Занимательно о геологии - Анатолий Алексеевич Малахов

геологу оказывает изучение зон древнего вулканизма. Веками воды, льды, ветры разрушают и снашивают горные породы, обнажая застывшие подземные вулканические очаги. В окрестностях города Свердловска есть такой древний подземный очаг, сложенный из гранитов. Свердловчане назвали его Шарташские палатки. Шарташский гранитный массив — это зона горных пород, расплавленных примерно 300 миллионов лет назад. И таких подземных очагов мы знаем много и на Урале и в других горных районах.

Еще на рубеже XIX–XX столетий геологи почти не задумывались над происхождением подземных очагов расплавленной магмы. Общепринятой теорией происхождения Земли тогда была теория Канта — Лапласа, по которой Земля представлялась постепенно остывающим телом.

Считалось, что магма проникает в земную кору из подкоровых областей. После этого она начинает расслаиваться в подземном очаге: тяжелые ее части опускаются на дно, легкие — всплывают. В связи с тем, что основная магма имеет больший удельный вес, чем кислая, предполагалось, что в подошве очага располагаются основные и ультраосновные магмы, а ближе к поверхности — средние и кислые. Полагали, что при остывании таких магматических очагов застывающая магма проникает в трещины, создает жилы — носители многих полезных ископаемых. Геологи в то время спорили лишь о том, сколько может быть видов магм. Одни говорили, что есть единая родоначальная магма; другие — что магм две: кислая и основная; третьи считали, что сколько магматических пород, столько же и типов магм. Швейцарский геолог Ниггли даже высказал мысль, что магм 164, в связи с тем, что он установил 164 разновидности магм по химическому составу.

В конце прошлого и начале нашего столетия появилось другое течение. Геологи стали считать, что никаких расплавов в земной коре нет и что магматические горные породы произошли за счет переработки осадочных горных пород. Дело в том, что есть граниты, происшедшие из глинистых песков. Глинистые пески состоят из кварца и некоторого количества глин. Глины при большом давлении, повышенной температуре и привносе калия и натрия могут перейти в полевой шпат и слюду, так как их химический состав близок друг к другу. Таким образом возникает порода, состоящая из полевого шпата и кварца с некоторым количеством слюды и по своему минералогическому составу отвечающая граниту.

Позже часть геологов вообще стала сомневаться в том, есть ли магма. Эти геологи говорили, что не только граниты могут произойти путем изменений осадочных горных пород, но так возникают ультраосновные, основные, средние и другие породы. Это течение получило в науке название трансформизма.

В 1953 году в СССР проходила конференция ученых, занимающихся исследованием происхождения магматических пород. На конференции встретились представители двух крайних точек зрения. И та и другая были признаны неправильными. Наибольшее одобрение получило мнение профессора Ю. А. Кузнецова, считавшего, что некоторые горные породы из числа так называемых магматических могут пройти стадию развития их из осадочных горных пород, но что, несомненно, существуют породы, происшедшие собственно магматическим путем, то есть путем застывания расплава. Мы еще недостаточно умеем различать эти разные типы магматических горных пород. Известно, что есть, например, граниты, содержащие олово, и есть граниты, которые этого олова не содержат. Изучать нам приходится и те и другие, так как сразу различить оловоносные и неоловоносные граниты мы не можем. Когда мы этому научимся, то сэкономим колоссальное количество денег, которые тратятся на разведочные работы.

Так вот, если рассматривать причины подземного жара и расплавления, то здесь может быть высказано несколько предположений. Одни ученые говорят, что причиной расплавления является изменение давления, другие — что горные породы могут расплавляться в результате накопления тепла, возникшего при распаде радиоактивных элементов. В наши дни уместно говорить о естественных атомных реакциях, возникающих на некоторых глубинах в местах скопления радиоактивных веществ.

Факты, полученные современной наукой, позволяют утверждать, что прежнее представление о повсеместном распространении под земной корой расплавленного слоя огненно-жидких масс не соответствует действительности. Неравномерное распределение современных действующих вулканов свидетельствует о том, что магма сосредоточена лишь в ограниченных по количеству и размерам очагах. Географическое распространение вулканов прошлых геологических эпох позволяет установить, что они приурочены к таким зонам Земли, в которых после эпохи интенсивного вулканизма обычно происходит горообразование. Следовательно, вулканизм является частью единого процесса образования гор, а зоны современного интенсивного вулканизма очерчивают нам области будущих горных сооружений.

Необычные шкалы

Профессор Г. Покровский приводит в одной из своих работ интересные данные о сопоставимости ударов различной силы. «Стрела древнего лука имела тротиловый эквивалент в десятые, а то и в сотые доли грамма. Удар меча соответствовал примерно грамму тротила. Удар тяжелого рыцарского копья — 5–7 граммам. Появление огнестрельного оружия позволило сделать большой скачок вперед. Так, удар ядра пушки эпохи Ивана Грозного был уже эквивалентен одному килограмму тротила. Корабельное тяжелое орудие начала XX века наносило удар бронебойным снарядом с тротиловым эквивалентом в 50 килограммов. Авиабомбы в начале второй мировой войны имели заряды до 1000 килограммов. Атомная бомба, сброшенная на японский город Хиросиму, дала энергию взрыва 20 тысяч тонн тротила!.. Современные заряды достигают мощности в 20, 50, 100 и более миллионов тонн тротила».

По подсчетам специалистов взрыв вулкана Шивелуч был равен примерно взрыву 20 обычных атомных бомб, то есть 400 тысячам тонн тротила!

Можно дать и другие сравнения. Американский сейсмолог Э. Робертс сравнивает силу сотрясений Земли с теми колебаниями, что производит муха.

«Обычная муха, — говорит Робертс, — производит в одну секунду работу, равную одному эргу; при самых сильных землетрясениях освобождается энергия, выражающаяся единицей с 25 нулями эргов!»

Начиная с 1964 года в США проводились работы, закодированные названием «Лонгшат». Их вели на острове Амчитка, расположенном в системе Алеутских островов. Буровая бригада пробурила на этом острове скважину глубиной около 700 метров. В нее был заложен ядерный заряд мощностью 80 килотонн. 29 октября 1965 года ядерное устройство было взорвано. О времени взрыва американские ученые известили 280 станций мировой сейсмической сети.

Взрыв «Лонгшат» был оценен и по обычным шкалам, принятым для измерений землетрясений. Оказалось, что сотрясения почвы, возникшие при взрыве, были примерно равны семибалльному землетрясению. Сводка материалов, полученных от наблюдателей всех сейсмостанций мира, позволила исследователям Нойеру, Форшу и другим внести ряд поправок в старые системы наблюдений. А это, в свою очередь, позволило уточнить данные о местонахождении центров землетрясений, расположенных на различных глубинах под поверхностью Земли.

Семибалльное искусственное землетрясение на острове Амчитка оценивалось исследователями примерно в 1020 эргов. Землетрясения же в 1025 эргов принадлежат к разряду катастрофических, или двенадцатибалльных, по общепринятой шкале их оценки. Такие землетрясения сравнимы со взрывами мощных водородных бомб, когда количество высвобождающейся энергии исчисляется миллионами