Спор

— Категорически утверждаю: магмы под земной корой нет! — безапелляционно заявил молодой ученый — англичанин.

Эти слова были произнесены в московском «Метрополе» на товарищеской встрече ученых перед открытием XVII Международного геологического конгресса 1937 года.

Молодые ученые заволновались, заспорили, горячо отстаивая свое мнение.

— Как нет магмы!

— А Этна, Везувий, Ключевская сопка?

— А лавовые поля Килиманджаро!

Но англичанин был невозмутим:

— Не путайте поверхностный вулканизм с глубинными процессами. По-моему, вы все слепо следуете за Кантом, если верите, что повсеместно под земной корой лежит огненно-жидкий океан. Там не может быть жидкости. Мантия твердая! Надо искать другие закономерности!..

— Пойдемте к корифеям, — прозвучал чей-то голос. — Пусть они решат наш спор!

Мы отправились в центральную часть зала, где за сдвинутыми столиками восседали руководители конгресса. Здесь мирно беседовали два председателя: бывший и будущий. Бывший председатель предыдущего конгресса — известный американский геолог мистер Филип Смит. Будущий — был академик Иван Михайлович Губкин, выдающийся геолог-нефтяник. Завтра же мистер Смит откроет конгресс и передаст всю полноту председательской власти «мистеру Губкину». Оба корифея, по-видимому, обсуждали какие-то детали завтрашней процедуры. Но мы им помешали.

Двенадцать молодых геологов окружили ученых и провозгласили тост за успешную работу конгресса, за то, чтобы было больше дискуссий, за магму, за металлы.

И тут кто-то из нас бросил:

— И чтоб больше нефти было на глубинах!

Это словно подхлестнуло Губкина.

— Нефти на глубине нет! Вы еще скажете, что надо искать нефть в мантии Земли? — горячо произнес он. — Нефть, несомненно, органического происхождения, а все остальное — фантастическая выдумка. Взгляд о неорганическом происхождении нефти нельзя называть даже гипотезой. Это ложное направление в науке!..

Тут уже заспорили «маститые».

Истина в понимании одной группы ученых рядилась в огненно-жидкую тогу. Другая видела ее в холодном безмолвии планеты. У третьей она принимала обличье гигантских каскадов горячей подземной воды и перегретого пара…

Мы подходили к знаменитейшим геологам мира и требовали ответа на вопросы о глубинном строении Земли, о строении земной коры, о подкоровой мантии, о ядре Земли…

О всех разноречивых и противоречивых ответах можно было бы написать не один научный трактат. Но, что любопытно, одинаковых мнений не было. Больше того — тридцать опрошенных нами известных ученых высказали около пятидесяти гипотез! И все же одна нам тогда показалась особенно смелой и необычной.

— Все представления об огненно-жидком или расплавленном состоянии планеты, — заявил академик Владимир Иванович Вернадский, — внесены в науку чуждыми ей, по существу божественными, представлениями о мире… Мыслимо и допустимо, — утверждал ученый, — что температура в направлении к центру планеты быстро понижается…

Мы были смущены. Уж если светила мировой геологической науки не могут найти общий язык, то что делать нам — молодежи, только вступающей на тернистый путь поиска!

Мы с головой окунулись в работу конгресса. Он еще раз подтвердил, что по ряду важнейших вопросов строения и происхождения Земли и отдельных ее участков у геологов не было единых взглядов. Но это никого не привело в отчаяние. Наоборот, хотелось скорее вернуться к работе, к поискам.

Прошло четверть века. Мне захотелось вновь встретиться с молодыми участниками конгресса — хотя бы заочно. Но вот беда, я не записал имен и адресов собеседников. Правда, в конце концов для книги нужны не адреса людей, а их идеи. Важнее всего было то, что за двадцать пять лет геология шагнула далеко вперед. И в этом был немалый вклад молодых ученых и практиков. Но как же разрешился спор? И разрешился ли он?

В огненной купели

«Наконец мы вышли на край кратера. Страшнейший жар пахнул нам в лицо, и в тот же момент нас остановил вид этого грандиозного котла, в котором клокотало расплавленное золото. Один за другим вверх устремлялись высокие вертикальные фонтаны и падали, расплескивая огненную пену. Время от времени к небу взвивался залп бомб. Местами на поверхности тяжелой жидкости лопались пузыри, выпуская клубы фиолетового дыма. Бурная деятельность сосредоточилась в трех-четырех местах огромного озера из расплавленного камня. Остальная его поверхность лишь тяжело волновалась, взбаламученная зонами интенсивной активности. Мы как загипнотизированные смотрели на отчеркнутый блестящей желтой полосой прибой расплавленного вещества, бившийся о противоположную стену кратера».

Так описывает известный бельгийский исследователь — вулканолог Гарун Тазиев — одну из многочисленных встреч с огненно-жидким веществом. Он, профессор Гарун Тазиев, подарил миру неповторимую киноленту «Встречи с дьяволом». Это кадры о подлинной встрече с бешеной, злобной силой, рвущейся из преисподней.

А не был ли Гарун Тазиев в числе тех энтузиастов, которые четверть века тому назад спорили о закономерностях, связанных с подземной расплавленной магмой? Может быть, здесь, среди вулканологов, я встречу кого-либо из своих старых друзей. Но в списках членов XVII Международного геологического конгресса не оказалось Гаруна Тазиева. А жаль! Если бы он там был, то, несомненно, примкнул бы к магматистам.

Да, тогда почти все мы были магматистами: привлекала простота этой теории, которая, казалось, все объясняла. Большинство магматистов, опираясь на гипотезы Канта и Лапласа о происхождении Земли, считало, что некогда вся Земля была расплавленной, а ее застывшая поверхность и есть наша земная кора. Под нею лежит магма, странное вещество, которое никто никогда еще не видел. Оно нагрето до температуры свыше двух тысяч градусов и находится под давлением страшной силы — в тысячи атмосфер. Такие давления и температуры придают магме твердость во много раз выше, чем у стали. На быстрые толчки она реагирует, как твердое вещество, при медленном воздействии растекается, как жидкость. Это вещество, по представлению магматистов, и является той лабораторией, в которой формировались и формируются горные породы.

Вокруг магмы ведутся бесконечные споры. Спорят между собой и сами магматисты. Еще слышны отголоски их спора о том, везде ли одинаково вещество мантии Земли, или оно разнообразно в разных участках? Старое представление о повсеместном расплавленном его состоянии сейчас оставлено геологами и геофизиками. Почти все они единодушно утверждают, что под земной корой лишь отдельные очаги расплавленной магмы, питающие вулканы. Некоторые ученые считают, что такие очаги могут быть и в самой коре.

Профессор Г. С. Горшков, работая на Камчатской вулканологической станции и изучая деятельность Ключевской сопки, величайшего вулкана Евразии, установил, что во время извержения можно проследить контуры огромного подземного очага диаметром 30–40 километров и толщиной до 10–12 километров. Очаг залегает гигантской линзой под земной корой на глубине 50–60 километров от поверхности.

Американские геологи считают, что вообще глубина залегания вулканических очагов может достигать до 100–150 километров. То есть очаги располагаются в самой верхней зоне мантии Земли, под земной корой. А недавно японский геофизик Икояма производил магнитную съемку острова Оошима. На всей территории острова обнаруживалось нормальное магнитное поле. Когда Икояма уже закончил работу, неожиданно пробудился вулкан Михара, и геофизик повторил магнитную съемку. Оказалось, что под островом возникла магнитная аномалия! Геофизик вычислил глубину ее залегания, допустив, что она порождена вулканическим очагом. И что же? Поверхность аномалии находилась всего лишь в двух километрах от поверхности Земли! Икояма пришел к выводу, что вулканические очаги располагаются не в мантии, не под земной корой, а в самой земной коре.

Споры о вулканах и вулканической деятельности ведутся с древних времен. Много наивных взглядов высказано было в Индии и Греции. Одни гласили, что огненно-жидкое вещество извергается драконами, другие называли его дыханием страшной Химеры, которая обдает облаками огня и дыма всех, кто приближается к ее пещере. В греческой мифологии говорится и об одном из титанов — Тифоне, который в борьбе с Зевсом рухнул на Землю. От его тела исходил такой жар, что вся Земля вокруг расплавилась. Очень много мифов и легенд связано с именем Вулкана — подземного бога, в честь которого получили название огнедышащие горы. Сейчас речь идет не о Химере и титаническом Тифоне, а о магматических очагах.

Конечно, нельзя утверждать, что все у современных вулканистов спорно. Есть и бесспорные истины. В огненной купели рождаются горные породы, и по типу деятельности вулканов всегда можно предсказать, например, какая горная порода родится в том или ином случае.

В центре Тихого океана, на Гавайских островах, есть вулкан Килауэа. Он не раз давал знать о себе. В последний раз это было в 1960 году, и жители Гавайских островов опять увидели огненные фонтаны над его кратером. Фонтаны взлетали вверх все стремительней, все выше. Постепенно кратер переполнился, и лава с бешеной скоростью ринулась вниз. Она сметала все преграды. При небольших извержениях селения обычно спасались дамбами. Но в этот день они не выдержали и рухнули. Жители не успели вызвать эскадрилью самолетов, чтобы пробомбить огненному потоку новую дорогу, и лава ринулась вниз, на плантации сахарного тростника, на виноградники, и уничтожила все на своем пути. Она достигла побережья, где располагался поселок. Миг — и он превратился в пылающий факел. Стремительный поток лавы ринулся в море. Кругом все заклубилось, пары окутали пространство непроницаемым облаком, стало темно, как ночью. На долгое время ужасная картина катастрофы была скрыта от тех, кто остался в живых…

Ученые знают, что из такой жидкой лавы, когда в ней почти нет газов, рождается особый вид пород, называемых основными, или базальтами. Они содержат относительно небольшое количество кремнекислоты. Таких пород много на вулканических островах Тихого океана. Везде, где рождаются базальты, излияние лавы происходит так же, как в 1960 году из вулкана Килауэа.

Так представляют себе геологи образование не только гавайского рельефа. Некоторые ученые считают, что так же произошли вулканы на Луне, что знаменитые лунные кратеры образовались именно этим путем. Астроному Н. А. Козыреву недавно удалось наблюдать в кратере Альфонс истечение газов, сопровождавшееся извержением вулкана. Но газы эти были какие-то странные. В их состав входило много углерода и водорода. Такой состав газов не часто встретишь на земных вулканах. Может быть, это истечение газа было связано с какими-то другими процессами? Ведь не все ученые признают вулканы на Луне. Многие, например, считают, что кратеры возникли при бомбардировке поверхности Луны крупными метеоритами. Там нет атмосферы, и небесным пришельцам вполне под силу колоссальные разрушения.

Все знают о страшной катастрофе, которая в 79 году нашей эры уничтожила сразу три города — Помпею, Геркуланум и Стабию. Очевидец этой катастрофы писатель Плиний Младший в одном из своих посланий историку Тациту писал, что внезапно над вулканом Везувий появилось огромное грибообразное облако. Раздался взрыв страшной силы. Облако разрасталось на глазах и постепенно закрыло весь небосвод, стало темно, как ночью. Сверху падал горячий пепел, а из жерла вулкана вылетали раскаленные вулканические бомбы. Пепел смешивался с дождевой водой, идущей из облака. На город хлынули потоки грязи. Тот, кто не был убит вулканическими бомбами, попал в бешеный вихрь, а тем, кому удалось спастись и от бомб и от грязи, грозила смерть от удушья: воздух был насыщен ядовитыми парами серы. Так погиб и Плиний Старший, знаменитый естествоиспытатель того времени.

А в 1944 году произошло новое большое извержение Везувия. Очень вязкая лава изливалась из кратера не так, как на Гавайских островах. Ее фронтальная часть была почти вертикальной, высотой примерно в четырех-пятиэтажный дом. Американским летчикам удалось заснять на пленку необычайное зрелище. Мы потом увидели на экране, как двигался этот поток. Скорость была небольшой, пешеход мог бы вполне убежать. Но все, что попадалось на пути лавы, уничтожалось.

Ученые изучили состав горных пород везувианского потока, и оказалось, что лава отличается от той, которая изливалась из кратера Килауэа. Здесь было несколько больше кремнекислоты, по содержанию которой классифицируются все магматические горные породы. Везувианскую лаву назвали средней. Горные породы с еще большим количеством кремнекислоты назвали кислыми. Эти кислые породы, например липарит, также встречаются в зонах вулканической деятельности, но извержение вулканов, дающих такую лаву, носит опять-таки совершенно другой характер.

На Камчатке давно известен вулкан Безымянная сопка. Уже считалось, что он прекратил свою деятельность. Много десятилетий он не напоминал о себе. Но вот 30 марта 1956 года произошла грандиозная катастрофа. Внезапно, как рассказывает профессор Г. С. Горшков, из кратера взметнулись на высоту до 40 километров пепел и бомбы. Взрыв был потрясающей силы. На расстоянии 25–30 километров от Безымянной сопки были уничтожены все деревья, кустарники, растения. Все вокруг было разрушено, исковеркано, сожжено. Когда исследователи смогли подойти к кратеру, то они обнаружили там и застывшую лаву. Она содержала много кремнекислоты.

Где бы ни был исследователь — в окрестностях ли побережья Тихого океана, или в центральном участке Средиземного моря, в районе Центральной Африки или в зонах Центральной Америки — всюду, где есть вулканы, по типу их деятельности он может сказать, какие породы здесь формируются — основные, средние или кислые.

Предполагая, что в отдаленные геологические эпохи, отстоящие от нас на миллионы лет, геологические процессы протекали так же, как сейчас, геологи приходят к выводу, что там, где встречаются кислые породы вулканического происхождения, были вулканы типа Безымянной сопки. Там, где располагались базальты, происходили излияния типа извержений вулкана Килауэа. На местах, где встречаются средние породы, когда-то действовали вулканы, подобные Везувию. Ученые предполагают, что 300–400 миллионов лет тому назад на восточном склоне Урала располагались вулканы всех этих главных типов, потому что здесь встречаются и основные, и средние, и кислые горные породы. Такие вулканы были и на больших площадях территории Сибири и с ними (в особенности с зонами крупных взрывов) связывают образование алмазов.

В наши дни один из вулканов азиатской части Тихого океана окружен большим количеством выходов горячей подземной воды. Она выносит много разнообразных солей, в том числе железа, меди и других элементов. За год подземные воды выбрасывают столько меди, сколько ее имеется на крупном медном месторождении. Геологи и считают, что многие медные месторождения образовывались именно таким образом: соли меди из горячих растворов скапливались в горных породах, создавая те залежи медной руды, которые разрабатываются сейчас на восточном склоне Урала, в Казахстане и в других местах.

Но далеко не все трудности с объяснением происхождения медных месторождений можно расшифровать магматической теорией. Неясно, например, образование меди в месторождениях восточного склона Урала. Медь там добывают с давних времен, но теория ее образования до сих пор еще не разработана.

Примерно в двадцатых годах академик А. Н. Заварицкий высказал гипотезу, что соединения меди и сопутствующие им минералы внедрялись в виде особой сульфидной магмы в осадочные породы Урала. Застывая там, они образовывали тела определенной формы, чаще всего — линзообразные. Многие ученые стали придерживаться этой гипотезы. Однако вскоре выяснилось, что она никак не вяжется с фактами. Особенно противоречащими этой гипотезе оказались данные Сибайского медного месторождения, где в сульфидных породах нашли окаменевшие органические остатки. Какая уж тут магма!

Группа ученых высказала предположение, что главную роль в образовании медных месторождений сыграли горячие воды, которые изливаются в периферийных зонах магматических очагов, что уральские месторождения образовались примерно так, как сейчас в районе островных вулканов азиатской части Тихого океана, где происходит накопление или, вернее, излияние медесодержащих вод. Эта точка зрения также проверялась практикой. Длительное время она казалась правильной, а потом и ее опровергли факты.

В 1936 году академик А. Н. Заварицкий высказал новую гипотезу. Он предположил, что медь связана с древними вулканами. Так образовалось, например, месторождение Куромоно в Японии, описанное геологом Камеки Тимошита.

Но и эта гипотеза Заварицкого была отвергнута временем. Сейчас бытует много новых гипотетических представлений о происхождении уральской меди. Гипотезы проверяются, и всегда находится достаточное количество и опровергающих и подтверждающих их фактов.

Изучая горные образования, мы очень часто сталкиваемся с некогда существовавшими, но ныне застывшими вулканическими очагами. Те породы, которые их слагают, мы называем интрузивными, считая, что они внедрялись из мантии Земли («интрудио» — «внедряю»), не достигая поверхности.

Для этих разнообразных интрузивных пород разработана такая же классификация, как и для вулканических. Среди них можно видеть основные, средние, кислые породы, а также ультраосновные и ультракислые — с малым и с очень большим содержанием кремнекислоты. С этими очагами застывшей магмы и связаны разнообразные рудные и нерудные полезные ископаемые: и железо, и медь, и золото, и платина, и многие виды нерудных ископаемых, таких, как асбест, слюда и драгоценные камни. Но, исследуя ныне застывшие очаги магмы, мы не считаем, что слагающие их интрузивные породы когда-то залегали под земной корой в мантии. Мы отчетливо видим, что они расположены в самой земной коре.

Связь разнообразнейших полезных ископаемых с очагами застывшей магмы и привела нас в свое время к тому, что мы, молодые геологи, решили глубже изучать эти закономерности и выявлять их во всех странах земного шара. И может быть, скептик-англичанин был прав?

Прошло двадцать пять лет, но и до сих пор не все законы образования полезных ископаемых нам достаточно ясны. Вот, например, месторождения хрома, или, точнее, минерала хромита, сложного окисла хрома, мы связываем с самым начальным этапом застывания магмы. Мы говорим, что в магматических очагах наиболее тяжелые металлы опускаются на дно, а легкие всплывают. Таким путем образуется первичное перераспределение вещества в магме. Хромиты и платина наиболее тяжелые вещества, и они опускаются на дно магматического очага, скапливаются там либо в виде мелких зерен, либо в виде более или менее крупных обособлений — скоплений. Процесс образования хромита проходит при высоких температурах, близких к полутора тысячам градусов. Все это вполне закономерно вытекает из магматической теории.

Но вот однажды геологи бурили скважину на Среднем Урале, и вдруг с глубины в 600 метров, из зоны, где расположены вкрапления платины и хромита, ударил мощный газовый фонтан. В составе газа оказалось большое количество водорода и метана, имеющего, как считают некоторые химики, органическое происхождение. И это в той зоне, которая была когда-то наиболее глубинной частью магматического очага, где были температуры, превышающие тысячу градусов!

Но, может быть, метан все-таки свойствен магматическим очагам? Ведь академик Вернадский еще в 1933 году высказывал мысль, что метан возникает и в зонах жизнедеятельности организмов и в ходе магматических процессов.

Очень многие закономерности в строении вулканических аппаратов и в ходе геологических процессов выявляются на специальных станциях, изучающих современные вулканы. Нужно быть сильным, мужественным и бесстрашным исследователем, чтобы заниматься этим сложным и опасным делом. Вот, например, двое работников Камчатской вулканологической станции — В. Ф. Попков и И. З. Иванов — получили задание измерить температуру лавового потока. Забросить термометр в лаву им не удалось, а задание выполнять надо. Они увидели среди раскаленной лавы огромную глыбу застывшей горной породы, плывущую на поверхности потока, как льдина по воде. Вулканологи вскочили на эту глыбу, продолбили ломом отверстие вглубь и опустили в него специальный термометр: он показал свыше 800 градусов. Соскочив с глыбы, исследователи возвратились на станцию и доложили о выполненном поручении!

Или вот другой случай, обычный, впрочем, в работе вулканологов. Одному из ученых, Генриху Штейнбергу — начальнику вулкано-физического отряда, было поручено провести исследование горных пород в самом кратере Авачинского вулкана на Камчатке и взять там образцы вулканических газов. Он опустился в кратер. Отложив в сторону рюкзак, стал он собирать образцы пород и брать пробу газа в специальные баллоны. Закончив работу, он заметил, что рюкзак, положенный на одну из глыб, прогорел. Штейнберг измерил температуру этой глыбы, оказалось, что она превышает 400 градусов!.. Вулканолог со своими сотрудниками пробыл в кратере Авачинского вулкана свыше двух с половиной часов. Они только тогда ушли, когда кислородные приборы стали пропускать вулканические газы.

Что же заставляет вулканологов забираться в самое пекло? Почему они, рискуя своей жизнью, так настойчиво добывают данные о температуре, давлении, составе газов и так далее?

Для того чтобы получить ответ на этот вопрос, заглянем в Москву, в район Душинской улицы. Там мы встретимся с чем-то похожим на вулканы. Да, да, в Москве, на Душинской улице, мы увидим расплавленную огненно-жидкую массу, но расплавленную искусственно, при температуре 1000–1200 градусов. Ученые-вулканологи подсказали, что лучше всего для этой цели взять основную породу — базальт. Здесь, на заводе каменного литья, научились расплавленный базальт выливать в формы и изготовлять из него трубы, плиты и многие другие предметы. Изделия из базальта кислотоупорны и жароупорны; на специальных заводах они заменяют металл. И конечно, все это практический результат научных работ вулканологов.

Другим практическим результатом является использование для промышленных целей вулканического тепла, «красного угля», как называют его энергетики. На горячих водяных парах, нагретых вблизи вулканических очагов, работают некоторые электростанции в Италии, в Новой Зеландии и в других районах планеты. В нашей стране тоже начали осваивать вулканическое тепло. Уже строится пробная станция на Камчатке, на очереди строительство многих новых других.

Но, конечно, закономерности, связанные с огненно-жидкими расплавами, больше всего интересуют вулканологов с точки зрения содержания и образования полезных ископаемых. Если вещество таинственной мантии Земли действительно является тем источником, из которого родились все полезные ископаемые, то вывод один: надо исследовать, надо добраться до него, чтобы слепо не идти на поводу молчаливой природы. И может быть, вулканы — это каналы, по которым вещество мантии вырывается на поверхность, пусть даже в измененном виде.

Изучая вулканы, мы получаем много бесспорных данных и об образовании магматических горных пород и о работе вулканических аппаратов.

Но как много нерешенных вопросов! Как много нужно трудиться, чтобы познать и глубину залегания очагов, питающих вулканы, и состав вещества мантии Земли, и связь углеводородов с магмой! А как рождается сама магма? Чтобы ответить на этот вопрос, пожалуй, надо сначала ознакомиться с историей великих разломов нашей планеты, потому что именно в местах таких разломов магма могла выходить на поверхность, оставляя свои следы.

Гибель Гондваны

Вулканологи говорят, что стоит измениться давлению — и на поверхность из зоны мантии, из-под земной коры начнет по разломам изливаться лава. Они утверждают, что вещество мантии, находящееся при высокой температуре, только потому является твердым, что там гигантское давление не позволяет ему превратиться в жидкость. Да, надо было поглубже заняться изучением разломов земной коры.

Как-то мне предложили примкнуть к группе туристов, совершающих поездку вокруг Африки. Я с радостью согласился. Ведь на пути я увижу зоны разломов, и первые из них уже встретятся на Босфоре и Дарданеллах.

Дальше на нашем пути — остатки таинственной страны Гондваны. Гонды — племя, а Вана — страна в Индии. Из сочетания этих двух слов сложилось название огромного материка, располагавшегося, по мнению ученых, на месте современной Индии, Австралии, Африки и Южной Америки. В него входили и обширные зоны, ныне покоящиеся на дне Индийского и Атлантического океанов. И тут я встречу следы тех разломов, которые многие десятки миллионов лет назад привели к гибели этого гигантского материка.

