Скульптуры земной поверхности

СИММЕТРИЯ В СКУЛЬПТУРАХ ЗЕМНОЙ ПОВЕРХНОСТИ

Зримая гармония… Так Гегель назвал симметрию. В то время симметрию замечали преимущественно в зрительных образах, еще не зная, что это некоторая, свойственная всему сущему всеобщность, с той или иной точностью отражаемая нашим сознанием. Гармоническое начало, заложенное в симметрию и тесно связанное с началом эстетическим и его нормами, усвоенными человеком еще в каменном веке, всегда было каноном пластических искусств. Нет сомнений, что оно было заимствовано из наблюдений за гармоническими соотношениями в окружающей природе. Школу понимания или, лучше сказать, разумно-эмоционального восприятия симметрии для первобытного человека составили, вероятно, цветы и листья, стебли трав и стволы деревьев, внешнее строение птиц, животных, кристаллов… Сознание (не понимание!) симметрии возникло, повторяем, на заре развития человечества, но и доныне явления симметрии не только восхищают, но и удивляют нас своей какой-то «таинственной» всеобщностью, своего рода властью как над живой, так и мертвой природой. И если так, то симметрия свойственна и формам земной поверхности и геоморфология не может пройти мимо нее. Тем более что здесь нас ждет много интересного и даже несколько неожиданного.

Симметрией, т. е. соразмерностью, в наше время называют, отвлекаясь от каких-либо эстетических художественных норм, особенность вещей и явлений как сколь угодно малого, так и сколь угодно большого масштаба, непосредственно связанную с их структурностью и выражающую эту структурность. Саму же структуру здесь можно обозначить, как в чем-то или как-то упорядоченное строение, хотя мы и впадаем тут некоторым образом в тавтологию. Различают симметрию в логике, математике, кристаллографии, физике (причем как в макро-, так и в микромире), биологии и т. д. И. И. Шафрановский, знаток учения о симметрии, показал, что явления симметрии широко распространены в геологии и геоморфологии, а что касается самих геоморфологов, то они нередко пользуются ее понятиями, даже не вдумываясь в теорию. Для всякого естествоиспытателя, склонного к обобщениям, существенны и логический и математический, прежде всего геометрический, углы зрения, поскольку, очевидно, формы рельефа, как и всякие другие относительно простые формы, допускают известную геометризацию.

Не следует упускать из вида и философскую сторону. Симметрия, как и асимметрия (несоразмерность), — это категории познания, логическая основа которых — диалектика тождества и различия. В. С. Готт предложил следующие их определения: симметрия и асимметрия суть категории, обозначающие соответственно процесс существования и становления в определенных условиях и отношениях тождественных моментов между различными и противоположными состояниями явлений или же, напротив, различий и противоположностей внутри единства, тождества, цельности явлений мира. Эти положения, в которых нетрудно видеть распространение на явления симметрии и асимметрии одного из самых общих законов диалектического материализма — закона единства противоположностей, должны быть полностью отнесены и к явлениям геоморфологическим.

Учение о симметрии возникло давно, хотя, как мы видели, гораздо позже «чувства симметрии», уходящего в тьму веков. С особым успехом оно было приложено к кристаллографии и стало ее основой. Классики этой науки, применяя понятие о симметрии, ее осях и плоскостях, довели кристаллографию, по существу, до математической точности. К разнообразным другим явлениям природы законы симметрии были приложены очень многими учеными и в нашей стране, и за границей. Наиболее крупный вклад в учение о симметрии из наших соотечественников внесли Е. С. Федоров, А. В. Шубников, Д. В. Наливкин, В. И. Вернадский, И. И. Шафрановский, а из зарубежных — А. Лаппаран и особенно П. Кюри. Здесь нет нужды излагать стройное учение о симметрии, в общедоступной увлекательной форме это сделано в книгах А. В. Шубникова, И. И. Шафрановского, А. С. Компанейца. Коснемся только некоторых общих положений.

Сущность симметрии, как пишет И. И. Шафрановский, — закономерная повторяемость фигур или частей еамосимметричных фигур, при которой в классической симметрии требуется равенство таких фигур или их частей. Законы симметрии выявлены в геометрической кристаллографии с помощью так называемых элементов симметрии — вспомогательных геометрических образов в виде особых точек, линий и плоскостей, по отношению к которым закономерно расположены равные части симметричных фигур. Для конечных фигур такими образами служат: центр инверсии (обозначается по интернациональной системе как |), плоскость симметрии (m), ось симметрии (n), сложная ось симметрии (ñ). Очень важными элементами служат также плоскость скользящего отражения и винтовая ось симметрии. Подробные разъяснения, а также конкретные примеры читатель найдет в учебниках кристаллографии и литературе, рекомендуемой в конце книги.

Краеугольным камнем современного учения о симметрии является универсальный принцип П. Кюри: если несколько явлений природы накладываются друг на друга, образуя одну систему, их диссимметрия складывается и в результате остаются лишь те элементы симметрии, которые являются общими для каждого явления, взятого в отдельности. При этом Кюри рассматривал симметрию, как состояние пространства, характерного для среды, где происходит данное явление. Что же такое диссимметрия? Достаточно ли определить ее как простую противоположность симметрии, т. е. как несоразмерность или недостаточную соразмерность? Кюри считал, что диссимметрия — это совокупность отсутствующих элементов симметрии. Он утверждал, что именно она, диссимметрия, творит явления. В нашей литературе подчеркивалось, что диссимметрию часто смешивают с асимметрией, т. е. полным отсутствием симметрии, тогда как вторая лишь частный случай первой. Указывалось также, что диссимметрия — это вовсе не какая-то зияющая черная пропасть, бесследно поглощающая элементы общей симметрии, что последние в ней не исчезают без остатка, а превращаются в криволинейные оси и плоскости (И. И. Шафрановский). Таким образом, диссимметрия не самостоятельное начало в природе, а некая ущербность, несовершенство симметрии. Почему же в таком случае именно какие-то элементы диссимметрии необходимы для «творения явлений»?

Чрезвычайно интересная и глубокая мысль П. Кюри заключает на первый взгляд много спорного, так как словно бы содержит в себе отрицание той, на каждом шагу встречающейся «власти» симметрии над всем зримым и незримым миром, соответственно передавая эту власть как бы противостоящей ей диссимметрии. Но в то же время мы чувствуем, что в конце концов Кюри прав. В его определении диссимметрия не что иное, как совокупность отсутствующих элементов симметрии, и, оглядываясь на окружающий нас мир, мы в самом деле видим во всех вещах и явлениях не симметрию, а сочетание симметричного и диссимметричного. Идеально симметричное существует только в абстракции, например в математике, особенно в геометрии, но попробуйте не представить себе, а создать своими руками (либо нейти в природе) такую фигуру, в которой две ее части идеально точно совмещались бы через плоскость симметрии. Как бы ни была точна работа, идеальная симметрия недостижима, возможны только более или менее точные приближения к ней. Так полная и абсолютная симметрия предстает перед нами как некий идеал. Если так, то во всей природе, как, кстати, и в мире не воображаемых, а реальных кристаллов, мы имеем дело лишь с приближениями к симметричным отношениям и именно эти степени приближения, прибавления или убавления (часто очень большие) элементов симметрии и дают нам подлинную картину явлений, их «творение». В самом деле, вы никогда и нигде не найдете совершенно одинаковых цветка, листа, кристалла одной «породы». Нет, конечно, совершенных, абсолютных физических или психических двойников и среди людей.

Заметим еще, что советские ученые в последние десятилетия существенно дополнили учение о симметрии введением в него понятий о симметрии подобия, криво линейной и динамической симметрии. Все они очень важны для понимания природных явлений. Их общий cmbicj улавливается в самих названиях.

