Текст книги "Собрание сочинений в 12 т. Т. 2"

Автор книги: Жюль Габриэль Верн

сообщить о нарушении

Текущая страница: 45 (всего у книги 47 страниц)

КОММЕНТАРИЙ
Путешествие к центру земли

Почти на двадцать пять километров над поверхностью Земли поднялся человек в кабине стратостата. Своих механических разведчиков – ракеты, снабженные автоматическими приборами, – он сумел забросить на высоту четырехсот с лишним километров. На четыре тысячи метров спустился он под поверхность моря. А с помощью приборов он достал пробы грунта, образцы флоры и фауны со дна глубочайших впадин мирового океана, с глубины свыше десяти тысяч метров.

Но всего на два километра смог он углубиться в недра Земли. Даже буровые скважины в редких случаях удалось ему пробурить глубже, чем на пять километров.

Если считать, что человек изучил и освоил поверхностный слой Земли толщиной в эти пять километров, то и тогда по сравнению с величиной Земного шара это будет не больше, чем толщина стенки мыльного пузыря по сравнению со всем его объемом.

1

В глубокой древности люди хотели знать, каково внутреннее строение Земного шара, что находится в центре Земли.

С внутренним строением Земли были неразрывно связаны многие грозные и загадочные явления природы – извержения вулканов, землетрясения, гейзеры. Развивая те или иные гипотезы о внутреннем строении Земли, люди так или иначе пытались объяснить причины этих явлений.

Весь свой мир древние греки заселили богами. В рощах свистал на своей свирели лесной бог Пан, на дне океана царствовал Нептун, на вершине Олимпа жил глава всех богов – громовержец Зевс.

А в недрах Земли, по верованиям древних греков, царствовал мрачный брат Зевса – Аид. Туда, в его черное царство, с поверхности Земли ведут бездонные пропасти. Коцит и Ахерон струят там свои беззвучные волны. Там же струятся воды источника Леты. Испивший их навсегда забывает все земное.

Извержения вулканов греки также объясняли деятельностью своих богов. По их верованиям, в недрах огнедышащих гор находились кузницы бога – кузнеца Гефеста. Хромоногий бог раздувал свой горн и ковал на наковальне чудесное оружие, золотые украшения, чаши, кубки. Дым и огонь от его горна вылетали в кратер вулкана. А от ударов его гигантского молота по огромной наковальне дрожала кругом земля.

Один из древнейших греческих философов Эмпедокл, живший около двух с половиной тысяч лет тому назад и прославившийся среди своих сограждан как поэт и оратор, врач и «чудотворец», попытался дать первую материалистическую теорию строения внутренности Земли. Он считал, что вся внутренность Земного шара представляет собой огненный бушующий океан. Этим и объясняются извержения вулканов и горячие источники. Желая больше узнать о строении вулканов, механизме и причине их деятельности, он предпринял изучение Этны – одного из действующих вулканов Италии, расположенного на восточном берегу острова Сицилии. Он, вероятно, был первым из людей, пытавшихся проникнуть в недра Земли через кратер действующего вулкана.

Через две тысячи лет, в середине XVII в., немецкий естествоиспытатель Атанасиус Кирхер дал новую схему строения Земли. Он считал, что Земной шар представляет собой твердое тело, содержащее огромные пустоты, соединенные между собой и с поверхностью многочисленными каналами. Центральная, самая большая каверна заполнена огнем, а расположенные ближе к поверхности – частью огнем, частью водой, частью воздухом.

Совершенно противоположную точку зрения на строение Земного шара имел живший несколько позже Кирхера английский ученый Джон Вудворт. По его представлениям, внутренность Земли заполнена не огнем, а водой, причем этот подземный океан соединен каналами с надземными океанами и морями.

Схемы Кирхера и Вудворта пользовались в течение долгого времени широкой известностью. Они приводились даже в учебниках второй половины XIX в.

Жюль Верн, используя в качестве художественного приема неправдоподобный способ проникновения героев романа в глубины Земли, совершенно правильно передает детали разреза земной коры, восстанавливающие историю развития жизни на Земле, и излагает в спорах действующих лиц существовавшие в его время разные точки зрения на состояние земного ядра.

В основном в XIX в. в науке господствовало представление об огненно-жидком ядре Земного шара. Это представление логично объясняло наблюдаемое повышение температуры при опускании вглубь Земли, а также вулканические явления; оно опиралось на космогонические построения Канта и Лапласа.