С нетерпением ждал я, когда наш теплоход «Феликс Дзержинский» войдет в Босфор. Геологи говорят, что миллион лет тому назад, в начале четвертичного периода, существовало замкнутое Черноморское озеро-море, типа современного Каспия, с богатой и разнообразной фауной, приспособленной к условиям жизни в опресненном бассейне. Днестр, Днепр, Дон, Дунай вливали в этот водоем такое количество пресной воды, что озеро имело резко пониженную соленость. Во время катастрофы часть земной поверхности опустилась, образовался пролив, и соленые воды Средиземного моря хлынули в Черное. Обитатели пресноводного озера не смогли приспособиться к резко изменившимся условиям и погибли. И до сих пор воды Черного моря заражены продуктами гнилостного распада — сероводородом. Зараженная зона прослеживается, начиная с глубины 200 метров от поверхности воды до дна моря. Жизнь в Черном море возможна только в поверхностной зоне. На глубине жизни почти нет.

И вот, наконец, Босфор с его роскошными виллами, со знаменитой крепостью, которая много десятилетий закрывала России выход из Черного моря в Средиземное. Бутафорской, игрушечной кажется эта крепость в наш век атомных и водородных бомб. Такой же бутафорией, как и многочисленные минареты и купола мечетей старинного Стамбула. Ярко контрастирует с ними деловая часть города, построенная на американский лад.

В пределах Босфора и в Дарданеллах я увидел ясно выраженные террасы на склонах пролива. Террасы, как известно, могли возникнуть только в том случае, если здесь протекала река. Ведь террасы — геологический след понижений или повышений уровня моря, отраженный на берегах впадающей в него реки. Никаких следов обрывов, которые должны были возникнуть на разломах, я не увидел.

Правда, когда я высказывал специалистам свои соображения, они сделали предположение, что хлынувшая при прорыве вода стерла все эти следы, оставив лишь террасы.

Дальше на нашем пути началось то, что называют экзотикой, и, конечно, геология забылась. Мы проплывали мимо берегов Трои. Где-то здесь археологи недавно нашли корабль времен Троянской войны. Вспоминались строчки из «Одиссеи» и «Илиады».

Затем мы остановились в Пирее — крупном портовом центре Средиземного моря, слившемся в настоящее время с Афинами. Мы сели в автобус, поехали в Афинский национальный музей и посетили Акрополь с его знаменитыми храмами, столь же знаменитой многовековой историей. На каждом шагу нас овевали легенды. До геологии ли тут было!

Забыта была геология и когда мы прибыли в Порт-Саид и отправились оттуда к знаменитым пирамидам и сфинксам в окрестности Мемфиса. Мы были рядом с этими великими памятниками прошлого, ощущали тысячелетия человеческой культуры. Даже сотни миллионов лет геологической истории Земли не казались здесь внушительными. Дальше началась новая зона разломов земной коры, происходивших много миллионов лет тому назад. Эту зону я и хотел посмотреть.

Некоторые ученые говорят, что примерно 60–100 миллионов лет тому назад в зонах современного Красного моря, в верховьях Нила и еще южнее образовались гигантские вздутия. Они оформлялись постепенно. Вначале здесь возникли своеобразные валы с центром поднятия более чем до одного километра, а потом произошли страшной силы землетрясения и зоны вздутий превратились в гигантские впадины. По разломам изливалась лава, образуя огромные поля вулканических пород.

В основном в Африке наметились две линии разломов: одну из них называют Эритрейской, а другую — Восточно-африканской. Эритрейская линия совпадает с зоной Красного моря. Восточно-африканская тянется от верховьев Нила к зонам озер Танганьика, Альберто, Киву, здесь линия сбросов несколько разветвляется, а потом в южных частях Африканского материка она снова собирается в единую линию. Чтобы попасть к ней, нужно было проехать Суэцкий канал, а затем выйти в Красное море.

Не знаю, то ли я был слишком скептически настроен, то ли на самом деле здесь нет очевидного подтверждения тому, что я читал в научных трудах, но только и Красное море и Аденский залив меня как-то разочаровали. Я не видел явных признаков той системы разломов, которые показаны на геологических картах.

В пути были остановки, интересные встречи, мы любовались необычной картиной — смешением вод двух океанов: Индийского и Атлантического. Их воды резко различны по окраске. Но ни геологов, ни вулканических горных пород я не встретил. Там, где мы могли бы видеть горные породы, мы отплывали далеко от берега, а где можно было встретить геологов, нам говорили, что они ушли в разведку.

И вот уже за кормой — мыс Доброй Надежды. На корабле меня попросили рассказать о мифической Атлантиде. Пришлось рассказывать о том, как очень-очень много лет тому назад возникла легенда о существовании, может быть, в Атлантике, а может быть, в других местах древнего материка — Атлантиды. Первым об этом почти за 400 лет до нашей эры рассказывал Платон. Он знал эту историю от своего прапрадеда, мудреца Солона, а тот, в свою очередь, от египетских жрецов. Царь атлантов будто бы решил поработить афинян. Но в решительной битве атланты потерпели поражение, а вскоре Атлантида со всеми жителями и городами опустилась на дно моря.

Какие только гипотезы не высказывались о том, где находится Атлантида! Ее помещали в Саргассово море, в Армению, в Швецию, на Кавказ, в устье Нила. Недавно, например, академик Д. В. Наливкин высказал предположение, что в мифе об Атлантиде отразились смутные сведения о Гренландии.

Некоторый свет на разгадку Атлантиды проливают исследования последних лет. Профессор Н. Ф. Жиров, заинтересовавшийся этой проблемой, обратил внимание на совпадение некоторых дат во многих легендах, сказаниях и даже календарях. Древние ассирийцы и вавилоняне начинают свое летосчисление с какого-то события, происшедшего одиннадцать с половиной тысяч лет тому назад. Примерно эту же цифру мы получили недавно с помощью атомных счетчиков времени, изучая время возникновения Гольфстрима. Оказывается, еще 12 тысяч лет назад его теплые воды на север не проникали. Лишь после какого-то события они прорвались на север и вызвали резкое потепление. Начали оттаивать ледники, появились болота. В одно из таких болот на Таймыре когда-то провалился мамонт. Его кости были подвергнуты изучению с помощью атомных счетчиков времени, и оказалось, что мамонт Таймыра погиб около 12 тысяч лет тому назад.

Группа американских ученых принялась за изучение грунта со дна Атлантического океана, и в ряде проб были обнаружены следы вулканического пепла, накопившегося на дне Атлантики тоже 12 тысяч лет тому назад.

Сопоставляя эти цифры, профессор Жиров и предполагает, что, по-видимому, все эти события были связаны с гибелью Атлантиды.

Возможно, материк, разбившись на части и погрузившись в океан, разрушил преграду, закрывшую доступ воды из Мексиканского залива и Карибского моря на север. Катастрофа сопровождалась вулканическим извержением, мощными излияниями лавы, поднявшимися по разломам на поверхность. Следы этого вулканического пепла и обнаружили американцы на дне Атлантического океана.

Еще один любопытный факт. Около 100 лет тому назад прокладывали кабель между Лондоном и Нью-Йорком. Во время работ кабель оборвался. Его подцепили и подняли на поверхность мощными кошками, то есть связанными в пучок якорями. В лапах якорей нашли кусок горной породы со дна Атлантики. Он оказался застывшей лавой. Но специалисты утверждают, что она застыла не на дне океана, а на поверхности суши. Еще, значит, один штрих, подтверждающий существование Атлантиды!

Наше путешествие подходило к концу. Вот и Гибралтар, а вот и Великая Этна, Стромболи… Мы побывали на развалинах Помпеи, Геркуланума и Стабии и стали снова подходить, минуя Эгейское море, Босфор, Мраморное море, к родным берегам.

Под влиянием наших разговоров и дорожных впечатлений у меня даже родилась мысль написать научно-фантастическую повесть или хотя бы очерк об истории Земли. Намечалась и сюжетная канва. На космическом корабле экспедиция геологов отправилась на Луну. Экспедиция снабжена совершенной аппаратурой, в том числе и машиной времени. Исследователям предстояло установить эту машину в одном из лунных кратеров, соединить ее с киноаппаратом и направить его окуляры на нашу Землю. Вот это будет кинофильм!

Я стал размышлять о том, как я покажу землянам столь давние события, и тут возник главный вопрос: что показывать? Мнение какого геолога, геофизика или иного исследователя целесообразней отобразить на кинопленке?

Земля по индийской космологии — учении о происхождении мира — в свое время делилась на семь континентов. Они расходились, подобно листьям лотоса, от горы Меру, общего центра всей вселенной. А потом материки отплыли от этого центра, и их разобщили семь океанов. Примерно такую же идею высказал в 1877 году наш русский любитель-астроном Евгений Васильевич Быханов. Он обратил внимание на удивительное совпадение очертаний американского и европейско-африканского побережий. Если мысленно сдвинуть эти побережья, то даже щелки между ними не окажется! И Быханов предположил, что единый когда-то материк раскололся на части и с тех пор они передвигаются.

Эту же мысль, но только 33 года спустя, повторил знаменитый геофизик Альфред Вегенер. В науке гипотеза о плавании материков была названа его именем. Вегенер предположил, что некогда единый материк Пангеа (Всеземля) был разломан на куски. Подобно лепесткам лотоса, они отчленились друг от друга и расплывались, разъединенные океанами, дав начало современным материкам.

Я предполагал, что экспедиция, которая полетит на Луну, заснимет и моменты разлома, и бурную вулканическую деятельность, и разъединение океанами материков.

Кинолюбители знают, что есть так называемая цейтраферная съемка. Ставят киноаппарат, допустим, около нераспустившегося цветка. Один кадр снимается через каждые, предположим, полчаса, а потом все эти снимки пропускают на экране с обычной скоростью. На глазах кинозрителя бутон быстро распускается в прекрасный цветок. Вот такую цейтраферную съемку я и предполагал осуществить в научно-фантастической повести с одного из лунных кратеров, чтобы показать, как расплывались материки.

И вот мы в кинотеатре. Медленно гаснут огни. Освещается экран. И перед нами одна за другой возникают картины первозданного хаоса Земли. Странными и непривычными кажутся очертания материков. Вся Земля — единый континент, окруженный Мировым океаном. Стремительным наплывом мчится навстречу зрителю планета. Это аппарат автоматически снимал крупным планом отдельные эпизоды из прошлого нашей Земли.

Вдоль побережья океана расстелился зеленый ковер из каких-то странно знакомых растений. Аппарат приближает нас к миру древовидных папоротников, хвощей, плаунов… У озера на поваленном дереве, поросшем мхом, сидит какое-то чудовище с крокодильей пастью. Голова чудовища покрыта панцирем. А рядом виднеются остатки огромного лягушкоподобного существа. Видно, здесь только что завершился один из эпизодов великой борьбы за существование. Над местом битвы парят легкокрылые гигантские стрекозы…

И форма головы крокодилообразного существа, и растительность, и весь облик этого мира — свидетельство весьма древних этапов эволюции. Присутствующие на просмотре палеонтологи единодушно заявили, что это фауна и флора верхнего карбона — той отдаленнейшей геологической эпохи, которая была триста — триста двадцать миллионов лет назад.

И снова стремительный темп движения. Перед нами вновь вся Земля. На мгновение задерживается ее вращение, и мы видим разламывание континента. Линии гигантских разломов очертили контуры Северной и Южной Америки, Африки, Антарктиды, Австралии… И впрямь, как лепестки лотоса в индийской сказке, расплылись материки. На наших глазах родились разделяющие их океаны: Атлантический и Индийский.

Триста с лишним миллионов лет длился этот процесс, а мы с помощью чудесной цейтраферной машины времени просмотрели все это за несколько часов.

А потом нам стали демонстрировать другой фильм: тоже историю Земли, но не по Вегенеру, а по Штаубу. Немецкий ученый считал, что вся история развития Земли слагается из постоянного перемещения материков Гондваны и северного — Лавразии, располагавшегося на месте современных Евразии и Северной Америки. Под влиянием центробежной силы Лавразия и Гондвана то сталкивались между собой, то разламывались, отплывая к полюсам. По Вегенеру, материки спокойно отплывали друг от друга в широтном направлении, а по Штаубу, они двигались по меридианам.

Но Вегенер и Штауб не были единственными авторами гипотез. Я насчитал свыше пятисот гипотез о происхождении складчатых горных цепей на Земле и представил себе бедного кинооператора, забравшегося в лунный кратер. Каково ему было бы менять кадры цейтраферной съемки и показывать нам пятьсот вариантов гибели Гондваны!

По современному представлению начало гибели Гондваны рисуется не так, как думали Вегенер или Штауб. Большую роль, по-видимому, играли вертикальные перемещения континентов. По линиям разломов отдельные участки Гондваны усиленно двигались то кверху, то книзу. Считают, что часть Гондваны опустилась в зоне современного Индийского океана, и острова в этом океане представляют лишь самые вершины тех высоких гор, которые были в этой части Гондваны. Может быть, и часть Тихого океана, так же как и примыкающая к Южной Америке и Африке область Атлантического, тоже является погруженным участком некогда единого Гондванского материка.

Какой же итог? Я охотился за разломами Гондваны и частично Лавразии и не увидел этих разломов. Правда, я не могу не доверять своим товарищам, геологам и геофизикам, но ведь самое обилие гипотез и разноречивых мнений ставит под сомнение и многие общепринятые истины. Что вулканическая деятельность приурочена к каким-то определенным линиям — это факт. Но ко всем ли? Все ли действительно хорошо продумано в теории магматистов? Факты, которыми они оперируют, может быть и бесспорны, а вот теоретических обобщений явно не хватает.

Каменные ритмы

В старинных сказаниях индусов говорится о том, как бог Брама управлял миром. Бодрствуя, он творил, отдыхая — разрушал все то, что им было сотворено. И тогда возникали всемирные пожары, потопы и другие бедствия. Эпохи разрушения и созидания периодически сменяли друг друга.

Всем известны также воззрения древнегреческого философа Гераклита, жившего примерно за 500 лет до нашей эры. Он говорил, что мир переживает постоянные изменения, что эпохи разрушения сменяются периодами созидания: «Мир вечно есть и будет живым огнем, закономерно возгорающим и закономерно угасающим».

Само собой разумеется, что эти представления о периодических этапах разрушения и созидания были обоснованы наблюдениями. Ученые древности видели геологическую работу морского прибоя, замечали, как разрушаются горы, переживали крупные землетрясения, обвалы, лавины. Но отсюда было еще далеко до научного понимания закономерности жизни Земли.

Если бы мы продолжили ту фантастическую картину съемки поверхности Земли из кратера Луны, которую мы начали с помощью специальной машины времени, исследователи увидели бы, как отдельные участки нашей планеты то погружаются, то вздымаются. Причем эти погружения и вздымания имеют огромные амплитуды. К примеру, поднятие побережья Финского залива с первого взгляда кажется скромным — всего на высоту около метра в столетие. Но если учесть все эти движения за миллионы лет и с помощью кинокамеры проследить ритм повышения и понижения поверхности всех участков Земли, то зрелище было бы весьма впечатляющим. За пять-семь миллионов лет Кавказ достиг современной высоты более чем в пять с половиной километров над уровнем моря, а Гималаи, Памир и другие горные сооружения за это же время поднялись на еще большую высоту. А что такое семь миллионов лет для нашей планеты!

На других участках поверхность Земли опускается. Мы с нашей машиной времени даже не могли бы проследить судьбу этих опущенных участков. Пришлось бы применить для съемки какие-нибудь лучи, которые позволили бы просвечивать толщу воды. И тогда киносъемка показала бы, что многие участки поверхности Земли превратились в глубочайшие впадины мира, опустились на глубину 10–11 километров ниже поверхности Мирового океана и произошло это сравнительно недавно. Мы увидели бы, что поверхность дна океанов также ни минуты не находится в состоянии покоя.

Синхротрон, установленный в Женеве, может работать только в период полного покоя. На его работу влияют даже самые незначительные, казалось бы, изменения поверхности земной коры, которые возникают при приливах и отливах, происходящих на расстоянии сотен километров от этой установки. И оказывается, что, участвуя в этом движении Земли, женевский синхротрон может работать только около 30 часов в неделю: остальное время поверхность Швейцарии колеблется.

Установлено, что вся территория Москвы ежедневно то поднимается, то погружается примерно на полметра от какого-то среднего значения, причем эти поднятия и погружения возникают под влиянием ежедневных приливов и отливов, под влиянием силы тяготения Луны и Солнца.

Происходит еще много споров о тех силах, которыми вызываются эти движения земной коры, хотя мы очень хорошо знаем геологические следствия и устанавливаем их на каждом шагу при нашей геологической работе. Почему Голландия опускается, а Финляндия в это же время поднимается? Почему были подняты на огромную высоту Памир и Гималаи? Что лежит в основе процессов горообразования? На все эти вопросы науке еще надлежит дать ответ.

Геологами высказано большое количество разнообразных гипотез по этому вопросу. Одни говорят, что в основе таких движений лежит сжатие Земли. Другие утверждают, что причина в ее растяжении. Третьи приписывают большую роль во всех этих процессах мантии. Четвертые усматривают связь с космосом. Пятые намечают связь с движением Земли вокруг собственной оси и т. д.

Исследователь Е. А. Любимова, изучавшая тепловой режим Земли, утверждает, что в настоящее время происходит сжатие нашей планеты. По подсчетам Любимовой, в настоящее время сокращается вулканическая деятельность, которая 300–400 миллионов лет назад была значительно сильнее.

А вот В. В. Белоусов утверждает, что Земля испытывает растяжение за счет разогрева и расплавления ее базальтового слоя, а в связи с этим усиливается вулканическая деятельность. Ведь при расплавлении объем тела увеличивается, вследствие этого и происходят разломы поверхности Земли.

И. В. Кириллов и В. Б. Нейман тоже считают, что наша планета расширяется. Области океанов, с их точки зрения, представляются зонами растяжения. Кирилловым были построены любопытные модели Земли. Одна из таких моделей, отражающая зачаточную стадию развития нашей планеты, имеет контуры разломов, близкие по своим очертаниям к контурам каналов Марса.

Как же увязать эти диаметрально-противоположные точки зрения?

С еще большим количеством проблем и вопросов мы сталкиваемся, когда начинаем изучать историю происхождения и развития гор, историю всей Земли. Лет 30 тому назад существовало достаточно четкое представление об эпохах развития нашей планеты. Ганс Штилле, крупнейший немецкий ученый, сформулировал учение о ритмах развития Земли — о каменных ритмах. Каждый ритм, по Штилле, включал периоды накопления осадков, складчатости, горообразования и разрушения первозданных гор. Складчатость протекала бурно, революционно; периоды накопления осадков были относительно спокойными.

В эпохи складчатости и горообразования возникали мощные разломы Земли. Отдельные участки земной коры испытывали при этом резкие поднятия, приводившие к формированию горных кряжей.

Штилле насчитал в истории Земли не менее тридцати таких ритмов, названных каноном (правилом) Штилле. На одном из международных конгрессов геологам предложили придерживаться канона Штилле. А потом эти ритмы жизни Земли, все эпохи горообразования, которые наметил Штилле, подверглись резкой критике. Пожалуй, сам ученый способствовал тому, что его взгляды в конечном итоге стали опровергаться коллегами: ему не всегда точно удавалось отметить возраст горообразования. Дело в том, что при изучении эпохи горообразования можно легко совершить ошибку. Свои наблюдения геолог основывает на так называемых несогласиях в залегании горных пород. Эти несогласия обнаруживаются после того, как породы, слагающие горный кряж, разрушатся и на них будут отложены ненарушенные горизонтально лежащие слои.

Сколько времени нужно для того, чтобы разрушились Крым или Кавказ? Конечно, немало. Все зависит от того, будет ли при этом действовать только морской прибой, или реки тоже врежутся в глубь кряжа, или льды начнут сдирать его.

На реке Мзымте, вблизи Сочи, ученые обнаружили пещеру, в которой сохранились орудия каменного века. Рядом со входом в пещеру была река. А сейчас Мзымта врезалась в глубь страны, и пещера находится на высоте 110 метров от уровня воды в реке. Не менее 100 000 лет отделяет нас от древнего каменного века. Значит, в каждую тысячу лет река «снимала» слой в один метр!

Так сколько же потребуется лет для того, чтобы полностью уничтожить пяти-семикилометровый кряж? Скорость разрушения кряжа будет зависеть и от быстроты его вздымания, и от крепости пород, и от многих других факторов. Только по вопросу о длительности каменных ритмов долго бытовало несколько точек зрения, из них две генеральные, крайние. Одну назвали катастрофизмом (а точнее — неокатастрофизмом), другую — эволюционизмом (неоэволюционизмом).

Неокатастрофисты говорят о том, что складчатость в виде какого-то пароксизма охватывает как бы мгновенно весь земной шар, в связи с этим она и проявляется одновременно во многих участках поверхности земной коры. В свое время учение об этапах разрушения, катастрофически охватывающих весь земной шар, было осуждено наукой. Катастрофизм в его чистом виде приводил к представлению о неоднократных актах творения каким-то божеством всего того, что имеется на Земле, и о последующем уничтожении сотворенного прямо по индийской легенде или библии. Такая близость катастрофического воззрения к религиозному учению заставила многих ученых отказаться от теории мгновенных актов, мгновенных катастроф в истории Земли.

Вполне естественно, что сразу возникло представление о растянутости во времени явлений, происходящих на Земле. Так появился эволюционизм. В наши дни эволюционисты говорят, что процесс складкообразования происходит в течение многих миллионов лет. В свое время академик Н. С. Шатский уверял, что все складчатые цепи Кавказа формировались десятки миллионов лет. Ученый решительно отрицал единовременные «акты сотворения» горных цепей Земли.

Сейчас мы считаем ошибочными эти крайние точки зрения. Когда мы рассматриваем следствия геологических процессов и в том числе складкообразования, мы очень часто не можем оценить их длительность или кратковременность. И поныне ведь на наших глазах бывают резкие землетрясения, идут вулканические явления, но впоследствии, когда результаты этих явлений будут отражены только в каменных документах, исследователи так же будут спорить: катастрофически шли эти процессы или эволюционно.

Да и мы, оценивая их сейчас, скажем, что местами они действительно происходят в виде резких катастроф, подобно мощным землетрясениям, с интенсивной вулканической деятельностью. Но в масштабе всей планеты это лишь какие-то незначительные проявления, незначительные этапы, растянутые во времени, может быть на 100, 200, 300 тысяч лет. Что это — катастрофизм или эволюционизм?

Ни то и ни другое. Это пульсирующий, растянутый на небольшой отрезок времени процесс образования разломов, вулканов, складок горных пород, поднятий и опусканий Земли. Это что-то совершенно отличное от представлений и катастрофистов и неоэволюционистов.

Лишь в последнее время благодаря применению атомных счетчиков времени установили примерную длительность каменных ритмов. Оказалось, что за три миллиарда лет истории развития Земли было не более 20 крупных ритмов, по 100–200 миллионов лет каждый. Крупные ритмы включают, в свою очередь, десятки и сотни ритмов мелких порядков — по нескольку миллионов лет, а эти последние разделяются на еще более дробные ритмы.

Каменная летопись Земли еще только начала раскрывать свои тайны. Вот почему при изучении всех этих вопросов и возникло много разных гипотез.

