Текст книги "Под покровом мантии"
Автор книги: Анатолий Малахов
сообщить о нарушении
Текущая страница: 5 (всего у книги 12 страниц)
Гораздо труднее ответить на вопрос о том, когда произойдет землетрясение. Но когда ученые смогли полнее расшифровывать сигналы Земли, то оказалось, что за несколько часов перед землетрясением очень сильно изменяются и магнитное поле и наклоны земной поверхности. Если в опасных сейсмических зонах установить специальные наклономеры, то, следя за положением пузырьков в жидкости прибора, можно сказать, что в ближайшие часы произойдет землетрясение, и принять предупредительные меры. Если соединить наклономеры с системой автоматической сигнализации, то оповещение о грозящей катастрофе произойдет быстро и безотказно.
Как же расшифровываются эти сигналы недр?
В центре Урала, в окрестностях Свердловска, для сейсмической станции выбрана однородная скала, большая массивная гора, состоящая из пород однотипного строения. В глубоком подвале вмонтированы под разными углами сейсмографы, которые непрерывно вслушиваются в ритм жизни Земли.
Вот стрелка самописца медленно пошла вверх, потом вниз, вычерчивая на вращающемся барабане кривые различной амплитуды. Вдруг на ленте вырисовывается резкий пик, потом другой… Амплитуда кривых достигает предельного значения. В обсерватории тревожные звонки, загораются красные лампочки. Это где-то, может быть на Филиппинах, может быть на Гавайских островах или в Антарктиде, происходит землетрясение, разламывается Земля.
Оператор, внимательно наблюдающий за поведением сейсмографов, по углу входа сейсмических лучей может рассчитать, где, когда и какой силы произошло землетрясение. А дальше служба информация передает сообщение в специальный центр, где сведения, полученные от всех сейсмических станций, обобщаются, обрабатываются и уточняются.
В последние годы сейсмическая служба информации приобрела особое значение. Соединенные Штаты Америки начали усиленные подземные испытания ядерных бомб, в особенности в штате Невада. Советские сейсмические станции не только поймали эти сигналы, но и отделили их от тех, которые приходят во время землетрясений. Они оказались резко отличными, имеющими свою индивидуальную характеристику, и Советское правительство немедленно оповестило весь мир о ядерных взрывах и их последствиях. Однако американским государственным деятелям нужно было продолжать испытания. И они начали бесконечные дискуссии о необходимости контроля на чужих территориях, доказывая, что современные сейсмографы не настолько чувствительны, чтобы зафиксировать сотрясения Земли, идущие от ядерной бомбы, и отличить их от естественных сигналов нашей планеты. Американцы даже занялись подсчетами и установили, что будто для подземного взрыва обычной мегатонной водородной бомбы потребовалась бы специальная полость диаметром 500 метров, вырытая на глубине полутора-двух километров. Взрыв этой бомбы, говорили они, можно было бы зафиксировать, но изготовить такие углубления невозможно. Происходят же, мол, взрывы более слабые, и они не улавливаются обычными средствами.
Дискуссия между дипломатами длилась до тех пор, пока в нашей стране не был произведен специальный подземный взрыв, который немедленно был зафиксирован американскими сейсмическими станциями. США, разумеется, на весь мир завопили, что в Советском Союзе тоже производятся подземные взрывы. И тогда наше правительство разъяснило, что этот взрыв был произведен именно с той целью, чтобы американцы его зафиксировали. Помимо дипломатического значения, факт этот косвенно доказал исключительную чувствительность и точность современной техники сейсмических наблюдений.
Любое содрогание Земли пронизывает весь земной шар. Сейсмические волны отражаются от различных слоев Земли или преломляются ими. Каждое преломление, каждое отражение дает свои сигналы. Надо только уметь расшифровывать эту информацию недр. Многочисленные сопоставления данных землетрясений привели ученых к представлению о единой схеме строения недр нашей планеты.
Мы уже видели, что получаются ясные сейсмические сигналы у раздела Мохоровичича, у того раздела, который отграничивает верхнюю мантию от земной коры. Но не только этот раздел фиксируют сейсмографы. По ускорению или замедлению прохождения сейсмических волн сейчас выделяются несколько зон, как бы концентрически вложенных друг в друга внутри Земли. Эти зоны называются геосферами.