Имеются свои преимущества в рассмотрении рельефа земной поверхности в разных проекциях. Они не заменяют объемного представления, но обладают своей долей наглядности и убедительности. Различные приемы и модификации плановой проекции употребляются при составлении топографических карт, в которых изогипсы (линии равных высот) дают возможность легкого «чтения» рельефа, что делает такие карты незаменимыми для ориентировки на местности или для составления с их помощью карт самого разнообразного содержания. Отсюда и идет широко распространенное название «топографическая основа». В плановой проекции дешифрируются (расшифровываются) аэро- и космофотоизображения земной поверхности. Вместе с тем постоянно обращаются и к проекции вертикальной, на которой лучше отображаются наши привычные представления о рельефе — его глубине или степени выпуклости. Формы рельефа — явления объемные и нуждаются в показе в трех измерениях, но очень многое о них говорит нам и их профиль, по-видимому, потому, что зрительное восприятие какой-либо неровности с(стороны, т. е. сбоку, а не сверху, в наибольшей степени соответствует нашему жизненному опыту. Во всяком случае составление профилей рельефа занимает в геоморфологии очень важное место и часто служит главным источником сведений при решении как теоретических, так и практических вопросов: при проведении каналов, трассировании дорог и трубопроводов, выборе линий электропередач и многом другом. Вместе с тем именно профили раньше всего обращают наше внимание на такие особенности рельефа и отдельных его форм, как симметрия и диссимметрия.

Нам Известно, что, кроме кристаллографии, учение о симметрии успешно применяется в биологии, особенно в морфологии животных и растений, причем биологам удалось открыть даже новые виды симметрии. Важным событием в науке явилось открытие функциональной асимметрии полушарий человеческого головного мозга. Было доказано, что если правое полушарие ответственно за усвоение чувственных сигналов из внешнего мира, то левое их синтезирует и обобщает.

О несовершенной симметрии, т. е. диссимметрии правой и левой стороны человеческого тела, в частности лица, знал и учитывал ее в своих бессмертных творениях Микеланджело, знали о ней, вероятно, и скульпторы античности, так как в противном случае в лицах их статуй отсутствовало бы выражение (вспомним лица кукол). Примеры в том же духе можно было бы приводить во множестве, причем из самых различных областей мертвой и живой природы. Но как использовать симметрию при изучении рельефа, столь сложного и даже кажущегося хаотичным, например, в горных странах? Оказывается, можно и должно с позиций собственно морфологического подхода, о котором шла речь в предыдущем разделе. Это возможно и в плане самого широкого понимания симметрии «как свойства неизменности некоторых сторон, процессов, явлений, отношений материальных объектов, в частности законов природы, относительно некоторых групп преобразований». Такое определение, заимствованное из «Философской энциклопедии», может быть проиллюстрировано следующим примером. При существующих различиях полей силы тяжести Земли, Луны, Венеры и Марса общие закономерности скопления, как и рассеивания, на их поверхности рыхлых масс остаются едиными. Они легко сравниваются и опознаются, как это явствует из снимков, сделанных с помощью космических аппаратов. Геометрическое, геоморфологическое и лежащее в их основе динамическое подобие мы видим в кратерах всех этих планет, а также и Меркурия. Известно, также, что Олимп — гигантский вулкан на Марсе — имеет форму, близкую к вулканическим конусам Земли.

В геоморфологии свойства симметрии и сопровождающей ее как тень диссимметрии оказываются полезными как в теории, так и в практике этой науки. На первый взгляд кажется, что земная поверхность — это царство диссимметрии. В самом деле, овраги, например, ветвятся в плане неравномерно, образуя ветви разной длины и рисунка; склоны речных долин имеют разную крутизну, скалы образуют обрывы обычно с одной стороны и т. д. Но достаточно изменить угол зрения, использовать другое направление мысленного сечения (вот здесь и выступает с особой наглядностью роль профилей), Как мы увидим, что, например, волновая рябь на мелководье, косы, пересыпи, прибойные (береговые) валы морей и озер, песчаные дюны, многие овраги и промоины, так называемые курчавые скалы (выступы коренных пород, обработанные ледником при его движении), карстовые воронки, просадки грунта и т. д. дают нам множество образцов отчетливой симметрии. И тогда в наших глазах при наблюдении того же рельефа, казавшегося нам как бы царством диссимметрии, проявит свою «власть» и симметрия. Для примера возьмем песчаные дюны, примерно асимметричные по направлению создавшего их ветра и асимметричные в поперечном направлении.

Легко заметить, далее, что, чем крупнее будут рассматриваемые нами формы рельефа, тем, как правило, симметрия в них хуже улавливается. Таковы речные и иные террасы, склоны как целое, долины как целое, подгорные равнины и т. д. Но крупные формы рельефа бывают обычно сложными, в их очертании важную роль играют составляющие их малые формы. Ведь элементы диссимметрии, как и симметрии, в них соответственно складываются, само же размещение малых форм на «теле» крупных, зависящее от многих причин, действующих в разном направлении, обычно неодинаково, т. е. диссимметрично.

Симметрия часто обнаруживается из сравнения частей чего-либо целого. В нашем случае — морфологического целого, какой-нибудь целой формы. Простейший случай — круг: каким бы диаметром из бесчисленного их множества мы не воспользовались, обе части разделенного этим диаметром круга будут зеркально совмещаться. Любой из диаметров круга выступает как ось симметрии. Если мы возьмем не круг, а шар, то столкнемся уже не с осью, а плоскостью симметрии. Подобные плоскости, попятно, особенно важны, когда мы имеем дело с объемными формами рельефа.

Даже не вдумываясь в смысл симметричных и диссимметричных отношений, господствующих в рельефе и как бы наполняющих его своим особым морфологическим содержанием, мы тем не менее всегда обращаем на них внимание и, отталкиваясь от первого впечатления, нередко тут же забываем о важности нашего наблюдения. Важности для понимания самого явления. Так как формы рельефа, как правило, далеки от геометрической простоты, лишь в довольно редких случаях удается представить себе поверхность, рассекающую холм, гриву, вершину горы или котловину на равные части, способные к зеркальному отражению одна от другой, т. е. обладающие очень хорошей зеркальной симметрией. Но такой точности при изучении рельефа и не требуется. Важно другое. Сознательное отношение к таким автоматически регистрируемым в нашем зрительном восприятии явлениям, как симметрия и диссимметрия, — одно из главных условий в успешной работе геоморфолога в полевых условиях. Это первый важнейший шаг морфологического анализа земной поверхности. А если мы вспомним о том, что в природе главное значение имеет динамическая симметрия (как и диссимметрия), т. е. симметрия процесса, создавшего то или иное явление или форму, то убедимся, что соответственные наблюдения в том или ином ракурсе дают нам первый «сигнал» о направлении сил, создавших такую форму, и таким образом ведут нас к пониманию ее происхождения. Простейший пример: только при господстве ветров одного направления при наличии развеваемого песка и твердого грунта образуются своеобразные «рогатые» холмы — барханы. Находя такой типичный бархан в совершенно безветренную погоду и видя ориентировку его «рогов», его симметричное в одном и диссимметричное в другом внешнее очертание, в данный момент неподвижное, мы вместе с тем сразу определим господствующее в данной местности направление ветров, как и само «ветровое», эоловое происхождение бархана. Глядя со стороны, издалека, с самолета, мы приходим к таким важным выводам на основании одной только формы бархана. Так динамическая симметрия — диссимметрия — неизбежно запечатлевается в статической.

Издавна человек сталкивался с асимметрией долинных склонов, так как сам он жил обычно близ рек, в долинах, а не на водоразделах. По началу различие склонов, скажем, в одном поперечнике речной долины воспринималось чисто практически: для строительства, водоснабжения и других удобств жизни и работы населения обычно, хотя и не всегда, использовались более пологие, длинные и террасированные склоны. Но первое впечатление от асимметрии долинных склонов, бросающееся в глаза даже очень поверхностному наблюдателю, есть также первый сигнал, намек, если не прямое указание, на различное происхождение того и другого склонов, причем разница эта может быть следствием очень многих причин. До них геоморфологу предстоит доискиваться, а толчок к такому поиску — сама наблюдаемая асимметрия. Геоморфологу приходится серьезно подумать, да и поискать прямо в натуре, чем объяснить случаи, когда, напротив, склоны одной и той же долины почти симметричны, имеют, следовательно, сходное — но в чем именно? — происхождение. Так за простым в рельефе скрывается порой очень сложное.

В русской и советской научной литературе всегда подчеркивалось, что асимметрия долинных склонов, как и ее следствие — асимметрия междолинных пространств — показатель условий образования долин, что ее объяснение — важная задача геоморфологии. О том же много писали и многие зарубежные ученые.

