Текст книги "Я познаю мир. Сокровища Земли"

Автор книги: М. Голицын

сообщить о нарушении

Текущая страница: 1 (всего у книги 16 страниц)

Предисловие

Однажды много лет назад в одной из деревень Южного Урала начали происходить странные вещи. В некоторых домах стали раздаваться звуки, шедшие из-под земли. Особенно сильно они были слышны зимними ночами.

Звуки эти напоминали то жуткий гул, то пушечный выстрел. Кто-то из жителей утверждал, что слышит, как под землей словно пересыпают из одного места в другое картошку; кто-то спорил: нет, это в глубинах не умолкает погребальный колокол. Людей обуял страх. Они решили: под землей объявилась нечистая сила.

«Пора уезжать! – говорили самые напуганные.

– Лучше найти новое жилье, чем дрожать по ночам в родной деревне».

Неизвестно, как бы окончилась эта история, если бы не геологи. Они нашли ответ, почему гудит земля, успокоили людей, и жизнь в уральской деревушке пошла своим чередом.

Геологи обнаружили, что около поселка на глубине 10-20 метров протекает настоящая подземная река. Обычно подобные подземные потоки образуют в земных недрах пустоты – там, где нестойкие к воде породы легко в ней растворяются.

Вот и небольшая уральская речка, уйдя в землю, размыла в известняке под поселком громадную пещеру. Этого мало, вода продолжала разрушать породы, вызывала обвалы, перекатывала внушительных размеров камни. Так что не нечистая сила подавала голос из-под земли, а река, занятая разрушительной работой...

Эта книга расскажет о том, как геологи разгадали и разгадывают тысячи малых и больших тайн нашей планеты. Как устроены вулканы? Почему мерцают драгоценные камни? Из чего состоят лечебные грязи и почему подземные воды бывают целебными?

Эта книга расскажет и о сокровищах Земли. Кто-то решит: речь пойдет о кладах, найденных или до сих пор спрятанных в укромных уголках нашей планеты. Конечно, нет! Есть на свете более удивительные и ценные сокровища, чем старинные монеты, ювелирные украшения, запертые в подгнивших сундуках или керамических сосудах. Настоящие сокровища Земли – это нефть, газ, глина, торф, сланцы, золото, руды металлов, драгоценные камни и многое, многое другое.

Великие чудеса первыми видят геологи. Представляете, какие чувства обуревают их, когда они открывают новое месторождение нефти или золотоносную россыпь? Работа геологов, исследователей Земли, искателей ее сокровищ, всегда связана с разгадыванием тайн и нерешенных вопросов.

Хочется верить, что многим юным читателям этой книги профессия геолога придется по душе. Ведь делать открытия – одно из благороднейших занятий на Земле.

Что такое геология?

С легкой руки Эшольта

Хомо сапиенс (человек разумный) существует около десяти тысяч лет. И за это время он приобрел многие сотни профессий, например землепашца, охотника, кузнеца, учителя, космонавта...

Одной из самых древних является профессия геолога-рудознатца.

Прежде чем начать рассказ о сокровищах Земли, то есть о полезных ископаемых, необходимо понять, что такое геология.

Термин «геология» ввел норвежский ученый М.П. Эшольт. Это произошло в 1657 году.

Геология – греческое слово, в переводе на русский язык оно означает наука о Земле. Правда, это понятие слишком широкое, потому что Землю изучает ряд других наук: геодезия, почвоведение, география... Поэтому правильнее сказать: геология изучает верхнюю твердую часть нашей планеты, называемую земной корой (литосферой), ее состав, строение и процессы, протекающие в ней с момента образования до наших дней. Если мы заглянем в энциклопедию, то узнаем, что «геология – это комплекс наук о составе, строении и истории развития земной коры и Земли». А один старый мудрый профессор говорил: «Геология – это стремление человека узнать, что находится у него под ногами».

Еще в глубокой древности люди пытались уяснить себе происхождение Земли, определить ее форму, величину, отношение к Солнцу и звездам. Эти и многие другие вопросы решает геология. Люди знают форму и величину Земли, глубину морей, высоту всех гор, умеют объяснить землетрясения и извержения вулканов. Знают, как Земля устроена, но очень приблизительно.

