ЙВ2Г" СКУЛЬПТОР
ЛИКА ЗЕМНОГО
ИЗДАТЕЛЬСТВО «МЫСЛЬ»
МОСКВА
1977

551.49
Г 83
РЕДАКЦИИ ГЕОГРАФИЧЕСКОЙ ЛИТЕРАТУРЫ
Ответственный редактор
доктор геолого-минералогических наук,
профессор Ф. А. МАКАРЕНКО
2090ЫМ1 ..
0О4(О1)-77 © Издательство «Мысль». 1977

НОВОЕ О РОЛИ ВОДЫ НА ЗЕМЛЕ
Еще в представлениях древних и их культах вода
стояла в центре мироздания, а древнейшие
натурфилософы считали ее важнейшим фактором формирования
Земли. Средневековые ученые сравнивали роль воды
в земных процессах с функцией кровообращения
живых организмов. Уже в наше время, в 30-х
годах текущего столетия, крупнейший геолог-мыслитель
В. И. Вернадский, основатель геохимии, подводя итог
веками накопленных знаний о природных водах,
писал: «Вода стоит особняком в истории нашей планеты.
Нет природного тела, которое могло бы сравниться с
ней. по влиянию на ход основных, самых грандиозных,
геологических процессов» (Избр. соч., т. IV, кн. 2,
стр. 16).
Авторы предлагаемой читателю книги в
научно-популярной форме рассказывают о роли воды в
процессах образования земной коры и ее
минерально-энергетических богатств.
Нужно сказать, что процессы эти составляют
основной предмет геологических наук. Земную кору
часто сравнивают со скорлупой куриного яйца, где
белок «соответствует мантии, а желток — ядру планеты.
В действительности, даже если яйцо увеличить до
размера глобуса, слой, соответствующий земной коре,
будет гораздо тоньше яичной скорлупы. И все же,
несмотря на столь малый «удельный вес» в общей
массе Земли, это истинная кладовая минеральных
богатств. Вопрос о причинах, которые привели к
обогащению земной коры многими элементами, относится
к числу наиболее трудных. Нелегко проследить, какими
путями и процессами из недр планеты в ее кору
подняты почти все радиоактивные элементы,
сосредоточенные в гранитах.
1* 3

Земная кора, состоящая в основном из весьма
прочных горных пород, является по существу
единственной гетерогенной оболочкой, трещины и
полости которой заполнены разнообразными газоводными
флюидами. Кора является особой сферой, в которой
происходят сложнейшие геодинамические и
геохимические процессы под воздействием
противоборствующих глубинных (эндогенных) и внешних
(экзогенных) сил.
Изучение состава и строения земной коры
представляет огромный интерес: ведь известно, какие
огромные усилия тратит человечество на поиски и
добычу топлива, руд и других минеральных ценностей,
необходимых народному хозяйству. Непосредственное
изучение недр Земли не позволяет пока еще достичь
значительных результатов. Глубина большинства
скважин — 3—5 километров, несколько десятков
достигают 6 километров и всего лишь две позволяют
«заглянуть» на глубину 10 километров. Вот почему
дорога каждая гипотеза о земной коре и водах планеты.
Теории непрерывно рождаются и рушатся, но каждая
вносит что-то ценное в сокровищницу науки, все
больше приподнимая завесу над тайнами природы.
История науки богата примерами, когда даже ошибочные
построения, опровергнутые дальнейшим опытом,
оказывались полезными, уточняя пути достижения
истины.
Взгляды на процессы образования земной коры и
ведущую роль в них воды, освещаемые в книге, не
лишены недостатков, не учитывают некоторых из
достоверных знаний о земной коре и происхождении
глубинных вод. Однако, и это самое ценное, здесь впер-
ые так широко и многосторонне рассматривается
участие природных вод в самых сложных, значительных
по существу и разнообразных процессах,
протекающих в земной коре.
Предлагаемая система построений и взглядов
базируется, как правило, на уже известных и убедительно
доказанных физико-химических, геохимических,
термодинамических и других данных о земной коре.
Правда, некоторые геолого-геофизические основания
этой системы либо гипотетичны, либо не вполне
достоверны. Однако несомненно то, что основная идея о ко-

лоссальной роли воды в процессах, идущих в земной
коре, верна.
Выделяемая сплошная «дренажная оболочка»
земной коры, образующаяся в результате круговорота
пара и растворов и обусловившая формирование
«гранитного» и «базальтового» слоев коры, также пока
гипотетична. Но принципиальная возможность
встречной вертикальной циркуляции в слоях пород с
температурой 374 — 500° С не вызывает сомнений.
Конечно, еще далеко не, все ясно в вопросе о
проникновении воды в дренажную оболочку сквозь кору
материков и перемещении ее в кору океанов, но для
верхних слоев земной коры подобные глубинные
стоки уже хорошо известны, и наличие их было доказано
мной в 40-х годах. Они представляют собой зачастую
горячие рассолы и картируются в настоящее время с
целью практического использования.
Описанный на страницах книги глобальный
механизм круговорота воды и твердого вещества земной
коры очень удачно и убедительно объясняет
непрерывность существования материков и океанов в
геологическом времени в условиях, когда первые
подвергаются постоянной денудации и «всплывают», а
вторые так же постоянно заполняются продуктами смыва
суши и погружаются с «подплыванием»
образующейся океанической коры под материки. Этот механизм
свидетельствует о единстве континентальной коры и
океанической и об их взаимопревращениях — мысль,
к которой приходят сейчас многие ученые.
Большое внимание в книге уделяется и проблеме
использования геотермального тепла. На больших
глубинах его ресурсы, несомненно, колоссальны. Тепло
земных недр привлекает все большее внимание и уже
находит практическое использование в теплофикации
городов, промышленных предприятий и в сельском
хозяйстве.
Отличительной особенностью тепла дренажной
оболочки Земли, если гипотеза о ней найдет
подтверждение, является то, что пар из этой оболочки должен
поступать так же, как подземные воды — из
артезианских бассейнов. И важно, кроме того, что скважина
над еще «живым» глубинным разломом может
выдавать пар при относительно небольшой глубине
бурения.

Несмотря на гипотетичность идеи о дренажной
оболочке, книга убедительно иллюстрирует, как важно
учитывать значение воды при объяснении широкого
круга явлений, и само это свидетельство, будучи
весьма оригинальным, заслуживает внимания
любознательного читателя.
Доктор геолого-
минералогических наук,
профессор Ф. А. МАКАРЕНКО

Глебу Максимилиановичу
Кржижановскому,
ученому-революционеру,
посвящается
Глава 1. ГЕОТЕРМАЛЬНЫЙ
ДИРИЖЕР
Вода — чудо природы. О сказочных свойствах этого
минерала написаны тома. От воды зависит наше
благополучие, сам факт существования живого на Земле. Вода
вездесуща, повсеместна и многолика, и... тем не менее
до недавних совсем пор в большой геофизике ее место
и роль были довольно скромными. Еще и сейчас
многие ученые считают, что в недрах земной коры из-за
полной сжатости вещества в царстве высоких
давлений просто не может быть никаких трещин, а тем
более полостей. А значит, воде негде накопиться. На ее
пути одни сплошные барьеры — ни протечь, ни
переместиться...
Конечно, в земле есть растворы, они поднимаются,
из них выпадают красивые кристаллы и возникают
месторождения разных руд так называемого
гидротермального происхождения. Да и изверженные породы
пронизаны сплошь трещинами, канальцами и
отверстиями, заполненными цементирующими веществами.
Но все это вроде бы ничтожная малость в гигантской
тектонической кухне, формирующей лик Земли,
вздымающей горы, передвигающей континенты и т. д.
Однако в последнее время слова «вода», «водные
растворы» все чаще стали слышны на геологических
собраниях. Даже когда речь заходит о землетрясениях
или движении континентов. Стали поговаривать, в
частности, о том, не «смазать» ли водой «тектонические
швы» в земной коре, чтобы вместо разрушительного
толчка происходило плавное скольжение ее участков,
не причиняющее беды городам. Заговорили о воде и
геохимики. Из скромной роли статиста на
тектонической сцене вода стала подбираться к ведущим ролям.
И это ее выдвижение шло в такт меняющимся взглядам

В И Вернадский (1803-1945)
на Землю вообще. Из застывшего, мертвого
круглого булыжника, расслоенного, подобно луковице,
Земля в представлениях геофизиков сегодня становится
все более похожей на сложный комбинат по
переработке вещества. В ее глубинах идут разнообразные
процессы, и многое из того, что видно ученому, лишь
сиюминутный снимок этих медленных в сравнении с
нашей жизнью перемен.

В геохимических процессах превращений магмы
в базальты, потом в граниты... вода играет роль
чрезвычайную. По сути дела именно вода и ее растворы
дирижируют процессами на этом сложном
химико-технологическом комбинате в глубине. Вода — конструктор и
строитель земной коры, ее организующее начало. Вот
главная мысль новой гипотезы, о которой пойдет речь
в нашей книге.
Новые гипотезы не возникают на пустом месте. То,
что предлагается,— осмысление и развитие старого.
Замечательны слова Ньютона о том, что он вряд ли
достиг бы чего-нибудь в науке, если бы не стоял на
плечах гигантов. Над авторами этой книги высится фигура
замечательного ученого В. И. Вернадского. Создатель
геохимии писал *: «Вода стоит особняком в истории
нашей планеты. Нет природного тела, которое могло
бы сравниться с ней по влиянию на ход основных,
самых грандиозных, геологических процессов...»; «В
пределах земной коры роль воды исключительная... до
глубины 20 километров она не опускается ниже 8
процентов по весу, и едва ли можно видеть признаки
уменьшения ее количества... примерно до 60
километров от уровня океана». И еще: «В земной коре, в
толще, почти на протяжении 25 километров мощностью
идут передвижения водных масс — интенсивно и
непрерывно — в бесчисленных круговоротах... Количество
воды в земной коре исчисляется многими процентами —
больше 12—15 веса последней в пределах 16
километров».
СТАРТОВАЯ ПЛОЩАДКА ГИПОТЕЗЫ
Далеки от человека глубинные недра земной коры.
В определенном смысле они дальше, чем Луна. Во
всяком случае попасть туда труднее, и дело даже не в
затратах, а в отсутствии техники, способной создать
скважины глубиной 10 и более километров.
И все же сегодня ученые неплохо информированы
о строении Земли. По крайней мере о ее поверхностных
слоях. В этом им, в частности, помогли землетрясения.
При колебаниях недр возникают сейсмические волны.
* Здесь и далее цитируется по изданию: Вернадский В, И.
Избранные сочинения, т. I—V. М., 1954—1960.

Очаг землетрясения
-* - Волны P и S
Волны Р
Распространение сейсмических волн в Земле
Они распространяются во всех направлениях.
Допустим, землетрясение произошло где-нибудь под
Душанбе. Сейсмоволны от него придут в Ташкент, Москву
и Мурманск. Понятно, что волна, достигшая Ташкента,
идет на одной глубине, в Москву она приходит на
другой, а в Мурманск попадает на третьей, расположенной
глубже других. Специальные расчеты позволяют
определить скорость распространения сейсмических волн на
различных глубинах. По ним судят об особенностях
строения Земли
Сейсмические волны бывают разных типов. В
продольной сейсмической волне (Р) сжатие и разрежение
среды передаются последовательно, подобно звуковым
волнам. Поперечная волна (S) перемещается
вследствие сдвигового нарушения среды. Особенности
молекулярного строения жидкостей препятствуют
распространению поперечных волн.
В 1909 году югославский сейсмолог Андрей Мохоро-
вичич изучал землетрясение в Загребе и нашел, что
скорость Р-волн на глубине нескольких десятков
километров заметно увеличивается, примерно на 2 километра
в секунду. Это изменение скорости заставило ученого
допустить существование в недрах Земли особой гра-
10

Глубина, км
Центр
Земли
Скорости сейсмических волн внутри земного шара
ницы, отделяющей земную кору от мантии. В мантии
скорость волн резко возрастает. Граница раздела была
названа в честь ее открывателя границей Мохоро-
вичича.
Лежащий выше этой границы слой пород теперь
называют корой, расположенную под ним толщу —
мантией, или оболочкой. Слоистость Земли традиционно
отражается в известном сравнении земного шара с
куриным яйцом. При этом желток сопоставляется с ядром
(радиус — 3,347 километра), а яичная скорлупа вроде
бы должна быть аналогом земной коры. Но последнее
неточно, так как кора относительно гораздо тоньше.
Скорее ее можно уподобить тонкой пленочке,
облекающей в яйце белок. Толщина коры ничтожно мала в
сопоставлении с ядром и мантией.
Кора континентов, как показали более детальные
исследования, тоже неоднородна: она состоит из
осадочных и кристаллических пород и в ее верхней части
сейсмические волны проходят со скоростью около 3
километров в секунду, а у основания — до 6—6,5
километра в секунду. Объясняется это тем, что вверху
плотность пород несколько меньше (2,6—2,7 грамма на
кубический сантиметр), чем внизу (около 3 граммов на
кубический сантиметр). Породы, слагающие верхнюю
часть кристаллической коры, близки по своим
свойствам к гранитам, поэтому был выделен и обозначен осо-
(1

А Мохоровичич (1857—1936)
бый, «гранитный слой», а сходные по свойствам с
базальтами породы, лежащие под гранитами, получили
название «базальтовый слой». Граница между этими
слоями гораздо менее четко выражена, чем поверхность
раздела, или граница Мохоровичича; она получила
название границы Конрада.
12

Еще недавно земная твердь представлялась в виде
тонкой корочки на расплавленном огненно-жидком
веществе Земли. Продолжающееся охлаждение
внутренних слоев нашей планеты, казалось бы, должно было
приводить к сморщиванию ее коры, а местами и к
провалам в расплавленное вещество. Все это вроде бы
убедительно объясняло и горообразование, и вулканизм, и
землетрясения. Привычность иногда выступает некой
разновидностью истины. Однако она всего лишь тень
истинного знания и легко отступает и тушуется перед
великими вопросами «как» и «почему». А таких
вопросов, адресованных земной коре, за тысячелетия
собеседования человека с Землей накопилось множество. При
этом, чем основательнее, детальнее изучалась земная
кора, тем шире расплывалась граница непознанного.
На протяжении огромного времени сложились
многие гипотезы о строении внутренних недр Земли и
земной коры, и ныне даже сами исследователи считают,
что становится все труднее разобраться в многообразии
этих гипотез.
Наука задает земной коре в изобилии вопросы, на
большинство которых пока нет исчерпывающих ответов.
ДРЕНАЖНАЯ ОБОЛОЧКА
«Вода создает организованность земной коры»,— писал
В. И. Вернадский. Понятие организованности он
применял вместо менее выразительного термина
«механизм» земной коры. К великому сожалению, то, что
видит один исследователь, далеко не всегда сразу
удается увидеть остальным. В. И. Вернадский видел
эти постоянно идущие в недрах организующие
процессы, поддерживающие в неизменном виде строение,
мощность, химический состав коры. Именно постоянно
действующие циклические, круговые процессы
формирования земных недр искал ученый: «Круговые
процессы теснейшим образом связаны с тем, что благодаря
геологическим смещениям на земной поверхности
постоянно идет переход материи, то есть химических
элементов, из одного места в земной коре в другое. Они
попадают из верхних слоев ее в более глубокие,
нижние, и обратно. В течение долгих чередований
геологического времени такое перемещение неизбежно идет
для всего вещества земной коры...»
13

В цикле заключен некий обобщенный закон
существования материи. Все подвержено цикличности.
Важнейшая особенность циклических процессов — их
устойчивость. Ничто не вечно под луной, кроме перемен.
Добавим: кроме циклических перемен. Именно они
реализуют в себе идею сохранения во времени некоторого
постоянства состояний. Именно в них скрыта потенция
вечного движения материи по спирали.
Цикл сопротивляется времени активно, находясь в
непрестанном движении, расходуя минимум энергии,
совершая работу.
В. И. Вернадский ясно и определенно высказался
как о существовании механизма образования земной
коры, так и об агенте, способном выполнять главную
роль в таком механизме. Он писал: «Вода определяет и
создает... основные черты механизма земной коры,
вплоть до магматической оболочки, по крайней мере».
«Природные водные растворы не являются инертным
телом в земной коре. Они — носители огромной энергии
и производят огромную работу». Но В. И. Вернадский
не рассматривал конкретных процессов, входящих в
механизм земной коры. Он отмечал и неясности, которые
затрудняют понимание этого механизма. Он отмечал,
что «в энергетическом механизме земной коры
первостепенное значение имеют водные растворы. Но мы не
можем его сейчас выяснить, так как энергетический
учет не охватил еще геологической мысли».
Оставалось по сути дела сделать последний шаг,
обнажить, сделать очевидным этот механизм, в
котором вода и ее растворы так активно действуют. Этим
шагом можно назвать предложенную одним из авторов
гипотезу существования в земной коре «дренажной
оболочки» *.
Представьте солнечный день. Всплывает вверх пар,
там, в высоте, на границе конденсации, пар
превращается в жидкость, и перед глазами пушится, белеет
облачко. Еще недолго — и облако становится тучей.
Вниз льется дождь, возвращая влагу туда, откуда она
пришла в виде легкого пара. В пустыне часто капли
воды не долетают до поверхности и на какой-то высоте
вновь испаряются и снова поднимаются вверх, чтобы
* Григорьев С. М. Роль воды в образовании земной коры. М.,
1971.
14

там, на верхней границе, опять стать жидкостью и
падать вниз, и т. д.
Подобные же процессы перехода пара в жидкость и
снова в пар идут и в земной коре. С той лишь разницей,
что здесь они не так очевидны, поскольку скрыты в
глубинах Земли. Для понимания их надо вспомнить
некоторые свойства воды и пара. Вода при нагреве —
это хорошо известно — переходит в пар. Однако этот
переход возможен лишь при давлении, не
превышающем 218,5 атмосферы и поэтому называемом
критическим. Но для воды, как и для всех других веществ,
кроме критического давления существует и
критическая температура. Так называют температуру, при
которой вода переходит в пар независимо от давления.
Для чистой воды эта температура равна 374,15° С.
Д. И. Менделеев критическую температуру называл
абсолютной температурой кипения.
Необходимо учитывать, что всякий водный раствор
в зависимости от концентрации и состава растворенных
веществ имеет свою критическую температуру и свое
критическое давление, притом более высокие, чем
у чистой воды.
Зная, что в земной коре с глубиной растет и
давление, и температура, рассмотрим фазовые
превращения воды в недрах Земли. Пар, который поднимается
из тех глубин, где температуры настолько высоки, что
ни чистая вода, ни ее растворы в жидком виде там
существовать не могут, охлаждается «по дороге» и
наконец попадает в те слои, где температура равна 374° С.
Давление в этих слоях значительно выше, чем 218,5
атмосферы. Пар в таких условиях существовать не
может, он конденсируется в воду.
Вода тут же образует растворы и начинает
медленно «стекать» вниз, чтобы, опустившись туда, где она
перейдет в пар, вновь начать восходящее движение...
Такой круговорот может и должен выполнять
огромную работу. Вниз он несет хорошо растворимые в воде
вещества, вверх — вещества, летучие с паром. Граница
конденсации паров лежит неглубоко, в 15—20
километрах от поверхности суши и всего в 5—10
километрах ниже дна океана, а граница превращения жидкости
в пар проходит на глубине 35—40 километров, где
температуры повышаются до 425—450° С,
15

Схема вертикальной циркуляции воды в дренажной оболочке
Эти две границы (их называют изотермами), на
которых вода претерпевает фазовые превращения (на
нижней: жидкость — пар, на верхней: пар — жидкость),
и заключают внутри себя дренажную оболочку нашей
планеты. Подъем паров и нисхождение растворов
навстречу друг другу идут в принципе вечно, поскольку
вода существует в Земле со дня ее рождения. Так в
повторяющейся смене потоков осуществляется
циклический процесс. Тот самый, существование которого
предвидел В. И. Вернадский.
Какова же судьба воды в слоях выше и ниже
дренажной оболочки? Ответ на такой, казалось бы,
трудный вопрос на самом деле несложен. Вода в толще
земной коры над дренажной оболочкой находится при
температуре ниже 374° С. Давление же здесь для воды
всюду превосходит критическое. Поэтому перейти в пар
она здесь не может и находится, как правило, в
жидком виде. Отсюда она движется главным образом вниз,
в дренажную оболочку. Та вода, которая находится в
слоях ниже дренажной оболочки, существует при
высоких температурах преимущественно в виде
надкритического пара, а при дальнейшем повышении температуры
распадается на водород и кислород. Вертикальная
циркуляция и постоянно действующий круговорот здесь
16

отсутствуют — вода в виде пара постепенно
поднимается вверх.
Дренаж — слово франко-английского
происхождения. Оно означает, в частности, систему каналов и
труб для осушения почвы и понижения уровня
грунтовых вод. Вода по каналам и трубам уходит в более
низкие места и реки.
В нашей книге речь идет, разумеется, не об
осушении слоя коры. Наоборот, как мы уже знаем, вода
в дренажной оболочке присутствует всюду, и
присутствует активно, в двух ипостасях — жидкости и пара.
В данном случае термин «дренаж» означает
непрерывное движение жидкости сквозь кору материков и
перемещение ее по трещинам и порам в область разгрузки
под океан, а затем в океан.
Породы, из которых состоит дренажная оболочка,
в итоге постоянного промывания горячей водой и паром
приобрели повышенную проницаемость по сравнению
с породами выше- и особенно нижележащих слоев
земной коры. В пределах дренажной оболочки жидкость
и пар могут перемещаться не только вертикально, но и
горизонтально. Если мы вспомним, что кора материков
пронизана водой, проникающей под действием силы
тяжести в глубинные горизонты, то станет ясно, что на
«работу» дренажной оболочки влияет гидростатическое
давление растворов, растущее с глубиной. Чем толще
кора материка, тем выше столб содержащейся в ней
воды, тем сильнее давление на растворы, заполняющие
дренажную оболочку. А поскольку она проницаема
в любых направлениях, хотя и неравномерно, можно
говорить о системе сообщающихся сосудов: повышенное
гидростатическое давление в материковой коре
вызывает перемещение растворов туда, где давление слабее,
то есть в сторону океанов. Из этого свойства вытекают
многие важные следствия.
Однако какие же вопросы возникают в науке о
земной коре?
ВОПРОСАМ НЕСТЬ ЧИСЛА
Вопрос № 1. По праву загадкой высшей категории
трудности представляется происхождение и
существование поверхности раздела Мохоровичича, или, как ее
иногда называют, границы или слоя Мохо. Слоя потому,
17

Толщина коры материков и океанов различна
что, как всякая реальная, физическая граница,
граница Мохоровичича имеет толщину. Слой Мохо,
обволакивая Землю сплошным непрерывным покровом,
залегает на определенной, характерной для рельефа
данной местности глубине независимо от возраста пород,
слагающих земную кору. Например, под древним
Балтийским щитом и под молодыми горами Кавказа слой
Мохо лежит примерно на одинаковой глубине — 40—
60 километров. Но под океанами, как правило,
глубина залегания слоя Мохо составляет всего 5—7
километров, редко достигая 10—15 километров, у основания
континентов — 35—40 километров, а под высокими
горами — даже 70—80 километров.
Доказывается, что в течение геологически долгого
времени слой Мохо залегает на почти одной и той же
глубине. Благодаря чему поддерживается это
удивительное постоянство? Какие силы сохраняют его
устойчивую неизменность? Удовлетворительный ответ на
этот вопрос еще не получен.
Примерно с 1954 года, после международного
геофизического и геологического симпозиума, многие
ученые стали считать корой все, что находится выше
поверхности Мохоровичича. Из этого вытекало, что
земная кора существует в двух видах — кора континентов и
кора океанов, которые отличаются мощностью и соста-
18

