Под покровом мантии - Анатолий Малахов

Например, на Кольском полуострове температура увеличивается в среднем на один градус на каждые 150–160 метров глубины. Примерно такой же режим изменения температур наблюдается в целом ряде скважин «Второго Баку». Причем эти изменения нарастают не плавно и постепенно. В целом же ряде случаев — резкими скачками в зависимости от циркулирующей подземной воды!

Есть на Южном Урале местечко Янган-Тау, в котором температура вначале резко возрастает и на глубине в 300 метров достигает плюс 300 градусов. Затем, по мере продвижения вглубь, она снова уменьшается. Здесь мы встречаемся с резкой температурной аномалией. Она, возможно, связана с процессами окисления углерода или радиоактивного распада. Замечено, например, что вытекающий из зоны температурного максимума газ слегка радиоактивен.

На земном шаре выявлено много других участков с аномальными температурами. И эти аномалии не укладываются ни в какую закономерность.

Но если бы мы признали закономерное увеличение температур с возрастанием глубины (один градус на каждые 33 метра), то для зоны земного ядра мы получили бы устрашающую цифру — не меньше 200 тысяч градусов! Если бы на самом деле в центре Земли существовала такая температура, то наша планета давно взорвалась бы и превратилась в газовое облако. Поэтому ученые, которые рассматривают вопросы температурного режима внутренней зоны Земли, произвольно уменьшают эту цифру.

Так геофизик Гутенберг, изучавший этот вопрос в конце прошлого столетия, считал, что температура под земной корой более или менее постоянна и не превышает четырех-пяти тысяч градусов. Другие ученые утверждают, что температура с глубиной закономерно увеличивается, называя максимальную цифру в десять тысяч градусов в ядре Земли.

Лишь академик Вернадский еще в 1934 году выступил с утверждением, что температуры с глубиной могут понижаться. Это вызвало резкий отклик многих ученых на XVII Международном геологическом конгрессе, о котором рассказано в начале книги. Сказались сила традиции, привычки к «удобной гипотезе».

Взгляды Вернадского впоследствии нашли сильную поддержку в теории О. Ю. Шмидта. А когда были открыты явления радиоактивности, ученые получили в руки доказательства сложности термической жизни Земли. Было высказано предположение, что если в ней более или менее равномерно распределены радий, торий, уран, то Земля должна разогреваться. Накопление тепла, возникающего от распада радиоактивных веществ, должно быть настолько велико, что Земля уже давно пережила бы стадию полного расплавления.

Недавно в Институте физики Земли Академии наук СССР кандидат физико-математических наук Е. А. Любимова закончила расчет баланса тепловой энергии Земли. Исходя из средних цифр распределения радиоактивных веществ в земной коре, Е. А. Любимова предположила, что и на глубинах должно содержаться такое же количество радиоактивных элементов, а в связи с этим в ядре некогда холодной планеты должна образоваться разогретая масса. Е. А. Любимова подсчитала, сколько времени потребуется Земле на полное расплавление, каковы глубинные процессы ее жизни, как этот разогрев влияет на ход землетрясений, на смятие поверхностной зоны Земли. Иными словами, эти расчеты доказывают, что Земля в настоящее время разогревается.

Но ведь пока еще не доказано, что радиоактивные вещества распределены равномерно во всех зонах Земли. Вот почему целый ряд ученых, особенно те, кто придерживается точки зрения магматистов, считают, что Земля уже пережила стадию расплавления и сейчас остывает, что горные хребты возникли в результате уменьшения объема планеты. Этот процесс сравнивался с тем, что происходит с кожицей печеного яблока, которая морщится при усыхании.

Интересна точка зрения сторонников гипотезы конвекционных токов, предполагаемых в мантии Земли. Исследователи считают, что поверхность Земли охлаждается, а из недр планеты идут токи тепла, которые поддерживают ее тепловой режим.

А если встать на точку зрения академика Вернадского и представить себе, что Земля в прошлом не разогревалась? Тогда можно допустить, что на глубине, в зонах, расположенных далеко от поверхности Земли, могут быть участки с отрицательной температурой. По аналогии с атмосферой Земли, ее внешней оболочкой, учитывая особенности среды, ее физические условия, можно предположить, что в земных недрах тоже существуют какие-то максимумы и минимумы температур. Может быть, в отдельных участках температура близка к абсолютному нулю. Не здесь ли кроется разгадка сейсмических сигналов, как бы говорящих, что внутри Земли жидкая масса?

