Под покровом мантии - Анатолий Малахов

При изучении движения полюса выявилась еще одна очень любопытная деталь. Линии древних меридианов разных континентов не сходились в одной точке. Создавалось такое впечатление, что в одну и ту же геологическую эпоху было несколько магнитных полюсов — предположение, конечно, совершенно невозможное.

Кому-то из ученых пришла мысль восстановить очертания континентов так, как рисовались когда-то Вегенеру. И получилось чудо! Если, следуя гипотезе Вегенера, слить воедино все континенты, то и магнитные меридианы каждой эпохи сбиваются в одну точку. И сейчас палеомагнитологи при изучении положения древних меридианов вносят в свои измерения так называемую поправку Вегенера. Старая гипотеза неожиданно возродилась, получив подкрепление от геофизиков, от магнитологов. И вновь начались горячие дискуссии.

Магматисты некоторое время торжествовали. Казалось, они получили бесспорное подтверждение тому, что под земной корой имеется расплавленная масса, по которой движутся, плавают континенты. Магматистам «противники» возражали: изменялось только положение магнитных полюсов, а континенты оставались неподвижными, несовпадение магнитных меридианов связано только с геологическим ходом изменения нормального магнитного поля Земли.

И загадка осталась нерешенной. Ее решение — это дело будущего. Богатейший код магнитной информации ждет, чтоб его расшифровали.

Новые данные были получены в последние годы, когда в нашей стране и в США были запущены искусственные спутники, когда с Земли в космос ринулись космические корабли, когда мы стали исследовать и сравнивать магнитные поля Земли, Луны, Венеры, Марса. Сегодня совершенно очевидно, что наибольшее магнитное поле имеет наша планета. Оно распространяется на десятки тысяч километров от ее поверхности.

Сейчас ученые выделили так называемую магнитную сферу Земли, которая представляется в виде очень сложных магнитных силовых линий, опоясывающих всю нашу планету.

У Луны магнитного поля не оказалось, во всяком случае такого магнитного поля, которое мы могли бы зафиксировать аппаратурой, установленной на космических кораблях. Американский космический корабль «Маринер-2», пролетевший в 1962 году мимо Венеры, не обнаружил магнитного поля и у этой нашей соседки. Это было очень важным открытием. Раньше ученые могли говорить о том, что у Луны нет магнитного поля, потому что ее масса слишком мала для того, чтобы обеспечить условия формирования магнитного поля. Что же касается массы Венеры — она близка к массе Земли. Почему же у нашей планеты есть магнитное поле, а у Венеры нет?

Значит, дело не в массе!

Так магнитная информация, полученная из космоса, опять поставила перед нами новую загадку, которую мы пока не в состоянии решить.

Детальное изучение магнитной сферы Земли показало, что в ней имеются какие-то отступления, связанные с крупными магнитными аномалиями. От магнитных зон, расположенных над поверхностью земной коры, к крупным магнитным аномалиям тянутся линии, которые можно было бы изобразить в виде «отрогов». Один из самых больших «отрогов» отмечен в южной части Атлантического океана. Он подходит к крупной магнитной аномалии, которая там расположена. Чем вызваны эти «отроги», как объяснить их возникновение? Эта магнитная информация получена совсем недавно, и она еще ждет своего объяснения.

Постепенно код магнитной информации приводит нас к представлениям о причинах происхождения магнитного поля Земли. Мы знаем, что есть несколько источников сил, влияющих на магнитное поле Земли. Первый очень сильный источник действительно находится внутри Земли. Что он собой представляет, мы посмотрим позднее.

Другой источник магнитного поля, влияющий на распределение магнитных аномалий, находится в земной коре, или в верхней мантии Земли. Он связан со скоплениями пород различной магнитности — либо очень сильной, либо слабой. Их расположение и нарушает нормальное магнитное поле Земли. Кроме того, источники магнитного поля находятся и над Землей, в магнитной сфере Земли, и, наконец, за 150 триллионов километров от нашей планеты — на Солнце.

Таким образом, магнитное поле Земли создается не каким-то одним «железным сердечником», а целым комплексом очень сложных явлений и земного и космического происхождения.