вом. Но еще сильнее и та и другая отличаются от
вещества мантии — как плотностью, так и прочностью.
Впрочем, о составе вещества мантии сегодня судить
трудно. Это пока еще «неведомая земля» современной
науки.
Но почему же слой Мохо проходит на столь разных
глубинах? Почему на него оказывает такое влияние
рельеф местности — под основаниями континентов и
гор он «тонет» на десятки километров и «всплывает»
под океаническим дном? И в то же время глубина
залегания этого таинственного слоя никак не связывается
с возрастом пород, составляющих земную кору. Почему?
Вопрос № 1 формулируется так: что такое граница
Мохоровичича, каковы ее природа и происхождение?
Ответ на этот вопрос поможет также понять, почему
кора материков толще, чем кора океанов, и в чем
причина их химического различия.
Вопросы № 2, 3, 4... и так далее. Когда ученые
смогли «просветить» не только земную кору, но и весь
земной шар с помощью сейсмических волн, оказалось,
что кроме поверхности Мохо в ней существует много
разных оболочек и сфер, разделенных более или менее
четкими сейсмическими границами. Появление таких
оболочек объясняют различными причинами.
Некоторые из них образовались якобы еще при формировании
планеты, другие — возникли в результате наслаивания
различных осадков.
Земную кору грубо можно разделить на три слоя:
осадочные породы, граниты и базальты. Последние два
считаются продуктами расслоения первичного
материала земной коры, а граница между ними называется
поверхностью Конрада. Ученые считают, что познание
процессов и закономерностей, связанных с
поверхностью Конрада, откроет тайны образования многих
рудных полезных ископаемых.
Так перед нами возникает вопрос № 2: что такое
граница Конрада, как она появилась? Почему нет
гранитов в коре океанов?
Разгадка этих двух поверхностей — Мохоровичича и
Конрада — помогла бы узнать многое из того, что нам
сегодня неизвестйо о земной коре.
Можно перечислить и некоторые другие вопросы.
Вот они.
19

Столько могло быть смыто с материков
Известно, что материки на Земле собрались главным
образом в северном полушарии. Почему? Достаточно
надежных объяснений нет.
Известно, что каждый год реки сносят с материков
12 кубических километров твердой взвеси. Это значит,
что за 10 миллионов лет они должны были смыть не
только горы, но и всю сушу в океан. Однако этого не
произошло. Почему?
Куда девается материал, смываемый в океаны? При
нынешних темпах сноса только за 1 миллиард лет
вещество суши образовало бы при равномерном
распределении по всему дну Мирового океана слои осадков
толщиной 30 километров. Но океаны сохраняются очень
долго, и материал, сносимый с материков, исчезает в
них как бы бесследно. Бесследно ли?
Как появились горы, почему и как они растут?
Откуда поступает энергия, которая необходима для
перемещения таких огромных масс к поверхности пла-
четы?
Известно, что горные области сложены осадочными
породами преимущественно морского происхождения.
Значит ли это, что дно океанов способно превратиться
в горные поднятия? Как это происходит?
Известны также случаи, когда на больших
площадях молодые породы оказались погребенными под
более старыми. Почему? Естественней, чтобы древние
породы лежали под новыми наслоениями.
20

По идее растительность на Земле давно должна
была погибнуть: ресурсы углекислоты, которая
содержится в атмосфере и растворена в воде океанов,
исчерпываются за каких-нибудь 30—50 лет. Раз этого не
произошло, значит, существует дополнительный
источник питания растений. Вероятно, в круговорот
углекислоты вовлекаются и те массы двуокиси углерода,
которые постоянно захороняются на океаническом дне
в виде карбонатов. Как это осуществляется?
На дне океанов обнаружены разломы и срединные
хребты, общая длина которых достигает 80 тысяч
километров. Как они возникли, в чем причина их
появления?
Почему на суше всего сотни вулканов, а на дне
океанов их сотни тысяч?
В чем причина длительной и многократно
возобновляемой вулканической деятельности?
Как возникают лава и пеплы, выбрасываемые
вулканами?
Почему в Антарктиде почти не бывает
землетрясений?
Ученые предположили, что основными источниками
тепла, обогревающего глубины Земли, служат
радиоактивные элементы. Больше всего таких элементов
содержится в гранитах, из которых построены верхняя
половина коры суши и многокилометровые горные
хребты. Однако, по данным измерений, наиболее
сильный тепловой поток наблюдается не в горах суши, а в
срединных хребтах на дне океанов. Опять-таки почему?
Два химических соединения — хлористый натрий
(обычная поваренная соль) и хлористый калий
обладают разной растворимостью в воде. Лучше
растворяется хлористый калий, но в океанской воде его
почему-то в 50 раз меньше, чем хуже растворимого
хлористого натрия! Тоже вопрос.
Откуда возникли на дне океанов гигантские залежи,
содержащие сотни миллиардов тонн марганца, железа,
никеля, кобальта и других элементов?
Каково происхождение глубинной нефти?
Список вопросов можно значительно расширить, но
попытаемся ответить хотя бы на эти. Однако, прежде
чем приступить к изложению собственных идей,
расскажем, как эти загадочные явления объяснялись
раньше.
21

КОРА — ПОД ОБСТРЕЛОМ ИДЕЙ
Происхождение земной коры неотделимо от
происхождения Земли как космического тела.
Наиболее разработанная сейчас теория холодного,
«пылевого» происхождения планеты предполагает, что
некогда вокруг Солнца под действием сил тяготения
сконцентрировалось большое количество холодных
твердых частиц, из которых сформировались планеты
солнечной системы, в том числе и наша Земля. Ее
разогрев представляется как постепенный процесс,
берущий начало в глубине планеты, там, где господствуют
наибольшие силы сжатия. Ядро Земли со временем
медленно увеличивалось, образование оболочек
происходило в течение всей геологической истории и,
возможно, продолжается в настоящее время.
Каким же был состав Земли при ее рождении?
Сейчас многие ученые полагают, что первичное
вещество нашей планеты было подобно одной из
разновидностей метеоритов — так называемым хондритам.
Вообще метеориты делят на две основные группы:
железные, состоящие. главным образом из железа, и
каменные — с преобладанием силикатных материалов.
Хондриты — типичные каменные метеориты. Их
изотопный состав сходен с изотопным составом земного
вещества. Химический состав горных пород Земли
менялся на протяжении геологической истории, но
изотопный оставался неизменным. Таким образом, изучая
метеориты, можно узнать о том, какой была наша
Земля при ее рождении. В частности, удалось
определить первоначальное количество радиоактивных
источников тепла по содержанию радиоактивных элементов
в хондритах, установить примерный возраст Земли —
4,5 миллиарда лет, представить термическую историю
планеты.
Кора суши резко отличается от коры океана по
химическому и минералогическому составу. И та и
другая еще более отличаются от вещества мантии как по
плотности и прочности, так и по химическому составу.
Правда, о составе вещества мантии сведения весьма
ограниченны.
Для объяснения причин появления различной
коры — континентальной и океанической, так же как и
для объяснения появления самих континентов и оке-
22

анов, предложены гипотезы, привлекающие
различные космические факторы. Нашему спутнику — Луне —
приписывалась роль виновника образования как
континентов, так и океанов.
Шведский ученый Г. Альфвен в 1963 году
выдвинул гипотезу, объясняющую образование континентов
тем, что 3—4 миллиарда лет назад Луна, бывшая яко-
бы самостоятельной планетой, настолько приблизилась
к Земле, что разрушилась и часть ее упала на Землю и
образовала материковую земную кору, неравномерно
покрывающую поверхность Земли. Другая часть стала
нашим спутником, а мелкие осколки — метеоритами.
Более 60 лет назад, в 1911 году, Дж. Дарвином
была высказана гипотеза, по которой ложе Тихого океана
образовалось в результате отрыва части земной
поверхности, которая превратилась в нашего спутника —
Луну. Эта идея и сейчас находит многочисленных
последователей (О. Оппенгейм, Р. Швинер, Г. Квиринг,
Г. И. Берлин, Е. Краус и др.).
Канадский геофизик Дж. Т. Вильсон высказал
предположение, что земная кора, как и гидросфера и
атмосфера, образовалась из вещества мантии
вследствие вулканических извержений, выбрасывающих
выплавляющиеся в недрах мантии легкоплавкие вещества.
Начальной поверхностью Земли Вильсон принимает
поверхность Мохоровичича.
В результате таких вулканических извержений
прежняя поверхность Земли якобы осталась глубоко
под слоем изверженных пород.
Одним из доводов в пользу этой точки зрения
считают то, что, по имеющимся подсчетам, за период
после 1800 года 12 действовавших на Земле вулканов
выбросили столько материала, что в среднем на
каждый год приходится 1,5 кубических километра, или
3 миллиарда тонн. Умножив эту величину на 4,5
миллиарда лет, получают 13,5 1018 тонн, что близко к
массе земной коры суши, равной 15,5 • 1018 тонн. Увы,
совпадение еще не доказательство ведущей роли
вулканизма, тем более что, как теперь стало известно,
вулканизм особенно активно проявляется на дне океанов.
В то же время кора в океане вдвое меньше по массе и
в 5—10 раз тоньше, чем на коптинентах.
Происхождению земной коры посвящены
фундаментальные исследования крупнейших ученых. Извест-
23

ный геолог В. В. Белоусов считает, что
радиохимические превращения, идущие в недрах планеты,
преимущественно в мантии Земли, вызывая плавление
твердого вещества, создают условия для выделения из
него легких компонентов, которые всплывают, образуя
кору. По его мнению, «в архее весь земной шар был
более или менее равномерно покрыт материковой
корой, которая в дальнейшем лишь увеличивалась
в мощности». Перелом наступил в палеозое, когда в кору
поднялся ультраосновной материал, расплавивший
гранитную кору, и вместе с ней опустился обратно
в мантию. Итогом этого сложного процесса было
образование коры океанического типа. Процесс океанизации,
по этой гипотезе, продолжается и закончится тем, что
все материки потонут в мантии и вся Земля покроется
корой океана.
Главный вопрос, на который не отвечает эта
гипотеза: как же может легкий, всплывший кверху
материал после смешения с еще более легким стать
тяжелым и потонуть? Кроме того, процесс образования коры
рассматривается без учета быстротекущего процесса
эрозии. Ведь материки смываются при существующих
темпах всего за 10 миллионов лет.
Советский ученый А. Ф. Капустинский объясняет
появление некоторых границ в недрах Земли влиянием
давления, которое вызывает изменения в электронной
структуре атомов. Внешние электроны, по его мнению,
при повышенных давлениях переходят на
незаполненные уровни энергии, и атомы приобретают более
плотную упаковку. Однако расчеты показывают, что
давление на уровне слоя Мохо совершенно недостаточно для
таких электронных превращений. Особенно под
океанами. Кроме того, глубина положения этого слоя
колеблется от 5 до 70 километров, а значит, должны
меняться давления и характер электронных
преобразований.
Академик А. П. Виноградов выдвинул
оригинальную идею о том, что земная кора, атмосфера и
гидросфера родились путем выплавления и дегазации
вещества мантии в процессах, сходных с зонной плавкой. Что
же такое зонная плавка? Этот метод хорошо известен в
промышленности: его используют для очистки
полупроводников. Он заключается в том, что один конец
металлического стержня нагревают до расплавления,
24