Еще раз подчеркнем, что наиболее совершенной симметрией в природе обладают самые малые формы: знаки водной и ветровой ряби, окатанные валуны и гальки, простейшие формы выдувания и навевания, а порой и более крупные формы — конусы выноса, карстовые воронки, а из эндогенных форм — свежие шлаковые вулканы. Сверх того, вспомним необыкновенную стройность, т. е. очень высокую симметрию, японского вулкана Фудзияма, да и нашу Ключевскую сопку на Камчатке. Здесь следует еще напомнить, что вообще симметрия вовсе не связана с простотой внешних очертаний. Симметрия единственно обязана равномерности в структуре и в направлении процесса, создавшего данную форму. Простейшие формы более симметричны потому, что созданы они одной и однообразно действующей силой.

Крайне интересно в этом плане оказывается поле силы тяжести, прежде всего потому, что в конечном счете именно оно управляет переносом на низкие уровни и накоплением рыхлого материала, образовавшегося при разрушении возвышенностей земной поверхности, и, следовательно, созданием из этого материала аккумулятивных форм рельефа. Можно представить себе множество изопотенциальных уровней поля силы тяжести, которые из-за приблизительно шарообразной формы Земли сами имеют шаровую симметрию. Перпендикулярное любому из этих уровней направление ускорения силы тяжести, следовательно, симметрично. Отсюда и следует та сферическая симметрия Земли, согласно которой геосферы, или шаровые пояса Земли, начиная с земного ядра, облекают друг друга, располагаясь сверху вниз в порядке возрастания плотности вещества. Спрашивается, где же и в чем же здесь диссимметрия, творящая, по Кюри, все явления природы? А в том, что изопотенциальные уровни поля ускорения силы тяжести концентричны, но из-за плотностных неоднородностей земных недр, как и поверх-постных масс, не строго параллельны, если их рассматривать на очень большом расстоянии. Для небольших участков и в условиях, например, близматериковых широких мелководий, пойменных равнин и больших дельт не-параллельность, или угол схождения, таких уровней пренебрежимо мала. Поэтому и осадок в виде водной или воздушной взвеси при отсутствии сильных гидро- и аэродинамических движений приобретает, в полном согласии с принципом Кюри, форму горизонтального наслоения. Элементы симметрии среды, в которой образуется слой осадка, входят в элементы симметрии самого слоя.

Вернемся к рельефу земной поверхности. В нем на каждом шагу переплетаются выпуклые и вогнутые формы, и мы встречаемся со все новыми сочетаниями симметричного и диссимметричного, причем как прежде приобретенного, так и вновь образуемого. Но подобная картина возникла еще на заре истории Земли и при всех непрерывно идущих изменениях, вносимых знакомыми нам разнообразными «скульпторами» земной поверхности, сохраняется в течение огромных промежутков времени. Сохраняется, несмотря на то что все выпуклые формы рельефа, находясь в поле силы тяжести, независимо от своих размеров стремятся расплыться, растечься, стать полулинзой, все более уплощающейся с тенденцией превратиться в конце концов в горизонтальную пластообразную форму. Такая постоянная тенденция реализуется через гравитационное сползание, ссыпание, скольжение, обрушение, смыв, сдувание (дефляцию), действующие на любых склонах, медленно, неравномерно, но практически постоянно «обдирая» и все глубже разрушая выходы коренных пород на поверхность. Конечно, все это происходит под влиянием постоянно действующего гравитационного поля, а «набор» работающих поверхностных сил зависит от климата. В холодных высоких широтах уплощение форм рельефа задерживается сезонным, а то и многолетним промерзанием, а в тропических — кое-где особым, так называемым латеритным, выветриванием, ведущим к образованию твердой железистой корки, своего рода панциря, предохраняющего нижележащие породи от дальнейшего разрушения.

Мы видим, таким образом, что оба — симметричное и диссимметричное — начала в формах денудационного и аккумулятивного рельефа связаны с соответствующими началами, заключенными в самом поле силы тяжести. Статически это поле в любой точке земного пространства соответствует второй группе предельных точечных групп симметрии, примером которой служит покоящийся конус. Но в явлениях природы господствуют не статические, а динамические и статистические элементы симметрии; свойственные и Земле как планете, и другим планетам, вообще всем небесным телам.