Токи блуждающие

В 30-х годах на севере работала экспедиция под руководством инженера Миронова. Она должна была проследить, имеются ли блуждающие электрические токи в водах Баренцева моря. Экспедиция была снабжена очень точной аппаратурой, приборы могли регистрировать тысячные доли ампера и тысячные доли вольта. Но когда электроды были опущены в море, то вся установка вдруг перестала работать: приборы перегорели.

Экспедиция вернулась за новой аппаратурой. При новом эксперименте удалось установить, что иногда блуждающие токи в морях достигают силы в несколько ампер, а напряжения — до десятков и даже сотен вольт!

Постепенно накапливались знания о блуждающих токах, пронизывающих не только воду, но и Землю. Выявилась четкая зависимость между жизнью Солнца и распространением в Земле блуждающих токов. Правда, по пути движения этих токов на них влияет ряд других явлений, связанных с распределением внутри земной коры горных пород, которые являются относительно хорошими или, напротив, плохими проводниками. Удельное электросопротивление резко повышается там, где слои относительно сухие, и уменьшается там, где породы омываются подземной водой, в особенности если в ней есть химические соединения.

На основании этих наблюдений возникла интересная отрасль геофизики — электроразведка, с помощью которой можно установить условия залегания отдельных полезных ископаемых, можно проследить, как под землей располагаются те или иные горные породы. Конечно, для электроразведки используются не только естественные блуждающие токи. Через породы специально пропускают либо постоянный, либо переменный ток. Контроль за поведением электрического тока в Земле и дает информацию о распределении в верхних частях земной коры разнообразных горных пород.

К сожалению, современная аппаратура, с помощью которой проводятся все эти исследования, имеет недостаточно высокую точность, и уже на некоторой глубине показания приборов дают не совсем удовлетворительные результаты. Ученые работают над повышением чувствительности электроразведки, а в связи с этим над увеличением глубины, на которой можно изучать распространение различной силы электрических токов, пронизывающих Землю.

Мы, например, пока не знаем, как распространяются блуждающие токи в зонах, расположенных под земной корой. Что эти токи пронизывают Землю во всех направлениях — несомненно. Но как происходит циркуляция электрического тока в мантии или в ядре Земли? И здесь, в попытках объяснить эти процессы, опять столкнулись две противоположные теории.

Если мы встанем на точку зрения Вернадского — Шмидта и предположим, что на большой глубине температура отрицательная, близкая к температуре абсолютного нуля, то мы должны будем учитывать явление сверхпроводимости, которое, как известно, возникает в породах при таких температурах. Ток, пущенный по этим породам, будет бесконечно циркулировать по ним в одном и том же направлении, создавая колоссальный соленоид.

При быстром вращении Земли вокруг своей оси в магнитном поле Солнца в нем должен возбуждаться ток огромной силы. Может, он и порождает магнитное поле Земли. Ведь нет же мощного магнитного поля у наших небесных соседей! Луна и Венера вращаются вокруг оси очень медленно. Это предположение понуждает отказаться от идеи железного сердечника Земли. Соленоид позволит обосновать и эксцентричность магнитного ядра Земли, которую мы устанавливаем по магнитным сигналам, идущим из глубины нашей планеты. Если под поверхностью Земли действительно имеется такое «динамо», то оно может в зависимости от тех или иных обстоятельств несколько изменять свои контуры, что и вызовет изменение нормального магнитного поля Земли.

Может быть, не только склонение, но и наклонение магнитной стрелки, как и целый ряд других явлений, связаны с этим земным «динамо». А если предположить, что под земной корой имеется несколько соленоидов (что вполне возможно, потому что области низких температур могут располагаться обособленными зонами), то и некоторые крупные планетарные магнитные аномалии можно объяснить не скоплениями железных масс, а циркуляцией электрического тока. Иначе трудно понять, почему центры таких аномалий несколько смещаются в вековом ходе жизни Земли.

Само собой разумеется, что это только допущение, но и представление о железном сердечнике Земли — тоже всего лишь допущение, основанное на магматической теории, которая утверждает, что во внутренних зонах нашей планеты господствуют температуры в тысячи градусов.