Анатолий Малахов - Под покровом мантии

• Название: Под покровом мантии
• Автор: Анатолий Малахов
• Издательство: Молодая гвардия
• Жанр: География
• Год: 1965

Кипящая жидкая магма или сверхтвердое вещество? Невообразимо высокие температуры или холод, близкий к абсолютному нулю?..

В самом деле, что же собой представляют недра Земли, какие тайны скрываются под ее мантией?

На эти вопросы наука еще не может дать точного ответа, хотя существует множество самых различных гипотез…

Романтика поисков и упорных исследований геологов, изучающих земные недра, и является темой этой книги. Автор ее, профессор, доктор геолого-минералогических наук Анатолий Алексеевич Малахов, хорошо знаком читателям по увлекательным книгам «Сто профессий геолога» и «Новеллы о камне».

---

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.