Покончив с прошлым и будущим, пора уже в конце концов перейти к настоящему и обсудить:
Материки — дрейфуют ли они?
Планета — расширяется ли она?
Мантия — из чего она состоит?
Атлантида — существовала ли она?
Пожалуй, хватит, есть над чем подумать.
Ход рассуждений самый простой. Земля менялась раньше. Земля будет меняться потом, и просто невероятно предположить, что она не меняется сейчас!
Только сперва надо условиться о двух очень важных вещах.
«Меняться»! Конечно, она меняется, это ведь не застывшая Луна, на которой и то нет-нет да появляется кое-что новое: то кратер возник было и исчез, то еще пятна замечены, да дымка показалась…
А на Земле дня не проходит без того, чтобы какое-нибудь событие не произошло. Рождаются и гибнут острова, извергаются вулканы, трескается местами кора…
Но не о таких всем знакомых переменах пойдет речь. Раздвинем рамки, увеличим масштабы, оглядим всю Землю целиком еще раз «планетарным» взглядом.
Заметим ли мы на ней крупные перемены, передвижения, затрагивающие такие махины, как материки, такие огромные бассейны, как океаны? Да!
Ведь не остается в покое океанское дно, перемещается местами и суша. Кое-где она опускается, и тогда, как в Голландии, нужно отвоевывать ее снова у моря, Кое-где она поднимается, и у континентов появляются новые квадратные километры. Земля меняется и сейчас!
Оговорка вторая и последняя. «Сейчас» не значит вчера, сегодня, завтра или послезавтра. И даже прошлый год и прошлый век. Время отмерять мы будем по геологическим часам. «Секунда» там — века, «минута» — тысячелетия, а «сегодня» — немалый отрезок времени, который начался, когда и человека-то еще не было.
Так что хотим мы того или не хотим, но опять придется прогуляться в прошлое.
Откуда-то должны же были взяться и огромный бассейн, который вмещает почти полтора миллиарда кубических километров воды, и разделенные этой водой континенты.
Вот здесь и начнется самый жестокий спор.
Может быть, по-разному развивались разные участки коры? Одни, где было больше радиоактивных гнезд, быстрее разогревались, перестраивались и выделялись из общей массы.
Может быть, сначала кора везде была одинаковой? Лишь потом какие-то неизвестные причины уничтожили гранитный покров на тех местах, где теперь океаны?
А может быть, расширяясь или сжимаясь, земной шар потрескался и разрывы впадины заполнились водой?
Каждый спорщик начинает со слов «может быть», потому что никто из них не знает: так было или не так. Он идет лишь чисто умозрительным путем и говорит лишь о том, что кажется ему наиболее вероятным.
Спору суждено решиться позднее, когда бур доберется до самых глубинных, самых древних этажей Земли. Тогда-то и станет бесспорным и ясным, как образовалась и развивалась земная кора, как произошли материки и океаны.
Спор коснется и другой стороны, еще более близкой к теме нашего разговора о сегодняшней Земле.
Перестройка земной коры идет — и притом очень активно — на границах океана и суши. Кто же берет верх?
Пока еще судить об исходе споров нельзя. И сама жизнь наталкивает на мысль простую и единственную.
Спор идет потому, что все-таки не хватает фактов, решающих и кладущих дискуссиям конец. Добыть же их можно, только отправившись на место былых происшествий. Косвенными методами тут не обойдешься.
Так ведь было и в делах космических. Пока не запускали спутники и ракеты, пока «потолок» приборов оставался ничтожным, пока факты добывались окольным путем с помощью всяческих ухищрений, космос — даже самый ближайший — оставался во многом загадкой. А когда факты посыпались как из рога изобилия, — вот тогда и выяснилось, насколько скудны и приблизительны были наши знания.
И не случайно о подземоходе — автоматическом или с людьми — говорят как о геологическом «спутнике». Не случайно столь большие надежды возлагают на буры, уходящие все глубже и глубже в недра планеты.
* * *
Полвека назад немецкий ученый А. Вегенер выдвинул смелую и оригинальную мысль.
Если бы Вегенер мог встретиться с нами, он принес бы с собой карту земных полушарий. Современную, знакомую нам всем карту. Мы бы попросили его не вдаваться в довольно сложные географические и геологические подробности. Ведь у него был крайне наглядный и убедительный аргумент.
— Вглядитесь повнимательнее, — говорил он, — в очертания материков. Сравните хотя бы восточное и западное побережья Атлантики. Придвиньте их мысленно друг к другу или вырежьте и соедините контуры Южной Америки и Африки, например. Там, где на Африканском побережье залив, на Американском — выступ, и один вкладывается в другой точь-в-точь по размеру. Похожими оказались и породы, и древняя растительность, остатки которой находили на так далеко отстоящих теперь друг от друга континентах.
Вывод напрашивается сам собой. Когда-то не было ни Америки, ни Африки, ни Австралии, ни Антарктиды. Была Гондвана — один гигантский материк, который потом распался.
Гондвану признают теперь все геологи, но о причинах ее гибели единого мнения нет. Часть материка опустилась, возник океан, разделивший материк на острова, говорили предшественники Вегенера.
Вегенер придвигал материки друг к другу и удивлялся сходству берегов Атлантики. Он делал это на плоской карте и считал, что Тихий океан был на Земле с самого начала.
— Не провалы, а трещина разрезала Гондвану, — утверждал Вегенер. — Возникнув, она расширялась, и материки до сих пор продолжают дрейфовать.
Современные ученые и, в частности, советский ученый И. В. Кириллов пошли дальше Вегенера. В числе защитников «расширяющейся» Земли оказался и крупнейший современный английский, физик Поль Дирак и много других известных ученых — у нас и за рубежом.
Оказалось, что сходство идет куда дальше. Сблизив — уже на глобусе — вплотную все континенты, мы получим Землю, уменьшенную вдвое, части сойдутся достаточно плотно. Один и тот же рельеф был когда-то на стоявших рядом Аляске и Антарктиде. Следы былого единства видны и сейчас, хотя материки и оказались у разных полюсов.
Расширяясь, кора растрескалась. Провалы заполнились водой и стали океанами. Может быть, потому океаны так молоды? Ведь им всего полтораста миллионов лет, материкам же — миллиарды.
Планета расширялась и трескалась раньше, она расширяется и трескается теперь. Потому и появились уже позднее трещины и в самом океаническом дне. Потому и появилось Красное море — огромный континентальный разлом.
Земля не развивалась плавно и спокойно. До какой-то поры растяжение ее не вызывало крупных катастроф. Но, когда напряжения становились чрезмерными, кора не выдерживала, сжималась и лопалась — начинали появляться горы, трещины, складки.
Потом наступал период затишья. Венгерский профессор Л. Эдьед считает, что покой этот продолжался примерно пятьдесят миллионов лет. Земля расширяется. Эдьед вычислил: земной радиус увеличивается в год на полмиллиметра. За полсотни миллионов лет — на пятьдесят километров.
Конечно, никогда не прекращаются землетрясения, исправно действуют вулканы, трескается кора, но то — происшествия местные. Земля лишь накапливает энергию.
Последний раз всепланетный бунт земных недр случился тридцать миллионов лет назад. До нового остается еще двадцать, так что мы не увидим, как произойдет переделка планеты, как будут перекроены нынешние материки и океаны.
Как ни убедительно выглядит все это на первый взгляд, расширяющаяся Земля, по Кириллову, вызывает возражения и астрономов, и физиков, и геологов. Однако Кириллов не одинок, у него есть и сторонники. Вот почему его предположение вызывает оживленные дискуссии и споры.
* * *
Если бы правы были те, кто защищает расширяющуюся Землю, то нашелся бы ключ к разгадке еще одной тайны.
Атлантида! Судьба легендарной Атлантиды занимает умы людей уже многие сотни лет. Мимо нее просто нельзя пройти, от нее нельзя просто отмахнуться. И на следующую нашу встречу пригласим как сторонников, так и противников острова-легенды.
Вряд ли в истории человечества можно найти столь широко известную, столь интересную и волнующую загадку, как загадка Атлантиды.
Впервые о ней поведал миру древнегреческий философ Платон, живший в IV–III веках до нашей эры. Но истоки тайны уходят еще дальше в глубь времен, в Египет. Египетские жрецы, по свидетельству Платона, передавали из поколения в поколение рассказы о загадочной, затонувшей некогда стране атлантов с богатой и высокой культурой…
Что же думают ученые теперь? Единого мнения нет.
Платон выдумывает. Никакого загадочного материка никогда и не было в природе. Атлантида Платона — ловкая мистификация с целью показать какое-то идеальное государство, утверждают одни.
Это дошедшие до европейских берегов слухи о еще не открытом Американском континенте, считают другие.