Исходя из гипотезы Канта – Лапласа, земное ядро должно было быть огненно-жидким; земная же кора в основном представляет собой продукт остывания некогда сплошь огненно-жидкого шара Земли.

Тем не менее уже тогда раздавались голоса, правда робкого меньшинства, не согласные с картиной, вытекающей из гипотезы Канта – Лапласа. К этому меньшинству, повидимому, принадлежал и Жюль Верн, вложивший свои мысли в уста профессора Лиденброка, который сомневался в существовании огненно-жидкого земного ядра и старался объяснить внутреннее тепло земной коры процессами окисления, ссылаясь при этом на известного английского химика Хемфри Дэви.

В настоящее время большинство геофизиков и геологов отрицают стадию огненно-жидкого состояния Земли и объясняют разогрев земных оболочек в основном процессами радиоактивного распада. Большинство советских ученых при этом исходят из космогонических построений, созданных у нас в СССР под руководством академика О. Ю. Шмидта.

Как же заглянуть в глубочайшие бездны Земного шара, в самое его центральное ядро? Шахту туда прокопать не удается – ученые это поняли уже давно. Первым препятствием при постройке такой шахты является непрерывное повышение температуры по мере углубления. В среднем на каждые 33 метра температура повышается на один градус. На дне шахты глубиной в полтора километра температура поднимается так высоко, что люди уже не могут работать.

Пробурить скважину очень большой глубины также невозможно. Ведь бур – устройство для измельчения пород – по существу «висит» на длинной нитке труб, соединяющих его с поверхностью Земли. Ясно каждому, что бесконечно длинной такая труба быть не может: она оборвется под собственной тяжестью.

Нельзя спуститься в недра Земли и через жерло вулкана: оно обычно закупорено или застывшей лавой, или огненно-жидкой массой.

Так что же, разве никогда и не узнает человек о тайнах подземного мира, о строении центральных областей нашей планеты?

Выход из тупика указала геофизика, одна из ветвей которой, а именно сейсмометрия, изучала землетрясения и вызываемые ими колебания земной коры.

Ученые давно уже с помощью специальных приборов, сейсмографов, регистрировали подземные толчки и землетрясения. Но до поры до времени никаких выводов из записей сейсмографов не делалось. Ученые только констатировали силу толчков, их время и продолжительность. Выдающийся русский геофизик Б. Б. Голицын глубоко проанализировал физическую сущность этих толчков. Голицын знал, что землетрясение есть явление местное, но оно порождает упругие волны, которые распространяются на очень большие пространства. Есть землетрясения, волны от которых фиксируются сейсмографами во всех странах мира. Причем проходят эти волны от землетрясений через внутренние области Земного шара. Там они могут отражаться, как отражается солнечный луч от зеркала, или преломляться, как луч преломляется, переходя из воздуха в воду. Исследуя эти отражения и преломления по показаниям сейсмографов в разных местах Земного шара, можно отчетливо представить себе его внутреннее строение.

«Можно уподобить всякое землетрясение, – писал Голицын, – фонарю, который зажигается на короткое время и освещает нам внутренность Земли, помогая тем самым рассмотреть то, что там происходит».

Идея Голицына оказалась очень плодотворной. Она не только помогла нам составить некоторое представление о внутреннем строении Земного шара, но и нашла широкое применение в геологической разведке. Производя с помощью взрывов искусственные землетрясения и записывая сейсмографами отраженные пластами Земли волны, геологоразведчики находят новые залежи полезных ископаемых.

2

Как же по нашим сегодняшним представлениям устроен Земной шар. Совершим с вами, основываясь на строгих данных сегодняшней науки, воображаемое путешествие к центру Земного шара. Представим себе, что мы движемся вглубь, пробуравливая толщи Земли в каком-нибудь фантастическом снаряде с фантастической скоростью – десять километров в минуту.

