Следуя за Леопольдом фон Бухом, геологи считали, что горы поднимались давлением изнутри Земли, изгибавшим . земную кору. Но, придерживаясь такого мнения о происхождении гор, геологи не могли понять некоторых особенностей строения горных стран. Почему, например, альпийские горные хребты огибают Богемские горы?
Только геолог Эдуард Зюсс (1831—1914) правильно объяснил происхождение гор. Изучая в Альпах строение гор, он доказал, что горные складки несимметричны: одно их крыло почти всегда более круто, чем другое. Подобные складки могли возникнуть только при горизонтальном давлении сбоку, а не снизу вверх. Это можно проверить на опыте, например сдвигая ладонями рук сукно, разостланное на столе.
Такая теория происхождения горных хребтов легко объясняла, почему молодые горы альпийской складчатости огибают древний Богемский массив.
Как же возникают силы, сминающие в горные складки земную кору?
Со времени Зюсса ученые стали объяснять образование складок сжатием остывающей Земли. Известно, что уже на глубине 3 км горные породы нагреты до 100°, а глубже температура их еще выше. Постепенно остывая, земной шар должен сжиматься, а покрывающая его земная кора — сминаться в складки, как кожа сохнущего яблока.
Теория образования гор вследствие сжатия Земли признавалась всеми геологами долгое время. Позднее была предложена новая теория.
Сочинение Зюсса о строении и происхождении Альп прославило его имя. С Зюссом стали делиться результатами своих наблюдений геологи многих стран. Используя эти наблюдения, Зюсс приступил к созданию своего знаменитого труда «Лик Земли». В нем он обобщил знания о Земле и проследил изменения, которые претерпела наша планета вследствие поднятий и опусканий частей земной коры.
Сравнивая и сопоставляя различные данные о геологическом строении разных стран, Зюсс доказывал, что Современные материки представляют собой обломки более древних грандиозных континентов. Например, большая часть Южной Америки и Южной Африки, Аравии и Индостана, по мнению Зюсса, только остатки обширного древнего континента —«Гондваны»; значительные участки его находятся теперь под
поверхностью Атлантического и Индийского океанов .
Хотя эти выводы Зюсса и не доказаны окончательно, но наблюдения подтверждают, что одни участки земной коры постепенно повышаются, а другие понижаются. Так, еще в начале XVIII в. ученые заметили, что скалы фиордов Норвегии медленно поднимаются. Это доказывают морские террасы, образованные в крутых берегах прибоем волн. Самые древние из морских террас уже подняты на высоту более 170 м, а самые молодые — на 5 м выше уровня моря. Очевидно, что западная часть Скандинавского п-ова то поднимается, то остается в покое. Пока берег неподвижен, волны моря высекают террасы, которые затем поднимаются над уровнем моря. Дальнейшие наблюдения показали повсеместность колебаний суши. Атлантическое побережье Европы в одних местах медленно поднимается, а в других опускается. Западный берег Африки постепенно погружается под уровень океана. Поэтому старое русло р. Конго можно проследить на дне океана далеко от современного берега.
Такие «вековые» колебания земной коры то погружают большие пространства суши в моря, то поднимают морское дно, которое становится сушей. С поднятием суши связано и возникновение горных хребтов.
Изучая строение гор, геологи нашли, что горные хребты сложены мощными толщами осадков. При этом в некоторых случаях эти осадки однородны. Такое явление можно объяснить прогибанием морского дна при условии, что скорость его опускания должна строго соответствовать скорости накопления толщи осадков. Если бы опускание морского дна шло быстрее, чем накопление осадков, то глубина моря все увеличивалась бы, пока оно не стало глубоким, а в связи с этим нарушилась бы однородность осадков. Если же накопление осадков шло быстрее, чем опускание прогиба, то глубина моря все уменьшалась бы и отложение также прекратилось бы.
Впервые на это обстоятельство обратил внимание американский геолог Джемс Холл (1811 —1898). Он попытался объяснить возможность накопления мощных толщ мелководных осадков тем, что морское дно опускалось под их тяжестью. Д. Холл ошибочно предполагал, что на сколько увеличится мощность слоя осадков, на столько же опустится и дно моря.
Позднее (1873) другой американский геолог — Джемс Дана (1813—1895) назвал прогибы земной коры, служащие дном мелких морей, геосинклиналями. Он считал, что геосинклинали лежат по краям океанов и поэтому там отлагались только прибрежные осадки. Зона же опускания отделена от открытого океана невысоким валом.
В начале нынешнего века теория горообразования была развита французским геологом Эмилем Огом (1861 — 1927). Работа его стала новым этапом в развитии геотектоники1. Ог указывал, что самые высокие горы земного шара — Гималаи соответствуют обширной геосинклинали, где отложения достигают громадной мощности. Эти осадки не имеют прибрежного характера. Гималайская геосинклиналь всегда имела своей южной границей устойчивую область — Индийский п-ов, остаток древнего обширного континента.
Расширив понятие о геосинклиналях, Э. Ог указал много примеров, когда прогибы земной коры, бывшие «колыбелью» горных хребтов, расположены между массивными глыбами. Горы Центральной и Южной Европы расположены между более древними горами Северной Европы и Африканским континентом. Аппалачские горы в США образовались на месте геосинклинали, ограниченной с юго-востока и северо-запада очень древними массивами. Ог полагал, что геосинклинали, окружающие Тихий океан (на месте которых поднялись горы западного побережья Америки, Камчатки, цепь Курильских о-вов), и складчатость вдоль берегов Восточной Азии не могут поэтому служить примером, подтверждающим общий закон, а скорее являются исключением.
Большинство геологов считают, что в геосинклиналях накапливаются толщи осадков, которые, погружаясь на большую глубину, нагреваются, вспучиваются и изминаются в складки. В процессе горообразования слои осадков разбиваются трещинами, разрываются и смещаются, в них внедряются горячие газы и огненно-жидкая магма, которая изменяет окружающие горные породы.