Однако время голословных дискуссий прошло. Наука шагнула далеко вперед. Мы узнали много нового и об истории нашей Земли и об истории человечества. Мы упорно идем по следам исчезнувших цивилизаций. И все же Атлантида остается пока загадкой, последнее слово еще не сказано.
«Быть может, изучение дна северной части Атлантического океана позволит обнаружить под водой развалины зданий и другие остатки древней культуры, которые осветят очень интересный период жизни человечества», — писал академик В. А. Обручев об Атлантиде.
Итак, Атлантида погрузилась на дно океана. Насколько вероятен рассказ египетских жрецов? По их словам, гибель материка произошла примерно десять — двенадцать тысяч лет назад. Причина гибели, по-видимому, внезапное опускание суши, вызванное грандиозным землетрясением.
Есть еще «космический» вариант гибели Атлантиды. Не столкнулась ли Земля в те времена с каким-то небесным телом? Из-за этой катастрофы возникло наводнение, затопившее материк атлантов, и вообще многое изменилось на нашей планете — даже сдвинулись материки, прокатилась волна извержений и землетрясений, наступило похолодание. Оно, быть может, и вызвало массовую гибель мамонтов — загадка, которую тоже не могут объяснить. А мамонты исчезли именно тогда, когда катастрофа, вероятно, произошла и с Атлантидой. Так считает польский профессор Л. Зайдлер.
Наиболее горячие сторонники Атлантиды иной раз заходили слишком далеко. Один из них еще в прошлом веке предпринял обширную геолого-географическую экскурсию, перешарив все упоминания о гигантских катастрофах. Список получился солидный. И почему бы Атлантиде не быть жертвой одной из них?
Появилась книга о мире, «существовавшем до потопа». Автор стремился доказать, что затонувший материк не выдумка, не миф. Но он еще говорил: это может повториться! Однако «в обратную сторону» — легендарная земля еще всплывет из океанской пучины…
Жюльверновский капитан Немо любовался Атлантидой, ее башнями и храмами, освещенными огнем подводных вулканов. А быть может, и в самом деле столь необузданная фантазия не лишена основания.
«Может быть, — писал этот атлантолог, — не пройдет и столетия, как драгоценности, статуи, оружие и утварь из Атлантиды украсят лучшие музеи мира? Может быть, в библиотеках появятся переводы атлантских надписей?..» И он добавлял: одна-единственная табличка с письменами, найденная на дне, «больше потрясет человечество и будет ценнее для науки, нежели все золото Перу, все памятники Египта, и все глиняные таблички великих библиотек Халдеи».
Потому все страны должны искать остатки культуры «погребенного в море народа». «Должны!» — требовал автор этой нашумевшей в свое время книги.
Противники его, разумеется, соглашались с оценкой «поднятой таблички»: да, она была бы дороже многих сокровищ. Но если бы она была. Тут расхождения не возникали. Что же касается самого острова, то, увы, список катастроф и ссылка на Жюля Верна еще не доказательство.
Век, который отвел автор для всплытия Атлантиды, истек. И прав все же «необузданный фантаст», отправивший свой «Наутилус», чтобы увидеть развалины атлантских городов. Наутилусы наших дней сделают это. И — кто знает? — возможно, скоро исполнится мечта убежденных атлантологов: будет найден затопленный некогда материк.
Как бы то ни было, Атлантиду надо искать под водой. Где же именно? Уже само название «Атлантида», естественно, наводит на мысль об Атлантическом океане. Океан велик; И только исследования рельефа дна Атлантики позволят говорить более или менее уверенно о возможных местах катастрофы.
Их два — у Азорских и у Канарских островов. Там даже в наши дни не прекращают бушевать грозные вулканы, разрушая и создавая сушу. С точки зрения геолога десять — двенадцать тысяч лет совсем немного. А то, что дно океана в районе Азорского плато и Северо-Атлантического хребта неспокойно, говорит в пользу «азорского» варианта Атлантиды.
Возможно, Атлантида покоится не только в районе Азорских островов, но и восточнее, там, где теперь область больших глубин.
На такую мысль наводит очень большая толщина осадочного слоя в этой части океана. Столько осадков могло накопиться лишь в том случае, если теперешнее дно некогда было сушей. Иначе миллиарды лет понадобились бы, чтобы из воды выпало три километра отложений — цифра, которая противоречит данным науки.
И, заключая эти свои выводы, Н. Жиров, советский атлантолог, приводит мнение ряда геологов, как советских, так и иностранных, которые высказываются в пользу Атлантиды — Атлантиды в Атлантике.
Советский геолог Е. Хагеймейстер обратилась к известным из истории Земли данным об эпохе великого оледенения. Не странно ли, что конец ледниковой эпохи совпадает со временем гибели Атлантиды, указанным Платоном? И то и другое произошло почти одновременно. Случайность? Быть может, нет.
Взглянем на карту. В окружении трех материков — Америки, Европы и Африки — в Атлантическом океане находится большой остров. Он преграждает теплым водам Атлантики путь на север. Поэтому и Северная Америка и Европа покрыты льдами. Теплые течения заперты этим островом или, может быть, даже небольшим материком — Атлантидой.
Но вот произошла катастрофа. Гибель Атлантиды открыла Гольфстриму дорогу в Северный Ледовитый океан. Остров-преграда исчез. Теплые воды устремились к северу. Смягчился климат, растаяли льды. Наверное, оледенение не прошло бы сразу, потому что рельеф дна тоже не сразу стал таким, как сейчас. Дно еще долго не могло успокоиться. Остались острова, возвышенности, и поэтому Гольфстрим только постепенно заработал на полную мощность. Да и на то, чтобы растаяли льды, понадобилось немалое время.
Помимо гипотезы об атлантической Атлантиде, есть и другая — об Атлантиде средиземноморской. Не преувеличивают ли, следуя за Платоном, сторонники атлантической Атлантиды ее размеры? Если же она была небольшой, то Эгейское море как раз подходящее место для гипотетического материка! Там, а не в открытом океане, не в Атлантике, и искать! Кстати, подводный Срединно-Атлантический хребет не имеет никаких следов материковой коры. Атлантидой здесь и «не пахнет»! Возможно, атланты жили где-то в районе острова Крит, в Эгейском море. Ее сторонники находят подтверждение своих взглядов в археологических данных. То, что там было найдено, во многом подходит к описаниям Платона.
Дворцы, храмы и флот этой богатой страны погибли в одну ночь. И тут приходит на помощь историческая геология. Недавно греческий ученый А. Галанопулос доказал, что как раз в указанное Платоном время было сильнейшее извержение подводного вулкана по соседству с островом Крит и грандиозное землетрясение. Оно вполне могло смести с лица земли столицу атлантов, и та оказалась погребенной на дне неподалеку от острова Санторин.
Крит — лишь остаток царства атлантов. Вблизи него, всего лишь в нескольких сотнях метров под водой, предлагает искать Атлантиду Галанопулос.
Еще одно предположение. Виновница гибели Атлантиды — Луна, заявил австрийский ученый Г. Гербигер. Он думает, что наш спутник был когда-то самостоятельной планетой, носившейся в космосе по соседству с Землей. Под влиянием притяжения Солнца их орбиты сблизились. Под влиянием земного притяжения маленькая планета начала приближаться к более массивной соседке, менять свой путь, пока в конце концов не была пленена ею. Земля обзавелась собственным спутником.
Ну и что же? Какое отношение вся эта история имеет к трагедии атлантов?
— Самое непосредственное, — продолжает Гербигер. — Приближение Луны должно было вызвать всяческие пертурбации на земном шаре. Космическое тело, которое очутилось по соседству, своим притяжением поначалу наделало множество бед.
Стали чаще и сильнее действовать вулканы, чаще растрескиваться кора. По всей Земле проносились ураганы и бури. Может быть, даже и часть атмосферы вырвалась и унеслась в пространство. Мощные приливы появлялись в океанах. И не исключено, что Луна вызвала гигантские, несравнимые с современными волны, затопившие в Атлантике Атлантиду.
Еще долго не успокаивалась взбудораженная планета. Много произошло на ней всяческих перемен, пока стала она похожей на современную. А материк, о судьбе которого так много спорят, оказался погребенным на дне океана.
И где бы ни находилась Атлантида, если она, конечно, была на самом деле, мы ее найдем.
Поиски будут нелегкими. Не были ли разрушения столь сильными, что ничего не осталось от острова атлантов, погребенного к тому же под толщей осадков за много тысяч лет?
События разыгрались слишком давно. Следы их различить глубоко под водой, под слоем лавы, пепла и всевозможных наносов очень трудно. Но нам помогает все более совершенная техника. И уже не только фотоаппарат и телекамера, но и сам человек становится разведчиком глубин.
Заметим, что если Атлантида погрузилась в океан, то ее может обнаружить искусственный спутник. Ведь она будет выделяться на сложенной из иных пород и более тонкой океанской коре. Вот еще способ проверить, правду ли рассказал Платон.
Когда будет составлена детальная карта дна, появятся и новые данные для решения тысячелетней загадки. Круг поисков станет постепенно сужаться, и, если чаша весов склонится в пользу сторонников Атлантиды, подводные корабли начнут систематически обшаривать дно.
Как опытный глаз археолога сумел с самолета отличить в бескрайней пустыне следы занесенных песком старинных построек, так, быть может, и мимо иллюминаторов подводной лодки проплывут руины переставшего быть легендой материка.
* * *
Но вернемся к Гондване.
Предположение Вегенера вызвало целую бурю в ученом мире. Его засыпали вопросами, на которые ответить не удавалось.
Под дном океана твердый базальт. Так как же твердое поплывет по твердому же?
Материк раскололся, как орех, так почему же на океанском дне не замечено следов столь грандиозной катастрофы?
Судя по всему, такой казус с Гондваной мог произойти что-нибудь миллионов двести лет назад. Почему не раньше?
И, наконец, едва ли не самое главное — кто же виновен в этом? Какие силы сдвинули и перекроили материковую глыбу, занимавшую изрядную часть Земли?
Противники Вегенера задавали и еще один ехидный вопрос. Внезапно разъехалась Гондвана, материки отправились в плавание, и что же — остановились они или нет? Ведь никаких признаков расползания сейчас вроде бы нет.
Ответить было нельзя, и на долгие годы гипотеза так и оставалась гипотезой, пока новые события не подлили масла в огонь, казалось бы, затихшего спора.
Факты подбросили со стороны: ботаники — раз, астрономы — два, магнитологи — три. Снова появились сомнения: а может быть, материки все-таки движутся?
Только тогда становится понятным, почему именно так, а не иначе развивалась растительность на Земле. Доказательства дали находки одной и той же древнейшей фауны в разных частях света.
Только тогда можно истолковать открытие, сделанное при наблюдениях за древним магнитным полем Земли.
«За древним» — не оговорка. Фантастическая задача реконструкции прошлого была решена.
Земные породы, осадочные и изверженные из недр, намагничивались. Охлаждаясь или осаждаясь, они как бы навечно запечатлевали магнетизм своей эпохи. Иными словами, в них Земля-магнит сохранила рисунок силовых линий, указав, где был тогда магнитный полюс.
Надо заметить, впрочем, что блуждание полюсов — а они за множество веков успели совершить очень длинные путешествия — вызывалось не только дрейфом материков. Северный полюс, например, был некогда там, где сейчас экватор. А Южный — уже не за огромное геологическое время, за последние полвека — переместился больше чем на пятьсот километров, переехав к побережью Антарктиды, обращенному к Австралии.
К тому же временами магнитное поле меняло знак: север становился югом. Если Земля стала магнитом благодаря течениям в ядре, то поле могло смещаться, потому что смещались сами течения — эти реки в чреве нашей планеты. Но как бы то ни было, и движение материков сыграло, по-видимому, свою роль.
Европейские, американские, африканские, индийские, австралийские породы-ровесники давали разное положение полюсов. А полюс-то один. И расхождение совершенно необъяснимо, если признать, что материки неподвижны. Расхождение вполне понятно, если признать, что они передвинулись.
Вновь пришлось заговорить о дрейфе материков.
Хорошо, допустим, что они все-таки двигаются. Но многочисленные «почему» по-прежнему остаются. Не снимет ли их новая гипотеза — гипотеза о расширяющейся Земле?
Глубинные течения в недрах — вот что разбило сплошную кору Земли на отдельные куски-материки. Они выталкивали через трещины подземные массы и заставляли дрейфовать континенты.
Остывавший земной шар как бы лопнул снаружи. Но так как он и до сих пор не остыл, то течения продолжают свою работу и сейчас.
Это они создали Срединно-Атлантический хребет. Трещина, протянувшаяся по дну океана, — тоже свидетель расширения планеты.
Сходятся концы с концами. И все же противники расширяющейся Земли не сдаются. У них есть достаточно веские аргументы.
Они сомневаются в точности магнитных измерений. Они не находят вероятным столь чудовищный переворот, ибо для него, говорят они, не было в природе достаточных сил.
А современные сторонники дрейфа приводят и другие доводы.
Обратите внимание, говорят они, на хребты, идущие посередине океанов. Это ведь следы былого разрыва когда-то единого континента. Там растягивается кора, там и сейчас неспокойно, в рифтовых долинах встречаются участки выползшей из глубин мантии. В Тихоокеанском же огненном поясе, наоборот, кора сжимается, сминается складками, и в нем тоже неспокойно. Теперь представьте себе, что нет ни того, ни другого, выровняйте кору. Как раз и хватит материала: сколько появилось нового в океане, на месте, где разорвался протоматерик, столько и ушло на получившиеся складки.
Ну, а причина, почему ползут осколки, теперешние континенты, — это течения в мантии, «твердой жидкости». Они происходят то ли из-за притока тепла, то ли из-за неясно пока каких химических реакций, меняющих глубинное вещество, то ли… В общем, здесь лучше пока ограничиться многоточием, сказав лишь вслед за членом-корреспондентом Академии наук СССР геологом П. Н. Кропоткиным:
«Так или иначе, мы живем на медленно, но неуклонно меняющейся планете. Продолжается разбегание берегов Индийского, Северного Ледовитого и Атлантического океанов, начавшееся сто пятьдесят миллионов лет назад. Неумолимо наступают раздвигаемые континенты на самый древний из существующих — Тихий океан. И не столкнутся ли через десятки миллионов лет его берега, нагромождая до небес могучие горные цепи, по сравнению с которыми Гималаи покажутся мелкими сопками?»
Весь земной шар облегает гасящий волны землетрясений слой, слой пониженной прочности, повышенной вязкости, слой полужидкий, текучий, который то уходит вглубь, то поднимается выше. Как ни растет неуклонно температура, породы еще не могут расплавиться. Мешает растущее также и давление. Сильно сжатое вещество не плавится, хотя ему давно следовало это сделать. Лед отказывался таять в лаборатории сверхвысоких давлений при десятках градусов тепла — не то, что при ноле…
И в недрах противоборствуют друг другу сжатие и нагрев. Только на довольно больших глубинах температура берет верх, мантия размягчается, она становится отчасти твердой, отчасти жидкой — нечто вроде нагретого стекла, которое тоже делается мягким.
Потом побеждает давление, глубинное вещество упрочняется снова, несмотря на продолжающийся нагрев. Особый слой кончается, мантия опять однородна. А вот эта неоднородная оболочка, видимо, связана с вулканами — не оттуда ли поднимается по разломам лава?
То, что в мантии обнаружен размягченный, пластичный слой, не говорит ли в пользу возможности дрейфа материков? Как и современные перемещения коры, скажем, Срединно-Атлантического хребта?
Расширяющаяся Земля? Совсем наоборот, утверждают сторонники сжатия нашей планеты. Откуда взялась бы необходимая для этого и совершенно фантастическая энергия? Американские ученые подсчитали, что даже если бы весь земной шар состоял из взрывчатки, то, взорвавшись, он не увеличился бы настолько, чтобы на нем смогли разместиться океаны. Профессор Л. Эдьед добавляет: океанические впадины и материковые платформы как раз и возникали при сжатии, причем вода выделялась из магмы, а бассейны углублялись.
Мантию нельзя растянуть, делают многие геологи вывод. Откуда же взяться тогда расширяющейся Земле?
Итак, идут оживленные дискуссии и споры.
Спор о том, путешествуют ли материки или нет, может решить опять-таки спутник. Надо наблюдать, как движется он вокруг Земли, как меняется его положение на небе. Надо в течение нескольких лет понаблюдать за ним одновременно с разных континентов, тогда станет ясным: изменяется ли расстояние между Европой и Америкой, Африкой и Австралией.
Промежуток между Америкой и Англией, например, увеличивается на пять сантиметров в год, утверждает английский ученый Блэккет.
По мнению некоторых австралийских ученых, их материк дрейфует вот уже около ста миллионов лет. На свое теперешнее место Австралия приплыла из южнополярных областей. И сейчас дрейф продолжается — со скоростью пяти сантиметров в год.
Пусть перемещения материковых глыб ничтожны — всего какие-нибудь сантиметры в год. Все равно они не ускользнут от нас, потому что космический землемер произведет измерения с исключительной точностью — как раз до сантиметров.
То затихает, то вспыхивает спор. Понадобятся еще дополнительные факты.
