Насколько нам известно, в недрах Земли горячо; тепло — это уж точно. А, собственно, почему? Ведь Солнце в лучшем случае нагревает поверхность планеты. Земля давно уже должна была бы остыть в холодном окружении космического пространства. Предполагается, что вначале она была горячей, возникнув из раскаленного добела газового шара. А так ли это было на самом деле? Возможность такого происхождения Земли не исключена, поэтому она и упоминается в школьных учебниках, но надежных научных подтверждений у нас нет. Мы опираемся на собственный опыт: вулканы, гейзеры, глубокие впадины в океанах свидетельствуют о невероятных и неисчерпаемых количествах тепла, таящегося в недрах. Может быть, его дают химические процессы окисления, подобные тем реакциям, которые мы наблюдаем при сгорании угля в воздухе? Химики могут назвать сотни подобных реакций.
Когда на рубеже нашего века открыли радий, один из современников немедленно откликнулся на это стишком:
Немедленно возникли соображения, не является ли радий или какой-нибудь другой радиоактивный материал тем элементом, который топит Землю изнутри. Говоря более современным языком: может быть, тепло внутри Земли есть энергия распада радиоактивных изотопов, таких элементов, как уран, торий, радий и калий? К сожалению, эта идея встречает много возражений. Вот одно из них: предполагают, что ядро Земли состоит из железа и никеля, а ни тот, ни другой элемент не имеют изотопов, которые давали бы радиоактивный распад. Да и вулканы не выбрасывают таких материалов, которые могли бы подтвердить верность теории. Немногочисленные известные радиоактивные термальные источники не подтверждают достаточным образом этой теории: они должны бы иметь гораздо большую радиоактивность.
Не исключено, что проблема найдет самое неожиданное решение.
Но вернемся к 1939 году. 10 марта химики Отто Ган и Фриц Штрасман, работавшие в институте имени кайзера Вильгельма в Далеме (Берлин), опубликовали статью в журнале «Натурвиссеншафтен», где были приведены окончательные доказательства возможности ядерного расщепления урана. Тем самым, вовсе об этом не догадываясь, они положили начало новой эре — эре сбалансированного атомного вооружения.
Тремя месяцами спустя физик С. Флюгге из того же института в том же журнале напечатал длинную статью о возможности получения энергии за счет расщепления ядра.
Если О. Ган и Ф. Штрасман всколыхнули ученый мир, то идеи С. Флюгге заставили подскочить в своих креслах промышленников и военных. Но нас интересуют его мысли о выходах на поверхность Земли расщепляемых минералов.
«Обобщая, можно сказать, что ядерные взрывы в природе вряд ли возможны: нигде не обнаружены вещества с достаточно активным ядерным распадом. Требуется также, чтобы отсутствовали вещества, способные поглощать нейтроны… Но в принципе не исключена возможность, что подобные процессы могут иметь место, они будут представлять известный интерес для геологов в связи с вулканическими явлениями».
Вот какие границы обрисовал в 1939 году опытный и не лишенный фантазии ученый. Он не только наметил перспективы расщепления ядра и тем самым невольно заглянул в близкое будущее (война началась через несколько месяцев после публикации статьи), но и некоторым образом посеял семена тревоги, поскольку человечество боялось, что Германия создаст «сверхоружие» — атомную бомбу.
Война началась и кончилась, человечество привыкло жить, имея запасы атомного оружия на Востоке и на Западе, были открыты большие месторождения урана, начали давать ток мирные атомные электростанции. Статья С. Флюгге стала историей науки, и ее вряд ли кто помнил.
И вдруг в 1972 году становится известным одно невероятное наблюдение. Высказанная С. Флюгге возможность оказалась реализованной в природе; в Габоне (Западная Африка) был обнаружен созданный самой природой атомный реактор!
Это доказали французские ученые, работавшие в центре атомных исследований в Пьерлатте. Уран, встречающийся в природе, содержит только 0,72 процента того урана, который нужен для реакции, — изотопа урана-235.