Крупные зоны – это земная кора, мантия и ядро, но внутри каждой из них довольно четко выявляются, так же как в составе земной коры, отдельные подзоны или слои.
Вот мантия Земли. Она занимает примерно 70 процентов всей массы нашей планеты. Взяв начало под земной корой, мантия простирается до глубины почти в 3000 (точнее – 2900) километров от поверхности Земли. В зоне мантии скорость сейсмических волн то быстро возрастает, то замедляется, и по этому возрастанию или замедлению в ней выделяют верхнюю и нижнюю мантии. В составе верхней мантии, в свою очередь, выделяют несколько слоев. Первый слой – приземной, или подкоровый, толщиной около 100 километров (наблюдается до глубины 150 километров). Магматисты говорят, что в нем много очагов, питающих вулканы. Здесь располагаются центры, или, как говорят геологи, фокусы землетрясений.
За подкоровым следует слой относительного покоя. Он лежит на глубинах от 150 до 200 километров. В последние годы этот слой называют именем Гутенберга, в честь крупного геофизика, который впервые разработал элементарную схему внутреннего строения Земли, о которой мы сейчас говорим. Дальше идет слой без названия, ничем как будто не примечательный; располагается он на глубине от 200 до 400 километров от поверхности Земли.
Затем на глубине от 400 до 800 километров от поверхности Земли скорость сейсмических волн вдруг начинает резко возрастать. Этот участок мантии выделен под названием слоя Голицына, в честь русского ученого, академика, который заложил научные основы сейсмологии. Ему же принадлежит честь разработки конструкции сейсмографов. Это он в начале нашего столетия подвел научную базу под все явления сейсмики и землетрясений. Благодаря Б. Б. Голицыну сейсмология стала математически обоснованной наукой.
Слой, носящий имя Голицына, отличается большой активностью. Здесь располагаются очаги крупнейших, так называемых глубокофокусных землетрясений. Долгое время ученые не могли объяснить причину концентрации очагов в этой зоне, и только на основе представлений о строении атома стала возможной расшифровка процессов, протекающих в слое Голицына. Экспериментально установлено, что при давлениях порядка ста тысяч атмосфер происходит срыв верхних электронных оболочек атома и переход их на нижние орбиты. Все экспериментальные установки, в которых достигалась эта величина давления, взрывались. И ученые предполагают, что сотрясения Земли, идущие из слоя Голицына, связаны именно со срывом электронных оболочек атомов. Там часто происходят взрывы огромной силы, которые вызывают страшные разрушения и на поверхности Земли.
А дальше идет зона почти абсолютного покоя, тоже не имеющая названия. Она прослеживается с глубины 1200 километров от поверхности Земли. Здесь начинается нижняя мантия Земли. Здесь сейсмические волны достигают почти предельной скорости в 12–12,5 километра и затем проходят по всей нижней мантии с одинаковой или почти одинаковой скоростью. На глубине 2900 километров вновь происходит резкий перепад скоростей распространения сейсмических волн.
Еще глубже лежит ядро Земли. Бесконечные споры ведут ученые о его составе. Надо сказать, что есть два вида колебаний Земли: продольные и поперечные. Продольные колебания возникают в виде сжатия и расширения вещества по направлению распространения бегущей волны. Поперечные колебания возникают в результате своеобразного кручения вещества; здесь колебание вещества происходит перпендикулярно распространению движения волны. Продольные волны движутся быстрее поперечных.
При переходе от мантии к ядру Земли скорость продольных волн с 12,5 километра в секунду вдруг скачком уменьшается до 8,5 километра в секунду. То же происходит и с поперечными волнами: их скорость с 7,5 километра в секунду снижается до 5 километров.
Ученые высчитали, что поверхность земного ядра имеет площадь 147,7 миллиона квадратных километров. Такую же поверхность – 147,6 миллиона квадратных километров – имеют все материки нашей Земли. Такое совпадение показалось странным и родило немало гипотез. Среди них были и такие, которые скорее пристало называть забавными, чем глубокомысленными. О них стоило б рассказать подробно, если б история науки не знала много подобных примеров. Известно, что в средние века мыслители считали число семь священным на основании того, что на голове человека семь отверстий, на небе – семь планет, а в неделе – семь дней. Это совпадение казалось исполненным глубокого, таинственного смысла. И что же? Оказалось, что планет, не семь, а девять. От кабалистического таинства ничего не осталось. Если бы иному стороннику таких сопоставлений, скажем, попалась бы вдруг бабочка с площадью крыльев в 147,7 квадратного миллиметра, к каким выводам он мог бы прийти! Совпадение площади ядра и суши, надо полагать, носит чисто случайный характер. Итак, оставим эти гипотезы и опустимся глубже в недра Земли.