Если рельеф земной поверхности при любой степени своей сложности и расчлененности стремится к уплощению, то почему же мы не видим на Земле этой всеобщей уплощенности, хотя времени для этого, казалось, было более чем достаточно — десятки и сотни миллионов лет? Потому что Земля не мертвое, а активно живущее небесное тело, потому что существует постоянный обмет энергией — массой между поверхностью и недрами плане ты. Этот обмен, как мы видели, воплощается в разнообразных эндо- и экзогенных явлениях с их общими и частными противоречиями, с их подъемами и спадами, не затихавшими в течение всей геологической истории. А в то же время гравитационное поле Земли как постоянна действующий и крайне медленно меняющийся по скорости потенциалу физический фактор стремится к выравниванию любых (внутренних и внешних) геосферных границ, к разрушению всех частных элементов их симметрии и диссимметрии с тем, чтобы вывести эти границы на более высокий, глобальный уровень сферической симметрии. Если бы не названные выше помехи, все частные случаи симметрии и представляющие их формы рельефа давно бы слились в «панплен» — во всеобщую равнинную поверхность, совпадающую с поверхностью сфероида. Становится, таким образом, понятным, насколько сложный путь своего развития прошла современная земная поверхность, как сложна, но и увлекательна задача восстановления хотя бы главных его событий.

Не следует, однако, считать, что «школа скульптуры в природе» целиком программирована полем силы тяжести, хотя оно и осуществляет всеобщий контроль за самими «скульпторами» — геоморфологическими процессами. Эти последние подвластны ему не полностью и обладают известным запасом «индивидуальности». Ее источник лучистая энергия Солнца, многие, причем и самые основные жизненные процессы, протекающие нормально даже в условиях невесомости, что продемонстрировали космонавты на самих себе, на поведении животных и растений в космических кораблях. Важно также иметь в виду, что действие каждого геоморфологического процесса ограничено во времени и пространстве рядом условий. Некоторые из них заключены в свойствах самого гравитационного поля. Ведь не только деревья растут вверх, но и горы, и в физических процессах, лежащих в основе этих столь несходных явлений, нет ничего противоестественного. Напротив, формы гор и формы деревьев являются не чем иным, как разным воплощением одного из господствующих в природе типов симметрии, а именно симметрии «ромашки», или радиально-лучевой, которой свойственно бесконечное число плоскостей симметрии, пересекающихся вдоль оси бесконечного порядка, и которая совпадает, а точнее, с необходимостью следует из симметрии поля силы тяжести. Она наиболее ясно проявляется в конической форме вулканов. Над формами невулканических гор, помимо всеобщей симметрии конуса, тяготеют диссимметричные элементы, «творящие» эти горы с помощью разнообразных геоморфологических процессов.

Вне известных или предполагаемых нами ограничений стоят космические явления, в первую очередь падение на Землю гигантских метеоритов, в современную эпоху достоверно не отмеченное, а в геологическом прошлом, как показали новейшие исследования, в том числе — и даже в первую очередь — геоморфологические, происходившее в огромных масштабах. Создаваемые при падении метеоритов ударные кратеры сами по себе обладали высокой степенью симметрии, в чем легко убедиться на примере кратеров Луны и Меркурия.

Динамическая симметрия приливо-отливных явлений, обусловленных тяготением со стороны Луны и Солнца, вызывает соответствующие ей явления в морфологии берегов и прибрежных осадков.

Общепланетарные факторы симметрии создают особую группу явлений, в которых, как и во всех других, проявляют себя и элементы диссимметрии. Здесь на первый план должна быть поставлена сферическая симметрия Земли, о которой уже рассказывалось. Но это, что называется, симметрия недр. Она связана с плотностной дифференциацией вещества планеты и ее движением как целого. Вращение Земли вокруг своей оси имеет в геоморфологии особое значение. Этим вращением, т. е. ротационными силами, создана сплющенность планеты hi полюсах и вздутие по экватору. Сюда же относится весьма распространенное на Земле явление меньшего масштаба — преобладание крутых правых (по течению) бор тов речных долин в северном полушарии и крутых левых — в южном. Замеченное впервые в долинах сибирских рек, текущих в общем с юга на север, это явление рассматривается как следствие вращения Земли, при ко тором угловые скорости достигают максимальной величины на экваторе и затем убывают до нуля на полюсах Нетрудно сообразить, что любая материальная точка в данном случае частица воды, двигаясь по общему уклону долины в меридиональном и близком к нему направлении, перемещается в сторону возрастания либо уменьшения угловых скоростей вращающейся Земли, но в обо их случаях отклоняется в северном полушарии всегда вправо, а в южном — всегда влево. Соответственно рею в северном полушарии наступают на правые склоны своих долин, а в южном полушарии — на левые[3]. В геологии и географии это явление давно известно как закон Бэра-Бабинэ. Он действует постоянно, но к асимметрии долинных склонов приводит тогда, когда какие-нибудь другие силы (например, разное геологическое строение разных склонов) не действуют более эффективно в противоположном направлении. Так как реки и вмещающие их долины, как правило, меняют на отдельных отрезках свое направление, то влияние закона Бэра — Бабинэ в принципе можно видеть во всех крупных долинах мира А из-за того, что направление равнодействующей скоростей в северном полушарии правое, а в южном — левое то соответственно эти динамические асимметрии (точнее, стремление к ним) создают явление зеркальной симметрии, если их сопоставить через плоскость экватор.