Между тем споры ученых носят далеко не один лишь теоретический характер. С каменными ритмами связан процесс формирования многих полезных ископаемых, как рудных, так и нерудных. Каменные ритмы создают условия, при которых концентрируются в отдельных зонах те или иные полезные ископаемые. При обычном смятии горных пород возникают чередующиеся между собой вздутия и вдавленности в земных слоях. К вздутиям, как правило, приурочены скопления нефти. Нефть, газ и вода распределяются здесь по удельному весу: в пористом пласте газ занимает самую верхнюю часть, затем размещается нефть, которую снизу подпирает вода.

Где горообразование наметило впадины в земных пластах, там вследствие того же закона распределения жидкостей по удельному весу скапливается вода. Это так называемые артезианские воды. Стоит пробурить скважину в таком пласте, как из-под Земли вырвется фонтан. Во многих городах такие артезианские бассейны являются главными, а то и единственными источниками водоснабжения.

С каменными ритмами связаны и вулканизм, и разломы, и все полезные ископаемые, приуроченные к активным зонам Земли. Есть люди, посвятившие всю жизнь выяснению закономерных связей пульса и ритма Земли с разнообразными полезными ископаемыми, но мы видим, как много загадок на их пути.

Законы или загадки?

Есть много незыблемого в геологии. Это те законы, которые лежат в основе науки. Очень много таких законов установлено в минералогии и кристаллографии, в учении об условиях образования горных пород.

Вот, например, великий русский ученый Евграф Степанович Федоров путем математического анализа установил, что существует ограниченное количество законов заполнения пространства минералами. Он математически доказал, что может быть только 230 законов кристаллографических сочетаний.

Федорову удалось дожить до триумфа своего математического анализа. При его жизни с помощью рентгеноскопического просвечивания минералов были подтверждены и экспериментально доказаны установленные им математические законы. Оказалось, что эти законы связаны с внутриатомной, внутримолекулярной решеткой, тем каркасом, который и определяет строение любого вещества минерального мира.

Но иногда ученые слишком нетерпеливы в установлении законов. Ведь закон подмечает что-то устойчивое, что-то незыблемое, всегда повторяющееся в природе. Если какое-либо явление не повторяется, противоречит правилу, то здесь иногда рано говорить об открытии закона. В связи с этим ученые разработали своеобразную иерархию. Есть такой термин — статистический закон, когда какая-то часть процессов закономерно повторяется, а какая-то часть нет. Если строгой закономерности нет, то говорят не о законе, а о теории или о принципе. Если оснований недостаточно для теории или научного принципа, тогда речь идет о гипотезе, причем она иногда стоит где-то в одном ряду с научной фантастикой, с более или менее обоснованным предположением.

В геологии эта иерархия закономерностей особенно проявила себя. Покажем ее на примерах.

К моменту XVII Международного конгресса геологов было установлено довольно много законов образования полезных ископаемых. Пожалуй, в это время наиболее популярным был так называемый закон американского ученого Эммонса, разработавшего представление о закономерностях залегания полезных ископаемых в зонах магматических очагов.

Проанализировав температуры кристаллизации того или иного вещества, Эммонс установил закон температурной зональности распределения магматических полезных ископаемых. Казалось совершенно ясным, что вблизи магматических очагов, где температуры достаточно высоки, должны выкристаллизовываться наиболее тугоплавкие минералы, а в периферических частях будут выпадать такие минералы, которые могут образоваться при небольших температурах.

Отсюда совершенно ясными становились принципиальные основы поисков полезных ископаемых. Нашел магматический очаг — ищи вблизи него олово, молибден, вольфрам — те элементы, минералы которых «любят» высокие температуры. Чем дальше будешь отходить от такого очага, тем верней — по законам температурной зональности — будешь встречать иной комплекс элементов. И где-то в верхней зоне окажутся минералы, содержащие литий и другие легкоплавкие вещества.

Закон температурной зональности Эммонса был с восторгом принят учеными. Казалось, что наконец-то он наведет порядок в методах поисков минералов. Но вот из разных стран стали поступать сигналы о том, что закон температурной зональности не всегда отвечает фактам. И даже наоборот, что чаще всего он неприменим.

Объяснить это несоответствие попытался советский ученый академик Сергей Сергеевич Смирнов. Он разработал так называемую пульсационную теорию, которая в известной мере отвечала представлениям немецкого ученого Г. Берга «о телескопировании» или как бы надвигании на один комплекс ранее отложенных минералов нового комплекса. Надо заметить, что не всегда эту теорию излагают правильно. В геологическом словаре о теории телескопирования минералов сказано: «Телескопированные месторождения — месторождения, в которых наблюдаются явления телескопирования». Эта тавтология мало кому что объяснит.

По существу, теория говорит о своеобразной пульсации магматического очага, который неоднократно возгорается и угасает, говоря словами Гераклита. Иногда такая пульсация будет энергичнее, иногда слабее. При слабой пульсации рядом с высокотемпературным вольфрамом или молибденом, отложившимся при предыдущей «вспышке», ляжет низкотемпературный литий или какой-либо другой из легкоплавких элементов. Наоборот, при сильных внедрениях магмы вольфрамовые и молибденовые минералы будут залегать очень далеко от центра магматического очага.

Теория телескопирования позволила с магматической точки зрения обосновать любое несоответствие с законом Эммонса. Но показать ясные и точные пути поисков полезных ископаемых она не могла.

Другой пример с теорией геосинклиналей, то есть с теорией зон складкообразования. Эта теория даже в течение нескольких десятилетий претерпела существенные изменения. Ее творцы — американские ученые Дена и Холл — считали, что в определенных участках океанов Земли происходят мощные накопления осадков. Иллюстрируя этот закон, французский ученый Э. Ог даже оставил нам рисунок, на котором видно, как с краевых зон в вогнутую середину океана сваливается большое количество обломков. Постепенно этот своеобразный ковш заполняется все больше и больше. Позднее слои сминаются в складки, происходят разломы, изливается магма, идет вулканическая деятельность.

Я помню, в 1932 году наш советский ученый академик Дмитрий Васильевич Наливкин, выступая против взглядов Дена, Холла и Ога, сказал: что нарисовано в учебнике профессора Ога? В качестве примера Ог взял Атлантический океан и нарисовал его в искаженных масштабах. Вертикальный масштаб он взял чересчур большим, а горизонтальный очень мелким, получился какой-то котел, в который с бортов сваливаются осадки. Мы сейчас за такое изображение ставим студентам двойки. Пусть не забывают, что горизонтальный и вертикальный масштабы должны быть сопряжены друг с другом. А профессор Ог положил это несоответствие в основу своей теории!.. Если мы нарисуем Атлантический океан в истинном, не искаженном масштабе, если мы примем его максимальную глубину равной одному сантиметру, то в этом масштабе весь океан представляется шириною по меньшей мере в 250 метров. Если при этом учесть выпуклость Земли, то его дно будет не вогнутым, а выпуклым и в центр океана осадки с бортов никак не попадут. Океанографические экспедиции подтвердили, что в зонах больших погружений океана очень мало обломочного, осадочного материала. Он там почти не накапливается…

Значит, теория геосинклиналей научно несостоятельна?

Дмитрий Васильевич далее сообщил, что мощные накопления осадков наблюдаются. Но где? Главным образом в зонах побережья, в зонах архипелагов. После этой критики господствующим стало представление о том, что современные геосинклинали располагаются либо в зоне океанического побережья, либо в зоне архипелагов. Типичными современными геосинклиналями сейчас, например, считают Индонезию, Центральную Америку, отдельные участки Средиземноморья, в частности Эгейское море.

Но и здесь стало закрадываться сомнение. Мне вспоминается, как мы целые сутки плыли в районе Эгейского архипелага и нигде не видели суши на горизонте, перед нами было безбрежное море.

Когда смотришь на карту Эгейского моря, то действительно видишь архипелаг. На самом же деле острова расположены очень редко, на больших расстояниях друг от друга, и мощных разрушений побережья, мощных накоплений осадков здесь, как правило, нет, хотя на отдельных участках прибрежных зон Мирового океана, например в устьях Ганга и Миссисипи, накапливаются сейчас мощные толщи осадков.

После появились другие факты. Увидели мы, что мощные накопления происходят в зонах предгорья, поэтому стали выделять предгорные геосинклинали. Затем вследствие нечетких представлений о том, что такое геосинклиналь, появилось очень много разных трактовок этого термина, возникли новые и производные термины. Например, «эвгеосинклинали», «миогеосинклинали» и многие другие. Некоторые уже поговаривали о кризисе теории геосинклиналей. Например, профессор В. И. Попов выступил в 1956 году с критикой этой теории. В своей статье «О некоторых идеях геологии» он сказал, что этот термин уже сейчас изжил себя, что надо находить какие-то новые формы для объяснения наблюдаемых явлений. Словом, теория геосинклиналей хотя и принята в настоящее время большинством ученых, но каждая группа исследователей применяет ее со своими оговорками.

Вот и получается, что накопилось много фактов, говорящих о том, что есть и были в прошлом на Земле участки с большим количеством осадочных пород, в которых шли магматические процессы, а затем развивалось горообразование. Много фактов, а сама теория недостаточно разработана. Здесь так же, как и в теории каменных ритмов, где мы знаем о следствиях процесса, но не изучили причины его.

Одно время был весьма распространенным и принятым многими учеными принцип актуализма (униформизма, или аналогий). Но именно тогда, когда способ аналогий возвели в принцип и попытались распространить его на все явления природы, выявилась его ограниченность. Специально по этому вопросу в 1951 году была созвана Всесоюзная конференция, на которой геологи пришли к выводу, что методом актуализма можно пользоваться лишь ограниченно, что нельзя возводить его в принцип. Приведем несколько примеров, подтверждающих правильность вывода…

Мы знаем, что в прошлые геологические эпохи, в частности в так называемый девонский период, формировалось очень большое количество яшм удивительной красоты. Эти горные породы в большом количестве встречаются на Урале. Лучшее из мировых месторождений яшм находится на окраине города Орска. Там найдено свыше 200 сортов этого камня, в том числе пейзажные яшмы. Но ответа на вопрос о их происхождении метод актуализма дать не может, потому что в настоящее время яшмы не образуются.

Другой пример: в свое время Ломоносов по найденным в Сибири костям мамонта сделал вывод о том, что в прошлом там был жаркий климат. Он рассуждал по аналогии, применяя метод актуализма. Современные слоны населяют экваториальные или близкие к экватору зоны. Ломоносов не мог представить себе, что слоны могли жить в зоне холодного климата. Он просто еще не знал о разнице между слонами и мамонтами.

Не случайно поэтому, что в наши дни появились ярые противники актуализма. Немецкий ученый К. Бюлов отстаивает сейчас идею анактуализма, полностью отрицая актуализм. Он говорит, что современный период развития Земли — исключительный в ее истории, что в наше время происходят такие процессы, которых никогда не было в прошлом. И Бюлов призывает полностью отказаться от метода актуализма в геологии, считая выводы, основанные на нем, ошибочными.

Истина, как часто бывает, находится опять-таки где-то посередине между двумя крайними точками зрения. Здесь вступают в силу статистические закономерности, которые сводятся только к большему или меньшему количеству случаев, когда мы можем применить метод актуализма.

Можно привести еще и другие примеры недоработанности теории. Сейчас геологи широко пользуются изучением абсолютного возраста пород с помощью анализа явлений распада радиоактивных элементов. Наиболее принятым является так называемый калий-аргоновый метод. Известно, что с течением времени калий-40 переходит в аргон-40. Период полураспада длится весьма долго — миллиард триста миллионов лет. Точные подсчеты количества калия-40 и продукта его распада аргона позволяют рассчитать, сколько лет тому назад родилась вмещающая порода.

Казалось бы, все ясно, геологи наконец-то стали на путь точных количественных расчетов. Но все дело в том, что метод основан на представлении о неизменности периода полураспада радиоактивных элементов. А так ли это? В 1956 году один из ученых — И. С. Боганик — выступил с утверждением, что это представление противоречит законам диалектического материализма.

