Борис Ляпунов - Неоткрытая планета
Советские ученые академик А. А. Полканов и профессор Э. К. Герлинг его нашли. Им оказался радиоактивный калий, половина атомов которого превращается в аргон за полтора миллиарда лет.
Показания новых часов сразу же потрясли историческую геологию.
Считали, что Земле пять миллиардов лет, а калий-аргоновый хронометр насчитал одной породе шесть с половиной миллиардов! Возраст метеоритов и Земли оказался одинаковым. Видимо, они не прилетели из других звездных миров, а принадлежат нашей Солнечной системе; видимо, они тоже родственники спутников Солнца и образовались из одного и того же протооблака.
Картина станет ясной вполне, когда мы, побывав на планетах, узнаем, ровесники ли они Земле или нет.
Я говорил тут довольно свободно — калий, аргон. И могло показаться, что все очень просто: выделить, разделить, взвесить, измерить… Но аргона ничтожно мало в минералах. За ним увязывается его близнец, такой же инертный газ — гелий. Мешает и воздух, от которого нелегко избавиться, а ведь в нем тоже есть аргон. Оставлять его нельзя — часы будут врать. К счастью, аргон атмосферный — другой изотоп, с другим атомным весом.
В минерале запрятаны — хотя и в микроскопических дозах — азот и водород, углекислый газ и водяные пары, гелий и аргон. До конца пути должен дойти только последний, остальные надо отсеять.
И минерал плавят в почти полной пустоте, при давлении всего в одну десятимиллионную долю атмосферы. Тогда из расплава выходят все газы.
Химические поглотители, вымораживание жидким воздухом, сушка постепенно забирают одну лишнюю примесь за другой.
Сложнее справиться с гелием, потому что его ничто не берет, он ни с чем не хочет соединяться. Тогда аргон загоняют в активированный уголь, охлажденный жидким воздухом, гелий же откачивают насосом.
Теперь надо освободить аргон и отделаться от последней — воздушной — примеси. Но это уже проще. Нагреть уголь — и аргон покинет его. А разделение изотопов не проблема для современной физики.
Вот каким извилистым путем приходится идти, чтобы узнать в конце концов, какое количество аргона прячет порода, чтобы подсчитать потом ее возраст.
Столько же лет, сколько Земле, и радиоктивным элементам. Ясно теперь, откуда они взялись. С самого начала протооблако, первичное планетное вещество, было радиоактивным. Как только оно раздробилось на сгустки, как только начали формироваться планеты, начала действовать и «ядерная печь».
Почему цифра шесть с половиной миллиардов так взволновала ученых?
Земля старше, чем думали раньше, и намного — на полтора миллиарда лет. Даже для геологии это срок солидный.
Итак, возраст Земли увеличился буквально на наших глазах. Точнее становится отсчет геологического времени, и это отодвигает в глубь времен дату рождения нашей планеты. Думают, что цифра скоро дойдет до семи миллиардов. А за тем, не исключено, будут сделаны новые открытия, и не в одной геологии, но и в других естественных науках. И, возможно, Земля окажется еще древнее… Путешествие в прошлое здесь далеко не закончено.
Сколько лет Земле? Все же на этот вопрос мы пока не можем дать окончательного ответа. Геологические часы еще не дают возможности сказать последнее слово. В коре вдруг обнаруживают более старые «кусочки». Почему, откуда они взялись? Определенного ничего утверждать нельзя. Допустим на минутку, что геологи насчитывают планете больше лет, чем астрономы — Солнцу. Тогда наши гипотезы о появлении и развитии Земли будут опрокинуты! Что придет им на смену? Впрочем, не будем здесь пытаться заглянуть в будущее.
* * *…А когда сгустившийся комок протооблака начал покрываться корой? Думают, что это случилось примерно три с половиной миллиарда лет назад, быть может и раньше. Есть же на Земле древние породы, которым три и даже шесть с лишним миллиардов лет!
Теперь допросим еще одного свидетеля, который находится вне Земли.
Но нам не придется совершать космических путешествий. Свидетель прибудет сам, не спрашивая нашего согласия.
В пришельцах из космоса — метеоритах — нет недостатка.
В музеях мира хранится множество небесных камней.
В них тоже есть следы когда-то существовавших радиоактивных элементов. Можно — мы видели — также по атомным часам отсчитать, когда же образовались странствующие вокруг Солнца осколки.
Воспользовавшись случаем, спросим — это ведь тоже интересно, откуда же взялись метеориты?