Не углубляясь далее в этот вопрос, следует сказать, что понятия правого и левого, или «правизны» и «левизны», казалось бы связанные только с человеком и его жизненным опытом, на самом деле играют огромную роль в учении о симметрии.

С какими-то еще слабо изученными силами планетарного масштаба связана и Мировая рифтовая система, т. е. система срединно-океанических хребтов, имеющихся во всех океанах и несущих на своих гребнях глубокие продольные впадины. С ними связано излияние огромных масс базальтов — лав основного типа — и формирование аналогичного состава океанической коры. Существует мнение, поддерживаемое очень многими учеными, что процесс образования срединно-океанических хребтов ведет, как уже отмечалось выше, к двустороннему расталкиванию старой океанической коры в направлении континентов и расширению таким образом дна океанов — спредингу. Как ясно из сказанного, этот процесс симметричен.

Вместе с тем в глобальном рельефе Земли мы находим определенно диссимметричные соотношения. Доказано, например, что форма нашей планеты не двухосный, а трехосный эллипсоид вращения. Преобладающая часть суши сосредоточена в северном, а океанических вод — в южном полушарии. С другой стороны, территория, прилегающая к Северному полюсу, покрыта глубоким океаном, а область Южного полюса представляет собой довольно высокий материк — Антарктиду. Мысленно уменьшая размеры форм рельефа Земли, мы столкнемся с диссимметричным расположением островных дуг, глубоководных впадин и т. д. В какой-нибудь отдельной горной цепи или хребте всегда найдем сочетания симметричных и диссимметричных элементов. Так, противоположные склоны всякой горной цепи расположены грубо зеркально-симметрично. Это так называемая билатеральная, т. е. двухсторонняя, симметрия. Также нередко соотносятся через гребень хребта речные долины, прорезающие противоположные склоны, и т. д. И. И. Шафрановский в своей книге «Симметрия в геологии» приводит массу и других примеров из интересующей нас области. Вплоть до симметрии гальки, форма которой, как известно, возникает в движущейся водной среде и в столкновении с другими гальками.

В разделе «Скульпторы земной поверхности» говорилось о двух противоборствующих группах рельефообразующих сил — экзогенных и эндогенных, и мы могли заметить, что в каждом из них заложено начало симметрии, реализуемой, однако, не полностью из-за сложного и непостоянного взаимодействия этих сил, порой действующих в разном направлении. В каждом из них «виновником» как довольно правильной, так и несовершенной в этом смысле диссимметричной формы оказывается создавший ее процесс, несущий в себе и динамически «тративший» бывший в нем запас симметричного и диссимметричного.

Что же мы хотим иметь от всех подобных наблюдений над формами земной поверхности? Не формально ли значение этих свойств какой-либо формы? Оказывается, нет. Ведь, обращая внимание на эту сторону дела, мы имеем в виду не только описать, констатировать, но и, самое главное, использовать ее в научном изучении рельефа. Уже в полевой работе внимание к симметрии земных неровностей есть как бы самое начало их изучения, первый его шаг.