Старт дан. Наш снаряд прогрызает верхний покров Земного шара, его кору. Самые верхние слои – это обычные известные нам породы: глины, известняки, песчаники. Все это осадочные породы. Они лежат пластами, сменяя друг друга. Геологи обычно называют эти пласты страницами летописи истории Земли, так как по ним они узнают о природных условиях, существовавших здесь тысячелетия назад. Осадочные породы образовались, об этом говорит и их название, из различных осадков, – обломков других пород, чаще всего на дне морей и океанов. Вот наш снаряд проходит слой типично осадочной породы – мела. Возьмем пробу и рассмотрим ее в микроскоп. Оказывается, весь мел состоит из обломков раковин и скелетов крохотных существ. В других породах нередко находят скелеты животных, ныне уже вымерших, окаменевшие стволы деревьев. Здесь мы можем встретить залежи полезных ископаемых: каменного угля, нефти, каменной соли и т. п.

Да, пласты различных горных пород нередко называют страницами летописи земной коры, но как неполны, перепутаны, измяты и изорваны бывают эти страницы! Над тем, чтобы измять и перепутать их, потрудились и вековые сдвиги, происходящие в земной коре, и вода, и ветер. Далеко не везде, углубляясь в Землю, мы будем встречать все более древние слои. Бывает, что под древним слоем оказывается более молодой, а затем снова древний слой. Поэтому не только по последовательности расположения слоев, а и руководствуясь целым рядом других признаков, определяет геолог последовательность отложения осадочных горных пород. Одним из важнейших признаков, которые помогают при этом геологу, являются остатки в земле тех или иных окаменевших растений и животных.

Как известно, животный и растительный мир нашей планеты в течение сменявших друг друга тысячелетий претерпевал очень значительные изменения. Зародившиеся где-то в теплых водах древнего океана первые крупицы живой материи, характеризующейся обменом веществ, развились до одноклеточных, а затем и многоклеточных водорослей. Затем появились первые членистоногие, радиополярии, губки. Постепенно жизнь завоевала и сушу. В воздухе зашуршали жесткие крылья бесчисленных насекомых, на берега рек и морей выползли первые земноводные. Мелки к животных сменили крупные. Было время, когда миром завладели пресмыкающиеся. Они жили в воде, на суше и даже в воздухе. Затем хозяевами Земли стали млекопитающие, а хозяевами воздуха – птицы. И, наконец, появился человек.

По положению пластов в земной коре и по находимым в них остаткам окаменевших животных и растений геолог может определить последовательность возникновения напластований, определить, какие из них являются более молодыми, какие более древними. Как очень объемистую книгу – природа писала ее около 2 млрд. лет, ибо таков возраст наиболее древних пород, слагающих нашу земную кору, – геологическую летопись ученые разделили на томы, части, главы и параграфы. Том этой летописи геологи называют эрой; эру разбивают на части – периоды, периоды – на эпохи, а эпохи – на века. Так одна из эр истории Земли – Палеозойская эра – длилась 325 млн. лет – и состоит из Кембрийского, Силурийского, Девонского, Каменноугольного и Пермского периодов, каждый из которых длился от 35 до 120 млн. лет.

Однако в годы, когда Жюль Верн писал свой роман «Путешествие к центру Земли», этой четкой классификации земных пластов еще не было. Напластования земной коры группировались тогда в так называемые формации: гранитно-гнейсовую, лежащую в основании всех остальных; переходную, обнимавшую наиболее древние образования, в том числе и каменноугольные; вторичную, охватывающую приблизительно периоды Мезозойской эры, следующей за Палеозойской эрой; и третичную, в которую входили не только осадки водного происхождения, но и наносные грунты.

Жюль Верн в своем романе прекрасно показал различные напластования, слагающие кору Земного шара, растительный и животный мир, соответствующий времени образования тех или иных пластов.

Однако описанные методы определения последовательности образования осадочных пород страдают одним существенным недостатком: они говорят геологу только о том, какой пласт моложе, а какой старше. А между тем в целом ряде случаев было бы интересно и важно узнать и абсолютный возраст того или другого пласта.

Современная геология располагает методами определения и абсолютного возраста земных пластов.

В состав некоторых горных пород входят радиоактивные элементы: радий, уран и торий. Атомы этих элементов обладают свойством распадаться, превращаться в другие, устойчивые химические элементы, такие как свинец и гелий. Скорость этого превращения строго определенна, ее не может изменить никакое мыслимое в условиях земной коры воздействие – сжатие, нагрев, охлаждение и т. д.

Зная скорость радиоактивного распада и определив процентное соотношение еще содержащегося в горной породе радиоактивного вещества и образовавшихся при его распаде химических элементов, можно высчитать и абсолютный возраст соответствующей породы.

Такие определения были уже сделаны для целого ряда пород, слагающих земную кору. Оказалось, что возраст наиболее древних земных пород равен 2 млрд. лет. Каменный уголь образовался около 250 млн. лет назад. Основные отложения белого камня – мела – возникли всего лишь около 100 млн. лет назад.

Но все эти осадочные породы, образовавшиеся в течение миллиардов лет, составляют на поверхности Земного шара по сравнению с его величиной всего лишь тонкую пленку.

Сквозь слои осадочных пород наш «подземный снаряд» прошел всего за одну минуту – толщина его редко превышает 10-15 км, – и мы углубились в гранитный слой. Гранит образовался в результате расплавления и перекристаллизации древних осадочных пород, подвергшихся действию высокого давления и температур. Берем пробу и производим химический анализ гранита. Выясняется, что он содержит большие количества кремнезема, алюминия, кальция, калия и натрия. Но и гранитный слой мы миновали меньше чем за минуту. Действительно, по предположениям ученых, он в равнинных местах не превышает 10 км, а под дном Тихого океана, видимо, отсутствует совсем.

Мы вступили в слой базальта – горной породы глубинного происхождения. Базальт тяжелее гранита, он содержит больше, чем гранит, железа, магния и кальция. Две-три минуты – и базальтовый слой также остается позади.

Все эти три слоя составляют земную кору, в толще которой содержатся все природные ископаемые, используемые человеком. Ведь над нами уже около 50 км твердых пород. Температура на этой глубине достигает 1500 градусов, давление 13 500 атмосфер.

Мы вступаем в новый, чрезвычайно толстый слой Земного шара – в мантию, или оболочку Земли. Никто никогда не видел и не исследовал непосредственно веществ, слагающих этот слой. Ученые предполагают, что по крайней мере верхняя ее часть состоит из перидотита – черной тяжелой горной породы, изредка встречающейся и на поверхности Земли. Эта порода содержит магний, железо, кремнезем.

Проходит минута за минутой, час за часом, а мы все еще движемся сквозь оболочку Земли. Сравнительно медленно растет температура, но очень быстро растет давление, а вместе с ними и плотность вещества, составляющего оболочку. Вот она уже достигла 3,5 – плотности алмаза, вот перевалила через 4,5 – плотности титана и селена и продолжает расти дальше. Твердое вещество оболочки аморфно, оно твердо, но текуче, как вар. Кристаллы не могут существовать при таких чудовищных давлениях. Ведь к исходу пятого часа нашего движения сквозь мантию Земли, имеющую толщину в 2900 км, давление достигает 1 млн. 400 тыс. атмосфер и плотность вещества повышается до 7,88 – плотности железа. Температура в оболочке растет медленно и к концу ее достигает около 2000 градусов.

На глубине 2900 км внезапно изменяются свойства вещества. Видимо, под действием гигантских давлений вещество приобретает физическое состояние, не известное на поверхности Земли и не исследованное еще учеными. Ведь максимальные полученные в лабораториях давления в настоящее время не превышают нескольких сотен тысяч атмосфер.

Вещество ядра, безусловно оставаясь твердым, ведет себя как жидкость.

Наш снаряд миновал зону раздела, отделяющую оболочку от ядра, и продолжает свой путь к центру Земли. В течение длительного времени ученые предполагали, что ядро состоит из железа и некоторых других тяжелых металлов. В настоящее время более распространена гипотеза советского ученого В. Н. Лодочникова, утверждающего, что высокая плотность земного ядра объясняется не его химическим составом, а изменением плотности вещества под влиянием гигантского давления.

Через три с половиной часа путешествия вглубь ядра нам встречается на глубине 5000 км еще одна граница раздела. Оказывается, ядро Земли имеет свою сердцевину. Видимо, еще возросшее давление вызвало новое качественное изменение вещества. Ведь давление здесь, у самого центра Земли, приближается к 3,5 млн. атмосфер и плотность вещества почти равна плотности свинца. И больше ничего, пожалуй, не известно современной науке о строении этих предельных глубин Земного шара. Наше путешествие можно считать законченным.

А будем ли мы когда-нибудь знать об этом больше?

Будем, обязательно будем.