Подобно коре и мантии, ядро так же неоднородно. До глубины в пять тысяч километров от поверхности Земли еще прослеживаются очень слабые поперечные волны, затем они полностью затухают в так называемом ядрышке. В каком же состоянии находится вещество в ядре и ядрышке? Если уже в мантии оно во много раз тверже стали (например, в нижней мантии – в 3–4 раза), то что же находится под мантией? Но здесь-то и начинаются пока еще необъяснимые странности. Породы в ядре Земли всего лишь примерно в два раза тверже стали.
Физики говорят, что поперечные волны затухают в жидкости. В ядре поперечные волны затухают; ядрышко они тоже не пронизывают. Значит, и там жидкость? Но что это за жидкость, которая в два раза тверже стали? И вообще жидкость ли это?
Одно время можно было слышать разговоры о том, что вещество ядра не твердое, не жидкое, а жидкообразное.
Но в последнее время получены некоторые доказательству того, что оно действительно жидкое. Лауреат Ленинской премии геофизик М. С. Молоденский провел расчеты изменения положения полюсов. Эти изменения он ставит в связь с состоянием внутренних зон Земли и в первую очередь ядра и ядрышка Земли. Выходит, эти перемещения полюсов могли произойти только в том случае, если вещество там находится в жидком состоянии. Расчеты Молоденского достаточно убедительны, его теория вполне логична, но представить себе жидкое вещество с твердостью в два раза большей, чем твердость стали, мы пока не в состоянии. Уж очень необычная эта, должно быть, «жидкость»!..
Вот так в наши дни расшифровывается код информации Земли, записанный сейсмографами.
Шифр кода тяжести
Три свойства присущи материи, гласит старая индийская мудрость. Первое из них называется – «саттва». Оно означает легкость и чистоту. Второе – «раджас» – устойчивость, энергия, движение. Третье – «тамас» – тяжесть, темнота, инерция.
Да, уже древние индийцы чувствовали, что такое тяжесть. Две из восьми магических сил они тоже посвящали проблеме тяжести. Чародей и маг, думали они, может по своему усмотрению стать либо чрезвычайно легким, либо очень тяжелым.
В нашем былинном эпосе есть любопытный рассказ о Святогоре-богатыре, похвалявшемся своей силушкой: он, мол, мог бы перевернуть небо и землю, если бы было за что ухватиться.
И вот подъехал к Святогору оратай (пахарь) Микула Селянинович. Бросил он на землю котомку и предложил Святогору поднять ее. Святогор хотел было подхватить котомку прямо с коня – не поднял. Тогда он спешился, поднатужился, да только по колено в землю ушел. А потом и совсем его земля поглотила. В котомке была вся тяжесть земная, говорится в былине, и не под силу она самому великому богатырю.
У многих народов есть и другие легенды о концентрации земной тяжести. Здесь можно назвать сказания и о Потоке-богатыре и о королевиче Марко – югославском витязе. А в средневековой повести об Александре Македонском говорится о том, как он достиг земного рая и там ему попался маленький камушек, который поднять невозможно. Может быть, в этих легендах, кроме чисто аллегорического смысла, отразились и представления о различной тяжести горных пород?
Жила в народе и мечта о преодолении силы тяжести. Самое эффектное сказание – легенда о гробе Магомета. Он не имел тяжести и неподвижно висел в воздухе, не падая на землю, хотя ни на чем не стоял и ни на чем не был подвешен. Для гроба как бы не существовало закона ускорения силы тяжести. Конечно, это была только сказка, созданная для возвеличения пророка!
Эту сказку пытался осуществить с 1889 году профессор Элью Томсон, показавший на Всемирной парижской выставке идею эффекта Магометова гроба. Для этой цели он использовал электрическое отталкивание, с помощью которого массивное медное кольцо диаметром 15 сантиметров поддерживалось в воздухе. А теперь сказка стала былью, и наши космонавты уже не раз испытали состояние невесомости. Так сила тяжести покоряется человеку.