Наша планета – это огромный, не вполне правильный шар со средней величиной радиуса 6368 километров. По сегодняшний день люди продолжают неутомимо изучать Землю. Поэтому почти в каждом государстве существуют геологические учреждения, которые исследуют строение и состав земной коры в пределах своей страны, ищут различные полезные ископаемые.

Первые геологи

Имен первых геологов мы не узнаем никогда, потому что это были первобытные люди. Естественно, они не учились в высших учебных заведениях, не отправлялись в научные экспедиции, не склонялись над микроскопами, но зато умели внимательно наблюдать жизнь, которая царила вокруг них.

Первобытные люди научились отыскивать питьевую воду; в один прекрасный день открыли для себя лечебные свойства минеральных подземных источников; находили самые разнообразные камни и пытались сделать из них орудия труда. Острыми камнями наши пращуры рассекали туши убитых животных, плоскими – растирали зерна злаков, цветными и блестящими камнями украшали себя.

Первобытные люди догадались, что камни – это надежное оружие. Удачно брошенный камень как бы удлинял руку охотника, поражая убегавшего зверя или врага.

Однажды первые люди случайно заметили, что некоторые тяжелые камни на углях костра плавятся, превращаясь в блестящий слиток. Потом наши наблюдательные предки догадались, что получившуюся из камня тяжелую жидкость можно вылить в глиняные формы – и вот тебе, пожалуйста, готовы топоры, ножи, наконечники для стрел и многие важные для жизни вещи. Это были первые металлические предметы. А металл тот – всем известная сегодня бронза.

Наверняка первобытные люди не один раз бросали в пламя костра и горючие камни – куски угля. А увидев, как горит нефть, решили, что наблюдают невероятное явление.

Так, шаг за шагом, наши праотцы осваивали все новые и новые сокровища Земли, запоминали увиденное, делились потрясшими их впечатлениями друг с другом.

Если бы они могли написать учебник об этом опыте, это был бы первый занимательный учебник геологии.

О каменных сковородках, «фе» и многом другом

Как древние люди использовали камни? Например, они делали из них кухонную посуду. Ее первые образцы появились по крайней мере 10-15 тысяч лет назад. Сначала это были грубые и толстые, слегка закругленные по краям массивные сковородки. Затем из камня принялись выдалбливать более глубокие сосуды, напоминающие нынешние миски и чаши. Чуть позже появились каменные горшки.

Мир вещей, созданный руками первых людей, был в основном каменным. Скребки, лопаточки, жернова для растирания зерна, ножи, топоры, наконечники для копий и стрел, молотки, шила, грузила для рыбной ловли, пряслица и масса других предметов были сделаны из камня.

В древности камень служил еще и деньгами. В каменном веке в Китае деньгами были кусочки нефрита. Да и сегодня эта традиция до сих пор жива: кое-где в Африке расплачиваются кусками каменной соли, на Сулавеси в Индонезии – агатом, на островах Новые Гебриды – мраморными кольцами. Но особенно необычны каменные деньги острова Яп, что в Тихом океане. Там в ходу деньги, которые называются «фе» – диски из минерала арагонита. Их диаметр достигает 5 метров.

Камень и древние постройки тоже неотделимы друг от друга. Первые люди сооружали свои незатейливые дома, используя при этом «дикий» (необработанный) камень. Затем уже древние египтяне начали возводить знаменитые пирамиды и дворцы фараонов, вытесывая известняковые крупные блоки и гранитные колонны высотой до 20 метров.

Тесаный камень был применен в кладке стен древней Трои.

Люди ценили в камне его несокрушимость и поэтому доверяли ему хранить свои записи о разных исторических событиях. С XVIII века до нашей эры сохранился базальтовый столб, на котором клинописными знаками было высечено 282 закона вавилонского царя Хамурапи. На каменных плитах в Элладе, Римской империи, других древних государствах люди запечатлели Хамурапи декреты и другие тексты, которые помогли современным исследователям восстановить важнейшие события далекого прошлого.