И только тогда появится на свет взамен разных гипотез одна подлинно научная теория.
* * *
Все-таки у геофизиков положение незавидное!
Даже вопрос о том, что такое земная кора, вызывает споры.
— Земная кора многоэтажна. Но и по сей день нет никакой уверенности, что мы правильно представляем ее архитектуру, — говорит В. Белоусов.
Ведь понятие «кора» появилось тогда, когда думали, что Земля — погасшая звезда, раскаленный когда-то шар, который, остывая, покрылся твердой коркой. Но на самом деле не горячей, а холодной была вначале планета — так думает теперь большинство ученых. Что же считать корой? Кроме границы Мохо, есть и другие переходы, сама наружная оболочка оказалась слоистой — ее слагают разные породы, с различными свойствами.
— Это зона, где все происходит нормально, где давление и температура еще не повлияли на вещество и химические реакции идут как обычно, утверждают одни.
— Это слой кристаллический, за которым расположено тоже твердое, но уже аморфное вещество, — говорят другие.
— Это оболочка, где температура не столь высока, чтобы могли расплавиться все известные нам породы, — считают третьи.
И так далее…
Может быть, эта приблизительно стокилометровая толща, скажем по-прежнему, коры — есть та кухня, где Земля ведет себя геологически наиболее активно, где происходят перемещения и сдвиги, различные превращения глубинного вещества, где скапливается и освобождается энергия, где расположен ее, образно говоря, «кипящий» слой. Так предлагает по-новому определить понятие коры профессор Г. Л. Поспелов.
Как же досадно, что десятки и сотни километров и даже миллионы за пределами планеты куда более доступны, чем километры в земной толще! Если соберутся планетологи, то хотя и далеки от нас планеты, дело обстоять будет лучше. Они, проникая в космос, уже начинают извлекать пользу из того, что дает им ракета, а польза немалая, и это становится видным с самых первых шагов.
Луну они засняли, магнитное поле близ нее измеряли, уже забрасывались туда лаборатории-автоматы. К Марсу и Венере они посылали автоматические корабли. В самом межпланетном пространстве уже проложены трассы множества спутников и ракет.
Если же попросить геологов не только показывать, но и рассказывать, то похвастаться они могли бы немногим.
А кое-что все-таки есть. Этому «кое-что» не сравниться с такими трофеями, как снимки, на которых видно невидимое полушарие Луны, и снимки Марса вблизи.
А другие трофеи, добытые с помощью все тех же межпланетных станций? Они, конечно, не столь наглядны, как снимок, сделанный за тридевять земель, хотя и не менее удивительны: благодаря им — радиосигналам издалека — уже заполнен целый ряд пустых раньше строчек в анкете Луны и Солнца, самого космоса и самой Земли. И радиошифровки приборов уже рассказывают, как жарко на Венере, холодно ли на Марсе.
* * *
Что же удалось добыть геологам? Они уже начали охотиться за таинственным веществом земных недр.
Шахты на суше, где до загадочного подкорового вещества, до мантии, довольно далеко, не дали ясного ответа.
Не надо думать, что мантия — это какая-то тонюсенькая прослойка: ею заполнено две трети объема всей Земли! Да и к тому же именно в ней происходит почти все, что присуще Земле в целом. И она тоже оказалась слоистой. Спутник сказал правду: подкоровое вещество неоднородно.
Заглянем в прошлое: из мантии появились материки, она же причина рождения океанов. Материки движутся опять-таки, словно плавая в мантии. Не есть ли мантия то протовещество, из которого рождаются все минералы? Их великое множество. Но в глубинах по-разному действуют и давление и нагрев. Это-то и дает в конце концов богатый ассортимент непохожих друг на друга минералов. Из породы, похожей по свойствам на мантию, пробовали выплавить и гранит и базальт. Получилось! Предположение, проверенное пока лабораторным путем. Другая проверка будет в лаборатории, устроенной природой в недрах Земли.
Почему слово «мантия» все чаще и чаще произносится геофизиками и геологами?
Да потому, что изучение этого загадочного слоя Земли поможет многое узнать о причинах столь бурной жизни планеты. О вулканах, землетрясениях, происхождении горных пород, о движениях коры, о том, стоят ли на местах или действительно дрейфуют континенты… О явлениях всепланетных масштабов рассказала бы мантия, если… если удастся в нее проникнуть. Впрочем, оказалось, что местами (речь идет об океаническом дне, о трещинах, где кора тонка) глубинное вещество поднимается на поверхность. Как, каким путем, — еще неизвестно. То ли оно бродит и под давлением изнутри выжимается вверх, то ли виновны здесь неведомые пока силы.
А обломок — тяжелый, черный с зеленоватыми прожилками, — поднятый со дна Индийского океана драгами «Витязя» из трещины, видимо, и на самом деле подарок глубин. Конечно, драга принесла этот кусочек не в первозданном виде: по дороге ко дну менялись температура и давление, а на дне встретилась морская вода. Тем не менее, считает советский ученый Г. Б. Удинцев, перед нами вещество мантии. И добыли его мы до того, как бур проник за границу Мохо. Интереснейшее открытие! И вслед за «Витязем» отправились туда же другие наши корабли.
Да, там, в рифтовых долинах, есть участки поднявшейся мантии; они более нагреты, сильнее излучают тепло. Да, там земля под водой содрогается от непрерывных толчков — сотни землетрясений отмечали донные сейсмографы ежедневно. Да, там рождаются руды — образцы их тоже достали со дна.
И все это говорит о том, что мантия должна быть для геологов целью номер один. Как ни велики трудности, но, вероятно, за одним проектом последует другой, за верхней мантией — нижняя. Геокосмическая программа, хотя она займет годы, принесет науке о Земле достоверные знания…
Ближайшая цель — граница Мохо, раздел двух слоев: коры и мантии, а до этой цели еще достаточно далеко. Но тут же приходит на помощь подсказка, за которую двойку не надо ставить: где ближе всего этот раздел? Под ложем океанов!
Это поразительная особенность. Почему она появилась, опять-таки ученые спорят до сих пор.
Предполагают: тридцать — сорок, а под горами и до восьмидесяти километров — такова толщина земной коры континентальной. И всего пять — восемь километров от дна океана до границы Мохо.
Совершенно разное у них устройство. Гранит и базальт подстилают материки, только базальт составляет ложе океана. Впрочем, слова «гранит» и «базальт» надо взять в кавычки: там должны быть породы, близкие по типу к ним.
Не только взрывные волны и землетрясения говорят об этом.
Начнем изменять силу тяжести на воде и на суше. Она окажется одинаковой почти всюду. Но ведь она зависит от массы, а значит, от плотности! Плотность воды очень мала. Как же тонкая океаническая кора может сравниться с материковой?
Большая плотность базальтов — вот в чем один секрет. Малая толщина базальтового слоя — секрет номер два. Тяжелая мантия — подкоровое вещество — здесь ближе к земной поверхности.
Во время прошедшего Международного геофизического года был получен совершенно неожиданный результат. В Черном море обнаружена кора океанического типа. Был ли там в прошлом океан или он будет там когда-нибудь? В который раз приходится сказать: покажет время…
Мы сказали, что сила тяжести одинакова, почти одинакова. Раскроем, что значит это «почти». Местами сила тяжести резко меняется — там, где еще идет перестройка коры, где Земля еще продолжает свою активную творческую работу, где она занята разрушением и созиданием.
Если проследить по карте, то поиски самых молодых участков Земли приведут нас к разломам, глубоководным впадинам, сейсмическому огненному кольцу, о котором уже приходилось говорить.
Почему столь резко различны два типа коры? И как они образовались: погружалась ли континентальная или перерабатывалась океаническая?
Если бы остывала огненно-жидкая планета, трудно было бы логично ответить на этот вопрос. Откуда в самом деле взялись тогда гранит и базальт? А вот, наоборот, разогретая вначале Земля — дело иное.
Разломы предоставляют возможность посмотреть, каковы же глубины Земли. Но, увы, они почти все скрыты под водой. Так что исследовать их будут геологи-подводники, подводные альпинисты. Я сказал, впрочем, «почти»: есть одно исключение на суше — африканская трещина, идущая от Красного моря. Ею сейчас заниматься начали геологи; природа там сама поможет разгадать тайны земной коры.
По разломам из глубин поднимались легкие породы. Потому-то там и сейчас предостаточно вулканов. Пояс тихоокеанских разломов демонстрирует нам, как рождалась материковая глыба. Там она еще очень молода, еще не сложилась, еще много в ней провалов-впадин и много поднятий-островов. На старых островах базальт уже успел покрыться гранитом. Дно же океанов осталось таким, каким было с древних времен. Между верхней мантией и океаническим дном есть, видимо, самая прямая связь.