В наши дни каждый спортсмен-парашютист знает, как рассчитать затяжной прыжок. Известно спортсменам и то, что на каждой широте имеется свое ускорение силы тяжести свободно падающего тела. На экваторе оно минимально, а на полюсах несколько больше.
Эти различия силы тяжести на поверхности Земли связаны с ее особой формой. Еще в детстве нас учили, что Земля – шар. Потом говорили, что она похожа на эллипсоид вращения, сплюснутый у полюсов. Затем ученые установили, что Земля похожа только сама на себя, ничего аналогичного среди геометрических тел здесь не придумаешь. И тогда нашу планету назвали «геоидом», что в переводе и означает нечто вроде «земноподобный». Геоид близок к сфероиду вращения, но отличается от него не предусмотренными геометрией отдельными выпуклостями и вогнутостями.
Иногда сравнивают Землю с трехосным эллипсоидом. Советские ученые С. А. Красовский и А. А. Изотов доказали, что у Земли есть не только полярное сжатие, но и экваториальное. Правда, сжатие в зоне экватора невелико и в наших рассуждениях им можно пренебречь. Главным является сжатие у полюсов, где сила тяжести, ее ускорение немного больше. Какую-то роль играет и вращение Земли вокруг оси: на экваторе центробежная сила больше, а поэтому сила тяжести меньше.
Можно даже рассчитать, каким будет ускорение силы тяжести на разных широтах. Такое рассчитанное поле ускорения силы тяжести обычно называют нормальным. Ведь могут быть и ненормальные поля ускорения силы тяжести, или, как их принято называть, аномальные поля, где общий закон кода информации силы тяжести нарушается. Практически же незначительные отклонения от него отмечаются в любой точке земного шара, и это, как увидим, для геологов – великое благо.
Причиной многих аномалий силы тяжести является рельеф местности. Аномальные поля мы встречаем в зонах всех крупных возвышенностей земного шара: в центральном участке Азии, на Памире и Гималаях, в Средней Азии, на Кавказе. Аномальные поля силы тяжести встречаются и в области океанов, также в зависимости от рельефа дна.
Но дело в том, что на эти аномалии ускорения силы тяжести накладываются еще и другие. Аномальные поля зависят от концентрации разнообразных полезных ископаемых, а также от различного типа горных пород.
Так, например, ученые выделяют близко расположенные к поверхности участки базальтового слоя не только сейсмическими способами, но и путем определения изменений ускорения силы тяжести. Для этой цели применяют сложные приборы, главной деталью которых является маятник. Давно уже было подмечено, что плоскость, направление отвеса маятника изменятся при его приближении к высоким горам или какой-нибудь очень плотной массе. Практически зафиксировать такое изменение было очень трудно. Но с помощью изобретательных приспособлений эти отклонения от линии отвеса удалось измерить по закручиванию нити, на которой подвешен маятник. Так находят те аномальные зоны, о которых мы сейчас говорим, освещаются недра Земли, раскрываются скрытые в ее недрах полезные ископаемые и особенности ее строения.
В последнее время получили распространение гравиметры, с помощью которых и изучают нормальные и аномальные поля силы тяжести. Эти приборы были подняты и на спутниках Земли. Не странно ли, космос, невесомость – и вдруг гравиметр, измеритель силы тяжести? Но дело в том, что при наблюдении за движением спутников заметили какие-то отклонения от расчетной орбиты. И оказалось, что они были вызваны именно аномальными полями силы тяжести. Значит, для того чтобы изучить строение внутренних зон Земли, надо подниматься в космос. Оттуда с помощью гравиметров легко наблюдаются и осадочный, и гранитный, и базальтовый слои. Вот одно из практических применений исследований космического пространства. Это в то же время исследование и самой Земли.
Примерно в 30-х годах голландскому ученому Веннингу Мейнесу удалось определить аномальные поля в океанах. Он изучил их, опускаясь вглубь на подводной лодке. Потом эта работа была продолжена десятками и сотнями научных экспедиций. Земля под поверхностью океанов перестала быть «белым пятном», раскрыла свою географию и геологию.