Из базальта изготовляли долговечные приборы. В столице Мексики хранится уникальный Камень Солнца, или, как его еще называют, календарь ацтеков. Это гигантский 25-тонный монолит в виде круга диаметром около 4 метров. Если вы спросите мексиканцев, сколько ему лет, никто не ответит вам на этот вопрос. Но по Камню Солнца и сегодня с редкой точностью определяют периоды движения небесных тел, сроки солнечных и лунных затмений, даты сбора урожая.

Пригодился камень и для создания музыкальных инструментов. В Древнем Китае мелодичные звуки извлекали из подвешенных нефритовых пластинок, различных по толщине и размеру.

Древнейший каменный музыкальный инструмент обнаружили во Вьетнаме, во время раскопок неолитической стоянки. Он состоит из 11 плит роговика массой от 4,8 до 11,5 килограмма каждая. Музыкальные плиты располагались горизонтально, как у современных ксилофонов Этот удивительный инструмент хранится в Музее Человека в Париже и назван литофоном. Достаточно легко прикоснуться к плите литофона, чтобы он мгновенно мелодично зазвучал.

Каменные предметы, оставленные нам далекими предками, стали изучаться только с XVI века. До этого они были непонятны людям, с ними были связаны многие суеверия, а подчас и курьезные истории. Известно, например, что византийский император Алексей I Комнин послал в 1081 году императору Генриху IV в числе других подарков «небесный» топор, оправленный в золото. Конечно, императоры и не предполагали, что сделал его, сидя в сырой полутемной пещере, много веков назад первобытный человек со звериной шкурой на спине. Они были уверены, что этот топор упал на землю с загадочного неба.

Откуда взялись некоторые геологические термины?

Давным-давно наши предки жили в глубоком страхе перед явлениями природы. Они наблюдали поражающие их воображение вулканические извержения, землетрясения, наводнения, ливни, грозы, бури, движущиеся по небу Солнце, Луну, звезды, приходили в трепет и пытались хоть как-то объяснить себе все увиденное. Так из года в год, из века в век складывались фантастические мифы и легенды. Сначала они передавались древними людьми из уст в уста, потом их начали записывать. Самые древние мифы и легенды известны с III тысячелетия до нашей эры.

Наиболее известны среднеазиатские, индские, еврейские мифы, скандинавские саги, исландские эдды, древнегреческие и древнеримские мифы, пришедшие к нам из глубин времен. О некоторых из них стоит рассказать.

Мифы скандинавских народов рассказывают, что в северной части искони существовавшего пространства возник источник стужи и ледяных туманов, а на юге пробился источник тепла. Затем холодные и теплые волны столкнулись, и явилось всё то, из чего произошел мир, а позже – боги и великаны.

Бог Вотан для создания мира размалывал тело великана Имера на огромной мельнице. Она приводилась в движение водой, текшей из холодного источника и стекавшей по желобу в океан.

Искры, исходившие из теплого источника, образовали звезды. А искры, летевшие от камней гигантской мельницы, породили бога Геймдалла. Это он при помощи сверла высек огонь для людей Он же привез им различные орудия и научил земледелию, скотоводству, кузнечному и другим ремеслам.

В конце правления землей Геймдаллова сына и преемника Скиольд-Боргера умер бог света Бальдур. Настала ужасная зима. Обитаемые до того земли покрылись льдами. Население двинулось с обжитых мест к югу, прогоняя жившие по соседству племена.

Когда страшная зима со своими льдами миновала, люди смогли вернуться обратно.

В некоторых скандинавских мифах утверждается, что Земле угрожает новая страшная зима, новое оледенение. Оно-то и повлечет за собой конец мира.

В мифах Скандинавии в поэтической форме говорится о геологической роли тепла и холода, выветривании горных пород, геологической работе ледников и текучих вод, периодических изменениях климата, приводящих к оледенению.

А вот древнегреческие и древнеримские мифы оставили в наследство науке геологии большое количество словесных выражений – терминов. Сам термин «геология» происходит от греческих слов «гея» – «земля» и «логос» – «наука».