Сначала с большим трудом отыскивают месторождение урана, затем его вскрывают, отделяют ураносодержащие породы от камня, очищают их, обрабатывают и получают современным, весьма дорогим технологическим способом металлический уран. После этого обогащают уран-235, потому что атомные электростанции работают рентабельно лишь на материалах, значительно более богатых, чем те, которые встречаются в природе.
Таким образом, эти 0,72 процента урана-235 подсчитаны и подтверждены во всех месторождениях многократно. И вдруг, это случилось 15 июня 1972 года, в Пьерлатте в двух пробах нашли только 0,44 и 0,59 процента урана-235! Ошибка? Недоразумение? Может быть, взяли уже «сгоревшие» в реакторе пробы?
Да нет же, это свежий уран из ценной руды, привезенной из Габона. Но такое количество изотопа встречается только в палочках, уже сгоревших в ядерном реакторе! Если минерал содержит «сгоревший» уран, значит, имела место ядерная реакция, а это предполагает, в свою очередь, что вначале в руде было значительно больше урана, чем 0,72 процента, иначе не получится «критическая масса». Мало того, нужно иметь замедлитель расщепляющих нейтронов, в наших реакторах для этой цели, как правило, используются графит или тяжелая вода, нужно иметь средство охлаждения, в противном случае «критический барьер» будет перейден и раздастся взрыв атомной бомбы. Наконец, должно быть выполнено еще одно условие, кажущееся уж вовсе невыполнимым: не должно быть рядом, как указывал С. Флюгге, посторонних веществ, которые поглощали бы нейтроны. Тот, кто знает, насколько сложно удовлетворить это требование при эксплуатации реакторов, несомненно, посчитает фантазией существование «окаменевшего ядерного реактора природы».
С другой стороны, если в этом урановом месторождении имели место процессы расщепления атома, то должны были бы возникнуть продукты распада и образоваться плутоний; тогда нептуний и плутоний не являются «искусственно созданными» химическими элементами и, стало быть, их следует считать природными элементами.
Не станем перечислять здесь все эти «если бы да кабы». Все, что было обнаружено, подтверждает: в Габоне природа создала свой атомный реактор, и он действовал. По продуктам радиоактивного распада можно даже точно сказать, что реактор «работал» 1700 миллионов лет назад, а уран тогда содержал 3 процента изотопа урана-235.
Этот уран находился в массе залегавшего под углом песчаника, который хорошо пропускает воду, а над песчаником был слой очень чистой глины, благодаря чему материал оставался почти незагрязненным веществами, способными поглощать нейтроны. Когда вода в песчанике стекала вниз, нейтроны, полученные в результате распада урана-235, тормозились и становились способными вызвать цепную реакцию. Возникали высокие температуры, проникшая вода испарялась, реакция останавливалась. При следующем ливне вода вновь начинала просачиваться в песчаник, и реакция расщепления ядра вновь достигала критического значения.
Никто не рискнет ответить на вопрос: не было ли в прошлом большого числа таких реакторов на Земле или в ее недрах, не могли ли они разогреть планету?
Нам остается только удивляться тому, что самые изощренные изобретения человека, самая безудержная техническая фантазия направлены на то, чтобы создать уже давно известное природе. Может быть, суть дела в том, что мы, люди, — сами часть природы и наша эволюция, втиснутая в рамки окружающей нас природы, имеет естественные границы?
Не будем задаваться философскими вопросами, отметим только, что природа смогла создать породы с очень большим содержанием урана-235. Может быть, здесь имели место какие-то неизвестные нам, технически недостижимые методы, которых мы пока не можем обнаружить? А возможно, содержание изотопа урана-235 в три и более процента и есть «нормальное» содержание, а те 0,72 процента, которые мы находим, — жалкие остатки? Пока мы способны только задавать вопросы.
Замечательно то, что и сейчас, стало быть, за счет радиоактивных процессов на Земле возникают новые элементы и новые минералы, что Земля еще не пришла к своему космическому концу и не «вызрела» окончательно за свои 4,7 миллиарда лет. В общем, теория, согласно которой она согрета теплом радиоактивного распада, также не может быть сброшена со счетов.