а потом нагреватель двигают к холодному концу.
Вместе с расплавом туда переносятся все легкоплавкие
компоненты, содержащиеся в стержне. Тугоплавкие
сосредоточиваются в переднем конце. Если такой
движущийся прогрев повторять многократно, то металл
в середине стержня хорошо очистится, освободится от
легко- и тугоплавких примесей.
Нечто подобное, считает А. П. Виноградов,
происходило и при образовании земной коры. На каких-то
глубинах в недрах мантии вещество переходило в
расплавленное состояние, и этот слой медленно передвигался
вверх. На его нижней границе вещество
кристаллизовалось, а выделяющееся при этом тепло расходовалось на
плавление кровли, и слой поднимался все выше и выше.
Процесс зонного выплавления, утверждает А. П.
Виноградов, отвечает за все наиболее глубокие
геологические превращения, в том числе образование
континентов, гор, океанов.
Но и эта гипотеза не объясняет, в результате каких
же конкретных процессов образовалась кора
континентов и кора океанов, как протекала гранитизация
материков? Почему кора материков отличается от коры
океанов? Как один тип коры преобразуется в другой?
Последний вопрос особенно интересен: ведь в
Венгерском срединном массиве, в Мексиканском заливе,
в Охотском, Черном, Каспийском морях и в некоторых
районах Средней Азии существует ненормально тонкая
кора, которая образовалась из мощной
континентальной в результате процессов океанизации.
Короче, гипотеза «зонной плавки» также не в
состоянии объяснить все ныне существующее
многообразие свойств земной коры.
Американский ученый Дж. Кеннеди сделал
попытку объяснить процессы, поддерживающие
мощность коры и границу Мохоровичича на постоянной
глубине. Он начинает изложение своей теории с
обоснованной критики предшественников. По его мнению,
они не объяснили следующие фундаментальные
факты:
«1. Большие площади материков, эродированные до
уровня моря, могут внезапно оказаться поднятыми на
тысячи футов вверх.
2. Законы физики нарушаются тем, что осадки
с низкой плотностью, по-видимому, способны сместить
2о

более плотные породы; прогибы осадков низкой
плотности, вероятно, опускаются в субстрат, обладающий
большей плотностью.
3. Скорость теплопередачи из недр Земли через
материки, горные хребты и океанические бассейны в
первом приближении одинакова.
4. Срок жизни материков и горных хребтов
значительно больше, чем это можно было бы ожидать по
скорости эрозии».
Гипотеза самого Дж. Кеннеди основана на
представлении об изменениях плотности вещества при
изменениях давления. Поднимаясь из недр выше
поверхности Мохоровичича, вещество мантии становится менее
плотным, то есть веществом земной коры. И
наоборот, когда накопившиеся осадки на дне океана
проникают вглубь, в мантию, они уплотняются, тяжелеют,
становясь веществом мантии. Но этот ученый не
разъясняет природу процессов, преобразующих вещество
земной коры и мантии: остается загадочным сам
механизм перемены плотности. Нет ответа и на «больной»
вопрос: почему слой Мохо лежит на разной глубине
под океанами и под материками?
Гипотеза Дж. Кеннеди скорее описывает свойства
земной коры, чем объясняет их при помощи единого
механизма или группы механизмов. В ней отсутствуют
детализация и обобщение, а потому и нет нужных
ответов.
Были высказаны и другие идеи. Например, переход
вещества мантии в вещество коры связывали с
присоединением воды при так называемом процессе серпенти-
низации. Десерпентинизация, отделение воды, должно,
по мнению авторов гипотезы, преобразовывать земную
кору в мантию. Некоторые ученые считают, что
поверхность Мохоровичича под океанами и под сушей имеет
совершенно различное происхождение.
Все, или почти все, упомянутые гипотезы по
существу рассматривают преимущественно механическую
сторону процессов образования земной коры.
Откуда она пришла — сверху, снизу или в результате
растекания? В каком состоянии она пришла — в
твердом или расплавленном? Дж. Кеннеди рассматривает
и вопросы превращения вещества мантии в вещество
земной коры, но он ограничивается только процессами
изменения плотности веществ.
26

Земная кора — сложная система, и в ней вершатся
одновременно и физические, и химические процессы,
меняя все свойства вещества. Поэтому в науке о
земной коре легче обнаружить парадоксы, чем найти им.
объяснение. Так, например, американский геолог
Н. Остензо подсчитал, что эрозия на протяжении
геологического времени могла уже восемьсот (!) раз смыть
Северную Америку до уровня воды в океане. Но вместо
попытки дать объяснение этому он пишет: «Можно
считать, что континенты вынесли много сражений
с океаном, и война эта никогда не прекращалась».
Существующие гипотезы дают возможность
ответить на один, два, три вопроса, адресованных земной
коре. Редкая теория приоткрывает завесу с десятка
загадок. И ни одна не в силах дать истолкование всего
многоликого бытия коры планеты. Есть пояснения
частностей, но нет необходимого обобщения, нет
единого понимания, не найден универсальный подход.
А может ли такой подход существовать в
принципе? По-видимому, не только может, но и должен.
Земная кора — единое целое, и ее развитие подчинено
каким-то общим закономерностям, но для обнаружения
их необходим новый подход к известному материалу.
Советский геофизик Р. М. Деменицкая пишет: «Одно
не вызывает сомнения — все особенности коры — от
характера рельефа твердой Земли и вариаций ее
толщины от места к месту до перестройки структуры
слоев — свидетельствуют о высокой организованности
внутренних процессов. Земля как космическое тело,
по-видимому, представляет гибкую
саморегулирующуюся систему, обладающую большими
компенсационными возможностями и еще далеко не исчерпанными
источниками развития».
Р. М. Деменицкая не называет, какие именно
внутренние процессы ответственны за высокую
организованность земной коры, но находит точное, яркое
определение Земли как космической системы. Именно
гибкая, развивающаяся система с высокой
устойчивостью. Уже приведенные высказывания В. И.
Вернадского и наши соображения о роли воды в образовании
земной коры вселяют надежду, что механизм земной
коры, ее организованность, быть может, создаются
в той мастерской нашей планеты, которая названа
дренажной оболочкой,
27

ВОЗРАЖЕНИЯ ОППОНЕНТОВ
Против представления о наличии дренажной оболочки
выдвинуто несколько возражений. Одни оппоненты
считают, что в недрах Земли, как и в недрах других
планет, например Луны и Венеры, может полностью
отсутствовать вода, а значит, и ее циркуляция. А
поскольку у Луны имеется кора, то, следовательно, ни о
каком участии воды в ее образовании не может быть
и речи.
Другие оппоненты отрицают возможность
образования дренажной оболочки потому, что, по их
убеждению, недра земной коры сложены породами,
которые абсолютно непроницаемы ни для воды, ни для
пара и газов, так как всякие, даже мелкие, трещины
на глубинах 3—5 километров моментально
«захлопываются» под давлением вышележащих пород.
Есть, кроме того, возражения, основанные на том,
что свойства воды и пара при вышекритическом
давлении совершенно одинаковы, откуда следует, что
никакой вертикальной циркуляции в недрах быть не
может.
Мы не можем согласиться с предположением, что в
недрах земной коры нет воды. Ведь в недрах Земли
обнаружено множество гидротермальных
месторождений самых различных полезных ископаемых, причем
их происхождение явно свидетельствует о накоплении
руд и других ископаемых в результате деятельности
горячих водных растворов. Из недр выбрасываются
огромные массы водяных паров и водных растворов при
вулканических извержениях, из недр же вышла вода
Мирового океана.
Нельзя также согласиться с утверждением о
полной непроницаемости пород коры. В числе факторов,
обусловливающих трещиноватость и проницаемость
пород, можно указать следующие.
Поверхность суши, особенно горных областей и
возвышенностей, постоянно разрушается, и продукты
этого разрушения смываются реками в океан.
Материки становятся легче и всплывают. Вслед за ними
поднимаются горячие породы мантии, они охлаждаются
и, уменьшаясь в объеме, растрескиваются на блоки.
Кроме того, каждый восходящий участок коры,
поднимаясь кверху, получает несколько большую, чем он
28

занимал внизу, площадь. И этому, конечно,
способствуют вертикальные и горизонтальные движения коры,
вызываемые перемещением приливных горбов и
впадин, обегающих земной шар дважды в сутки.
О проницаемости пород земной коры
свидетельствуют:
— бурение глубинной скважины на Кольском
полуострове, которое показало, что изверженные породы
на глубине свыше 7 километров не только являются
вполне проницаемыми, трещиноватыми и
заполненными горячими растворами, но и содержат
гелий, углекислый газ, углеводороды. В этих
кристаллических и древнейших породах обнаружены
следы жизни;
— колебания уровня воды в скважинах и
колодцах при землетрясениях. При сильнейшем за
последние 100 лет землетрясении на Аляске 27 августа
1964 г. в 24 наблюдательных колодцах на расстоянии
2200 километров в Канаде, в 3 скважинах на расстоя-
.нии 3219 километров в штате Манитоба, в одной
скважине на расстоянии 4828 километров у Оттавы
амплитуда колебаний уровня воды была от 3 миллиметров
до 1.5 метра;
— изменение уровня воды в находящихся далеко
от океана озерах во время приливов и отливов;
— высокая электропроводность слоев коры над
поверхностью Мохоровичича в дне океана;
— наличие изменчивых по силе и по
местоположению локальных источников магнитных аномалий;
— волноводные свойства слоев земной коры,
особенно находящихся над поверхностью Мохоровичича.
Некоторые оппоненты отрицают всякую
возможность вертикальной циркуляции восходящего пара и
нисходящих растворов. Один из них пишет:
«При 1 атмосфере чистая вода кипит при 100° С.
С повышением давления точка кипения повышается.
При давлении 217,96 атмосфер вода кипит при 374,15°;
это — критическая точка; здесь критическое давление
и критическая температура. При более высоком
давлении вода не кипит вовсе: отсутствует граница
между жидкостью и паром, и никаких видимых изменений
в воде с повышением температуры не происходит. При
таких давлениях только очень условно можно назвать
29

холодную воду жидкостью, а очень горячую (скажем,
несколько сот, градусов) —паром (или газом)... В
столбе жидкой воды критическое давление достигается на
глубине 2,2 км. Но и на той маленькой глубине, где
вода может кипеть при критической температуре, при
таком кипении никакого выпадения солей не
произойдет... В критической точке растворимость всех
соединений и в жидкости, и в паре совершенно
одинакова».
Другой оппонент пишет: «При давлении выше
критического (225,65 ата) изменения температуры не
сопровождаются фазовыми превращениями и все
свойства вещества изменяются плавно... Понятия
«жидкость» и «пар» не имеют смысла».
Удивительно странными являются эти
категорические отрицания возможности сосуществования жидких
растворов и паров при давлениях выше критического
для чистой воды. Ведь каждый раствор в зависимости
от концентрации в нем того или иного вещества
имеет свою критическую температуру и свое критическое
давление. Например, пятипроцентный раствор
поваренной соли переходит из жидкого в надкритическое
состояние при 417° С и его пар создает давление 320
атмосфер. Если же такой раствор нагреть в автоклаве
не до 417°, а, скажем, до 410°, то он не весь
превратится в пар: на дне автбклава будет жидкий раствор,
и пар создаст над ним давление не 320, а на
несколько атмосфер меньше. Если же на дно автоклава
насыпать соль, то концентрация ее в растворе будет по мере
нагрева автоклава увеличиваться и раствор все
время оставаться жидким, а над ним будет пар с
содержанием соли, в сотни раз меньшим, чем в жидком
растворе.
Особенно сложна история сосуществования
паровых и жидких растворов земной коры. Ведь наряду
с солями и минералами, растворимость которых сходна
с поведением поваренной соли, в недрах присутствуют
и другие, такие, например, как горькая английская
соль (сернокислый натрий), растворимость которых
при температурах до 200—250° в тысячи и в миллион
раз превышает их растворимость при критических для
чистой воды температуре и давлении. Такие растворы
не могут проникать ниже изотермической поверхности
с температурой 374°, но, взаимодействуя с различны-
30