Завязалась дискуссия и на страницах печати. И такие крупные геохимики нашей эпохи, как И. Е. Старик, И. М. Франк и другие, вынуждены были признать правильность высказываний Боганика. Но в то же время, если встать на эту точку зрения, то вообще никакие расчеты абсолютного возраста станут невозможными. И геохимики предложили геологам пользоваться радиоактивными методами определения абсолютного возраста, имея в виду, что, когда накопится большое количество фактов, можно будет внести необходимые уточнения и в самую теорию.

Неопределенность часто заставляет геологов высказывать смелые гипотезы, где они пытаются объяснить наблюдаемые факты. Очень часто эти гипотезы на грани научной фантастики. Например, всем известна дискуссия о том, что произошло в 1908 году в Тунгусской тайге. До сих пор, несмотря на то, что после этого события прошло свыше пятидесяти лет, ученые спорят, упал ли там метеорит или произошел ядерный взрыв. Земля ли столкнулась с ядром кометы или летевшее тело так сильно наэлектризовалось, что в результате получился не простой взрыв, а мощный электрический разряд.

Кто-то даже предположил, что в атмосферу Земли проникло тело, состоящее из антивещества (антипротонов, антинейтронов и позитронов).

Писатель А. Казанцев много лет настаивал на том, что в Тунгусскую тайгу в 1908 году упал космический корабль с Марса или с Венеры. Фантастика? Но и другие гипотезы, которые высказаны по этому вопросу, часто имеют не большую степень вероятности. Ничем, например, не подкреплена метеоритная гипотеза. Не все факты укладываются в рамки других гипотез. Спорят между собой геологи, геохимики, метеоритчики, астрономы, физики. В спор включились писатели, учащиеся, студенты и преподаватели многих вузов. Были организованы многочисленные экспедиции в район Тунгусской катастрофы. Иногда летом там собираются десятки людей, причем большая часть из них энтузиасты. Они едут в Тунгусскую тайгу в отпуск на свои средства, чтобы как-то помочь решить этот важный вопрос.

Геология, по-видимому, стоит на пороге крупных преобразований. Огромное количество фактов требует разработки принципиально новых теорий. Не случайно поэтому в 1963 году советские ученые В. Белоусов и М. Садовский высказались о выделении новой науки — геономии, которая объединила бы в себе материалы и методы исследований геологии, геофизики и геохимии.

Недостатки геологических наук, говорили эти ученые, должны быть исправлены математическими методами, лежащими в основе геофизики и геохимии. Многочисленные гипотезы, статистические закономерности, принципы и методы найдут тогда математическое обоснование.

Большинство ученых сочувственно встретило предложение Белоусова и Садовского, отчетливо понимая, что сейчас геологи и геофизики, по сути, перестали понимать друг друга. Гипотезы, которые сейчас приняты в геологии, очень часто вызывают улыбку у тех, кто в совершенстве владеет математическим аппаратом. Обобщения опыта математиков, геологов, геофизиков и геохимиков должны лежать в основе новой науки. Может быть, после этого будут созданы условия для расшифровки тех загадок, которые в настоящее время иногда носят название «законов» в геологии.

Черные артерии глубин

В начале 1962 года весь мир облетело известие о том, что на реке Лене, у деревни Марково, забил фонтан кембрийской нефти. Кембрийская нефть, возникшая более полумиллиарда лет тому назад, здесь отличалась целым рядом замечательных особенностей. Прежде всего она была светлой, или белой, как говорят нефтяники. В основном она состояла из бензина и керосина с небольшой примесью легких масел. Такая нефть по качеству всегда считалась лучшей в мире. Но поражало даже не качество. Было совершенно удивительно, что нефть находится в отложениях той эпохи, когда на Земле была еще слабо развита жизнь.

Правда, и раньше знали, что нефть встречается в кембрийских и даже докембрийских образованиях на многих участках земного шара. Известно свыше 30 месторождений и более 200 точек, в которых была обнаружена кембрийская нефть либо в изверженных породах, либо в очень сильно измененных древних толщах.

Одно из таких месторождений было открыто в Марокко. Нефть здесь обнаружилась в кембрийских и докембрийских сланцах и гранитах. В Америке также встречается нефть в кембрийских и докембрийских осадках. Она известна и в центральных штатах Канады и в США — в Западном Техасе, в юго-восточной части штата Нью-Мексико.

Еще более потрясающими были наблюдения за деятельностью вулканов — Этны в Сицилии и Кракатао в Индонезии. Нефть была обнаружена в продуктах извержений этих вулканов. Следы нефти были и в продуктах вулкана Толима в Центральных Андах, в вулкане Эгмонт в Новой Зеландии и во многих других.

Что же тогда удивительного в том, что у деревни Марково тоже была найдена кембрийская нефть? Дело в том, что все эти факты никак не укладываются в господствующую органическую теорию происхождения нефти. Какие уж там живые организмы могут быть в вулканах!

Правда, надо сказать, что гипотез об образовании нефти очень много. Часть нефтяников считает, что нефть произошла за счет разложения отмерших живых организмов. У науки были даже экспериментальные данные. Один японский химик, перерабатывая рыб (делал он это в особых котлах, без доступа воздуха), получил продукты, очень сходные с нефтью. Сторонники этой теории утверждают, что и часть нефти района Каспия могла образоваться несколько миллионов лет назад после катастрофического прорыва воды Средиземного моря в Черное. Каспийское и Черное моря тогда сливались в один бассейн. И сейчас, говорят нефтяники, происходит этот процесс переработки некогда отмерших организмов в нефть.

Но противников теории происхождения нефти за счет отмерших животных организмов много. Неясен с их точки зрения вопрос о захоронении отмерших организмов. В морских глубинах живет большое количество животных, которые питаются трупами организмов, и вряд ли на дне моря могло накопиться достаточное количество органических остатков, чтобы потом в изменившихся условиях, без доступа воздуха они начали перерабатываться в нефтепродукты.

Другая группа гипотез — за происхождение нефти из накопления растений и на суше и в море. И здесь не без экспериментальных данных. Все мы помним, что в годы Отечественной войны немцы применяли эрзац-нефть, полученную из низкосортных каменных и бурых углей воздействием на них пара и температуры до 400 °C. В таких случаях получались нефтепродукты, настолько сходные с нефтью, что из них можно было получать бензин, керосин, масла.

Но и эта гипотеза встречает серьезные возражения. Если б она была справедлива, то в зоне каждого угольного месторождения можно было бы встретить нефть. В отдельных районах мира такие участки действительно обнаружены. Но, как правило, нефть и уголь разобщены.

Третья группа ученых выдвигает гипотезу смешанного происхождения нефти — и из животных организмов и из растительных остатков, но прежде всего за счет микроорганизмов. Сторонником этой гипотезы был академик И. М. Губкин. И он для подтверждения своих взглядов приводил убедительные экспериментальные данные. Академик Н. Д. Зелинский, перегоняя балхашский гнилостный ил, возникший из отмерших микроорганизмов, получил из него нефтепродукты. И Губкин говорил, что очень много микроорганизмов и растительных остатков накапливается в областях, близких к устьям крупных рек, в морских зонах. Река приносит сюда большое количество разнообразных солей, являющихся пищей для многочисленных микроорганизмов. Отмирая, они падают на дно, покрываются илом. Если такой ил окажется в зонах больших температур, то возникнут условия, близкие к тем, которые были при опыте Зелинского в его лаборатории. И органическое вещество даст нефть.

Возраст нефти — дискуссионный. В какой-то мере эта дискуссия способствовала уяснению и самого происхождения нефти. Сторонники теории образования нефти из органических осадков утверждают, что если имеется полное соответствие возраста нефти возрасту вмещающих пород, то это свидетельствует об ее органическом происхождении. Одному из геологов — нефтянику В. П. Савченко удалось найти способ определения возраста нефти по изучению в ней гелия, возникшего при радиоактивном распаде. Ученый доказал, что в большинстве случаев возраст нефти действительно соответствует возрасту вмещающих ее пород.

Интересными были исследования и некоторых геохимиков. Они обнаружили капли нефти в дельтовом иле в устье реки Миссисипи. С помощью атомных счетчиков времени был определен возраст этой нефти, и оказалось, что ей всего 14 тысяч лет… Отсюда был сделан вывод о том, что нефть рождалась и рождается за счет микроорганизмов во все геологические эпохи. Следует заметить, что гипотеза академика Губкина одно время была общепринятой не только в нашей стране, но и в других странах земного шара.

А вот геолог Н. Ф. Балуховский обнаружил в Днепровско-Донецкой впадине, в Павлоградско-Патрикеевском районе, гальки асфальтитов — выветрелой нефти. Они довольно часто встречаются в древних каменноугольных отложениях на обширной площади более 206 километров в длину и 20–25 километров в ширину. Эти гальки залегают под относительно молодыми, так называемыми триасовыми отложениями. Значит, не всегда возраст нефти или нефтепродуктов равен возрасту вмещающих пород. Здесь нефть образовалась раньше пород, в которых она залегает. Гипотеза Губкина в данном случае неприменима.

Иногда геологи строят свои гипотезы на высказываниях особенно авторитетных ученых. Так было, когда столкнулись две точки зрения — Губкина и Менделеева. В подкрепление гипотезы Губкина его сторонники приводят мнение Ломоносова, который считал, что нефть и каменный уголь, несомненно, произошли из органической массы. Таким образом, двое против одного. Но ведь Ломоносов жил двести лет назад, на заре геологии и химии, когда о нефти было известно еще очень и очень мало!

Открытие марковской нефти в отложениях, где вообще небольшое количество следов жизни, вновь поставило под сомнение ставшую уже привычной гипотезу Губкина. За счет чего же здесь произошла нефть?

Прочитав в газете известие о кембрийской нефти, я невольно вспомнил разговор с академиком Губкиным на XVII Международном геологическом конгрессе. Губкин тогда резко возражал против теории, неорганического происхождения нефти, которую еще в 1877 году разработал Дмитрий Иванович Менделеев. Великий химик говорил, что глубоко под поверхностью Земли, в зонах огромных температур, мы встречаемся с удивительным сочетанием некоторых металлов и воды. В металлах есть некоторое количество примеси углерода, так же как, например, в углеродистых чугунах. Если на такой углеродистый металл воздействовать при высоких температурах водой, та она отнимет от металла углерод, который жадно соединится с водородом. Получится ряд углеводородов. А нефть и есть не что иное, как смесь различных углеводородов.

Если следовать гипотезе Менделеева, то нужно за нефтью идти в самые глубины Земли. Но ведь там, под земной корой, находится вещество, которое магматистам представляется какой-то субстанцией, имеющей огромную температуру и находящейся под большим давлением. В таких условиях жидкая нефть существовать не может. И тогда сторонники гипотезы Менделеева вспомнили то, что в свое время говорил академик Отто Юльевич Шмидт. Он решительно отверг гипотезу Канта и Лапласа об огненно-жидком первоначальном состоянии Земли. Шмидт утверждал, что Земля, так же как и все планеты, возникла за счет скоплений холодных частиц. Слипаясь, такие частицы образовали планеты солнечной системы, но этот процесс мог идти только в условиях очень низких температур — не выше минус 270–272 градусов. По Шмидту, Земля вначале была холодной и лишь под влиянием радиоактивного распада постепенно, в течение миллионов и миллиардов лет, разогревалась. В этих условиях нефть могла образоваться «по Менделееву». И возможно, что в Марковской скважине мы нашли подтверждения гипотезам Менделеева — Шмидта.

Любопытны в этом отношении данные астрономов. Они изучили спектры планет и установили обилие углеводородов на Юпитере, Сатурне и других больших планетах. Недавно на Луне было обнаружено свечение горных пород, возникающее под влиянием ультрафиолетового облучения. Такое свечение может возникнуть при наличии либо редких элементов, либо нефтяных битумов. Еще более интересные данные исследований метеоритов, в которых также оказалось много углеводородов. Один из русских ученых, В. Д. Соколов, в свое время говорил, что нефть — это порождение космоса. Последователь Соколова профессор Н. А. Кудрявцев на основе высказываний и взглядов Соколова предположил, что нефть рождается вблизи магматических очагов (вот она — нефть в вулканических извержениях!).

