К центру Земли через Марс. Продолжение.

Путешестве к центру Земли

Помните героев старого фильма «Встреча с дьяволом», спускавшихся в кратер действующего вулкана? С каждым метром температура повышалась на несколько градусов. Но не только в местах извержений — по всему земному шару температура возрастает, если углубляться в недра. Правда, не так резко: в среднем тридцать градусов на километр. В центре нашей планеты температура — 3—4 тыс. градусов. Человечество живет на настоящей огненной печке, и только толстая кора спасает наши подошвы от ожога.

Откуда же берется этот подземный огонь? Некоторые ученые считают, что тепло Земли — это остатки солнечной энергии. Некогда Земля оторвалась от Солнца и по сей день не остыла.

Но есть и другие мнения. Так, академик О. Ю. Шмидт выдвинул гипотезу, по которой Земля образовалась из холодного вещества — космической пыли и метеоритов. Затем это вещество переплавилось и разогрелось. Разогрелось, но как? В начале XX века, когда открыли радиоактивность, возникла теория радиоактивного происхождения подземного тепла. Атомы урана и тория, распадаясь, излучают тепло. Число атомов громадно. За миллиарды лет существования Земли тепла могло накопиться более чем достаточно.

Не лишено вероятности, что в подземном «топливе» важную роль играет ядро. Доказательство — скачкообразное изменение плотности, о котором мы говорили выше. Можно предположить, что под давлением мантии сердцевина планеты в какой-то момент резко сжалась. Радиус ядра сейчас около 3 500 км.

По перепадам плотности на границе мантии и ядра можно рассчитать, каким был его радиус до сжатия — более 6 тыс. км. Следовательно, мантия опустилась по меньшей мере на 2 500 км, выделив при этом 6 тысяч калорий тепла на каждый килограмм вещества. Этого хватит, чтобы переплавить весь земной шар, даже если бы он образовался из холодной космической пыли.

Какой же источник тепла все-таки нагревает Землю, вернее, какой источник сильнее? Чтобы ответить на этот вопрос, следует опять-таки обратиться к Марсу. Ведь на нем, как мы предполагаем, ядра нет, значит, не может быть и выделяющегося при сжатии ядра тепла. Будущие «марсотепловые» исследования помогут установить, какую долю тепла Земля получает от распада радиоактивных веществ и какую от сжатия ядра.

СЖИМАЕТСЯ ИЛИ РАСШИРЯЕТСЯ!

В науке из одной проблемы неизменно вытекает ряд других. С проблемой подземного тепла связана и такая: расширяется наша планета или сжимается? Можно рассуждать так. Если в тепловом балансе Земли решающую роль играют постоянно действующие источники, например, радиоактивность, то тепло прибывает. Планета наша разогревается и, следовательно, расширяется.

Можно и по-другому. Земля «отапливается» за счет «старых» средств (тепло, унаследованное от Солнца, оставшееся после сжатия ядра). В этом случае она неизбежно остывает и сжимается. И расширение и сжатие должны были бы оставить свои следы на поверхности Земли, в ее коре. Какие именно?

Обратимся к науке сопротивления материалов. С точки зрения сопромата разогревающаяся изнутри планета может рассчитываться как газгольдер, наполненный газом под давлением. Так как наш «газгольдер» заключен в каменную оболочку, а камень плохо работает на растяжение, то под напором изнутри он начал растрескиваться. Возникли длинные узкие и глубокие трещины с параллельными краями. Постепенно трещины расширялись и углублялись.

Трещины расширения есть на Земле. Это Красное море, африканские озера Ньясса, Танганьика, озеро Байкал, долина Рейна, вулканические трещины Исландии.

Дыра в центре Земли

Если же предположить, что Земля сжималась, тогда трещины должны располагаться иначе — косо. Здесь земную кору можно рассматривать, как балку или плиту, прогибающуюся от собственной тяжести. В таких случаях возле опор возникают косые трещины. Зная это, инженеры кладут побольше металлических прутьев — арматуры — в опасные места.

Природа оказалась не столь предусмотрительной, она не заложила арматуру в каменные плиты земной коры: косые трещины окружают кольцом дно Тихого океана, уходят под материки Азии и Америки на глубину до 700 км. Большая часть самых сильных землетрясений приходится на эти трещины.

Вот как можем мы представить себе сложную и противоречивую историю земной коры. Некогда, в период сильного сжатия, провисла самая тонкая часть земной коры — дно Тихого океана. Сначала возникли косые трещины, потом дно начало опускаться. Суша стала наползать на берега справа и слева, громоздя прибрежные горы — Кордильеры в Америке, горы Японии, Индонезии… Под горами находилась не твердая кора, а пластичная мантия, и горы погружались в нее, как льдина в воду.

Лед легче воды на десять процентов, поэтому девять десятых объема айсбергов находится под водой. Кора легче мантии тоже на десять процентов, поэтому девять десятых горных хребтов в земле. В горных районах толщина коры иногда доходит до 70 км. Наплывая на океан, земная кора торосится у берегов, Азия и Америка как бы стремятся навстречу друг другу, материковая «шуба» натягивается на земной шар с двух сторон. Но нельзя что есть силы тянуть за две полы; как бы спина не лопнула. И похоже на то, что «спина» действительно лопнула. Единый материковый массив разорвался, Америка оторвалась от Европы и Африки, от Америки, в свою очередь, оторвалась Гренландия. От Африки — Аравия. Так получилось, что при общем процессе сжатия на Земле возникли и зоны растяжения.

Итак, на нашей планете есть следы сжатия, есть следы расширения. Изучение этого, казалось бы, противоречивого явления имеет не только научное, но и громадное практическое значение.

КОСМИЧЕСКАЯ ГЕОЛОГИЯ

В зонах растяжения должны быть одни ископаемые, а в зонах сжатия другие, В трещины проникают вещества из глубин Земли. При сжатии громоздятся поверхностные слои, там глубинных ископаемых быть не должно. Геологам было бы гораздо легче разобраться во всем, если бы они могли сравнить Землю с другой планетой, у которой путь развития менее сложный. Например, с Марсом.

Если у Марса нет ядра, то в формировании его коры не участвовали силы сжатия. Значит, там действовало только растяжение, и поверхность Марса, надо ожидать, на редкость плоская, покрытая длинными трещинами с параллельными краями. Эти предположения подкрепляются данными астрономии: похоже на то, что марсианские каналы — это своего рода трещины.

Едва ли из космоса сразу же начнут прибывать корабли, груженные рудой, углем и другим минеральным сырьем и топливом. Полезных ископаемых еще много на Земле, Зато на Марсе люди смогут лучше изучить законы их размещения, научатся безошибочно находить земные месторождения. Станет ясно, как происходит теплообмен в недрах планет.

Чтобы успешно лечить и предупреждать старческие болезни, врачи нередко сравнивают организм стариков и молодых людей. Марс станет такой планетой сравнения. Из космоса люди повезут, прежде всего, знания, чтобы жизнь на нашей старушке Земле стала еще богаче и краше, еще интереснее.

Автор: Г. Гуревич.

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *