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.
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 километром 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,[1] губки. Постепенно жизнь завоевала и сушу. В воздухе зашуршали жесткие крылья бесчисленных насекомых, на берега рек и морей выползли первые земноводные. Мелких 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 тома, 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