ми минералами вмещающих пород, они могут
изменить свой состав и концентрацию и опуститься ниже.
Там также, вероятно, протекают различные
химические реакции, разрушаются соединения нестойкие в
тех условиях и возникают устойчивые. Даже вода при
существующих там условиях энергично реагирует со
многими минералами, присоединяясь к ним. При
несколько более высоких температурах, наоборот,
происходит отщепление воды. Такие реакции могут
изменять концентрацию растворов, их массу и объем.
Эти изменения могут существенно сказываться на
давлении, под которым находятся растворы, а значит,
и на фазовых переходах растворов из жидкого в
паровое состояние, и наоборот.
Обычно считается, что с глубиной в недрах земной
коры закономерно повышается и температура, и
давление, но давление, господствующее в полостях,
заполненных растворами и парами, создается не весом
пород, а весом столба растворов. Кроме того, сложная
система разломов и других пустот может быть то
единой и сообщающейся с земной поверхностью, то
разбитой на части, временно замкнутые, давление в
которых определяется изменениями, их объема. Такие
изменения возможны под влиянием перемещения в
коре приливной волны. Связывание воды при серпенти-
низации или ее освобождение также может менять
объем растворов, а значит, и их давление.
В сложной и многообразной судьбе водных и
паровых растворов, заполняющих недра земной коры,
многое еще далеко от полной ясности. Однако нет
сомнений, что жидкие растворы, образующиеся в
земной коре и опускающиеся книзу, обязательно
переходят в паровое состояние. Пар может быть
насыщенным, и он обязательно конденсируется при
давлениях, равных критическому и даже меньших, чем
критическое. Но температуры при этом должны быть
ниже критической. Пар может быть перегретым, и,
если он перегрет выше 374° С, он уже надкритический,
и те давления, какие господствуют в недрах земной
коры, не могут заставить его сконденсироваться в
жидкость. Но если пар поднимется в те слои, где
температура ниже 374° С, он обязательно превратится в
жидкую воду, которая растворит компоненты
окружающих пород. Раствор же неудержимо будет
31

стремиться вниз. Критическое давление 218 атмосфер
никакого отношения к процессам перехода растворов в
пар в слоях коры с вышекритической температурой не
имеет.
РЕШАЕТ ЭКСПЕРИМЕНТ
Экспериментальное моделирование возможности
вертикальной циркуляции пара и жидких растворов и
проверка влияния такой циркуляции на химический
состав пород были осуществлены в автоклаве из
нержавеющей стали.
В автоклав длиной 350 миллиметров, диаметром 20
миллиметров было загружено 110 кубических
сантиметров порошка пород с размерами частиц от 0,3 до
0,4 миллиметра. В поры загрузки было добавлено 20
кубических сантиметров двухпроцентного водного
раствора соды и поваренной соли. Наружный
электрический обогрев поддерживал температуру одного конца
автоклава несколько ниже 374°, другого — выше 400°.
Нагрев был начат 16 августа 1975 и закончен 13
сентября 1975 г. Давление пара колебалось в пределах
230—310 атмосфер и в среднем составляло 250
атмосфер. После 26 суток работы автоклав был охлажден,
вскрыт и разгружен. Заслуживает внимания то, что
породы изменились физически. Вместо порошка
образовалась довольно прочная порода, «прикипевшая» к
стенкам автоклава. Полученный продукт был разделен на
части, промыт, высушен и подвергнут анализу на
содержание основных окислов. В помещенной здесь
таблице приведены результаты анализа:
Содержание окислов,
Наименование проб
SiO2 А12О3 Fe2O3 FeO CaO MgO
Исходная смесь пород 64,55 14,14 0,51 1,76 3,48 4,51
Температура выше
критической 58,96 18,83 0,87 2,08 4,17 5,52
Температура ниже
критической 71,77 13,40 0,50 1,34 3,13 3,25
Как видно из таблицы, произошло весьма
существенное изменение химического состава порошка. Та
часть порошка, которая находилась при температуре
32

ниже критической, отличается по содержанию кремне-
зема от той, которая была при температуре выше
критической на 12,77%. Окислы других элементов,
особенно окислы алюминия и магния, перемещены в
противоположном направлении.
В земной коре кремнезем концентрируется в
порошках, находящихся при температуре ниже
критической, там же находятся граниты, в которых
накапливаются радиоактивные элементы. Поэтому было
интересно узнать, переместились ли радиоактивные
элементы вместе с кремнеземом? Измерения
бета-излучения образцов убедительно показали, что число
импульсов в порошке, обогащенном кремнеземом, вдвое
превышает их число в исходном порошке и в пробе,
обедненной кремнеземом. Это значит, что соединения
тория и урана тоже были перемещены вместе с
кремнеземом. Нельзя не признать, что в эксперименте
получены весьма убедительные сведения,
подтверждающие аналогичность процессов, протекавших в
автоклаве, с процессами, способными создать обе
разновидности земной коры — материков и океанов.
Таким образом, результат эксперимента не
оставляют места для сомнения в том, что в автоклаве
происходила вертикальная циркуляция пара и водных
растворов. Только такая циркуляция могла выполнить
работу по переносу вещества. Но такой перенос, то
есть выщелачивание хорошо растворимых соединений
в растворах и выдувание хорошо летучих веществ с
паром, и есть доказательство наличия дренажной
оболочки.
Конечно, результаты экспериментов по
моделированию дренажной оболочки не могут считаться
истиной в последней инстанции. Но описанный опыт не
дает повода сомневаться в возможности вертикальной
циркуляции и в способности ее производить именно те
химические изменения, которые создают земную кору
и постоянно поддерживают ее внутреннюю
организованность.
С. Григорьев, М. Емцев

Глава 2. ДРЕНАЖНАЯ ОБОЛОЧКА
В РАБОТЕ
Новая гипотеза подобна лучу света, с неожиданной
стороны вдруг освещающему знакомую картину. И то,
что скрыто, неясно, расплывчато маячило в тени,
вдруг проступает очевиднее и рельефнее. И тогда
становится ясным замысел всей сцены, всего того, что
замыслено сюжетом сложной геотектонической пьесы.
И еще одно качество непременно должно
сопутствовать новой гипотезе — непринужденность, если
хотите, даже легкость, с которой с ее помощью
по-новому объясняются старые факты и явления. Природа
границ в Земле, происхождение коры материков и
океанов, рост гор и т. д. — вот те проблемы, которые
так и не разрешены.
ФЕНОМЕНАЛЬНЫЙ СЛОЙ МОХО
Постоянная, а лучше сказать, «вечная», вертикальная
циркуляция водных паров и растворов должна не
только выщелачивать растворимые вещества и этим
превращать породы в более легкие и более проницаемые,
но и изменять их химический состав как путем
вымывания одних соединений, так и путем перемещения и
привноса в растворенном состоянии других. В
результате работы вертикально циркулирующих паров, газов
и воды формируется особая, обладающая
проницаемостью оболочка. Нижний слой этой оболочки должен
иметь повышенную плотность вследствие цементации
пород веществами, приносимыми туда нисходящими
водными растворами.
Естественный вывод: на уровне изотермической
поверхности с температурой 425—450° должен
возникнуть скачок плотности, то есть резкий переход от
проницаемых пород к более плотным и малопроницаемым.
Именно такой слой действительно повсеместно залега-
34

ет между корой и мантией. Он и носит имя
открывшего его югославского ученого А. Мохоровичича.
Граница Мохоровичича — это та нижняя
изотермическая поверхность, где водные растворы образуют пар
и цементирующие минеральные осадки. Вода здесь
определяет существование поверхности Мохоровичича
со всеми особенностями и необъясненными ее
проявлениями.
Мы получаем в руки как бы своеобразную нить
Ариадны — свойства воды в ее циклических
превращениях. Теперь в лабиринте загадок и тайн, которыми
полна земная кора, мы будем чувствовать себя
увереннее.
ГРАНИЦА РОЖДЕНИЯ РУД
Речь идет о поверхности Конрада, что отделяет
базальт от гранитов. Мы не раз уже повторяли:
опускаясь в глубь недр, вода насыщается минеральными
компонентами. Уместно спросить: какими же?
Оказывается, к хорошо растворимым относятся
соединения магния, железа и кальция, которые входят в
состав самых плотных пород. Выпадая при испарении
растворов, эти соединения не только цементируют
нижележащие породы, но и взаимодействуют с ними,
образуя минералы более высокого удельного веса. Иначе
говоря, в своем нисходящем движении цикл
круговращения воды работает над созданием скачка плотности
у границы Мохоровичича.
А что же делает восходящая ветвь? Как ведет себя
надкритический пар, который возник выше
поверхности Мохо при температуре около 450° и теперь рвется
во все стороны в полном соответствии с физическими
свойствами? Он движется в сторону наименьшего
сопротивления, где пористость выше, а давление слабее.
Короче, он поднимается навстречу водным растворам.
Но поднимается он тоже не «порожняком», а захватив
с собой кое-какие минеральные примеси. Оказывается,
существуют химические соединения, которые более
летучи с паром, чем растворимы в воде. К ним
относится такой наиболее распространенный в веществе
Земли материал, как окись кремния, или кремнекислота,
из которого состоят самые обычные минералы вроде
песка и кварца. Поэтому восходящая ветвь цикла
тоже несет «транспортную нагрузку», и происходит
2* 35

Материк
Океан
Поверхность
Мохоровичича
Схема движения паров и растворов в земной коре
Океан
Мантия

непрерывный обмен, замещение: из тех самых пород,
куда вносятся соединения магния, кальция, железа,
надкритическим паром извлекается кремнекислота и
уносится в верхние горизонты земной коры, обогащая
их кремнием.
На какую же высоту удается подняться
надкритическому пару?
Очевидно, на ту, где он еще остается паром.
Предел лежит на изотермической поверхности с
температурой около 374°.
Верхняя граница цикла, где пар становится водой,
отмечена уже знакомой нам переменой в свойстве
растворимости. Конденсируясь в жидкость, пар
обязательно выделяет в виде осадка кремнекислоту,
поскольку она плохо растворяется в воде. Выпадение
кремнезема из паровых растворов должно обогащать
породы кремнием. А поскольку этот процесс
накопления кремнекислоты продолжается уже миллиарды лет,
легко понять, почему материки нашей планеты так
основательно «пропитаны» кремнием.
Поверхность, где пар становится жидкостью, а
кремнекислота и ее соли выпадают в осадок, ближе
всего по своим свойствам подходит к тому, что
геологи называли поверхностью Конрада. Ниже этой
границы расположены базальты, то есть породы, менее
богатые кремнием, а выше — граниты, содержащие в
изобилии кремний и радиоактивные элементы.
Поверхность Конрада, как и поверхность Мохоровичича,
связана с конкретными физико-химическими свойствами
воды, в данном случае с процессом конденсации
перегретого пара, приносящего летучие с ним минеральные
компоненты. Так можно получить ответ на загадочный
вопрос № 2: что такое поверхность Конрада и каково
ее происхождение? Эта граница образуется там,
откуда, во-первых, нисходящие жидкие водные растворы
вынесли растворимые в них вещества, богатые
железом, магнием и кальцием, и, во-вторых, куда с
восходящим паром принесен летучий с ним кремнезем.
РОЖДЕНИЕ МАТЕРИКОВ И ОКЕАНОВ
Кора суши в 5 раз толще, но занимает в 2,4 раза
меньшую площадь, чем кора океанов. Объем
последней составляет 2,5 миллиарда кубических километров,
37

