Чтение онлайн

А поскольку вода — активнейший растворитель и удобнейший переносчик, то именно в земных условиях создалась благоприятная обстановка для образования самых различных веществ.

Хотя и любовное, но несколько фамильярное отношение к родной планете породили научный прогресс и познание космоса. Когда вы можете на реактивном лайнере за несколько часов перелететь океан, когда над вашей головой кружится несколько сот спутников, облетающих планету менее чем за два часа, когда, наконец, вам стали известны размеры Юпитера, Солнца и меж-звездные расстояния, то Земля невольно представляется маленькой. Люди, шедшие по планете пешком или тихо плетущиеся в верблюжьем караване, вряд ли надумали бы назвать Землю «шариком». Она колоссальна. Достаточно сказать, что ее вес равен 6 000 000 000 000 000 000 000 тонн.

Как известно, Земля не является правильным шаром. Она несколько приплюснута у полюсов, и поэтому центр планеты слегка ближе к полюсам, чем к поверхности на экваторе. Если взять среднее расстояние, то земной радиус будет равен 6367 километрам. Приличный «шарик»!

А все же эта цифра не впечатляет… Ну что там какие-то шесть с половиной тысяч километров при современном научно-техническом могуществе человечества? Что они значат, если один Советский Союз за одну только пятилетку строит в городах столько жилья, что, соединив все в один сплошной жилой пятиэтажный дом, мы получим гигант в два с лишним раза большей протяженности, чем расстояние, отделяющее нас от центра Земли.

Но все наше могущество не дает нам обоснованной надежды когда-либо проникнуть к центру Земли. Более того, возможно, именно такое путешествие навсегда окажется неосуществленным, независимо от масштабов научного и технического прогресса.

Тут нет никакой тайны. Просто давление под поверхностью Земли нарастает с глубиной в результате воздействия веса вышележащих слоев пород. В среднем плотность вещества, образующего планету, в 5,5 раза превышает плотность воды. В реальной действительности «средней» Плотности планеты не существует, ибо в разрезе она напоминает огромный слоеный пирог или, точнее, грандиозную луковицу. Самый верхний слой — это земная кора средней мощностью в 16 километров. Ее толщина в материках 30–40 километров, а под горами значительно больше, иногда до 70 километров. Зато под океанами толщина земной коры не превышает 5—10 километров. Под земной корой начинается очень толстый слой так называемой мантии, которая ближе к центру Земли переходит в чрезвычайно плотное, а значит, тяжелое планетарное ядро. Наличие этих трех основных зон ученые установили, как бы «просвечивая» толщи нашей планеты искусственными (взрывными) и естественными (землетрясения) сейсмическими волнами. Эти волны распространяются в недрах с разной скоростью. Так, скорость их прохождения на границе земной коры с мантией резко меняется с 7,5 до 8,1 километра в секунду.

Строение Земли мы показали несколько упрощенно, и при этом мы отвлеклись от проблемы давления вышележащих слоев. Давным-давно, в начале XVIII века, жил в Англии Джон Дей. Он был любознательным человеком и решил изучить дно залива у Плимут-Саунда. Смельчак опустился в море на глубину 10 метров в простом просмоленном деревянном ящике.

Все сошло благополучно. Тогда отважный Джон опустился второй раз, уже на глубину 44 метра. Друзья Джона, которые находились в лодках, долго ждали условных сигналов. Так и не дождавшись сигналов, они стали канатами вытаскивать крепкий дубовый ящик. Но вместо него на поверхность всплыли щепки и мелкие обломки, как будто дубовые брусья раздробили огромным молотом…

Приятели Джона не знали, отчего это произошло, и предположили, что на Дея напало морское чудовище. Однако о силах давления люди знают уже давно, и поэтому капитан обычной подводной лодки, которая в сотни раз крепче деревянного ящика, не рискует опуститься в воду глубже, чем на 200–300 метров, иначе его стальное судно будет раздавлено, как ореховая скорлупа.

Дело в том, что через каждые 10 метров погружения давление воды увеличивается на одну атмосферу. Другими словами, на каждый квадратный сантиметр любого тела, опускаемого в воду, через каждые 10 метров вода давит сильнее на 1 килограмм. Человек, погруженный на 100-метровую глубину, будет испытывать давление воды на свое тело в 200 тонн. Чисто условная средняя глубина океанов и морей — 4 тысячи метров, а встречаются глубины в 10 и даже 11 тысяч метров. Там давление воды на человека достигает 20 тысяч тонн! Вот почему специальный глубоководный аппарат «Триест», опущенный на дно впадины Челленджера на глубину 11 тысяч метров, имел толщину стальной стены у своей шарообразной наблюдательной камеры в 12 сантиметров.