В древнегреческой мифологии Гея – богиня Земли, мать всего сущего. Она создала звездное небо, бога Урана и на Земле кипящее обширное море – Понт. От супружества с Ураном (небом) у Геи (земли) родилось множество детей-титанов: Океан – бог, обтекающий землю; Тетис (Тефида) – супруга Океана, мать всех рек и вод; Рея – великая мать богов следующего поколения; Хронос – время; Гиперион – отец Гелия (бога Солнца); Атлант (несущий небесный свод), Прометей, Сизиф, Крон, морские титаны – Форкий, Тавмант и другие.

Главные боги-олимпийцы – Зевс (молниевержец) и Гера. Из богов следующего поколения можно назвать следующих: Гефест (у римлян – Вулкан) – бог подземного огня подземный кузнец, Эол – бог ветров, Борей – бог северного ветра и другие.

Интересуясь геологией, вы часто будете встречать такие понятия, как плутонические породы, вулканические явления, эоловые процессы, бореальные явления и другие. Нетрудно догадаться, откуда произошли эти названия. Мифы были не только фантастикой, но и правдивым рассказом о том, что когда-то происходило в природе.

Что думал о геологических процессах великий Леонардо?

Гениальный Леонардо да Винчи (1452-1519) был одним из первых представителей эпохи Возрождения, который задумался о происхождении и истории Земли. Его взгляды шли вразрез со средневековыми представлениями.

Ученый подверг критике убеждение о противоположности земного и небесного. Земля, по его мнению, представляет собой такое же небесное тело, как и другие светила, и никак не является центром Вселенной.

Одно время Леонардо да Винчи как инженер-гидротехник прокладывал в северной части Италии каналы. От его внимательного взгляда не укрылся следующий занимательный факт. В напластованиях земли он обнаруживал на разных глубинах и часто на значительном рас стоянии от моря морские раковины.

Изучая их, Леонардо сделал следующие выводы Раковины жили когда-то на дне моря. А горы и моря не всегда находились там, где находятся в настоящее время. Изменения границ моря и суши происходили постепенно. Происходят они и сейчас и будут происходить всегда, пока на Земле есть жизнь.

Великий ученый не желал соглашаться со средневековыми представлениями об ископаемых раковинах и костях как всего лишь о творческой игре природы. Он доказывал, что и раковины, и кости – останки когда-то обитавших на Земле организмов.

«Нам говорят, – писал Леонардо да Винчи, – что эти раковины образовались в горах под влиянием звезд; но я спрашиваю, где в горах звезды, образующие теперь раковины разного возраста и вида? И как могут звезды объяснить происхождение гравия, встречающегося на различных высотах и сложенного из камней, округленных как бы действием движущейся воды; или каким образом может такая причина объяснить, почему в некоторых местах встречаются окаменевшие листья, морские водоросли и морские раки?..»

В то время, когда жил Леонардо да Винчи, механика занимала главное место среди наук и получила наибольшее развитие. Вот почему гениальный ученый подходил к геологическим явлениям с точки зрения механики. Главное, на что он обратил внимание, – это механическое действие текучих вод. Он ввел в науку понятие о процессе образования обломочных горных пород и доказывал, что подобное могло происходить только под действием разрушающей, сортирующей, двигающей силы текучих вод. Так удивительный мыслитель, ученый, провидец и творец Леонардо да Винчи положил свой кирпичик в фундамент будущего здания науки геологии.

Теоретик Агрикола

К концу Средневековья горнорудное дело – предтеча геологии – получило особенно большое развитие в Центральной Европе: в Моравии, Чехии, Силезии, Саксонии. Здесь возникли многочисленные рудники по добыче драгоценных и цветных металлов. Возникла и первая европейская горнорудная литература.

Видным теоретиком в области горнорудного дела, автором учения о полезных ископаемых и минералогии в первой половине XVI века был немецкий врач, металлург и минералог Георгий Агрикола (1494-1555). Настоящее его имя было Георг Бауэр. Следуя традициям эпохи Возрождения, он изменил свое имя на Георгия Агрикола, под которым и вошел в историю науки и техники.