Когда-то, глядя ночью на небо, человек считал звезды, рассыпанные по его черному бархату, глазами ангелов. Сейчас, допросив в своих обсерваториях с помощью тончайших методов анализа лучи света, пришедшие к нам от звезд, ученые узнают химический состав этих звезд и толщину их атмосфер, их температуру и величину, скорость вращения вокруг оси и относительную скорость движения. Немало и других секретов уже открыл нам мерцающий свет звезды, пойманный внимательным глазом телескопа и с пристрастием «допрошенный» учеными. Надо было только научиться осуществлять этот «допрос» луча света.

Будут найдены и новые способы «допрашивать» упругие колебания – отголоски взрывов и землетрясений, – прошедшие сквозь центральные области Земного шара. И, ни разу не побывав там, человек будет отчетливо представлять себе их строение, как он представляет строение атома или состав звездных атмосфер.

Создание аппарата для путешествия к центру Земли на сегодняшний день является идеей фантастической. Однако возможности развития науки и техники безграничны. И, возможно, настанет время, когда на повестке дня так же реально будет стоять вопрос о путешествии к центру Земли, как сейчас стоит вопрос о путешествии на другие планеты.

Академик Д. И. Щербаков

Роман «Путешествие к центру Земли» был задуман Жюлем Верном в начале 1864 г. На мысль об этом произведении его навели беседы с известным геологом Шарлем Сен-Клер Девиллем, который спустился в кратер дремлющего вулкана Стромболи (остров Стромболи в Тирренском море). Повидимому, красочные рассказы Сен-Клер Девилля о своих недавних впечатлениях дали Жюлю Верну не только тему произведения, но и самый образ ученого-энтузиаста, отважившегося с риском для жизни на отчаянно смелый научный опыт.

Нужные материалы Жюль Верн нашел в трудах по геологии, в книгах о вулканах и Исландии. Фантастическое путешествие «к центру Земли» используется автором как своеобразный литературный прием для поэтического воссоздания далекого геологического прошлого нашей планеты.

К написанию книги Жюль Верн приступил летом и закончил ее осенью 1864 г. В конце того же года роман вышел из печати.

Первое русское издание «Путешествия к центру Земли» может послужить живой иллюстрацией к истории борьбы «двух культур» в России 60-х годов. Как только роман в 1865 г. вышел в свет в переделке Е. Лихачевой и А. Сувориной с приложением популярной статьи о происхождении и развитии Земного шара, некрасовский «Современник» встретил эту книгу благожелательным отзывом. Рецензент одобрил искусство автора популяризовать естественно-научные идеи в форме увлекательного фантастического романа («Современник», 1865, ноябрь – декабрь, стр. 134-135).

Совсем иначе реагировала либеральная газета «Голос» А. Краевского. В злобной рецензии, помещенной в номере от 4(16) марта 1866 г., «Путешествие к центру Земли» была признана книгой безусловно вредной и даже опасной. «Читая фантастическую басню о невозможном путешествии, – иронизирует рецензент, – дети, изволите видеть, узнают и свойства извержения вулканов, и существование подземных рек, и фигуры плезиозавров и лаберинтодонов… Да, это уже не сказки наших неразвитых нянек: это осмысленные рассказы образованных гражданок, понимающих значение и влияние естественных наук, которые Фохтом повиты, Боклем взлелеяны, Льюисом вскормлены… Нам остается рекомендовать «Путешествие к центру Земли» всем, кто желает воспитывать своих детей в духе Базаровых, Лопуховых и компании».

К мнению «Голоса» присоединились и официальные круги. В мае 1866 г. министр внутренних дел П. А. Валуев в письме председателю чрезвычайной следственной комиссии по делу о покушении на царя 4 апреля обратил внимание на широкое распространение «весьма безнравственной по своей тенденции «Библиотеки для чтения всех возрастов», которую издавали Е. Лихачева и А. Суворина. Одним из выпусков этой «Библиотеки», ставившей целью прививать юношеству материалистические взгляды на природу, и был роман Жюля Верна «Путешествие к центру Земли».

После того как книга уже полностью разошлась, в 1867 г. было разослано предписание «г.г. директорам гимназий и штатным смотрителям училищ» не приобретать ее для «ученических библиотек» и удалить из тех библиотек, которые уже успели ее приобрести («Циркуляр по Московскому учебному округу», 1867, № 3, стр. 13).

Настороженное отношение к Жюлю Верну в официальных кругах царской России не могло остановить все разраставшегося спроса на его сочинения. Его романы ежегодно продолжали выходить в новых изданиях и переводах.

Е. Брандис