Теперь, когда мы поговорили о происхождении земного тепла, уместно задать давно напрашивающийся вопрос: почему мы считаем, что Солнце — без всякого сомнения, важнейший для нас источник тепла — всегда давало равномерное освещение? Мы делаем вид, что солнечное излучение представляет собой самоочевидную постоянную величину, хотя и знаем, что оно когда-нибудь остынет. Не будем входить в детали процесса сплавления ядер, который, как считают, дает солнечную энергию. Идея переплавки атомов водорода в атомы гелия представляет собой гениальный всплеск астрофизической фантазии. Но в ходе этого процесса должны бы возникать нейтрино (самые маленькие элементарные частицы), которые мы не можем найти на Земле. Вот тут и возникают сомнения, «горит» ли сейчас Солнце, а может быть, оно просто выделяет тепло? А возможно, процесс переплавки водорода на Солнце происходит в пульсирующем режиме и производство солнечной энергии подвержено периодическим колебаниям? Может быть, именно так следует понимать изменения климата на Земле? А не следует ли нам объяснить появление пустынь и наступление ледникового периода меняющимся количеством солнечного излучения?
Во всяком случае, остережемся полагать, что те процессы, которые мы наблюдаем на Земле, происходили так испокон веку. Пульсация событий, взлеты и падения (подобно приливам и отливам или смене времен года) могли иметь место там, где мы вовсе и не ждем.
Отсутствие необходимых данных, наша стойкая вера в равномерное течение событий объясняются слишком малым промежутком времени, которым располагало человечество для наблюдений. Не забудем, что с момента, когда были произведены первые астрономические наблюдения с помощью подзорной трубы, прошло всего каких-нибудь 350 лет, а о мире космоса, о далеких Млечных Путях мы знаем всего полвека. Мы практически только начинаем вести точные научные исследования, нечего и удивляться, что все новые и новые положения, которые считались незыблемыми, нуждаются в пересмотре.
Когда огромные материковые глыбы, гигантские блоки континентов перемещаются по Земле, раскалываясь на куски, в местах разломов из недр вытекает горячий материал, неважно, где находится место разрыва: на суше или на дне океана. Вдоль таких линий следует ожидать активизации вулканической деятельности.
На торцевой стороне плавучего континента имеется зона высокого давления, края его, как на льдинах, могут приподниматься и скользить по поверхности находящегося под ним вещества или же они, наоборот, могут подсовываться под сушу, с которой они сталкиваются. Теоретики утверждают, что процесс первого рода происходит в наши дни на западном берегу Южной Америки в Чили: материковая глыба, плывшая на запад, придавила дно Тихого океана. Можно предположить, что там породы текут, как текучим и огненным был некогда земной шар. Каждый год в глубине теряется около 10 сантиметров дна Тихого океана. Но это не проходит бесследно и для чилийского побережья. Оно изгибается, пронизывается трещинами, «поглощает» сжатую породами воду. В результате чилийские Анды изобилуют дымящимися и курящимися вулканами, землетрясения там случаются чуть ли не каждый день.
Науке давно известны эти вулканы, и вот уже много десятилетий регистрируются разрушительные землетрясения, хотя теоретические положения об изгибающейся вовнутрь и плавящейся материковой массе были еще неизвестны. В таких случаях всегда необходимо помнить, что не теория порождает вулканы и землетрясения.
В то же время науке известен и в некотором роде обратный феномен, о котором, честно говоря, мы знаем до обидного мало, но и это позволяет предположить, что мы действительно имеем дело с процессами, отражающими горячее текучее содержимое земных недр. По-английски они называются «хот спотс», то есть горячие точки, и это удачный термин: под путешествующими континентами явно имеются места, в которых горячие массы проникают через твердые скальные породы, расплавляя их будто газовой горелкой, пробиваются через верхние осадочные породы и достигают поверхности Земли.
Одна из таких горячих точек находится там, где никому бы не пришло в голову ее искать — в центре Европы! Когда континент Европа проплывал над ней, горячая точка прорезала на нем след, как огнемет на танковой броне, от Карпат до Эйфеля, и если к западу от Эйфеля поднимется вулкан, то никакого чуда в этом не будет.