Известно, что при температуре минус 273 градуса или близкой к ней возникают явления так называемой сверхтекучести: породы начинают скачкообразно принимать новые, совершенно им не свойственные при обычной температуре качества. Не этим ли объясняются особенности вещества глубин?

Вот вопросы, которые возникают, когда мы начинаем изучать распределение температур в недрах нашей планеты. Так и борются между собой два мнения. Одно — о наличии высоких и очень высоких температур внутри планеты; другое — о холодном состоянии ее внутренних зон. Какое мнение верное? Ответа на этот вопрос наука пока еще не дала.

Чего нет в учебнике

Есть одна красивая башкирская легенда, в которой рассказывается о том, как отряды кочевников отражали нашествие татаро-монголов. Битва разгорелась у горы Магнитной. Прижались к горе защитники. Их осталось немного. Тучами шли орды захватчиков. Они забрасывали башкир огромным количеством стрел. Но что это? Стрелы на глазах изумленных лучников отклонялись, не попадали в цель. Их притягивал к себе магнит той горы, которую защищали отважные воины. «Колдовство!» — решили устрашенные татаро-монголы и повернули своих коней.

Так в поэтических народных образах запечатлелись свойства магнита. Мы знаем, конечно, что такой силой не обладают магнетиты не только горы Магнитной, но и любых других месторождений. В музее Свердловского горного института однажды решили выставить кусочек магнетита, который притягивал бы к себе различные железные предметы. Из нескольких сотен образцов удалось найти только один, который довольно хорошо притягивал железные иголки и мелкие гвозди. Притянуть стрелу такой магнит, конечно, не смог бы.

Если мы возьмем самый обычный магнит, с которым в школах проводят простейшие опыты, то мы увидим, как, притягиваясь к нему, повертывается стрелка компаса. И когда мы пытаемся объяснить причину магнитной силы Земли, влияющей на стрелку компаса, то невольно рассуждаем по аналогии. Мол, внутри Земли тоже скрыт огромный железный сердечник.

А на самом деле есть ли в Земле такой сердечник? Если принять гипотезу магматистов и сравнить один из этапов развития Земли с остыванием чугуна, то аналогия с магнитным железным сердечником напрашивается сама собой. Но как же быть с точкой Кюри? Это температура 760 градусов Цельсия, когда пропадают магнитные свойства железа. Значит, внутри Земли температура должна быть ниже 760 градусов. Но такой вывод мало устраивает магматистов. Ведь он противоречит их теории расплавленного земного ядра.

Чтобы как-то примирить предположение о существовании железного сердечника Земли с представлением о высокой температуре ее ядра, ученые иногда прибегают к математическим расчетам. Один из расчетов показал, что на точку Кюри влияет давление, что при давлении в три миллиона атмосфер она должна сместиться до 4240 градусов.

Магнитная информация!.. Ее надо уметь расшифровывать, а сведения о том, как ведет себя магнитная стрелка, чрезвычайно многообразны.

Около 300 лет тому назад Лондонское королевское общество — так называется английская Академия наук — постановило проводить систематические наблюдения над поведением магнитной стрелки компаса. Изучать прежде всего начали ее склонение. Как известно, она показывает не на географический полюс, а на магнитный. Между направлением стрелки компаса и направлением географического меридиана всегда существует определенный угол. Этот угол и называется склонением. Его можно определить для каждой местности. Если объединить одинаковые склонения и провести между ними линии, то они на глобусе вытянутся в магнитные меридианы.

Знание склонения чрезвычайно важно для мореплавателей и летчиков. Еще не так давно магнитная стрелка была главнейшим ориентиром при прокладывании курса корабля. Трехсотлетние наблюдения, которые были проведены Лондонским королевским обществом, и в наши дни представляют чрезвычайный интерес. Мы по склонению и другим данным определяем так называемое нормальное магнитное поле Земли, имеющее свои закономерности. Оказалось, что оно не остается постоянным, а все время смещается. Сейчас такие наблюдения проводятся во всех крупных Геофизических обсерваториях мира.