то есть меньше половины объема коры суши, равной
5,5 миллиарда кубических километров.
Чтобы понять, как образовались материки, надо
найти причины и процессы, которые приводят к
изменениям толщины коры, ее плотности, химического
и минерального состава пород, слагающих кору.
Надо понять тот механизм, который создает и
обеспечивает воспроизводство земной коры с ее
относительно постоянным строением и мощностью, которая
прямо связана с рельефом суши и глубиной океана.
Перемещение материков, отдельных плит, так же как
и расширение или сжатие земного шара или его
пульсации (то расширение, то сжатие), не могут играть
роль такого механизма.
Скорее всего именно на химико-физическом
комбинате под названием «дренажная оболочка» идут
непрерывные процессы, создающие и поддерживающие
разнообразие земной коры. В самом деле, чем выше
горы, тем больше столб жидкости, тем выше давление,
и, следовательно, в дренажную оболочку здесь
проходит больше охлаждающей воды, изотерма перехода
жидкости в пар, то есть граница Мохо, опускается, и
мощность коры увеличивается. У гор вырастают
глубокие корни. Нагретые же в коре материков горячие
воды по системе сообщающихся сосудов уходят по
дренажной оболочке под океан и там поднимаются вверх.
Вода охлаждается, а кора нагревается. Изотермы с
температурами 425—450° С поднимаются, граница
Мохо подступает к дну океана, кора «худеет» до 10 и
менее километров. Кроме того, в коре океанов, где
растворы поднимаются кверху, происходит не только
нагрев, но и увеличение плотности пород за счет
цементации их веществами, принесенными из-под
материков. Нисходящие же растворы в пределах
материков, опускаясь, выщелачивают из пород соединения,
богатые железом, магнием и кальцием. Они делают
промываемые породы менее плотными, что
определяет способность коры плавать на веществе мантии,
которое обладает более высокой плотностью.
А пока мы даем принципиальный ответ на вопрос
о том, как появилась мощная материковая кора и
тонкая океаническая. Материковая кора возникла в итоге
воздействия относительно холодных растворов,
проникающих в глубины, на породы нижней границы дре-
38

нажной оболочки. Охлаждая породы и выщелачивая
их растворимые вещества, растворы смещают вглубь
поверхность Мохоровичича, по которой замеряется
толщина коры. Становится понятным, почему граница
Мохо в глубинах очерчивает зеркальное подобие
рельефа. Почему под горами материки толще, до 70
километров, а под равнинами — тоньше, какие-нибудь 30
километров. Становится понятным и почему в океане
кора тонкая, и тем тоньше, чем глубже океан. Тоже
зеркальное подобие. Только здесь вода, уже нагретая,
идет не в дренажную оболочку, а из нее, вверх,
нагревая кору, в результате чего нижняя граница, где
жидкость переходит в пар, поднимается ближе к
поверхности и кора становится тонкой... Вглядимся
пристальнее в детали картины.
ВЕЛИКОЕ ВРАЩЕНИЕ
Вертикальная циркуляция воды и движение ее под
океаны по дренажной оболочке объясняют появление
двух разновидностей коры: толстой — материковой и
тонкой — океанической. Она объясняет и то, что обе
коры должны иметь слоистое строение. Ведь и там
и там происходит «вечная» вертикальная циркуляция.
Один слой, поверхностный,— это осадки. Они могут
быть и на суше, и особенно на дне океана. Ниже идет
слой пород, в которых температура ниже критической
(374°), а еще ниже — слой пород дренажной оболочки,
где температуры лежат в пределах от 374 до 425—450°.
Но вернемся к началу, к вопросу, заданному
впервой главе: почему материки до сих пор не смыты
поверхностными водостоками в океан?
42 000 миллиардов тонн воды в виде речного стока
ежегодно смывают с материков и уносят в океан 12
кубических километров, или 25—30 миллиардов тонн,
твердой взвеси. Такая сработка суши могла бы
длиться от силы 9—10 миллионов лет. А материки, по
самым осторожным подсчетам, существуют более 3
миллиардов лет.
Есть у этого явления еще одна темная сторона:
куда девается континентальное вещество? За
миллионы лет оно дожно было бы заполнить океаны,
образовав в них мощные осадочные накопления, по
химическому составу близкие веществу материков.
39

Однако ученым известно, что этого не произошло
и породы океанического дна отличны от материковых.
То количество осадочных пород, которое находится в
настоящее время на дне, могло накопиться всего за
30 миллионов лет.
В чем же дело? Вот тут-то мы и приходим к общей
идее круговорота вещества.
Еще в 1889 году американский морской офицер
Кларенс Даттон высказал предположение о том, что
если горные области материков из-за смыва
всплывают, а океаническое дно у побережий непрерывно
погружается, то должен идти переток твердого вещества
из-под океанов под материки.
В дальнейшем эта идея развивалась и
совершенствовалась. Сейчас многие считают, что вещество
верхних слоев Земли, по крайней мере до глубины в 60—80
километров, находится в постоянном круговороте.
В прямой связи с подвижностью твердого вещества
земной коры находится рельеф поверхности нашей
планеты. Различие уровней материков, высоты гор и
межгорных понижений — следствие разной плотности
и мощности масс, образующих эти части рельефа. Чем
больше мощность какого-нибудь участка земной коры,
тем выше возносится такое образование над
соседними участками. При этом каждое километровое
изменение рельефа сопровождается десятикилометровым
изменением в толщине земной коры, что указывает на
ее подвижность. Эта подвижность находится в тесной
связи со свойствами мантии.
Сейчас большинство ученых признает, что породы
верхних слоев мантии пластичнее пород земной коры.
Понять сущность этого нам снова поможет
представление о дренажной оболочке.
Представим себе мощный, высокий айсберг,
попавший под теплые солнечные лучи. Естественно, льдина
тает, оплывает, размеры и высота над водой
уменьшаются.
Зададимся целью сохранить такой айсберг в
динамической неизменности. Пусть греет солнце, стекают
с айсберга холодные ручьи в океан, но мы сможем
удержать высоту его постоянно, если станем
намораживать на нижней поверхности новый слой льда
взамен стаявшего сверху. Важно сохранить соответствие
тепла и масс. Расходуемое на таяние льда тепло отни-
40

мается от льдины. Если количества растаявшего и
намерзшего льда будут равны, айсберг сохранит «вечное»
постоянство: высота льдины и ее «корни» — подводная
толща — для внешнего наблюдателя не изменятся,
хотя сам айсберг будет все время всплывать.
Нечто подобное должно, по нашей мысли,
происходить с земной корой при круговороте твердого
вещества земной коры и верхней мантии.
Главное действующее лицо круговорота — та же
вода.
Главные движущие силы — тепло Солнца и тепло
земных недр.
Материки, смываемые, вымываемые, всплывают...
Вслед за ними поднимается плотное вещество мантии,
оно не могло бы всплывать, как облегченные породы
суши, если бы... не дренажная оболочка., Именно в ней
происходят уже известные нам превращения пород
мантии в материковые породы. Именно там
надкритический пар уносит вверх кремнезем, а жидкие горячие
растворы вымывают и опускают магний, кальций,
железо... Впрочем, там происходит бездна и других
важных химических превращений, о которых мы сейчас
можем только догадываться.
Миллионы, многие сотни миллионов лет поступает
вещество мантии в дренажную оболочку, а оттуда —
в состав материков.
Но обмен между мантией и корой материков —
только одна ветвь великого круговорота твердого
вещества Земли. Существенная, но не единственная.
Вторая, так сказать, «небесная» ветвь тоже
сотворена движением воды. Атмосферные воды смывают
породы суши в океан и откладывают их там в виде
рыхлых осадочных накоплений. Затем осадки
уплотняются не только под тяжестью новых отложений, но и
потому, что из дренажной оболочки постоянно
поднимаются горячие растворы, которые пропитывают,
цементируют и тем увеличивают их плотность и
повышают температуру. Осадки становятся более тяжелыми
и опускаются все ниже и ниже, превращаясь наконец
в породы океанического дна. Опускаясь под весом
новых осадков ниже дренажной оболочки, кора
океанического дна становится уже неотличимой от
мантийного вещества и входит в пределы мантии.
41

Горная местность
Материк
Мантия
Схема круговорота вещества и изменения его структуры
Океан
Мантия
Кора суши
Дренажная
оболочка

Важным обстоятельством в этом круговороте
является то, что, так же как показано на примере таяния
айсберга, высота материков над уровнем океана может
сохраняться длительное время только при условии
динамического равенства. Сколько вещества мантии
превратилось в вещество коры материков — столько же за
то же время вещества коры океанов превратилось в
вещество мантии.
В облике двуликого Януса предстает дренажная
оболочка нашей планеты. Под материками она —
завод по превращению вещества мантии в материковые
породы. Под океанами — это всепланетная мастерская,
где смытые материковые породы, отложившиеся на дне,
преобразуются в химические соединения и минералы
вещества мантии.
И только сама мантия остается тем загадочным
началом, где прячутся «концы» геологических гипотез,
тем местом, куда опускается и откуда поднимается
колесо великого круговорота.
Дренажная оболочка — мощная всепланетная
система глубинных растворов, часть общего механизма
круговорота вещества Земли. По ней транспортируется
это твердое вещество, она обеспечивает удивительное
постоянство рельефа, из нее возникают и всплывают
облегченные эрозией материки, а океаническое дно,
принимая осадки и погружаясь, постоянно
омолаживается и сохраняет свой уровень.
ИЗГНАННИКИ КРУГОВОРОТА
Оказывается, есть и такие.
Не все вещество нашей земной коры постоянно
участвует в великом круговороте. Много химических
соединений при повторных циклах покидает
гигантское колесо и обретает свободный статус, например
поваренная соль, железомарганцевые конкреции, масса
которых сосредоточена в Мировом океане. Или
составляющие атмосферу газы. Да и радиоактивный калий и
другие радиоактивные элементы сосредоточились в
гранитах и стали менее подвижными.
И вновь понять причины появления изгнанников
круговорота помогает представление о дренажной
оболочке нашей планеты.
43

Мы уже знаем, что вначале холодное вещество
мантии когда-то нагревалось, началось образование пара,
который поднимался, конденсировался при 374° С и
опускался уже в виде жидких растворов. Одним
словом, заработала дренажная оболочка, и над мантией
образовалась земная кора. Началось движение
растворов и паров, часть их прорывалась на поверхность
Земли. Происходили выбросы, извержения паров,
солевых растворов. Сконденсировавшаяся влага
растекалась по Земле первыми озерами, реками,
морями. Возможно, конечно, она была не единственной
водой тех времен, но роль дренажных растворов
очевидна: они поднимали глубинную воду на
поверхность Земли, где она включалась в образующиеся
водоемы.
Начали выпадать дожди. Вода стала смывать
возвышенности, горы — подниматься, дно морей —
опускаться. Начал действовать круговорот. Когда он
возник? Ученые склоняются к мысли, что кора
образовалась 4 миллиарда лет назад. За это время по путям
круговорота успела пройти масса вещества, в 5—6 раз
превышающая объем всей земной коры. Это значит,
что она по крайней мере 5—6 раз сменила атомы и
молекулы, из которых составлена. Прошли сложнейшие
процессы выветривания и вымывания различных
компонентов. В итоге возникли океаны и скопления
солей в них, образовались рудные месторождения,
сформировался состав атмосферы.
«Изгнанники» великого круговорота заняли
предопределенное законами динамического равновесия
место на нашей планете.
«Родственные» связи веществ, выпавших из
круговорота, и веществ, содержащихся в растворах,
дренажной оболочки, зачастую не требуют долгих
доказательств. Например, связь океанических вод с
глубинными растворами подтверждается постоянством
солевого состава этих вод и широким, включающим
почти все элементы, набором химических соединений,
а главное — существенным отличием от состава солей
озер.
Гидросфера, как и атмосфера Земли, рождена
круговоротом огромных масс вещества земной коры и
верхней мантии, она — дитя дренажной оболочки.
44