С помощью гравиметров все шире проводят разведку полезных ископаемых. Геофизики выезжают с приборами на те участки, где производятся поиски разнообразных рудных и нерудных скоплений, отмечая на местности даже мельчайшие изменения ускорения силы тяжести. Эти данные, нанесенные на соответствующие геофизические карты, показывают нам распределение положительных или отрицательных аномалий силы тяжести.
В зоне отрицательных гравитационных аномалий, как правило, ищут нефть и газы, которые заполняют пустоты земной коры. В зонах положительных аномалий залегают тяжелые, плотные скопления, связанные с концентрацией руд полезных ископаемых. Геофизики как бы «взвешивают» землю, отмечая, где лежат легкие, где тяжелые породы.
Расшифровка показаний гравитационных сигналов, идущих из глубины Земли, дает нам право говорить о целом ряде закономерностей строения и поверхностных и глубинных зон.
Ученые установили, что средняя плотность всей Земли равна 5,52, а средняя плотность земной коры не превышает 2,63. Значит, если на поверхности, в земной коре, залегают легкие породы, то ближе к центру должны лежать тяжелые. Отсюда следовал простой вывод: чтобы узнать плотность каждого отдельного слоя внутренних зон Земли, надо произвести несложные математические действия. Но эта простота оказалась кажущейся. Опять-таки все зависит от того, с каких принципиальных позиций оценивать состояние внутренних зон Земли. Тут мы вновь встречаемся с нашими давними знакомыми, воюющими друг против друга, магматистами и нептунистами-трансформистами.
В конце прошлого и в начале текущего столетия, в период почти полного господства магматистов, геологи и геофизики очень любили сравнивать историю развития Земли от планетарных дней до момента покрытия ее корой из застывшей массы с тем, что мы наблюдаем при доменной плавке.
Приходилось вам наблюдать за тем, что происходит в расплавленной массе железа, только что выплавленного из руды? Это красивое и поучительное зрелище. На поверхности расплавленного, ослепительно яркого металла плавает тоненькая корочка шлака. Стоит помедлить с разливом металла, и она становится уже не корочкой, а темной плотной и крепкой корой. Вот ее то и уподобляли внешней оболочке земного шара, которая образовалась при остывании огромного сгустка расплавленной материи.
Анализ корочки шлака показал, что в ней скапливаются соединения кремния и алюминия. Если посмотреть на земную кору и ее химический состав, то в ней наряду с другими элементами также много кремния и алюминия. Поэтому известные ученые Зюсс, Вихерт, Гольдшмидт – предложили для земной коры название «сиаль» – от начальных слогов силиция (кремния) и алюминия. Расчеты геологов и геофизиков показывали, что под сиалем должна залегать несколько более плотная масса, содержащая силиций и магний. Эту зону назвали «сима» (также от начальных слогов силиция и магния). А ядро, где должна залегать самая тяжелая масса, по представлением этих ученых, состояло из никеля и железа (феррум). Этот участок Земли назвали «нифе». Вот так представляло большинство ученых начала нашего столетия внутреннее строение Земли.
Пожалуй, наиболее полно эти взгляды отразил Алексей Толстой в своем романе «Гиперболоид инженера Гарина». Известно, что, когда Толстой писал свой роман, он консультировался по вопросу внутреннего строения Земли с академиком Ферсманом. А Ферсман придерживался взглядов магматистов.
Вспомним, как рисовал замечательный писатель залегание различных горных пород на глубинах при продвижении к центру Земли. Гарин утверждал, что под поверхностью Земли залегают легкие породы. Потом, когда он пройдет земную кору, должен встретиться так называемый оливиновый, или перидотитовый, пояс – слой, состоящий из ультраосновных пород, а еще глубже – рудная оболочка Земли, в составе которой будто бы залегает слой сплошного золота. Вот это золото и привлекало Гарина.
Как мы помним, Гарин получил то, что хотел. Глубочайшей шахтой были пройдены все эти слои. Наконец рабочие после целого ряда сложных событий врезались в слой золота. Когда драгоценный металл был поднят на поверхность и об этом узнали все на земном шаре, золото потеряло свою цену. Оно стало дешевле себестоимости, и затраты на шахту не окупились.
