Борис Ляпунов - Неоткрытая планета
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?
Так думали сначала. Но недавно удалось обнаружить еще один, лежащий глубже осадочный слой, похожий на сланцы. Он тянется на два километра. Не в этом ли была причина неувязки?
Прочтя летопись Земли, мы получим ответ и на другие вопросы.
Мы сможем, вероятно, судить о том, не перемещались ли когда-нибудь материки.
Химический анализ осадков покажет, много ли в них углекислоты, и даст возможность сказать, каким был климат в далеком прошлом. Помогут здесь и находки остатков животных и растений в донных осадках.
Как образовались материки и как развивалась земная кора? Почему тонкое ложе океана базальтовое, а у материков, кроме того, толстая гранитная подошва? Как растет температура, если спускаться в глубь планеты под водой?
Почему в любом месте Мирового океана сохраняется примерно постоянным состав солей? Да и почему, собственно, она соленая, морская вода?
Ответ надо искать в далеком прошлом, в происхождении океанов и материков.
Нас, конечно, интересует и вопрос о том, как же произошел Мировой океан. Мы стремимся проникнуть в тайны отдаленнейшего прошлого, и ученые разрабатывают теории о происхождении Земли и других планет Солнечной системы. Так совершенно естественно попытаться разгадать и загадку возникновения океанов.
Может быть, вода образовалась, когда Земля остывала и пары, сгущаясь, заполняли влагой впадины, ставшие дном океана? Так думали раньше, считая Землю родной дочерью Солнца, отделившимся от него сгустком раскаленной материи, затем постепенно остывавшим.
Другое предположение. Внутри возникла горячая магма, и при извержениях вулканов вместе с лавой выходила вода с растворенными в ней солями. Тысячи, миллионы лет длился такой ад на Земле. Когда кора остыла, вода осталась.
Она выходила из недр, а обратно вернуться не смогла — помешало большое давление. Выброс воды продолжается и сейчас. Каждый год вулканы извергают огромные массы водяного пара. Вода отвоевала у суши немалую часть всей планеты, образовав Мировой океан. Если это так, то океанские воды с самого начала были солеными. Раньше же думали, что соль принесли в океан реки.
Воду подарили Земле ее собственные недра. А есть любопытное предположение. Не космос ли повинен тоже в образовании океанов? Космические лучи вторгались в атмосферу. В самых верхних ее слоях им встречался азот. Частицы высоких энергий превращали азотные ядра в кислородные. Атомам кислорода оставалось только соединиться с водородом, который тоже там был, и получались пары воды. Когда воздух пресытился влагой, она начала падать на Землю, заполняя океанские впадины.
Когда появились океаны, вмешались приливы. Они тормозили движение Земли. Подтверждение принесли древние кораллы. Как и на деревьях, на их срезах можно различить кольца, притом не только годовые, но даже месячные и суточные. Вот ведь какие открываются удивительные возможности — узнать, сколько длился год миллионы и миллионы лет назад. В эпоху рождения Мирового океана в году было четыреста дней.
Так сказали историко-геологические расчеты, и, соответственно, четыреста отметок насчитали в коралловом срезе!
Пусть нас не смущает обилие загадок, которые задал океан, как и вся остальная Земля. Астрономия насчитывает многие тысячи лет, океанография гораздо моложе. Но у нее уже есть столь же могущественное оружие, как мощные телескопы, спутники и космические ракеты у астрономов, раскрывающих тайны Вселенной. Это приборы для изучения океанских глубин, это аппараты для спусков под воду. И потому все меньше и меньше будет оставаться пробелов в наших знаниях о планете Океан и о планете, скажем, Земля — ее таинственных недрах.
* * *Внутренность Земли тоже заслуживает того, чтобы продолжить о ней разговор. Вопрос, который нас ожидает:
как появились руды и нефть — вопрос важный и для науки, и для повседневной практики.
А потому прежде всего маленькая справка о том, что нам встречалось уже не раз, — о слове «магма». Вот так бы и хотелось коротко сказать: магма — это… Но ничего не получится. Слово небольшое, содержание сложное.
Известные, широко распространенные и редкие элементы. Металлы и их соединения. Расплав, но не просто горячая жидкость, а нагазированная и сжатая давлением в толще пород.
