С одной стороны, хорошо известно, что вещество мантии Земли совершенно твёрдое – через него проходят поперечные сейсмические волны. А поперечные волны, как известно, не проходят через жидкости и газы (в которых модуль сдвига, характеризующий способность среды сопротивляться изменению формы, равен нулю).
Но, с другой стороны, геофизикам также хорошо известно, что Скандинавия после освобождения от тяжести ледников многокилометровой толщины по окончании очередного ледникового периода медленно всплывает (факт [1]) в полном соответствии с законом Архимеда (это — гипотеза). Это всплывание прослеживается по поднятию высоко над уровнем моря линий прибоя разного времени (сегодняшняя линия прибоя находится на уровне моря, тогда как линия прибоя тысячелетней давности находится на высоте порядка 10 метров над уровнем моря). Это всплывание Скандинавии однозначно свидетельствует о пластичности земной мантии (об изменении формы земной поверхности в данном месте).
Отметим, что и с одной, и с другой стороны, приведены не гипотезы, не выводы, которые могут быть ошибочными, а именно надёжно установленные, многократно проверенные факты.
Как могут совмещаться такие, казалось бы, взаимоисключающие факты твёрдости и пластичности одной и той же среды? На самом же деле эти факты не являются взаимоисключающими. Просто скорости протекания этих процессов отличаются на много порядков, поэтому и имеем такие трудно совмещаемые в нашем сознании факты. Они несколько непривычны для нас, поскольку мы почти всегда принимаем во внимание только явления, протекающие за сравнительно короткий промежуток времени (в рамках времени нашего восприятия). Поэтому и ускользают от нашего обыденного внимания медленно протекающие процессы. Хотя, присмотревшись, мы увидим достаточно много веществ, которые за большие промежутки времени проявляют себя как жидкие, тогда как за короткое время они не успевают проявить свои «жидкостные» свойства и представляются нам твёрдыми. К таким веществам относится битум. Кусок битума можно разбить молотком как твёрдый, хрупкий. Но, будучи предоставленным самому себе, кусок битума за длительное, но обозримое время под действием силы тяжести растекается по полу тонким слоем, совсем как жидкость.
Можно привести и другой наглядный пример: обычная вода воспринимается нами как совершенно жидкая. Но, если по поверхности воды на буксире за катером на большой скорости движется человек на водных лыжах или даже в кроссовках (на ещё большей скорости), то вода выглядит уже достаточно твёрдой. Точно так же человек, упавший с высокого моста в воду, разбивается об неё, как при падении на мостовую. То есть, жидкая вода при больших скоростях выглядит совершенно твёрдой!
В любом геологическом музее есть образцы твёрдых горных пород, «потёкших» под действием неодинаковых механических напряжений в различных направлениях, что свидетельствует об их пластичности.
Чем же обусловлены проявления таких различных жидких и твёрдых свойств одних и тех же веществ? Рассмотрим этот вопрос.
Пластичность мантии Земли