Но соглашаясь в главном – в распределении слоев Земли, магматисты вели между собой бесконечные споры о том, как точнее расшифровать код информации силы тяжести Земли, как изменяется при продвижении в глубь планеты плотность горных пород – постепенно или скачками? При всех этих расчетах учитывались и данные доменных процессов и общий магнетизм Земли. Ведь и сейчас кое-кто думает, что ее магнитное поле связано с железным сердечником. И вот если считать, что внутренние зоны Земли сложены железными массами, то расчеты становились очень простыми. Плотность железных, или, точнее, никелево-железных масс, – около 10–11, а плотность земной коры – 2,63. Значит, нужно было вычислить средние значения плотности для каждой из глубин. Судя по плотности, и были выделены серебряный пояс, золотой пояс и так далее.
Здесь на помощь пришли метеориты. Из них можно выделить две крупные группы: каменные метеориты, состоящие из силикатных горных пород, и железо-никелевые.
В 1947 году с гулом и грохотом промчался по небу огромный метеорит. Казалось, что выстрелила целая батарея мощных артиллерийских орудий. Этот метеорит разбился на части над сихотэ-алиньской тайгой. На поиски метеорита немедленно был брошен отряд ученых и краеведов. Разведчикам удалось подобрать свыше 50 тонн метеоритного железа, содержащего примеси никеля и некоторых других элементов.
Возможно, сказали сторонники магматической точки зрения, метеориты представляют обломки ядра некогда существовавшей планеты. Возможно, каменные метеориты – это остатки коры, а железо-никелевые – ядра той планеты, которая располагалась в области нынешнего пояса астероидов между Марсом и Юпитером. А если так, значит один из незначительных осколков этой планеты, по подсчетам, около 50 тысяч тонн весом, и упал над сихотэ-алиньской тайгой. Большая часть его – 99,9 процента – сгорела при продвижении через плотные слои атмосферы, а 50 тонн – тысячная доля – осталась. Но зато несгоревшие осколки оказались металлическими.
Предположения магматистов оправдались. Те из них, которые принимали в расчет скачкообразные изменения распространения скорости сейсмических волн внутри Земли, говорили, что изменения плотности внутри Земли тоже нельзя представлять в виде постепенного перехода от легких к тяжелым массам. Переход, по их мнению, происходит скачкообразно.
Противники магматистов – трансформисты заявили, что нельзя сравнивать внутренность Земли и ее историю с тем, что происходит при доменной плавке. Группа ученых, которая в свое время объединилась вокруг академика Отто Юльевича Шмидта, пыталась расшифровать код информации силы тяжести с других позиций. Один из ученых этой группы, профессор Е. Н. Люстих, считает, что Земля, согласно теории Шмидта, не переживала стадии расплавления. Сконцентрировавшись из отдельных обломков вещества типа метеоритов, она представляется нам в виде неоднородной массы. Гипотезу о планетном происхождении метеоритов сторонники О. Ю. Шмидта отвергали. Они считали, что метеориты гораздо древнее планет, что они являются первичными частями той первозданной туманности, из которой произошли все планеты и их спутники, в том числе и Земля и Луна.
И вот в Земле, с точки зрения Люстиха, могут существовать скопления бывших метеоритов – участки легких и тяжелых масс. Каждая порода обладает определенной вязкостью. Благодаря этому легкие вещества могут всплывать, а тяжелые погружаться. Люстих вычислил, что тело диаметром около трех километров может опускаться (если оно тяжелое) или подниматься кверху (если легкое) со скоростью примерно 500 километров за один миллиард лет. Тело меньшего размера перемещается с меньшей скоростью. За тот же миллиард лет тело, имеющее в поперечнике один километр, будет погружаться или всплывать только на 50 километров. При этом вертикальном перемещении глыб, расположенных внутри Земли, освобождается настолько большое количество энергии, что в отдельных зонах могут возникнуть расплавления. Этой энергии хватит и на то, чтобы объяснить все процессы смятия горных пород.
Другой ученый этой группы – Г. Д. Панасенко – приводит нас к еще более сложным представлениям о внутреннем состоянии Земли. Он говорит, что мы должны здесь учитывать те законы физики и химии, которые связаны с внутренним строением атома.
Если взять для примера атом платины и для наглядности представить его размеры с Московский университет, то окажется, что ядро этого атома, заключающее в себе почти всю массу, будет иметь величину не более кубического сантиметра.