Вот что такое, по-видимому, магма. О ней приходится говорить потому, что она является родоначальником руд. Есть множество месторождений, которые так и называют магматогенными, буквально — рожденные магмой. Именно этот раскаленный подземный расплав и поставляет, в конце концов, нам железные, титановые, хромистые, платиновые, золотые, серебряные и многие-многие другие руды.
Надо сказать, кстати, что вообще-то рудные скопления — исключение, а не правило для Земли. Элементы, металлы рассеяны в коре всюду. Но лишь местами они собираются. И вот тогда имеет смысл их добывать, лишь тогда создается возможность разрабатывать месторождение.
Уран — это элемент, ставший одним из важнейших в наш атомный век. В породах его лишь четыре десятитысячных процента. Однако земной шар велик. И из этих ничтожных долей процента складываются такие огромные запасы, которые во много миллионов раз больше, чем в разведанных залежах урана.
Быть может, со временем мы научимся добывать рассеянные элементы коры. Об этом поговорим после. Пока же нас интересуют месторождения, и, поскольку речь идет о глубинах, то прежде всего рожденные магмой.
Итак, начнем «танцевать от печки», то бишь от магмы.
Нагазированная с примесью металлов, она находится под большим давлением лежащих над ней пород. Давление заставляет ее искать выход, по трещинам пробираться сквозь толщу пород, заполнять все ходы и трещины и застывать по дороге. Однако магма — смесь, и то, что ее составляет, при остывании по-разному выпадает из раствора.
Может случиться так, что наверх поднимутся, как бы всплывут, легкие породы. Внизу же останутся тяжелые. Иначе говоря, возникнут месторождения металлических руд.
А может произойти и иное — если в магме много газов и водяных паров. Тогда они мешают выпадать осадкам, растворяют металлы, и давление проталкивает не успевший затвердеть раствор по трещинам вверх. Все это происходит на глубине в несколько километров.
Бывает и так, что газам удается просочиться в боковые породы. Если там находится известняк, то появятся в результате минералы, содержащие кальций и, конечно, другие металлы.
Впрочем, так происходит далеко не со всеми магматическими газами. В основном они находят все же выход к поверхности через трещины и поры. Охлаждаясь по пути, пары становятся минеральными водами, а потом из них в осадок выпадают металлические руды.
Не раз и не два внедрялась магма в земную кору. Не всегда происходило это равномерно: бывали в истории Земли такие времена, когда особенно много рождалось минералов, а бывало, что наступало затишье. Да и магма не всюду одинакова. У нее разный состав.
Но, несмотря на разнообразие, все-таки существовал какой-то порядок. Руды рождались там, где наиболее активна и подвижна кора, где появлялись трещины, разрывы пластов, складки. Понятно, почему крупные рудные пояса мы находим везде на земном шаре в горах. Но ведь находят руды и на равнинах. Откуда взялись они?
Тут дело происходило по-другому. Кора медленно колебалась, поднималась, опускалась, снова поднималась. Море сменяло сушу, суша — море. Недаром же находят остатки рыб и морских животных там, где море сейчас за тридевять земель. Глубинные породы иногда оказывались на поверхности, там разрушались, разлагались — словом, менялись. А реки уносили обломки с собой. И в устьях рек накапливались минеральные россыпи, в океанах и морях — толщи осадков.
Итак, и на поверхности, и в глубине возникали различными и сложными путями залежи того, что теперь называют полезными ископаемыми. Пути эти не всегда заканчивались после того, как застывала магма или выпадал из раствора осадок, либо складывались россыпи и осадочные породы.
Со временем менялись и сами новорожденные металлы. Опускалась кора, и они снова попадали на глубину, где давление и температура переделывают их. Известняк становился мрамором, глины — сланцами, граниты — гнейсами.
Откуда берется первоисточник — расплавленная магма?
Высказывалось мнение, что местами — там, где в коре есть гнезда радиоактивных элементов, — все поблизости плавилось. Из образовавшихся очагов расплав по трещинам и порам устремлялся вверх, где дальше с ним происходили различные превращения. В конце концов и рождались горные породы, в которых запасены ценные руды.
Можно спросить: а почему гнезда, а почему очаги?