаний восточных и западных берегов Атлантического океана. Особенно бросается в глаза то, что Южную Америку можно так придвинуть к берегам Африки, что восточная оконечность Южной Америки (мыс Сан-Роки) войдет в Гвинейский залив и контуры берегов на большом протяжении почти совместятся.

Еще сам Вегенер заметил, что при таких сопоставлениях более логично иметь дело не с береговой линией, а с так называемым материковым склоном. Дело в том, что материки окружены занимающей довольно большую площадь «материковой отмелью» с глубинами до 200 метров. По существу, это затопленная морем часть материка. Если читатели посмотрят карту Атлантического океана, то они убедятся, что площадь с глубинами 0—200 метров вблизи материков довольно велика, площадь же с глубинами 200—1 000 метров значительно меньше. В этой полосе с глубинами в 200—1 000 метров, относящейся к материковому склону, и следует провести линию, которую естественно считать «границей материка». Мы увидим далее, что при таком подходе соответствие между восточными и западными границами Атлантического океана делается еще более поражающим.

Однако производить сравнение очертаний материков по карте не вполне правильно. Хорошо известно, что поверхность сферы нельзя изобразить на плоскости без искажений. В Кери (S. W. Carey) устранил это затруднение, изготовив подвижные прозрачные накладки на глобус, вырезанные по очертаниям материков, и показав, что при надлежащем перемещении они очень хорошо прилегают друг к другу.

По существу, точность сопоставления, которой можно достигнуть таким наивным способом, кажется вполне достаточной. Тем не менее, некоторые крупные авторитеты отнеслись к сопоставлениям Кери с недоверием. Поэтому недавно несколько английских исследователей — Буллард, Эверетт и Смит — решили провести точные вычисления. Вычисления относились к контурам материков, проведенным по линиям глубин в 100, 500 и 1000 метров. Расчетным путем находились такие смещения материков, при которых несоответствие сдвинутых контуров оказывалось наименьшим.

Наилучшие результаты получаются, если считать границей материка линию глубин в 500 метров. Южная Атлантика почти полностью «закрывается» при надвигании Южной Америки на Африку. Чтобы получить столь же хороший результат для Северной Атлантики, приходится подвергать различным смещениям по отношению к Африке Европу (отдельно Испанию), Гренландию и Северную Америку.

Чисто геометрический подход авторов к геологии, конечно, является слишком упрощенным. При движении материки, несомненно, деформируются. Известно, например, сколь большая площадь равнин «сминается» при горообразовании. Тем не менее, удача описанного чисто геометрического эксперимента представляется достаточно поучительной.

Автор: А. Н. Колмогоров.