И невольно у меня возникла мысль: а может быть, Соколов или Кудрявцев были с нами на XVII Международном геологическом конгрессе и кто-то из них бросил Губкину реплику против его гипотезы?

Посмотрев список членов конгресса, я нашел пять Соколовых и одного Кудрявцева. Но потом меня постигло разочарование. Соколов высказывал свою гипотезу еще в 1892 году и вряд ли мог быть среди нас, молодых геологов, обсуждавших этот вопрос на конгрессе в 1937 году. А Кудрявцев, пожалуй, мог. А тот ли это Кудрявцев и был ли он с нами — мне не удалось выяснить.

Но как бы там ни было, гипотеза неорганического происхождения нефти открывает сейчас перед нами новые горизонты. Может быть, в недрах нашей планеты существуют какие-то резервуары, сообщенные своеобразными каналами с поверхностными зонами. Может быть, этими каналами — черными артериями глубин — и являются те разломы, которые располагаются в зоне Гондваны и во многих других пунктах нашей планеты? Ведь, оказывается, именно по линии разломов близ Красного моря, в районе Суэцкого канала, располагаются в ОАР месторождения Хургадо, Рас-Гариб, Белаим и другие. Можно упомянуть ряд месторождений нефти в пределах реки Рейн, а также в области разломов Байя в Южной Америке.

Выходит, если нефть — порождение глубин, то надо, значит, бурить как можно глубже. Может быть, на большой глубине мы встретимся с твердой нефтью, находящейся под сильным давлением? Может, на глубине мы встретим такие невероятные запасы и скопления нефти, которые нам и не снились. Действительно, надо пересмотреть гипотезу И. М. Губкина: все ли в ней правильно?

Слово неонептунистов

О разрушительной геологической работе морского прибоя сказано очень много. Привлекает эта тема и поэтов.

Вот как описывал Ф. И. Тютчев непрестанную работу моря:

Каждому понятно, что результатом такой работы будет разрушение берега. Гигантские морские волны сотрясают земной шар. Сила удара волн такова, что, когда в Бискайском заливе идет шторм, его отмечает сейсмическая станция в Москве. Даже рядовая волна высотой около шести метров, длиной 80–100 метров развивает удар в 250 лошадиных сил. Можно приводить много других примеров, но все они говорят о том, что действительно под воздействием волн рушатся крепчайшие горные породы; не выдерживая схватки с морем, они дробятся, превращаясь в песок, глину и ил. Песок, подхваченный уходящими волнами, уносится ими в глубь моря и там оседает на дно.

Но работа волн — не единственное средство образования морских осадков. Несколько лет назад географ академик И. П. Герасимов в своих путевых записках о поездке на один из конгрессов в Южную Америку писал о том, как он пролетал над Сахарой. Дальше, сообщал И. П. Герасимов, он должен был пересечь Атлантический океан и спокойно приземлиться в Буэнос-Айресе. Наверху, на высоте в девять тысяч метров от поверхности земли, сияло солнце. За бортом температура достигала минус 35 градусов, а внизу бушевал самум. Клубы пыли и песка, захваченные вихрем, поднимались до высоты в пять тысяч метров и неслись с гигантской, ураганной скоростью. Эти тучи песка и пыли были вынесены далеко за пределы Сахары, и было видно, как постепенно они оседали в Атлантическом океане.

Много ила и песка несут реки, тающие ледники, в особенности айсберги. Да, наконец, просто кристаллизация солей и их выпадение постоянно пополняют осадки на дне океана.

В XVIII–XIX столетиях еще мало знали об океанах, о том, что делается на их дне. Вполне естественно, что в те годы возникло своеобразное направление в геологии, получившее название нептунизма — в честь бога морей Нептуна. Один из крупнейших нептунистов XVIII столетия, немецкий ученый Готлиб Вернер, начал так называемую дискуссию о базальтах, которая с переменным успехом продолжалась много десятилетий.

Идея Готлиба Вернера была простой. Он не согласился с исследователями Ардуино и Доломье, которые утверждали, что базальты, или основные горные породы, — остывшая лава вулканов. В своих блестящих лекциях Вернер доказывал, что базальты ничего общего не имеют с вулканами, что они родились в результате кристаллизации осадков на дне моря.

То ли доводы Вернера тогда казались настолько убедительными, что он увлек за собой большинство ученых, то ли действительно человечество еще не обладало нужными знаниями по этому вопросу, но взгляды Вернера существовали 35 лет. Даже после того, как в науке окончательно утвердились идеи вулканистов, отдельные энтузиасты продолжали защищать гипотезу Вернера. Среди защитников был и такой, которому мог бы позавидовать любой геолог. Великий Иоганн Вольфганг Гёте до последних дней своей жизни защищал точку зрения нептунистов. В своих «Ксениях» в 1796 году Гёте писал: «Бедные скалы, бедные. Вам надо огню подчиняться, хотя никто не видел, как вас породил огонь». И не кто другой, а Гёте заявил: «Пусть знает потомство, что в нашем веке жил хоть один человек, который видел насквозь всю нелепость плутонистов».

Вероятно, нет надобности рассказывать историю борьбы нептунистов и плутонистов (вулканистов). После того как было доказано огненное происхождение основных пород — базальтов, казалось, что нептунисты действительно потерпели поражение. И действительно, в течение почти всего XIX века о них ничего не было слышно. Однако уже в конце прошлого столетия, а в особенности в нашем веке, идеи нептунистов вновь возродились, но уже на иной основе. К этому времени ученым стали известны законы накопления осадков на морском дне. Океанографические экспедиции выяснили, какой тип осадков накапливается в различных участках океанического дна. Оказалось, что на большой глубине откладываются очень тонкие илы, в прибрежных зонах или вблизи береговой линии идет процесс накопления грубообломочного или обломочного материала. В зонах, близких к экватору, и вообще в теплых морях на глубине накапливается карбонатный ил, содержащий значительное количество извести. В заливах и лагунах концентрируются соли.

Не случайно поэтому в одном из научных американских журналов однажды появилась сатирическая картинка. На ней был нарисован академик, окончательно запутавшийся между Нептуном, Вулканом и Плутоном. Не зная, какому богу поклоняться, он «без руля и без ветрил» плывет в океане магмы.

Идеи нептунистов возродились после того, как геологи стали изучать процессы изменения горных пород, происшедшие уже после их образования. На самом деле, что делается с породой, если она прогревается до очень высоких температур? Что происходит, если она подвергается давлению, если ее пронизывают водяные пары, несущие с собой какие-либо соединения, какие-либо соли?

На всех большое впечатление производят образцы, которые демонстрируются в геологическом музее Свердловского горного института. Вот некоторые из них. При отпалке породы на Высокогорском железном руднике около Нижнего Тагила отлетел кусок магнетитовой железной руды. Когда стали его рассматривать, то увидели в нем отпечатки морского моллюска, так называемой гастроподы — улитки. До этой находки считали, что железные руды Высокой порождены магматическими процессами. Но как в магме мог существовать моллюск? Значит, тут что-то не так.

Или вот еще один случай. В глубоком карьере Сибайского медного рудника на Южном Урале нашли в медной руде кораллы, раковины других морских моллюсков, похожих на обычных речных двухстворок — пелеципод.

Моллюски и кораллы в медной руде? Но ведь нельзя даже представить, что медная руда прямо выпадала из осадков и раковины моллюсков состояли из медной руды!

В керченской железной руде очень часто находят кости тюленей, которые нашли себе могилу на дне моря, среди железных руд. Но эти кости состоят не из обычных кальциевых и фосфорных соединений, а из того же вещества, из которого сложены керченские железные руды. Так неужели в прошлом в Черном море плавали тюлени с железными костями?

Так сама природа постепенно начала раскрывать свои тайны. Она рассказала нам, что камни живут удивительной жизнью, полной таинственных превращений. За время своего существования они переживают сложную и увлекательную историю.

Вот, например, история морского ила. Он после своего накопления не остается таким, каким был. Обезвоживаясь, ил превращается в известняк. Подвергаясь перегреву вблизи магматических очагов, известняк перекристаллизовывается и становится мрамором. В Москве, Ленинграде, Киеве в подземных дворцах метрополитенов можно видеть великолепные по красоте мраморы, а в них — остатки организмов, которые жили в то время, когда этот мрамор был еще илом.

А иногда вблизи отдельных магматических очагов известняки создают неповторимые по красоте минералы и горные породы. Вот, например, в Забайкалье когда-то родился лазурит, очень сложный по составу минерал интенсивно-синего, ультрамаринового цвета. Условия его образования сходны с тем, что переживал мрамор, но только здесь магматический очаг, который находился в контакте с известняком, обладал несколько иным химическим составом, и пары, проникавшие в мрамор, создали эту неповторимую по красоте густо-синюю краску.

В других условиях жизнь камня приводит к образованию иных минералов. Если мы поднимемся из большой глубины к поверхностным зонам, туда, где в подземную воду попадает кислород, то мы увидим, что там, в особенности над медными месторождениями, происходит окисление меди, обогащение ее не только кислородом, но и углеродом. И это соединение углекислоты с медью создает красивый камень — малахит. Порции растворов то большой концентрации, то слабой создают те волшебные узоры, которыми мы восхищаемся на полированных пластинках малахита.

Можно рассказывать тысячи увлекательнейших историй о том, как в разных термодинамических условиях возникают различные горные породы и минералы. Но мы пока ограничимся простым глинистым песком, который покажем в условиях эксперимента. Если взять порошок полевого шпата, из которого состоит значительное количество аркозового песка, и подвергнуть его давлению в пять тысяч атмосфер, то, казалось бы, при этом он должен еще больше раздробиться. Но нет, в нем вырастают мелкие кристаллы альбита (полевого шпата). Если же давление увеличить до 10 тысяч атмосфер, то эти кристаллы опять-таки не раздробляются, а увеличиваются в своих размерах, становятся еще более крупными. Представим себе, что на какой-то глубине, в зоне давления, среди зерен кварца, залегающего вместе с глинистым песком, начинают расти кристаллы полевого шпата. Здесь же может оказаться и примесь листочков слюды. В этих условиях возникает массивная горная порода, состоящая из кварца, полевого шпата и слюды. А мы знаем, что из таких минералов состоят обычные граниты.

Говорят, что гранит — это кислая порода, которая находится в магматическом очаге, питающем вулкан необычайной взрывчатой силы типа Безымянной сопки на Камчатке. Но, оказывается, такую же кислую горную породу мы можем изготовить без расплавления, только подвергнув давлению глинистый песок.

И вот современные нептунисты утверждают, что магма и вулканическая деятельность — это лишь небольшие эпизоды в жизни Земли, что большая часть горных пород произошла за счет изменения (метаморфизма) или перерождения камня.

Большое значение неонептунисты-трансформисты придают проникновению воды и водяных паров через горные породы. Такая вода растворяет отдельные минералы и выносит их из места первичного обитания, а следующая порция пара и воды привносит другие соли.

Вот, например, моллюски из района горы Высокой и Сибая имели раковины, состоящие раньше из кальцита. Но затем химические соединения, из которых состоял минерал раковины, были растворены и вынесены, а на их место были привнесены в одном случае железная руда, а в другом — медная, полностью заместившие все первоначальные вещества тел моллюска. Этот процесс шел настолько ювелирно, что сохранились мельчайшие скульптурные детали, украшавшие раковину.

Не все здесь, конечно, бесспорно. Процесс такого замещения одних металлов другими признают и магматисты. Но они утверждают, что конечным итогом жизни застывающего магматического очага является деятельность водяных паров и самой воды, появляющейся в нем в это время. Магматисты считают, что именно снизу, из зоны мантии Земли, проникают в земную кору эти горячие растворы, несущие с собой богатства магматических очагов.