Уходят «изгнанники», но круговорот продолжается.
Потери не обедняют состава земной коры, он,
наоборот, усложняется, обогащаясь теми элементами,
которые непрерывно поднимаются из недр земных.
КРУГОВОРОТ ВЕЩЕСТВА ОБЪЯСНЯЕТ...
Мы уже упоминали о том, что из всех подсчетов
следует: десятка миллионов лет достаточно для полного
смыва той части материков, которая возвышается над
уровнем воды океана. Но и сегодня на материках
обнаруживают ископаемые остатки фауны и флоры,
населявшей Землю многие сотни миллионов лет назад. Они,
эти остатки, нетронутыми долежали до того часа, когда
бережная рука исследователя извлекла их из земных
пластов. Спрашивается; как они сохранились? Почему
снос материков не затронул их? Даже если мы
допустим длительное динамическое постоянство материков,
сохранение остатков окаменевших растений и
моллюсков выглядит парадоксальным. Не могли же они
самовозобновляться?
Кроме того, в размещении остатков фауны и
флоры внутри земных пластов наблюдается еще одна
аномалия.
Кажется очевидным, что, опускаясь в толщу
осадочных пород, мы будем встречать останки все более
древних ископаемых. И наоборот, на поверхности
окажутся самые молодые образцы, чей возраст исчисляется
какими-нибудь 10—20 тысячами лет. Но в
действительности природа часто нарушает логику ожидания.
Пласты пород, особенно в горных областях, довольно
часто залегают не так, как следовало бы — старые
внизу, молодые сверху, а в обратном порядке.
Как же можно объяснить эти парадоксы?
Мы это сделаем, привлекая все те же
представления о круговороте твердого вещества между основными
разновидностями земной коры и верхней мантией.
Итак, на дно океана непрестанно оседает
приносимая реками материковая взвесь. Она образует сначала
рыхлые, а затем плотные, тяжелые осадки. В них
погребаются остатки растений и животных. Со временем
осадочные породы попадают в дренажную оболочку,
меняют там свой химический и минеральный состав,
плотность, прочность, пористость — короче, большин-
45

ство своих свойств. Характерная деталь ветви
круговорота: из осадков почти ничего не извлекается, в них
только привносятся новые вещества. И без того
тяжелые слои дна, обработанные растворами,
надкритическим паром дренажной оболочки, становятся еще
тяжелее, под весом новых отложений спускаются далее
и, пересекая границу Мохоровичича, попадают в
мантию. Трудно предсказать, до какой глубины будет
продолжаться это погружение. Оно определяется большим
числом независимых и связанных между собой
обстоятельств. Вероятно, уплотненные осадки спускаются в
те верхние слои мантии, где плотность мантийного
вещества несколько больше плотности пород
океанического дна. Ведь породы, слагающие слои верхней
мантии,— это те же бывшие осадочные породы и бывшие
породы коры океана, опустившиеся несколько раньше.
Ниже лежат более плотные, Вероятно и более твердые,
породы средних слоев мантии.
Известно, что породы, нагреваемые выше 450—
500° С, поглощают водяные пары и становятся менее
прочными и менее вязкими. Не исключено, что
поэтому породы мантии приобретают способность к
горизонтальным перемещениям. Постоянно поступающие в
верхние слои мантии порции океанской коры своим
давлением продвигаются в пределах мантии к тем
местам, где опи восходят вслед за всплывающими
материками. И вновь на пути бывших осадочных, а теперь
мантийных пород встречается дренажная оболочка.
Но поскольку бывшие осадки на этот раз входят в
дренажную оболочку снизу, а не сверху, то и характер
этой второй обработки тоже меняется на обратный.
Двойная обработка в дренажной оболочке сильно
изменяет первоначальный облик осадочного вещества, но
кое-что все же остается. В осадках часто хорошо
сохранены следы прежней слоистости и, как это ни
удивительно, сохраняются подвергшиеся минерализации
остатки растений и морских организмов. Появляются
и новые черты, признаки глубоких превращений
первоначального вещества: известняки становятся
мрамором, уголь — графитом, только зубы акул не
изменяются вовсе.
Движение осадков сквозь дренажную оболочку
похоже на вращение «чертова колеса». Обод такого колеса
46

погружается в океан, чтобы вынырнуть на поверхность
материковой породой.
Так или иначе, но под материки поступают бывшие
осадочные породы, слагавшие когда-то дно океана. Они
включают в себя «геологическую летопись» — остатки
древней жизни. Пласты пород, погрузившиеся на дно
океанов, а затем поступившие из мантии в состав
горных областей материков, непохожи на листы одной
книги, они напоминают нагромождение частей разных
книг, пододвинутых одна под другую. Те, которые
погрузились давным-давно в кору океана, имеют шансы
первыми войти в состав коры материков, а более
молодым осадочным породам дна еще предстоит
погрузиться в кору, затем переместиться под материки,
пройти дренажную оболочку и когда-то, в далеком
будущем, выйти на поверхность материка.
Еще и сейчас, обнаружив на материке остатки
морских животных и морские породы, исследователь
делает однозначный вывод: в далеком прошлом здесь
было море или даже океан. Знание свойств дренажной
оболочки позволяет дополнить это заключение: море
пришло сюда издалека. Рожденные некогда в нем породы
и отложившиеся в них остатки организмов
пропутешествовали сквозь недра земной коры, побывали в
мантии, вновь вошли в ткань материков и явились на
поверхность как свидетельство извечного движения
вещества, о котором писал В. И. Вернадский:
«Круговые процессы теснейшим образом связаны с тем, что
благодаря геологическим смещениям на земной
поверхности постоянно идет переход материи, т. е.
химических элементов, из одного места в земной коре в
другое. Они попадают из верхних слоев ее в более
глубокие, нижние и обратно. В течение долгих чередований
геологического времени такое перемещение неизбежно
идет для всего вещества земной коры...
...Круговые процессы характеризуются тем, что
свободная энергия их, когда цепь замкнута, равняется
нулю и в течение всего процесса она стремится к
минимуму. Их отдельные стадии представляют устойчивые
равновесия. Для того, чтобы процесс мог возобновиться,
необходим приток внешней энергии...
...Эту внешнюю энергию, оставляя в стороне
частности, природные круговые процессы получают на
поверхности земной коры как в биосфере, так и в мета-
47

морфической и магматической областях. В первом
случае ее носителями — аккумуляторами — являются хло-
рофиллоносные организмы, собирающие и
распределяющие лучистую энергию Солнца, которую они
превращают в химическую, и низшие бактерии,
непосредственно использующие богатые кислородом вадозные
минералы, кислород которых, в конце концов, добыт
за счет той же лучистой энергии Солнца. Во втором
случае источником энергии — тепловой энергии
Земли — является атомная энергия».
Круговорот вещества создал внешний облик нашей
планеты и позволяет сохранять его постоянство в
течение миллионов и миллиардов лет.
ГРАНИТЫ — СТАРЫЙ СПОР
Почти двести лет не ослабевает спор о происхождении
гранитов. Спор возник во времена, когда ничего не
было известно о радиоактивном распаде и о скоплении
радиоактивных веществ в гранитах. Но и сегодня все,
что касается гранитов, не находит вполне приемлемых
объяснений. Граниты слагают верхнюю половину
мощности коры континентов. В коре океана они
отсутствуют. Но в коре древних островов и микроконтинентов
имеются. Существуют гипотезы, по которым граниты
образовались вследствие разделения расплавленного
вещества земных недр. Но почему это разделение не
затронуло недра мантии под океаном, никто объяснить
не может. По мнению В. В. Белоусова, граниты, как
наиболее легкие породы, всплыли на всей поверхности
Земли еще на первой стадии образования коры, но
потом потонули — погрузились в мантию, а вместо них
всплыли более плотные базальты там, где теперь
находятся океаны. Глобальная тектоника плит считает,
что граниты на дне океанов просто еще не успели
образоваться, так как дно океанов очень молодое.
Другие ученые полагают, что граниты образовались
не из расплавов, а из разных пород в результате
замещения одних минералов другими. Однако открытым
остается вопрос о механизме, благодаря которому одни
минералы удаляются, а другие откуда-то привносятся
в породу. Нет убедительного ответа на многие другие
важные вопросы, например: почему граниты, несмотря
на весьма различное время существования горных об-
48

ластей и интенсивную их эрозию, всегда находятся
почти на одной и той же глубине? Наконец, почему
именно в гранитах сосредоточены радиоактивные
элементы Земли?
Список таких вопросов может быть продлен.
Как же превращаются в гранит базальты, если им
доводится, опускаясь, пересекать границу Конрада?
Как превращаются в базальт граниты, если им
случается, поднимаясь, пересекать поверхность Конрада?
Что все же мешает образованию гранита в коре под
океанами?
Чтобы попытаться найти ответ на некоторые из
заданных вопросов, вновь обратимся, к недрам коры, где
работает уже знакомая нам особая мастерская —
дренажная оболочка земной коры. Полагаем, что это и есть
та чудесная прослойка планеты, в которой происходят
важнейшие процессы земной коры во всем их
многообразии.
ЧУДЕСНАЯ МАСТЕРСКАЯ МИНЕРАЛОВ
О некоторых общих свойствах названной дренажной
оболочки мы уже рассказали. Существенной
особенностью ее оказалась способность транспортировать
минеральные растворы по горизонтали над поверхностью
Мохо на большие расстояния — из-под материков в
кору океанов. Вода, опускаясь в дренажную оболочку,
вымывает из вещества материков и вещества мантии,
поднимающегося в материки, определенные
химические соединения и по каналам дренажной оболочки
переправляет их под океаны, где растворы, поднимаясь
в океан, пронизывают кору океанического дна,
преобразуя осадочные породы в составляющие ее базальты.
Для того чтобы древняя, всюду одинаковая
исходная кора разделилась на кору материков и кору
океанов, растворы должны были перенести по дренажной
оболочке огромное количество тепла и растворенных
веществ. Так, если исходная мощность коры была в
среднем равна 15 километрам, то под материками она
стала равной 37 километрам. Для этого надо было
превратить 3,2 миллиарда кубических километров
вещества мантии в вещество коры материков, а под
океанами, наоборот, такой же объем коры — в вещество
мантии. Под материками поверхность Мохо надо было
опустить на 22 километра, а иод океанами — поднять
41)

Кора океана
Кора суши
Океан
Условные обозначения:
Поверхность Мохоровичича
Прирост коры суши вследствие охлаждения
вещества мантии: слой 22 км
объем -3278 млн. куб. км
Уменьшение коры океанов вследствие ее нагрева
и превращения в вещество мантии:
слой 8 км
объем- 2888 млн. куб. км
Направление движения водных растворов
по дренажной оболочке
Дренажная оболочка и греет и охлаждает