* * *
Отправимся на дно океана.
Там надо бурить, там самый легкий путь в земные недра!
Препятствие — вода. После долгих поисков было выбрано место.
И здесь я предоставляю слово американскому писателю Джону Стейнбеку, рассказавшему о событии, очевидцем которого он был.
«К стоянке подошли около полуночи. Буксир покинул нас. Четыре гигантских подвесных мотора протолкнули баржу в отмеченное буями пространство и удерживали ее с помощью радио- и гидролокаторов. Не теряем ни одной минуты. Бригада бурильщиков работала у ротора еще до прихода на стоянку, и в момент, когда баржа стала в позицию, звено колонны бурильных труб уже было готово. Первым в пучину поползло большое грибоподобное долото, армированное алмазами, затем скользящие муфты-амортизаторы, потом колонна бурильных труб.
Палуба ходила ходуном. Бурильщики ступают, как кошки. Чье-либо неудачное или плохо рассчитанное движение — и носящиеся по воздуху стальные трубы могут убить кого-нибудь на месте. Каждую минуту вниз уходит восемнадцатиметровая секция бурильной колонны. Стоит грохот: воют моторы, рокочут подвесные дизели, визжат динамо-машины. Мощные юпитеры на буровой вышке делают нас похожими на гигантскую плавучую рождественскую елку. Нас, наверное, видно за много километров.
С глубины тридцати трех метров подо дном океана вынули центральную коронку бура и спустили грунтовую трубку для взятия образца. Первый керн, или колонка, пятидесяти трех сантиметров длиной, состоит из осадочных пород; это серо-зеленая глина с массой крошечных окаменелостей.
…Когда трубка с образцом появляется на поверхности и из нее выталкивают в пластмассовый контейнер столбик породы, все толпятся вокруг — коки, матросы, бурильщики, свободные от вахты машинисты, научные работники. Все невероятно заинтересованы. Такого напряженного интереса я еще никогда не видал. Под напором сгрудившихся тел ученым трудно работать. Я взял маленький кусочек образца и заслужил от нашего главного ученого свирепый взгляд. Он дрожит над своими кернами, как наседка над яйцами.
Долото впивается в грунт. Берем образец с глубины тридцати девяти метров. Та же серо-зеленая глина, полная органических окаменелостей. Бурим дальше. На глубине ста сорока семи метров глина более темная и плотная, со странными светловатыми прожилками. Эхолот говорит, что вскоре дойдем до твердой породы; и он не ошибся. Долото быстро врезается в грунт, но, не дотянув немного до глубины двухсот метров, упирается в твердую породу, и скорость бурения замедляется до шестидесяти сантиметров в час. Напряжение растет.
…На барже торжествуют. Подняли большую колонку базальта чисто синего цвета и очень твердого. В нем проступают полоски кристаллических вкраплений, великолепных под лупой. Ученые охраняют образец, как тигры. Всем хочется получить кусочек на память. Каждый день был буровым рекордом, но в этот день мы проникли в слой, которого никто никогда не видел. Я попросил маленький кусочек, но получил свирепый отказ. Тогда я стянул крошечный обломок. А потом этот чертов начальник над учеными тайком дал мне кусочек образца. Это меня убило. Пришлось потихоньку вернуть краденое.
Мой крошечный обломок базальта дороже мне любых драгоценнейших камней…»
Кусочек базальта из-под океанского дна, хоть это и не обломок лунной породы, в общем-то, стоит того, чтобы о нем говорить и писать. Это был базальт, но отличный, видимо, от того, который лежит в подошвах материков. Правда, он добыт с глубины всего двести метров. Спуститься ниже американцы не смогли. Дело оказалось чересчур сложным.
Буровую трубу опустить нужно было сквозь четыре километра воды.
Платформе-кораблю мешает волнение, и сломать бур, потерять его в бездне было бы сущей нелепостью. Кстати, один такой случай и произошел. Огромный риск несомненно был!
Другим путем можно идти при бурении в открытом море. Мешает волнение? На мелководье можно судно приподнять над водой, опираясь «ногами» в дно. А там, где поглубже, надо опору специально устроить под водой, где не страшны никакие волны. Такой опорой послужат затопленные понтоны. А на них станут колонны самой буровой установки, она будет тогда устойчивой.
И еще одно предлагают инженеры для тех случаев, когда сверхглубинные скважины проложат не слишком далеко от берегов. Ведь придется вести монтажные работы под водой да и потом постоянно наблюдать за ходом бурения. Здесь и пригодится робот-водолаз, управляемый на расстоянии, оборудованный передающей телекамерой, имеющий все необходимые инструменты. Механический робот-подводник поможет геологам осваивать морское дно.
* * *
Не лучше ли бурить не с корабля, а с самоходных подводных судов? Или наклонно — с берега подо дно океана? Так думают советские ученые.
Есть и другой путь — тоже интересный, но тоже достаточно сложный.
Мы, вероятно, станем свидетелями события иного рода — куда менее эффектного и куда более значительного.
Родился дерзкий замысел. Какой же?
Вскрыть земную кору не под океаном, а на суше и в разных местах.
Проложить первые дороги к «настоящему» граниту и «настоящему» базальту.
Пересечь осадочный слой, достигнуть границы Мохо, добыть пробу из верхней мантии.
Иными словами, речь идет о полном разрезе коры, покрывающей земной шар.
Мы сделаем разрез земной коры под материками. Если американцы доведут свой замысел до конца, то они пройдут сквозь океанское ложе. Тогда в распоряжении ученых окажется полная картина. Перед ними раскроется вся твердая скорлупа земного шара, вплоть до верхней мантии.
Перед сверхглубинным бурением собираются поставить еще одну задачу. Если в скважину опустить сейсмограф, он, вероятно, сумеет заметить едва начавшееся брожение недр, которое предшествует катастрофе. Сигнал понесется по кабелю к радиопередатчику, и тотчас в эфире зазвучит тревога: скоро всколыхнется Земля!
Решено пробурить пять сверхглубоких скважин, пройти десять — пятнадцать километров внутри Земли. Вот когда действительно начнется решительное наступление, начнется путешествие к центру планеты. Потому что уже намечено пять первых шагов в Плутонию, за ними последуют другие.
А пока… Четыре буровых в Прикаспии и на Урале, в Карелии и Закавказье.
Это значит: будет вскрыт осадочный слой и на материковой равнине, и у подножия горных хребтов — там, где земля постарела, и там, где еще идет рождение гор.
Это значит: бур достигнет гранита и базальта, ибо осадков нет ни на гранитном щите Карельского перешейка, ни на базальтовой подошве Кавказского хребта.
И пятая скважина, на Курилах, где до границы Мохо «всего» двенадцать километров, позволит, пройдя всю кору, добраться до неведомого мира, чтобы положить конец многим спорам, во многом поставить точки над «и».
На сверхглубинное бурение особые надежды возлагают нефтяники.
Нефть и газ могут встретиться на глубинах, куда доберутся будущие скважины-рекордсмены. Кто знает, не откроют ли они новые подземные нефтяные моря, новые подземные хранилища газа? Отрицать такую возможность нельзя. Нельзя отрицать и другую: по мнению академика А. А. Трофимчука, мы смогли бы из магмы добывать редкие металлы — в Сибири, с семнадцатикилометровой глубины.
Вот почему проект верхней мантии нужен не только науке, он крайне нужен и практике.
Однако горные инженеры отдают себе отчет, насколько трудная стоит перед ними задача. В истории буровой техники с подобными еще не встречались. Не случайно они говорят: сверхглубокую скважину пробурить не легче, чем построить космический корабль!
Придется пересмотреть и усовершенствовать обычные приемы. Придется полностью автоматизировать работы. Придется применять и совершенно новые способы разрушения пород. Придется предусмотреть многое, о чем раньше не нужно было думать.
Становится понятным, почему идут сейчас как будто бы очень медленно, но единственно верным путем — путем проб и поисков. Сначала бурят не очень глубокую скважину. Потом ее станут «наращивать» вниз, опускаясь постепенно до расчетной отметки — 15000… 20 000 метров…
Сложное предстоит дело! Буру помогут специальные вещества, размягчающие породу, — такие у химиков есть. О том, что встретит бур по дороге, донесут на поверхность приборы; возможно, вместе с ним отправится в путешествие к мантии и телекамера в бронированном футляре. Если к тому времени подземное телевидение станет цветным, то на экране мы увидим многокрасочную картину.
Вряд ли обойдутся без пластмасс — из них изготовят трубы. Ведь километры металлических труб будут слишком тяжелы для сверхглубокой скважины. Только пластмасса сочетает в себе легкость с прочностью. К тому же она хорошо переносит жару и износ. Она выдержит сотни градусов и тысячи атмосфер, с которыми придется встретиться на глубинах.
И наступление началось: со скважины глубиной пятнадцать километров, которая прокладывается в Карелии. Еще раньше заложены две пробные с расчетом идти далее вглубь — в Прикаспии и на Шаховой косе близ Баку. Там дошли уже до шести километров, дойдут до десяти и пятнадцати.
Конечно, сейчас можно лишь догадываться о том, что встретит сверхглубокая скважина на своем пути. И все же вполне вероятно — не только нефть и газ обнаружит она. Растворы, химические рассолы, пар, насыщенный всевозможными веществами, какие выбрасывают вулканы, — вот еще предполагаемая добыча с больших глубин. Возможно, получится своего рода искусственное извержение, если бур натолкнется на «карман» сильно сжатого и нагретого раствора.
У Артура Конан-Дойля есть фантастический рассказ «Когда Земля вскрикнула». Его герой, профессор Челленджер, пробурил земную кору, и из недр фонтаном вырвалась «кровь» планеты. Так, конечно, на самом деле не случится.
Скважины принесут пользу и геологам, и химикам, и металлургам: это дороги к неведомым еще кладовым сырья, сырья ценного и до сих пор еще не тронутого человеком.
* * *
У нас есть еще о чем поговорить. Попробуем выяснить:
Что из чего?
Горький как-то — не в шутку, всерьез — сказал: напишите-ка, для чего ничего? Он имел в виду пустоту, которая есть и в космосе, и во многих наших приборах. Без пустоты никуда не денешься. И у нас вопрос серьезный, причем два в одном.
Пытались мы на них ответить, когда путешествовали в недрах Земли, да так и не ответили. Ибо неизвестно,
что (там в глубине)? из чего (оно, это загадочное вещество)?
Вот тебе раз! А землетрясения? А взрывы? Они о чем говорили? Разве глубинные базальт и гранит — беспочвенная выдумка? Конечно, нет, это правдоподобные предположения.
Но двинемся глубже. Пройдем и базальтовое ложе океана, и гранитные постаменты материков.
Дальше встретятся породы, которые никак не назовешь и ни с чем не сравнишь. Да, волны землетрясений — ни естественных, ни искусственных — здесь не помогут.
Раз не знаем, остается строить догадки.
Даже на простой, казалось бы, вопрос — а где же находится ядро? — еще нет ясного ответа.
— Ну, уж это-то чересчур, — скажете вы. — Где же ему быть, как не в центре!
Не тут-то было… Хорошо, пусть земной шар не шар! Но центр, конечно, есть и у такой сложной фигуры, как геоид. Вот там-то и должно быть то центральное тело из пока неизвестного нам вещества, которое зовется ядром.
Однако уже давно геофизики начали определять силу тяжести в разных точках Земли. И чем точнее были измерения, тем неожиданнее оказывался результат.
Измерения перестали совпадать с расчетом. Сила тяжести на самом деле была меньше, и это можно было объяснить только одним: распределение масс внутри земного… для простоты скажем все-таки шара, видимо, не такое, как считали раньше.
Самое простое — представить себе, что На сферическое центральное ядро надето несколько тоже сферических оболочек. Отправляясь от такой упрощенной модели, ученые и вычисляли силу тяжести в любом интересующем их месте.
Чем же объяснить, что теория и опыт разошлись между собой? Только одним, предположил венгерский ученый Д. Барт: ядро Земли сместилось в сторону от ее геометрического центра. Более того, оно и сейчас не остается на месте, потому что новые измерения дают всё новые и тоже отличные друг от друга результаты.
Другие ученые попытались прикинуть, какова же сила тяжести за прошедшие десять, двадцать, восемьдесят лет более чем в шести тысячах точек поверхности Земли?
Ответ ошеломляющий! Ядро ползет со скоростью километра в год. Сейчас оно находится примерно в четырехстах километрах от центра в сторону Маршальских островов. Шестьдесят километров пройдено им ровно за шестьдесят лет. Жаль, что у нас нет результатов измерений еще более ранних! Может быть, мы смогли бы тогда узнать, как же движется это блуждающее ядро.
Так или иначе, но недра задали еще одну загадку. Хотя гипотеза Барта еще и не получила общего признания, но все же интересен сам факт. Внутри Земля как бы живая. И не только в ней клокочет магма, не только сотрясают ее землетрясения — даже самые глубокие ее слои, вероятно, подвижны.
* * *
Приступим к дискуссии.
Кто первый? Австрийский ученый Э. Зюсс.
— Соединения кремния, алюминия, магния — шкурка, под ней ядро железо-никелевое, ядро формы испорченного шара, что, впрочем, тоже точно неизвестно.
— Спасибо, доктор Зюсс! С вами в общем согласен французский профессор П. Термье: железо и никель — вот что внутри. Мы живем, стало быть, на колоссальном руднике, и железный голод нам не угрожает, потому что до ядрышка когда-нибудь все-таки доберемся.
Однако профессор делает тут же еще оговорку. Либо это так, говорит он, либо там «звездная материя». Мы, выходит, в буквальном смысле слова жители звезды, запрятанной в твердую и холодную оболочку.
Германские ученые Кун и Риттман уточняют: ядро из раскаленного и ионизированного водорода, сильно сжатого.
Поправляет англичанин Г. Джеффрис. Ядро не водородное, а металлическое, в нем — тяжелые металлы либо оливин, состоящий из силикатов магния и железа.
— Вещество глубин с химической точки зрения одинаково всюду, — говорил еще в 1939 году профессор В. Н. Лодочников. — Только оно изменяется, когда давление растет. Потому, двигаясь к центру Земли, мы и встречаем различные слои, разные геосферы. Потому и ядро, где вдобавок действует сильный нагрев, стало металлизированным, хотя это не настоящий металл в том смысле, как мы его понимаем.
Сколько людей, столько мнений!
Для полноты картины добавим еще предположение, правда никогда не существовавшего человека, инженера Гарина из романа Алексея Толстого.
— Я пробился своим гиперболоидом сквозь оливиновый пояс, — сказал бы он. — И добыл… чистое золото… Вы не забыли, как мои золотые бруски вызвали панику на мировом рынке, и я — увы, ненадолго — стал диктатором…
Тут бы он пустился, вероятно, в воспоминания о приятном для него времени золотой лихорадки, но мы помним роман и лишим его слова.
— А может быть, это совершенно неизвестное вещество? В конце концов, сколько уже было всяческих находок и неожиданностей. Почему бы не сделать еще одну?.. — вступает следующий спорщик.
— Не согласен! — перебивает другой. — Это самое простое, но не самое верное решение. Расписаться в своем незнании? Действительно, проще простого. Вероятно, там какой-нибудь наш старый знакомый. Только температура и давление сделали его неузнаваемым. Несколько тысяч градусов и, допустим, три с половиной миллиона атмосфер… Где, кроме звезд, — спрашиваю я, — вы найдете такое сочетание? А до звезд далеко. И до глубин далеко. Лишь об отдаленном подобии звездного вещества можно говорить.
И тут вмешивается третий собеседник — опыт.
— Нет ли еще какого-нибудь пути, который помог бы узнать о свойствах ядра — твердое или жидкое оно?
По внешнему виду не отличишь сырое яйцо от сваренного вкрутую. Но, если заставить их вращаться, это выяснится сразу. У них разная начинка: у одного жидкая, у другого твердая, и вертеться они будут неодинаково.
Земля — яйцо, земная кора — скорлупа. А что внутри — скажет нам ее вращение. Твердое ядро — и земная ось неподвижна, отклоняться она никуда не будет. Жидкое ядро — и картину мы увидим иную. Ось станет смещаться, покачиваться, выписывая за сутки какую-то замкнутую фигуру.
Казалось бы, какое значение имеет это еще одно, новооткрытое колебание земной коры? Мы и так знали, что полюса перемещаются, что движение Земли-волчка очень сложно — ведь на него влияет множество всяких причин.
Достаточно взглянуть хотя бы в космос. Далекое Солнце и близкая Луна своим притяжением заставляют постоянно колебаться вязкое вещество земных недр. Подобно волнам в океане, приливы прокатываются сквозь всю толщу Земли. Сквозь всю толщу — значит, они доходят и до поверхности. Значит, опять-таки (вспомним землетрясения) можно по ним судить о том, какова та внутренняя начинка, каково же ядро.
К разгадке тайн земных глубин привлекли математику. Лауреат Ленинской премии геофизик М. С. Молоденский рассчитал, что если ядро жидкое, то ось Земли должна совершать каждые сутки еще одно «лишнее» колебание. Оно, правда, не займет целые сутки: до полных двадцати четырех часов не хватит всего семи минут.
Оставалось немногое — проверить, что же происходит на самом деле. Долго не удавалось это сделать. На наблюдения пришлось потратить почти четверть века! И, наконец, совсем недавно советский ученый Н. Попов получил ответ — ось действительно колеблется, повторяя свои движения почти за сутки. Еще одно доказательство — ядро жидкое!
— Я попробую изготовить модель земных недр, — скажет инженер из лаборатории сверхвысоких давлений. — Правда, модель будет крошечной. Нетрудно догадаться почему. На кончике иголки развивается давление в десять тысяч атмосфер. А ведь на иглу нажимают пальцем. Чем меньше площадь, тем больше давление. Я должен сжать маленький образец, и тогда он подвергнется воздействию огромной силы.
Поршеньки сжимают стерженек, и в нем происходят неожиданные и совершенно удивительные превращения.
Из желтого фосфора получается черный. Бумага делается прозрачной, как стерло. Через сталь, как сквозь фильтр, проходит вода. Хрупкий мрамор становится пластичным. Твердое железо — мягким и тягучим.
Это не фокусы, не физические парадоксы. Мы воспользовались мощным средством перестройки вещества, которое, кстати, чуть ли не все состоит из пустоты. Давление уменьшило промежутки между частицами, между молекулами и атомами. И, как губка, из которой выжали воду, хотя это сравнение грубое, кусочек поддался, уступил сжимающей силе…
Инженер покажет нам прелюбопытный экспонат. Эти невзрачные камешки, которые решительно ничем не привлекают, — искусственные алмазы. На стекле они оставляют царапину — след! Ведь только алмаз и может сделать такое. В природной лаборатории с помощью нагрева и сжатия создается самое твердое вещество на Земле.
…Алмазные россыпи… Сколько историй связано с этими камнями! Они украшали сокровищницы королей, они переходили из рук в руки, нередко оставляя за собой кровавые следы…
У самых крупных камней есть даже свои имена: Шах, Орлов, Куллинан. А недавно найденный в Якутии камень получил имя Валентины Терешковой.
В наши дни алмаз ценится по-иному. Конечно, драгоценный камень быть драгоценным не перестал. Однако и маленькие безымянные камешки обрели цену — да еще какую! В них нуждается техника.
Дитя недр — алмаз помогает проникать в недра. Алмазные буровые коронки вгрызаются в самые твердые породы, прокладывая путь нефти к поверхности Земли.
Алмаз сверлит и режет металл, гранит и мрамор, помогает править инструмент в шлифовальных кругах.
Но не только для этого нужен алмаз. У него недавно обнаружили интересное свойство. Красивый кристалл, родившийся где-то в земных глубинах, оказался не просто великолепным украшением, но и полупроводником — да еще каким! /Миниатюрные алмазные детали радиоприборов выдерживают сотни и даже тысячу с лишним градусов тепла.
Рекордсмен теплостойкости — алмаз, кроме того, идеально чист. Чистота же непременное условие для полупроводника: лишь один посторонний атом на миллион, не больше! И приходится затевать сложнейшую процедуру очистки. Этого не требует алмаз.
Поиски алмазов трудны, потому что Земля бережно хранит и тщательно прячет ею созданные богатства. Поиски пошли потом и другим путем — путем соревнования с природой.
Как ни старались, впрочем, химики, долго успеха добиться не могли. Задача оказалась вроде пресловутого золота алхимиков. Призрак удачи исчезал, лишь только остывала лабораторная печь.
Крохотные крупинки разрушали большие надежды. Не мудрено — ведь сначала работу вели вслепую. Пока никто не знал тайны рождения алмазов настоящих, никто не мог уверенно делать искусственные. Их история — это история непрерывных заблуждений.
Французскому химику А. Муассану как-то почудилось, будто он напал на верный след. Но алмазы Муассана — фальшивка. Так показала проверка, которую устроили позднее. Нельзя, конечно, обвинить ученого в том, что он нарочно обманул мир. Он ошибочно посчитал алмазами полученные им какие-то твердые кристаллы. Когда его опыты повторили, ничего не вышло…
Однако неудачи не обескуражили других. Опыты продолжались.
Муассан действовал одной лишь температурой. Давление у него было невелико. Попытались пойти обратным путем: действовать одним лишь сжатием. В ход пошли мощные гидравлические прессы. В ход пошли… выстрелы, ибо при выстреле развивается огромное давление. Может быть, стреляя в графит, удастся получить алмазы?
Нет, и это не помогло. Графит не поддавался по отдельности ни температуре, ни давлению. Правда, удавалось получать прозрачные твердые минералы, но то не было искомым.
К каким только ухищрениям не прибегали! Графит сжимали, нагревали и охлаждали. Думали: из расплава возникнут долгожданные кристаллы, которыми можно будет резать стекло. Опять не то! И так было не раз: сообщение об удаче, сенсация, а потом жестокое разочарование.
Ближе всех к истине подобрался английский физик П. Бриджмен. Он установил рекорд сверхвысоких давлений — 425 тысяч атмосфер, кстати сказать, долго никем не превзойденный.
Бриджмен оперировал десятками тысяч атмосфер и несколькими тысячами градусов. Оставалось сделать всего один, небольшой шаг — и цель была бы достигнута. Но беда в том, что не знания руководили поисками. Приходилось идти ощупью, ибо никто не мог сказать, в каких же условиях рождаются алмазы в природе.
Лишь счастливый случай мог натолкнуть на такое сочетание температуры и давления, которое дало бы нужный результат. И, наконец, в 1955 году, через шестьдесят пять лет после того, как Муассан вынул из своей печи нечто, показавшееся ему алмазом, появился на свет «настоящий» искусственный алмаз, созданный человеческими руками.
Пусть он неказист и не идет ни в какое сравнение с блестящими именитыми своими собратьями. Техника получила то, что ждала. А мы получили уверенность, что находимся на верном пути — пути разгадки тайн происходящего в земных недрах.
Теперь искания, сомнения, ложные удачи и первый успех позади. Алмазы стали таким же продуктом, каким для техники является любое другое вещество. Разница только в том, что их производят пока еще мало. Но ведь есть же искусственные элементы, мировая добыча которых всего граммы в год!
Дело не в количестве, а в качестве. Создав алмаз, человек одержал победу в соревновании с природой. Он даже превзошел ее: вслед за алмазом было получено еще более твердое вещество — боразон. Тут уж природе пришлось уступить: столь твердого вещества она создать не смогла.
Возможно, что мы и найдем в недрах какое-либо подобие боразона. Быть может, есть вещества и тверже его.
Мы встали на путь, конец которого трудно предугадать. Давление и температура стали волшебным орудием, которое превращает одни вещества в другие — все более твердые.
* * *
Граненый алмаз — бриллиант — дробит на цветные брызги свет. Его игрой можно любоваться без конца. Но бесформенный, иногда оплавленный алмазный кристалл — о чем он может рассказать? Оказывается, о многом, и притом особенно интересном для нас, исследователей земных глубин.
Попробуем прикинуть, где должна находиться родина алмазов. Теория говорит: графит станет алмазом при давлении не меньше пятидесяти тысяч атмосфер и температуре не меньше тысячи градусов.
Отправимся в глубь земной коры. Пройдем двадцать, сорок, семьдесят километров. Давления явно не хватит. Даже у самой «подошвы» твердой оболочки всего примерно двадцать пять тысяч атмосфер. Значит, не в коре рождаются эти драгоценные камни.
Опустимся глубже. Давление будет расти, пока наконец не достигнет нужных пятидесяти тысяч. Глубина — сто километров. Это и есть горнило, в котором зарождаются алмазы.
Но, прежде чем попасть на поверхность, новорожденному предстоит пройти стокилометровый путь. Как же выбирается он из своей колыбели сквозь плотную толщу пород?
У него, как и у других минералов, только один выход — подняться вместе с лавой. Хорошо было бы, если бы вулканы «плевались» алмазами. Увы, так не бывает. Еще никто не находил драгоценностей в лаве, хотя и вулканов достаточно на земном шаре, и извержений хватает. А ведь лава пришла именно оттуда, с тех самых заветных глубин. Почему же не принесла она с собой алмазы?
Да потому, что она двигалась слишком медленно, и они либо растворились, либо с ними произошла обратная метаморфоза — медленно переходя от сверхвысоких давлений к высоким, они превратились снова в обыкновенный графит или, скорее, просто сгорели.
Совершенно иное происходит, когда вещество недр выбрасывается к поверхности грандиозным взрывом. При огромных давлениях и температурах рождаются тогда целые алмазные месторождения. Взрыв прокладывает дорогу сквозь толщу пород, и масса всевозможных минералов зеленоватого или голубоватого цвета заполняет длинные трубы, похожие на жерла вулканов. В этой массе вкраплены обломки алмазных кристаллов, причем часто довольно крупные и порой даже гиганты, которые потом прославятся на весь мир.
Впервые нашли алмазные трубки в Африке. Их стали называть кимберлитовыми — по имени южноафриканского города Кимберлей. Поиски повели в Сибирь — сначала на бумаге: якутские алмазы были предсказаны теорией и найдены затем геологами.
Вместе с алмазами к поверхности выносятся из глубин и кусочки вещества неведомой нам пока мантии.
В кристалле атомы расположены на вполне определенных местах. Просвечивая рентгеном кристалл, мы можем определить, каков остов, решетка кристаллической постройки, и какие в ней есть вкрапления, хотя бы и самые мелкие.
Кусочки зеленого оливина (помните оливиновый пояс инженера Гарина?), красного граната, зеленого пироксита — вот что попадается в кимберлите. Как решить, что захвачено ими именно из мантии?
Вопрос этот не простой, и удалось пока установить, что это вещество — ему и название дали особое: эклогит — с очень больших глубин. В двух крупнейших алмазоносных районах мира, южноафриканском и якутском, находили эклогиты со множеством кристалликов алмазов.
— Считают, — говорит академик В. С. Соболев, — что эклогиты входят в состав мантии. Еще до появления сверхглубоких скважин природа подарила нам кусочек загадочного глубинного вещества.
Итак, правы те, кто думает, что сверхвысокие давления в верхней мантии до неузнаваемости перестраивают вещество. И все же остается еще много неясного, Без бурения тайн мантии не раскрыть.
Мантия оказывается сложным орешком. Снова и снова приходится повторить: только лабораторные модели и сверхглубокое бурение откроют нам ее истинное лицо.
* * *
Маленькое отступление. Где еще, кроме земных недр, могут встретиться сверхвысокие давления и температуры? Ну конечно же, при столкновении метеорита с Землей.
Этот космический странник мчится со скоростью десятки километров в секунду. Прорезав атмосферу и раскалившись от трения о воздух, он, оплавленный и смятый, со страшной силой врезается в Землю.
Как при взрыве, мгновенно повышается давление. Температура и так достаточно высока. А ведь во Вселенной все тела построены из одних и тех же атомов. Могут быть в метеорите атомы углерода? Да! Но если так… Почему бы не превратиться углероду, точнее, графиту в алмаз? Почему бы не произойти тому же самому, что произошло в земных недрах?
И действительно, в камнях, падавших с неба, не раз находили алмазы, правда очень маленькие. История о том, будто бы в конце прошлого века в метеорите был найден столь крупный алмаз, что им украсили перстень русского царя, оказалась легендой. Небесные драгоценности — крошки…
Но так ли все же это? Ученые решили проверить. В лаборатории искусственно воспроизвели встречу метеорита с Землей. На ничтожные доли секунды ударная волна сжимала графит, и одновременно резко повышалась температура. Возникли крошки-алмазики диаметром сорок микрон.
Но как же с миллиметровыми алмазами? Сорок микрон — это всего четыре сотых миллиметра.
Однако ничего необъяснимого тут нет. Просто при падении настоящего метеорита давление было больше лабораторных трехсот тысяч атмосфер. Только и всего.
Искусственный алмаз бесспорно одно из самых интересных достижений техники наших дней. Когда несколько лет назад из-под пресса, сжимающего с исполинской силой графит, извлекли наконец крохотные, едва различимые глазом алмазики, это была победа.
Но камеру с графитовым сырьем пришлось нагревать до четырех тысяч градусов при давлении двести тысяч атмосфер.
Нельзя ли «смягчить» условия опыта? Нельзя ли снизить давление, уменьшить температуру? Оказалось, можно.
Химикам известны вещества — катализаторы, которые не вступают в реакцию, но помогают ей. Попробовали применить катализаторы и здесь.
Между слоями графита проложили слои разных металлов. Металл плавится, проникает в графит и… пока еще никто не знает, что там происходит. Но важно, что близ тоненькой металлической пленки начинается интенсивная перестройка, перегруппировка атомов графита.
Одна кристаллическая решетка переходит в другую, и притом уже не при двухстах тысячах, а при ста тысячах атмосфер, уже не при четырех тысячах, а при двух с половиной тысячах градусов. Любопытно, что при разной температуре получаются алмазы разных цветов: при самой низкой — черные, а потом — зеленые, желтые, белые.
Видимо, и природа создавала алмазы тоже в разных условиях. Оттого и находят эти драгоценные камни то «желтой воды», то «голубой», то «белой».
Итак, сначала миллиметровые крупинки, потом годовое производство сотен килограммов технических алмазов.
И все-таки, как бы ни важны были для нас искусственные алмазы — технические либо иные, важно другое.
Создать искусственный алмаз — значит повторить то, что происходило на огромных глубинах.
Пусть все действие разыгрывается в крошечной камере и лишь маленький цилиндрический стерженек подвергается испытаниям чудовищным давлением и нагревом. Все равно — перед нами модель Плутонии. Она поможет нам подготовиться к настоящему путешествию туда.
Зная, как ведут себя различные металлы, попав между двух «огней» — давления и температуры, конструктор сможет выбрать наилучший материал для подземохода. Зная, как ведут себя, попав в такое горнило, минералы, он сможет представить себе, с чем же придется встретиться его подземному кораблю. И, наконец, ученые смогут, пользуясь такой моделью, проверить свои предположения и расчеты, которые они пока только и могут делать, когда говорят о строении Земли на больших глубинах.
* * *
Алмаз не единственный искусственный минерал. Мы привыкли к синтетическим материалам — капрону и нейлону, лавсану и поролону и множеству других, к искусственным шелкам, шерсти, коже, меху. Но камень… Казалось бы, он-то уж, по крайней мере, подлинное произведение природы!
Очень дороги и редки изумруды, рубины и сапфиры. После алмазов это самые драгоценные камни. И, так же как алмазы, они нужны технике: ими, например, режут металлы, и каменный резец служит намного дольше, чем режущий инструмент из твердого сплава.
Но вот беда! Эти природные ценности не только редки — они еще и очень малы: доли грамма и самое большее один-два грамма — уже предел, уже рекорд.
В лабораториях научились выращивать красные кристаллы рубинов, оранжевые, сиреневые и синие сапфиры, зеленые изумруды, многоликий — днем зеленый, вечером лиловый — александрит. Лабораторные рекорды исчисляются десятками и даже сотнями граммов.
Еще один лабораторный минерал — стиповерит. Похожий на него камень найден в одном из метеоритных кратеров. Он, видимо, образовался при ударе метеорита о Землю.
А гранит? Гранит, который украшает наши города? Им облицованы здания, из него сделаны постаменты памятников, лестницы и ограды набережных, парков, скверов…
И этот гранит, столь искусно созданный природой, теперь получен лабораторным путем! Самое простое сырье — песок, глина и вода. Давление — две тысячи атмосфер, температура — семьсот градусов. Синтетический гранит готов.
Получен и искусственный кварц, причем кварц особенный.
Дело не в том, что он родился в лаборатории, а в том, как он рождался. Почти полтораста тысяч атмосфер, почти две тысячи градусов — вот что понадобилось для создания кварца-два.
Кварц-один, обычный, плотность 2,6. Кварц-два, искусственный, плотность 4,35. И кварц, и не кварц в то же время… Советские ученые, его создатели, справедливо считают, что перед нами кусочек мантии или, во всяком случае, вещества, очень близкого к ней. Уже сейчас можно сказать: модель загадочного вещества недр, его близкое подобие, наконец сделано человеческими руками.
Огромные трудности приходится преодолевать, чтобы добиться высокого сжатия. А то, что с трудом делает инженер, легко вытворяет природа. Лишь на короткое время мощной струей направленного взрыва можно добиться десятков миллионов атмосфер. Земные же недра всегда сжаты да вдобавок нагреты, насколько нагреты, точно не знает никто. Вместе они, нагрев и давление, быть может, делают обычное необычным. Ядро и не твердое, и не жидкое. А какое же оно? Сказать пока нельзя.
Нельзя пока сказать определенно и о том —
Материки — дрейфуют ли они?
Планета — расширяется ли она?
Мантия — из чего она состоит?
Атлантида — существовала ли она?
Как же так? Мы только тем и занимались, что отвечали на эти вопросы, а они все же остаются пока без ответа.
Но в том-то и состоит одна из особенностей современной науки о Земле. Она ищет ответы и на те вопросы, о которых мы говорили, и еще на многие другие. Однако долог путь до окончательных решений. Пока лишь выдвигаются гипотезы, сталкиваются различные мнения, идут споры.
И в спорах будет постепенно рождаться истина…