Агрикола долгое время жил в городе Яхимове (Чехия). В те времена это был один из крупнейших горных центров Европы. Горная промышленность развивалась в Яхимове с VI века. Здесь были обнаружены медь, свинец, мышьяк. До XVI века Яхимов считался главным европейским центром по добыче серебра.

В своих трудах Агрикола впервые обобщил накопленный наукой Средневековья опыт выплавки металла, обогащения руд, техники добычи руд, результаты поисков и разведок полезных ископаемых, знания по некоторым общим геологическим и минералогическим вопросам.

Некоторые средневековые астрологи полагали, что образование металлов происходит благодаря небесным светилам. Золото, например, образуется под действием Солнца, серебро – под действием Луны, свинец – результат влияния Юпитера, железо – Марса и так далее. Агрикола решительно раскритиковал эти фантастические утверждения.

Ученый разработал классификацию минеральных тел, выделив две группы: однородных тел, или минералов, и сложных минеральных тел, или горных пород. Группу минералов он разделил на четыре категории: земли, соли, драгоценные камни, металлы. Группу горных пород – на ряд категорий по цвету, твердости и другим физическим свойствам. В этой классификации Агрикола наметил разделение геологических знаний на науку о минералах, минералогию, и науку о горных породах.

До Агриколы было известно только 60 минералов. Он описал еще 20 и высказал провидческое предположение о существовании множества других, еще не открытых.

Агрикола написал много научных трудов. Над основным своим сочинением – «О горном деле и металлургии» он работал 20 лет. Этот труд ученый окончил в год своей смерти и так и не увидел его изданным. Это произведение увидело свет лишь в 1665 году.

Европа пользовалась трудами Георгия Агриколы как руководством к действию в течение 200 лет, до середины XVIII века. О значении трудов Агриколы писал М.В. Ломоносов.

Он высоко оценил заслуги этого ученого эпохи Возрождения.

Георгий Агрикола – один из многих ученых давних времен, с помощью которых распутывался клубок тайн Земли и создавалась наука геология.

Геология – древо наук

В самостоятельную ветвь естествознания геология выделилась в XVIII – начале XIX века. Без талантливых и гениальных усилий зарубежных ученых У. Смита, А.Г. Вернера, Дж. Геттона, Ч. Лайеля этого бы не случилось. А в России самостоятельно встать геологии на ноги помогли М.В. Ломоносов, В.М. Севергин, А.П. Карпинский и многие другие ученые.

А в конце XIX – начале XX века, когда ученый мир начал активно применять физические, физико-химические, математические и другие методы исследования, о геологии можно уже было говорить как о древе наук.

Какие же науки входят в современную геологию? Вот их краткий перечень.

Петрография – научная дисциплина, изучающая состав и строение горных пород, дающая ответы на вопросы о том, как образовалась та или иная горная порода.

Минералогия – наука о составе, свойствах и образовании минералов.

Историческая геология исследует историю геологического развития Земли.

Тектоника занимается изучением структуры земной коры.

Стратиграфия исследует возраст пород и их взаимоотношения.

Палеонтология, пожалуй, одна из самых загадочных геологических наук. Предмет ее исследования – ископаемые останки животных и растений, населявших нашу Землю тысячи, миллионы лет назад.

Геохимия изучает химический состав Земли и миграцию химических элементов. Отцами этой науки были В.И. Вернадский, В.М. Гольдшмит, А.Е. Ферсман. Геохимия – одна из тех тропинок, которые ведут к поиску и находкам полезных ископаемых.

Гидрогеология знает все или почти все о подземных водах.

Геофизика изучает строение Земли, физические свойства горных пород, физические поля Земли.

Существует и учение о полезных ископаемых, об образовании и закономерностях их размещения.

Вулканология занимается вулканами, их жизнью, прошлым, настоящим и будущим.

Инженерная геология исследует свойства пород как строительных материалов и тех мест, где будут стоять инженерные сооружения.

Надо сказать, что каждая из перечисленных научных дисциплин имеет свои глобальные проблемы, свои направления, которые начали выделяться и со временем, может быть, окончательно выделятся в самостоятельные геологические науки.

Общее же, что объединяет корни, ветви, листья древа геологии, – наша планета Земля.