Земля — «слоеный пирог», у которого «слои» уплотняются с глубиной. Уже поверхностные породы в 2,7–3.5 раза плотнее воды. Легко подсчитать, что у сухопутного варианта «Триеста» на глубине 6,5 тысячи километров нужно было бы довести толщину стенок до такой, что внутренность сферической камеры уменьшилась бы так, что в ней не осталось места для наблюдателя. В пределах земной коры толщина стенок наблюдательной камеры возросла бы до… 5 метров! В мантии утолщение пошло бы значительно быстрее, ибо ее средняя плотность равна примерно 4,5 плотности воды. А в ядре плотность в 3,3 раза превышает плотность поверхностных пород. Можно предполагать, что давление в центре Земли превышает три миллиона атмосфер.

Таким образом, к центру Земли могла бы опуститься камера, толщина стенок которой возросла бы до… 222 километров!

Но все эти расчеты не нужны. Какой бы толщины ни были стенки, но к центру Земли мы попасть не можем, ибо надо преодолеть не только огромные давления, но и значительные температуры. Они непрерывно возрастают по мере углубления в недра и достигают у центра Земли, вероятно, 3000° или даже 5000°.

Что находится у нас под ногами, пока мы толком не знаем. Анализ подземных путешествий сейсмических волн и другие косвенные методы исследования вызвали предположение, что огромное планетарное ядро представляет собой сплошной железный шар диаметром в 4–5 тысяч километров. Другие ученые склонны считать этот шар железно-никелевым или даже чисто никелевым. Впрочем, в последние годы утверждается предположение о силикатном, проще говоря, каменном ядре. В любом случае вещество в нем находится в чрезвычайно своеобразном состоянии. И скальные породы и металлы при сверхбольших давлениях становятся пластичными и текучими, как вар.

С одной стороны, огромные давления и высокие температуры, при которых все должно плавиться и даже вскипать, а с другой стороны, высокие давления вышележащих слоев и вызываемый этим постоянный процесс уплотнения кристаллов металлов и минералов приводят к сложным и непрерывным превращениям глубинного вещества, его непрерывной подвижности и перемещению. Регистрируемые на поверхности землетрясения, подъемы и медленные опускания различных участков земной коры и все остальные проявления так называемой тектонической деятельности планеты являются прямым отголоском сложных и пока плохо изученных нами процессов. Но уже стало ясным, что там, в недрах, заключена разгадка происхождения новых месторождений полезных ископаемых, а также неожиданных разовых перемещений и различных колебаний земной коры (обратите внимание, что биосфера вместе с литосферой образуют большинство полезных ископаемых).

И первая и вторая проблемы являются в наш век вопросами огромной практической важности. Стремительный прогресс требует все больше разнообразных металлов и минералов, а вместе с тем легко открываемые месторождения полезных ископаемых, выходящие на поверхность (или очень приближенные к ней), становятся все более редкими. Пополнения этих ресурсов следует ожидать за счет освоения глубинных месторождений и познания причин образования месторождения, что поможет их поиску, а в будущем и их искусственному созданию.

Понятна важность и второй проблемы. Ведь люди все больше и больше строят на земле. Конечно, их беспокоит судьба воздвигнутых сооружений. Даже от медленных перемещений земной коры оседают промышленные объекты, плотины и города, которые должны стоять века. Портятся дороги, рвутся газо- и нефтепроводы. Особенно заметны перемещения земной коры на изменениях профилей рек и искусственных каналов, берегов океанов и морей.

Мы живем, ходим, строим на земной поверхности, которая не только теснейшим образом связана с еще неизвестными нам тектоническими силами, придающими ей «кипящее» движение, но и с космическим пространством. В предыдущей главе говорилось о том, как Солнце, внешне спокойное и неизменное светило, ритмично повышает активность излучения, вызывая «раздражение» Земли. Для нашей планеты характерны сложные переплетения различных меняющихся вращений, пульсация земного радиуса, периодические и разовые движения земной коры. На земном шаре нет ни одного квадратного сантиметра, который был бы абсолютно неподвижным.

И все же наши знания о Земле очень ограничены. Напомним, что в нашем веке признание получила идея мобилизма — дрейфа материков, гипотеза расширяющейся Земли и пульсационная гипотеза. В последние годы все более широкое распространение получает концепция новой глобальной тектоники, или тектоники плит. В основе ее лежат представления об образовании океанических впадин вследствие перемещения крупных твердых литосферных плит (огромные куски земной коры) по размягченной астеносфере (верхней мантии). Этой концепции противостоят взгляды «фиксистов» о неизменном положении материков и образовании океанов за счет территории материков.