Сейчас даже можно довольно точно предсказать, что произойдет: в Арденнах в качестве первого предупреждения начнется землетрясение, затем поднимутся небольшие, высотой метров двести, холмики, некоторые из них станут выбрасывать вулканический пепел. Потом вырвемся лава. Сменяющие друг друга облака пепла и выбросы лавы будут наблюдаться в течение нескольких десятков лет. Перед нами воочию предстают и разрез, сделанный этой горячей точкой, и ее история: линия вулканических следов проходит от северо-западной оконечности Карпат, через Ризегебирге, Рудные горы, Фихтельгебирге, Рён, Фогельсберг, Вестерваль и Зибенгебирге до Эйфеля. След длиной 800 километров! По всей этой линии прошло пламя горячей точки, прорезая через земную твердь вулканические трубки.
Самым древним вулканам 30 тысяч лет. Эйфель — один из самых молодых. Они действовали еще 12 тысяч лет назад, выбрасывая облака пыли, пепел и пемзу, а иногда и воду или горячие водяные пары. Движение Европы относительно этой горячей точки составляет 2,3 сантиметра в год, но эта цифра ничего не говорит о месте следующего возможного вулканического извержения. Под угрозой вся область на 600 километров к западу от Эйфеля! Конечно, можно утешать себя, что это пока только теории, но геологическая судьба неумолима, и энергию горячей точки мы обуздать не можем.
Известны следы, оставленные в земной коре и другими горячими точками. Мы уже упоминали о движении Британских островов, вращающихся относительно континента. При этом острова проплыли над еще одной горячей точкой, которая породила выстроенные в линию вулканы, начиная к югу от Белфаста (Ирландия), через Северную Ирландию, остров Аран, большой остров Мулль и остров Рум по меньшей мере до северной оконечности острова Скайе, всего это 350 километров. Самые древние следы этого ожога насчитывают около 75 миллионов лет.
Если принять, а исследователи считают это вполне возможным, что след проходит и дальше на северо-запад через Фарерские острова до Исландии, то теперь эта горячая точка находится как раз под Исландией. Может быть, именно она породила 14 ноября 1963 года остров Сертсей, а весной 1973 года вначале забросала пеплом, а потом залила лавой целые районы портового города Хеймейе. Это предположение выглядит вполне вероятным, более того, следы горячих точек вполне укладываются в рамки вегенеровской теории о перемещении континентов.
А Гавайские острова? Если взглянуть на карту Тихого океана, то мы видим на ней Гавайи в виде цепочки островов, протянувшейся на северо-запад и заканчивающейся островами Мидуэй. Отсюда подземная горная цепь сворачивает на север, это Эмперор Симаунтс — горный хребет высотой в несколько тысяч метров. Такой высоты, однако, недостаточно, чтобы подняться над уровнем моря в виде островов. Что же здесь произошло?
Морское дно Тихого океана скользило над горячей точкой Гавайев, некогда именно над ней лежал северный отрог хребта Эмперор Симаунтс, затем дно Тихого океана сместилось на север, и горячая точка прожгла свою линию в морском дне. Поднялись вулканы. Когда над горячей точкой оказались острова Мидуэй, направление смещения морского дна изменилось теперь не столько к северу, сколько к западу. Поднялись новые острова и стали перемещаться к западу, пока не образовался позвоночный хребет Гавайских островов, который мы видим теперь на карте.
Процесс еще не закончился. Нет никаких сомнений, что в том же темпе, в каком Гавайи путешествуют на северо-запад, будут возникать новые вулканические горы и новые «волдыри» от подземных ожогов вспучат земную кору.
Может быть, в этих горячих точках еще и сейчас работают «атомные реакторы»? Может быть, там и теперь происходит распад радиоактивных элементов? Откуда иначе взяться невероятной энергии, которая расплавляет континенты и пробивает вулканические трубки через толщу океана? Можно ли извлечь ответ из этой коллекции загадок? Нам верится в это, мы должны верить в это, иначе к чему тогда вся наша наука?