Если какое-то количество электронных оболочек сорвано, атомы можно сблизить. При этом вещество, сохраняя свой химический состав, станет немного плотнее, тяжелее. И может быть, не обязательно, говорит Панасенко, представлять себе расслоение Земли по химическому составу. Он может быть единым как в поверхностных, так и в глубинных своих зонах.
Но под влиянием тех огромных давлений, которые существуют внутри Земли, могут возникнуть изменения в строении атомов. Расчеты показывают, что в центре Земли давление должно достигать трех миллионов атмосфер, а на границе ядра и мантии оно равно полутора миллионам атмосфер. Такое огромное давление, конечно, приведет к какой-то перестройке атомов. Их состояние будет, конечно, совсем не тем, которое известно нам на поверхности Земли, изменятся при этом их внутренняя структура и плотность пространственного расположения… Одни и те же по химическому составу горные породы будут иметь на разных глубинах совершенно различную плотность. А изменения плотности могут быть скачкообразными.
Кроме того, известно, что атомы, лишенные верхних электронных оболочек, приобретают металлические свойства. Почему, например, мы должны представлять себе, что внутри Земли обязательно должно быть железо? Там может находиться какое-то вещество со свойствами металла, а эти свойства могут быть результатом изменения облика атомов.
Вот так сейчас пытаются расшифровать эти две цифры – плотность Земли и ее поверхности.
А недавно выдвинута идея о том, что в числе элементарных частиц атома может находиться гравитон – элементарная частица, носитель силы тяжести, гравитации (отсюда и название), что в процессе жизни элементарных частиц гравитон может дать позитрон и электрон, что он может быть разложен на другие элементарные частички. Если гипотеза гравитона верна, то перед нами открываются новые перспективы, новые возможности доказательства изменения веса вещества с возрастанием глубин. Может быть, где-то здесь недалеко решение проблемы преодоления силы тяжести?
Шифр кода информации Земли об ускорении силы тяжести еще не разгадан до конца. От решения этой задачи зависит очень много проблем, имеющих и научное и народнохозяйственное значение. И вероятно, недалеко то время, когда будет создана единая теория строения Земли, открывающая новые возможности, в частности, и в поисках полезных ископаемых и их добычи.
И в жар и в холод
В очень интересной книжке «Вселенная, жизнь, разум» профессор И. С. Шкловский ставит такой вопрос: «Есть ли жизнь на Земле?» Разумеется, с точки зрения тех разумных существ, которые могли бы населять другие планеты и, в частности, Марс.
Первое впечатление при ознакомлении с Землей было бы недостаточно утешительным. Определяя ее температуру, наши небесные соседи обнаружили бы удивительные явления. Они установили бы, что поверхность атмосферы имеет очень высокие температуры, и, конечно, при этом сделали бы вывод, что жизни на Земле при такой температуре быть не может.
В то же время они отметили бы странный парадокс. При такой высокой температуре Земля не светится. Если бы с помощью радиотелескопов они стали изучать температуру нижних слоев атмосферы, то поразились бы еще больше. Здесь температура значительно ниже 100 градусов, а иногда резко опускается ниже нуля. В таких условиях жизнь как будто может существовать.
Вот какие загадки ставит наша родная планета, если смотреть на нее со стороны. Впрочем, она и нам задает задачи не менее странные и удивительные.
В начале 1963 года в Горьковском кремле собрались астрономы для обсуждения, некоторых научных материалов, полученных в последние годы. Особый интерес вызвала работа группы горьковских ученых, которые в Крыму, на вершине Ай-Петри, установили искусственную Луну диаметром почти в 5 метров. Модель Луны служила для проверки данных, которые были получены при изучении поверхности настоящей Луны.
Ученым, работавшим под руководством доктора физико-математических наук профессора В. Троицкого, удалось установить ряд любопытных явлений.
Прежде всего определили, какие породы слагают поверхность Луны. Оказалось, что по своей теплопроводности они очень близки к нашим средним, основным и кислым породам. Это габро, диорит, гранит.
Выяснилось, что температура поверхности Луны подвержена резким колебаниям, зависящим от ее нагрева солнечными лучами. Но уже на сравнительно небольшой глубине температура более или менее постоянна. Далее она возрастает и достигает 1000 градусов на глубине 50–60 километров.