Неонептунисты же утверждают, что растворы могут прийти не только из мантии или из зоны магматических очагов. Вот, например, сейчас установлено, что под поверхностью Западно-Сибирской низменности на площади трех миллионов квадратных километров, на глубине около двух километров и более, расположен океан кипящей воды. Конечно, его нельзя представлять в виде какого-то бушующего подземного моря. Вода протекает там в пористых породах, заполняет в них все крупные и мелкие отверстия. Она по определенным законам передвигается преимущественно в горизонтальном направлении. Можно представить, что сделает на глубине кипящая вода, находящаяся под большим давлением! Она способна вынести из области растворения самые разнообразные соли, а потом принести новые порции растворенного вещества.

Учитывая все эти явления, неонептунисты с каждым годом все больше укрепляют свои позиции. Уже известны базальтовые, или, вернее, базальтоподобные, горные породы, в которых обнаружены органические остатки. Возможно, что дискуссия о базальтах, начатая Вернером в XVIII столетии, может вновь возродиться на основе достижений современной науки. Последнее слово и здесь еще не сказано.

Вот почему я вновь и вновь вспоминаю тот эпизод, с которого я начал книгу: банкет перед XVII Международным конгрессом, спор молодых геологов. Мы тогда не знали многого из того, что сейчас известно из жизни камня. Хорошо, что в те дни такой крупный ученый, как академик Вернадский, предупредил нас, что не все в природе так просто, как мы себе это представляли. Академик Вернадский уже тогда говорил о холодном состоянии внутренних зон Земли. Своим гениальным научным предвидением он нас приблизил к тем возможным способам образования горных пород, которые мы постигаем только сейчас.

«Мы не должны ждать милостей…»

Первобытный человек не задумывался над тем, как выгоднее использовать окружающие его богатства. Лишь на более высоких ступенях развития он стал заботиться о том, чтобы у него были запас продовольствия, орудия труда, материалы для изготовления.

Сейчас человечество стоит перед созданием искусственного белка, перед изготовлением на специальных заводах того, что мы возделываем на полях.

Какова же история использования человеком природных богатств? И здесь он вначале использовал только то, что попадалось ему на пути. Было очень много залежей минерального сырья, которые выходили непосредственно на поверхность. Можно было прямо на Земле найти золото, самородную медь, олово или его руды, иногда даже драгоценные камни. Первые находки изумрудов на Урале были сделаны в корнях вывороченного дерева, а сколько таких случаев в истории горного дела!

Потом время счастливых находок прошло. Человек стал зарываться в Землю, искать полезные ископаемые на больших глубинах ее, но все-таки и здесь преобладал элемент случайности. И только с развитием экономики геологи стали подсчитывать запасы, вести учет минерального сырья. В подземных кладовых каждой страны подсчитаны и хранятся разнообразные полезные ископаемые. В специальных геологических бюро хранятся сводные данные о том, какими богатствами обладает страна, сколько их и где они обнаружены. Если же нет своего сырья, то тут же указывается, откуда, из какой страны можно его вывезти.

Но сырья требуется все больше и больше. И вот возникла мысль — составлять специальные карты, по которым можно было бы предвидеть и планировать открытие месторождений полезных ископаемых. Правда, еще не всегда эти прогнозы достаточно точны, но для ряда полезных ископаемых такие карты уже созданы.

Однако и этого мало. Не всегда полезные ископаемые имеются в достаточном количестве. Постепенно стали зреть идеи о создании искусственных (синтетических) видов минерального сырья. Вот, например, алмаз. Он чрезвычайно редко встречается в природе, а в тех районах, где его находят, содержание алмазов на кубометр породы ничтожно. Иногда нужно раздробить, промыть и просветить рентгеновыми лучами колоссальное количество разнообразных пород, чтобы найти один небольшой алмазик. Ну, а если пойти по другому пути, изготовлять алмазы искусственным путем?

На XXII съезде КПСС академик М. Д. Миллионщиков рассказал, что в нашей стране осуществлен синтез алмазов, уже работает полупромышленная установка, а после ноябрьского Пленума ЦК КПСС 1962 года руководители партии и правительства посетили завод сверхтвердых материалов. Наша пресса сообщила, что советская промышленность полностью обеспечена алмазами и главным образом за счет синтеза. А ведь без алмазов современной промышленности не обойтись. Экономисты подсчитали, что если бы США лишились своих алмазов, то промышленный потенциал страны сократился бы в несколько раз.

Но только ли алмазы можно изготовлять искусственно? Конечно, нет. Уже сейчас открывается очень и очень много разнообразных путей воссоздания или обогащения природных богатств. Ведь многие полезные ископаемые сосредоточены или, вернее, рассредоточены в различных горных породах. Например, в граните и сопутствующих ему породах есть все элементы периодической системы Менделеева… Но в большинстве случаев они содержатся там в таких количествах, что бессмысленно даже говорить об их добыче.

Известно, что в воде морей и океанов встречаются все элементы таблицы Менделеева, и даже золото. Если, скажем, подсчитать количество золота, которое ежегодно выносится Волгой в Каспийское море, то получается умопомрачительная цифра. По данным Д. Биленкина, в одном кубическом метре речной воды содержится ¼ миллиграмма золота. Волга несет в Каспий около 250 кубических километров воды в год, и вместе с этой водой выбрасывается в море свыше 600 тонн золота! Много это или мало, можно представить себе из того, что в конце XIX века во всей царской России добывалось около 30–35 тонн золота в год.

Вот уж поистине, где «Кощей над златом чахнет». И если в дельте Волги поставить какие-то специальные уловители, то можно изъять значительную часть этого золота. Такие же уловители можно было бы установить на всех крупных и мелких реках нашей страны. Только за счет этого мы получили бы небывалые съемы золота. Ну, а если учесть при этом концентрацию различных металлов не только в речных и морских, но и в подземных водах, то перед нами откроются совершенно неисчерпаемые возможности.

Есть и другие пути.

Металлургам известно, что при работе с оловом нередко происходит явление, которое носит название «оловянной чумы». Все предметы, сделанные из этого металла, разрушаются, рассыпаются в серый порошок. Металлурги установили, что при этом одна разновидность олова превращается в другую. Белое олово при температурах ниже 130 градусов переходит в серое, резко уменьшается в объеме. Чтобы снова восстановить свойства олова, его кристаллическое строение, надо этот порошок переплавить.

Такое же или очень похожее, явление мы наблюдем в мире камня.

В народном творчестве много рассказов о волкулаках — оборотнях. По преданию, чтобы превратить человека в волка или в какое-то другое животное, достаточно подпоясать этого человека мочалом и произнести соответствующие случаю заклинания. Сейчас мало людей, которые всерьез верили б в такие превращения, а в прошлом немало непонятных явлений приписывалось оборотням и колдунам.

«Камни-оборотни», «камни-волкулаки» — частое явление в минералогии. В личной коллекции автора, к слову сказать, много таких камней.

Вот, например, камень, по форме напоминающий кварц или горный хрусталь, но возьмешь его в руки и почувствуешь большую тяжесть, попробуешь ножом — легко режется, а ведь кварц сам режет железо!

При более внимательном ознакомлении оказывается, что этот камень легко оставляет след на бумаге. Значит, он обладает очень малой твердостью. А химический анализ и целый ряд других свойств показывают, что это самый обыкновенный галенит — свинцовый блеск, принявший облик кварца. Камень-оборотень, камень-волкулак.

Сложную историю пережил этот камень-оборотень, прежде чем принял современный обманчивый облик. В результате сложного химического воздействия свинцовая руда вытеснила кварц и заняла его место. Значит, в природе проходили процессы, которые привели к тому, что великолепно образованные кристаллы кварца под влиянием химически активных вод были растворены и вынесены из того места, где они сформировались, а на их месте образовался галенит, принесенный какими-то новыми пульсирующими водными растворами.

Этим пульсирующим водным растворам нужно было найти место, где они смогли бы выкристаллизоваться. Свободного места не оказалось, и в борьбе за «жизненное пространство» они заняли место, принадлежавшее раньше кварцу.

Очень много таких битв за жизненное пространство происходит в мире камней: Особенно показательно, пожалуй, поведение минерала серицита, по своей химической формуле очень близкого, тождественного белой слюде — мусковиту. Разница заключается в том, что серицит состоит из очень мелких чешуек, иногда различаемых только под микроскопом, а мусковит, более светлый, прозрачный, плотный, встречается в виде хорошо ограненных кристаллов, легко расслаивающихся на тонкие листики.

В 1962 году в докладах Академии наук СССР старший научный сотрудник Уральского филиала Академии наук Петр Яковлевич Ярош опубликовал очень интересную статью, в которой он рассказывает о своих наблюдениях над поведением серицита в зоне медных месторождений Урала. Серицит здесь выступает в виде камня-оборотня, камня-волкулака, камня-агрессора. Под микроскопом отчетливо видно, как разъедаются серицитом кристаллы руды. По мелким трещинам, рассекающим кристалл, по мельчайшим порам проникает серицит в зону развития рудной массы и там занимает то пространство, которое раньше занимала руда. Серициту здесь, казалось бы, поживиться нечем. В формуле этого минерала много элементов, но главными из них являются алюминий, кремний, калий. Присутствие калия делает среду очень щелочной, разъедающей. Для постройки атомного каркаса серициту нужны в большом количестве алюминий, кислород и кремний. Вот этим химическим составом и объясняется, что серицит очень часто внедряется в то пространство, которое раньше было занято полевыми шпатами, топазами, бериллами, гранатами и многими другими минералами, в составе которых имеются алюминий, кислород и кремний.

Есть такой драгоценный минерал, который по душе любому ювелиру. Он называется «звездчатым сапфиром». В синем сапфире вдруг обнаруживается яркий внутренний блеск. Повернешь грани камня, а там вспыхнет светлая искорка, причем как будто бы не зависящая от света окружающих лучей.

Долгое время недоумевали, в чем причина звездчатости сапфира, а потом при микроскопическом исследовании установили, что внутри камня имеются пластинки чужеродных включений, главным образом серицита, который начинает разъедать, портить драгоценный сапфир.

Если бы процесс пошел дальше, то от сапфира ничего бы не осталось, владелец драгоценности неожиданно обнаружил бы только немного чешуек серицита, заполнившего то пространство, которое когда-то занимал сапфир. Но процесс был чем-то приостановлен, и в связи с этим внутри кристалла оказалась только небольшая частица агрессивной слюды. Вот она и создала изумительную игру, великолепное сияние звездочек внутри кристалла.

Когда серицит разъедает те вещества, в которых ему есть чем «питаться», то это понятно, но в пирите, халькопирите — минералах, которые слагают тела медных месторождений, серициту поживиться нечем. Там есть только железо и сера, которые не нужны для постройки атомного каркаса этого минерала. Секрет здесь в другом.

В зонах колчеданных месторождений серицит «привлекает» та легкость, с которой может быть удалена руда. Вот почему серицит быстро заполняет то пространство, которое освобождается при уничтожении медной руды.

И сам собой напрашивается вопрос: а нельзя ли как-то повернуть процесс? Нельзя ли растворить серицит, удалить его из захваченной зоны, подвести сюда рудные растворы и восстановить медное месторождение? Сейчас, конечно, это пока утопия, это даже не научная фантастика. Еще никто никогда всерьез не задумывался над этой проблемой. Но может прийти время, когда такие проблемы будут поставлены.

При восстановлении хода природных процессов не безразлично, как будут циркулировать рудные растворы: в горизонтальном или в вертикальном направлении.

Если учитывать только горизонтальную циркуляцию или привнос растворов сверху, то надо опираться на гипотезы неонептунистов-трансформистов. Тогда нужно ориентироваться на подземные воды верхней части коры.

Если же мы примем теорию вертикальной циркуляции растворов, идущих снизу, то мы неизбежно придем к необходимости изучения подкоровых частей — то есть мантии Земли.

И опять мы упираемся все в тот же «проклятый вопрос»:

«А что такое мантия?»