Да и что значит «формальное» описание или определение в морфологических науках? Если в разговорном языке под формализмом понимается поверхностность, внешность без сути дела, нечто вроде казенщины, то совсем иное наложение мы видим в геоморфологии, где сами формы как таковые могут многое рассказать о себе, и в первую очередь о своей родословной. Что касается «поверхностности» формализма, то и здесь она имеет специфическое и вполне серьезное значение. Ведь в геоморфологии речь идет о земной поверхности, о замечательной границе между внутренними и наружной, водно-воздушной геосферами, в прямом смысле о главной опоре нашей жизни, как и об опоре всего живого на Земле. Да, здесь далеко не простая игра слов. Формальное, или, как принято говорить о науке со времен Гёте, морфологическое, изучение разъясняет нам природу земной поверхности, а часто и природу того, что под ней находится. Ибо мы знаем, что эта самая поверхность не мертва, не неподвижна, она почти непрерывно трепещет, дышит, порой ненадолго и только кое-где почти успокаивается, порой — в сейсмических зонах — переживает сильнейшие судороги. Вот почему наблюдение симметричных и всегда в какой-то степени их искажающих диссимметричных соотношений так важно в морфологическом анализе земной поверхности. За ними всегда стоит тот или иной динамический процесс, часто не единственный.

В одном из предыдущих разделов мы встречались с понятием «морфологический возраст рельефа», или просто «возраст рельефа». Оказывается, что одним из важных показателей в определении возраста рельефа служит слабая или, напротив, значительная «встречаемость» симметричных и диссимметричных элементов. Первые, как правило, характеризуют «зрелость», а вторые — «незрелость» рельефа. Обращаясь к примерам природы, мы не только убеждаемся в этом, но не можем не заметить и того, что симметрия подобна некоему стимулу в развитии форм земной поверхности, что все диссимметричное или асимметричное в них стремится стать симметричным.

И вот опять перед нами Байкал. Его впадина в целом резко асимметрична, на что ученые обращают внимание уже около двухсот лет. Северный борт впадины почти на всем более чем 60-километровом протяжении великого озера короткий, очень крутой, часто с вертикальными обрывами, причем не только в надводной части, но и подводной. Юго-восточный берег более сложен по конфигурации, в целом много длиннее и значительно менее крут. Эти данные, давно известные геологам, недавно подтверждены прямыми подводными наблюдениями. Известны и процессы, создавшие асимметрию Байкала. Северо-западный борт его впадины развивается по мощному, древнему, но время от времени «оживающему» почти вертикальному разлому земной коры, пронизывающему ее на всю мощность (здесь порядка 45 км). Можно поэтому не сомневаться, что асимметрия Байкала возникла одновременно с его образованием и, следовательно, существует по крайней мере многие сотни тысяч и даже миллионы лет. С короткого крутого борта впадины Байкала стекают, естественно, короткие бурные речки, а на противоположный, более пологий, выходят крупные реки, такие, как Баргузин, Селенга, бассейн которой простирается в пределы Северной Монголии. Впадая в Байкал, Селенга и Баргузин образуют своими наносами отмелые берега и широкие прибрежные низменности, что в большой степени и на значительном протяжении уплощает юго-восточный борт впадины и усиливает его контраст с обрывистым противоположным бортом.

Схематический профиль местности между Байкалом и долиной р. Иркут

Пунктиром показаны продольные профили рек короткого, байкальского, и длинного, иркутского, склонов Приморского плато. Из-за большого наклона первые размывают свои русла и углубляют долины сильнее, стремясь сгладить существующую асимметрию склонов

Огромной важности фактором, создающим и поддерживающим диссимметрию берегов Байкала через воздействие внешних географических линий, является перпендикулярное длинной оси Байкала направление ветров, дующих в Прибайкалье преимущественно с северо-запада.

Другой пример. Недалеко от Иркутска местность на юг и юго-восток начинает медленно, потом более круто повышаться и заканчивается почти вертикальным обрывом к Байкалу. Высота уступа здесь до 350 м и более. Сохраняя Ту же крутизну, он уходит на сотни метров в глубь Байкала. Как раз здесь и проходит знаменитая, пробитая почти в сплошной и к тому же твердейшей скале, ныне почти законсервированная Кругобайкальская железная дорога. Обратим внимание на профиль: приморское плато (оно же — часть западного плеча Байкальской го рифта), будучи резко асимметричным, разрушается неодинаково: очень интенсивно с байкальской стороны и гораздо слабее с иркутской. И в этом явлении нельзя не видеть наглядного примера общей тенденции в природе — стремления асимметричного стать симметричным, стремления к недостижимому морфологическому совершенству — дисгармонии к гармонии.