Остатки космического стройматериала или обломки распавшихся планет?
Скорее всего — результат катастрофы.
В планетном рое были и крупные, и мелкие тела. Выжили и сохранились лишь те, что покрупнее. Их десять сейчас известно астрономам.
Почему же так неопределенно — «сейчас»? Что-нибудь еще имеется в виду?
Потому что об одиннадцатой — Трансплутоне — спорят до сих пор.
Но что когда-то по крайней мере еще одна планета носилась между Марсом и Юпитером — несомненно. Там теперь множество маленьких планеток — вместо одной. Уцелели большие планеты, уцелели массивные спутники. Сравнительно маленькие, пройдя те же ступеньки, начали остывать — распад атомов и, значит, приток тепла прекратились.
А радиоактивные элементы в длинной цепи превращений образуют газы — гелий, аргон, ксенон. Начиненные газами планеты-крошки гибнут, пропутешествовав миллиарды лет.
Проходит еще какое-то время, и на пути им встречается Земля. Пробившись сквозь ее воздушную оболочку, оплавленный, искалеченный осколок попадает в конце концов на лабораторный стол, и в ход пускаются атомные часы.
Их показания совпали для самой Земли и ее космических родственников, потому что из одного и того же протооблака родились все спутники Солнца — гиганты и карлики, живущие теперь и исчезнувшие давным-давно.
— Само вещество метеоритов хранит признаки своего происхождения. В нем «записываются» космические события за огромный период времени — от допланетной стадии до наших дней, — говорит академик А. П. Виноградов.
* * *Теперь — об океане. Его дно, где спрессована толща осадков, — летопись Земли. Но это крылатое выражение потеряло бы всякий смысл, если бы летопись нельзя было прочесть. Какая же может быть история без хронологии, без точного обозначения времени?
Как узнать, сколько лет каждому из множества слоев осадков, устилающих дно океана? Можно и здесь обратиться к помощи радиоактивных элементов. Но есть и другой способ; зная темп накопления осадков в прошлом, измерив глубину залегания интересующих нас слоев и их толщину, мы тем самым могли бы определить, когда возник каждый листок нашей летописной книги.
Итак, прежде всего, чтобы прочесть летопись всего Мирового океана, нужны колонки, пробы грунта — много колонок, и как можно более длинных. Это тем более необходимо, что прощупывание ложа океана звуковыми волнами хотя и дает замечательные результаты, но нуждается в проверке.
Надо постараться проникнуть в самую толщу дна. Плотный грунт уступит только натиску силы. Воспользуемся тем, что дает сама природа. Возьмем металлическую трубку и дадим ей упасть на дно. Собственная тяжесть и большая скорость падения загонят ее в грунт.
Теперь нам поможет сама вода. Ведь она на трубку давит со всех сторон. И давление это немалое — в сотни атмосфер! Трубка составная: она соединена с пустым стальным цилиндром, в который вода попасть не может. Когда достигнуто дно, автоматически открывается кран, и разность давлений вталкивает трубку в грунт на несколько метров.
Остается поднять ее наверх. Лебедка выбирает трос, и проба — колонка грунта — попадает на палубу корабля. Она добыла записанные самой природой страницы истории Земли, страницы, которые накапливались тысячи лет.
Но местами грунт бывает столь плотным, что даже такой «водяной пушкой», как ударная трубка, его не прошибешь. Тогда можно прибегнуть к помощи вибротехники. Сваи забивают, заставляя их вибрировать. И трубка, если она будет колебаться с большой частотой, тоже свободно войдет в грунт.
В толщу донных осадков можно проникнуть и иным способом — при помощи сейсмоакустического метода. Сильный взрыв у поверхности воды посылает звуковую волну ко дну. Частично она отражается от поверхности грунта. Но звук проникает и глубже, доходит сквозь слой осадков до кристаллической породы и только тогда отражается. Время, прошедшее между двумя отраженными сигналами, двумя эхо, даст представление о толще донных отложений.
Подсчеты говорят, что слой осадков должен был бы протянуться ни много ни мало на километр. А оказалось, что в среднем донных отложений скопилось всего на сотни метров — от трехсот до шестисот. Как ни прикидывали, получается неувязка. Осадков явно недостает.
Не ошибаемся ли мы все же в своих измерениях? Не изменились ли самые нижние осадочные слои, не стали ли они столь плотными, что звуковые волны не могут отличить их от коренных пород?