на 8 километров. Чтобы это произошло, растворы,
проникавшие сквозь кору суши, должны были не только
охлаждать вещество мантии, но и вымывать из него
соединения, богатые магнием, кальцием и железом.
Это уменьшает плотность пород, изменяет состав и
превращает их в породы земной коры. Перемещение
тепла и растворенных веществ из-под материков под
океаны, а затем в кору океана превращало ее в
вещество мантии.
Если сравнить химический состав гранитов и
базальтов, то увидим заметные различия. Граниты на
10—15 процентов богаче кремнеземом, зато базальты
содержат больше окислов магния, кальция, железа.
Это придает веществу суши более кислый характер,
породы океанического дна отличаются более
щелочными свойствами.
Гранит — характерная примета континента. В коре
океанов его, как правило, нет. Почему, спрашивается?
Ответ можно найти в глубинах дренажной оболочки
и процессах, происходящих в ней.
Дренажная оболочка работает как
специализированный химический завод — принимает соединения
одного состава и выпускает продукцию нового
наименования: гранит — базальт, базальт — гранит — таковы
переходы на уровне границы Конрада. Примечательно,
что дренажная оболочка «работает со знаком качества»
миллионы лет и состав коры материков и коры дпа
океанов почти не меняется во времепи. В древних и
в молодых горных районах кора почти одинакова. Итак,
основа технологии гранита и базальта в дренажной
оболочке — это физико-химические процессы, идущие в
слое пород между поверхностями Мохоровичича и
Конрада. А процессы эти известны: от границы Конрада
вниз движутся жидкие растворы, богатые кальцием,
магнием и железом; навстречу им от границы Мохо
поднимается пар, несущий в себе кремнезем, соли
калия и другие летучие вещества. Процесс вымывания
кальция, магния, железа из пород и замена их
кремнеземом — это и есть гранитизация.
Замещение одних элементов другими особенно
интенсивно совершается у границы Конрада. Сюда пар
приносит кремнезем, который взаимодействует с
карбонатами кальция и другими породами. На место
каждого атома кальция «садится» атом кремния. Порода
51

прорастает кремнекислотой по всему объему и, теряя
первоначальные свойства, становится гранитом.
Так бывает, если земные пласты поднимаются вверх
и базальт переступает границу Конрада. Ему
приходится перестраивать свою внутреннюю структуру,
включая молекулярное строение и химический состав.
На границе Конрада происходит «гранитизация».
Большой переделке подвергается и гранит, если
он, опускаясь, проходит дренажную оболочку.
Восходящий надкритический пар «выдувает» из него
кремнезем и выносит его выше границы Конрада. Зато
проникающие сверху жидкие растворы приносят магний,
кальций и железо, которые могут «спокойно» занять
освободившиеся от кремния места. Гранит становится
базальтом.
А как в коре океанов? Почему там нет гранитов и
нет границы Конрада? Ведь она должна образоваться
там, где конденсируются восходящие из дренажной
оболочки водяные пары. Дело в том, что образование
гранитов требует и привноса летучих с паром веществ,
и выноса веществ, хорошо растворимых в нисходящих
жидких растворах. В коре суши идут именно эти
процессы. А в коре океана существует только восходящее
движение, направленное из дренажной оболочки в
океан — только привнос, а выноса не происходит. Морская
вода не опускается в кору, ее не пускает туда
более высокое гидростатическое давление. Материковый
столб жидкости создает высокое давление в дренажной
оболочке, гонит по ней растворы в сторону океана и
выдавливает их наружу, вверх. Это давление в коре
океанов и не дает их водам просочиться в глубины.
Короче, в океаническом дне не работает мастерская
гранитизации, не те здесь условия. В кору дна океанов
поступают и щелочные металлы, и кремнезем,
выносимые снизу паром, и соли кальция, магния, железа —
с водными растворами. Входя в породы и
взаимодействуя с ними, они преобразуют осадочные породы в
разновидности океанических базальтов.
АТОМНОЕ ТОПЛИВО ПЛАНЕТЫ
Теперь, когда роль процессов в дренажной оболочке,
образующих граниты, ясна, можно объяснить
накопление радиоактивных веществ в земной коре, и
именно в гранитах.
52

Дренажная оболочка выступает в роли
химического комбината, который не только производит, но и
транспортирует свою продукцию на огромные расстояния.
Учтя эту особенность дренажной оболочки, можно
представить, как могло происходить накопление
радиоактивных соединений в земной коре. Вообще это
явление настолько удивительно, что ни одна уважающая
себя теория развития Земли не должна обходить его
молчанием. Представим себе земной шар в разрезе.
Используем снова аналогию с яйцом. Желток — ядро,
белок — мантия и кора — тоненькая пленочка,
облекающая белок под скорлупой. Оказалось, что основные
массы радиоактивных веществ сосредоточились в
породах именно этой пленочки, масса которой равна всего
четырем тысячным долям массы Земли. Как могло это
случиться?
Картина рисуется такая. Когда-то холодная Земля
постепенно разогревалась, начиная с центра. Там и
зародилась дренажная оболочка, которая, разумеется,
очень мало походила на нынешнюю. Но и в те
геологически очень далекие времена жидкие растворы
опускались, а пары восходили и выносили кверху
кремнезем и другие летучие вещества, в том числе и
радиоактивные элементы. Земля разогревалась, дренажная
оболочка поднималась все выше от центра, а
радиоактивные соединения, содержание которых измеряется
малыми долями грамма на тонну пород, двигались
вместе с ней, обогащаясь и концентрируясь в ее
породах.
Наконец установилось нынешнее динамическое
состояние, когда подавляющая часть (по расчетам —
примерно 95 процентов) радиоактивных веществ
скопилась в земной коре. Остальные 5 процентов
содержатся в мантии, а в ядре их вовсе нет. Этот эффект
можно пытаться объяснить и с помощью гипотезы
«зонной плавки». Однако теория и практика
технологических процессов очистки различных веществ
показывает, что даже этот метод не дает таких
исключительных результатов концентрирования примесей в
таком небольшом участке, составляющем всего четыре
тысячные массы образца.
Кроме того, «зонная плавка» не объясняет, почему
же радиоактивные вещества находятся не в базальтах,
а в гранитах. Ведь граниты находятся лишь на трети
53

площади земного шара. Остальные 70 процентов
покрыты корой океана, состоящей из базальтов.
Рассмотрим в свете гипотезы дренажной оболочки
причины накопления калия, в том числе и
радиоактивного изотопа калия-40, в гранитах.
Несмотря на то что хлористый калий растворим
в воде лучше, чем хлористый натрий, в воде океана
накопилось почти в 50 раз больше атомов натрия, чем
атомов калия. В то же время в гранитах калий
преобладает. Объясняется это тем, что калий, как более
сильное основание, вытесняет натрий и кальций, а сам
входит в состав минералов, слагающих гранит,
особенно в полевой шпат.
Соли калия, поступающие в дренажную оболочку
при круговороте твердого вещества, уносятся из нее
вверх восходящим паром, и калий накапливается в
полевых шпатах гранитов. По мере эрозии суши,
наиболее интенсивной, естественно, з горах, кора суши, а
с ней и граниты поднимаются все ближе к дневной
поверхности. Здесь они подвергаются выветриванию,
и калий образует растворимые в воде соли. Вода,
опускаясь, снова уносит значительную часть калийных
солей к поверхности Конрада, где калий, встречая
медленно восходящие молодые граниты, включается в их
состав. Происходит обогащение новообразующихся
гранитов калием, в том числе его радиоактивным
изотопом К-40. Можно предполагать, что и другие
радиоактивные элементы подобным образом задерживаются
в минералах, слагающих гранит.

Глава 3. КЛЮЧ
ОТ ТЫСЯЧИ ДВЕРЕЙ
Простой механизм дренажной оболочки многое
объясняет в науках о Земле. Но гипотеза о дренажной
оболочке — это гипотеза о некоем общем принципе
формирования планетной коры. Были бы лишь подходящие
условия, то есть температура, жидкое состояние
растворов, проницаемые породы, и тогда такая же оболочка
возможна не только на Луне, но по крайней мере и на
Марсе.
Пока же рассмотрим, может ли дренажная
оболочка объяснить такие факты и явления, которые не
находят объяснения в существующих гипотезах.,
ЗАГАДОЧНАЯ СЛОИСТОСТЬ
И в ядре, и в мантии, и в коре земного шара имеются
оболочки. И у каждой свое происхождение, свои
свойства. Узнают о существовании всех этих слоев с
помощью известных нам сейсмических волн. Например,
скорость Р-волн, которая под слоем Мохоровичича
равна 8 километрам в секунду, постепенно растет с
глубиной и на расстоянии 2900 километров от поверхности
Земли достигает 14 километров в секунду. А затем
сразу резко падает до 8 километров в секунду. Чем
объяснить этот перепад? Считают, что здесь проходит
граница между ядром и мантией. Глубже ее
сейсмические S-волны не проходят, а раз так, значит, вещество,
в котором они перемещаются, находится в жидком
состоянии. Этот «жидкий» слой принадлежит внешнему
ядру, которое, вероятно, состоит из железа.
Вода, безусловно, участвует в образовании не всех
оболочек Земли. Однако есть основания предполагать,
что рождением своим они во многом обязаны тому же
механизму, который действует в дренажной
оболочке,— циклическим фазовым превращениям веществ,
55

Новым в нашем рассмотрении роли воды в жизни
земной коры, в создании ее оболочечного строения
является то, что появление резких границ, на которых
происходит изменение физических свойств и
химического состава пород, связывается с фазовыми
переходами у изотерм критической температуры воды.
Конечно, совершенно естественным представляется и
образование границ, связанных с фазовыми переходами
других веществ.
Границы, вызываемые вертикальной циркуляцией
восходящего пара и нисходящих растворов, проходят в
любых породах и связаны только с температурами, до
которых нагреты породы. Важно то, что границы
являются, как это уже высказывали многие ученые,
границами наложенными: они не имеют родственной связи
с природой тех пород, в среде которых проходят. Ни
состав пород, ни глубина залегания данного горизонта
не определяют фазовых переходов воды в
надкритическое состояние, и поэтому дренажная оболочка
проходит и на глубине 5—7, и на глубине 50—70 и даже
более километров.
В недрах Земли много различных химических
соединений, легко подвергающихся фазовым
превращениям. В принципе такие соединения могут
накапливаться у своих изотерм так же, как это происходит с
водой и водными растворами,— в критическом
состоянии. Разные химические соединения и даже отдельные
элементы могут взять на себя роль воды в таком
механизме.
Вот, например, сера. Если Земля образовалась из
вещества, сходного с метеоритным, то и состав этих
веществ должен быть близок., Однако содержание серы
в породах земной коры почти в 20 раз меньше, чем
в метеоритах. Почему? Куда она девалась?
Идея дренажной оболочки поможет объяснить
кажущееся исчезновение серы. Установлено, что на
глубине 200—300 километров имеются условия,
благоприятные для фазовых превращений серы. Там она
испаряется, образовавшийся пар поднимается,
конденсируется, и жидкая сера проникает вниз... Она в своем
дренажном слое повторяет цикл, который проходит
вода в нашей дренажной оболочке. Но
физико-химические свойства серы намного отличаются от свойств
воды. Поэтому и дренажная оболочка у нее толще (по
56

приближенным подсчетам — до 90 километров). Вот
там, вероятно, и «прячется» сера, которую
недосчитывают ученые в коре Земли.
А вот другой пример, когда идея дренажной
оболочки может оказаться плодотворной. Есть в недрах
Земли оболочки, обладающие хорошей
электропроводностью. Их называют С-слои, по ним ток проходит
лучше, чем в соседних пластах. Вполне вероятно, что
эти слои, обнаруженные на глубине 60—90
километров, окажутся изотермическими поверхностями
критических температур растворов некоторых металлов.
Может быть, это цинк или свинец мигрирует в таких
слоях, переходя из газовой в жидкую фазу,
«металлизируя» породы. Достаточно нескольких процентов этих
элементов, чтобы вмещающие породы изменили
плотность и обрели хорошую электропроводность.
Даже происхождение разграничительного слоя,
отделяющего ядро от мантии, в принципе может быть
объяснено с помощью идеи о дренажной оболочке.
Действительно, обнаружено, что граница ядра Земли
состоит из вещества, непроницаемого для поперечных
сейсмических волн. Таким свойством обладают
жидкости. В парожидком состоянии при температуре,
близкой, как считается, к 1500°, может находиться,
например, ртуть. Чем она хуже железа, которому можно
составлять ядро? Ее критическая температура — 1450°.
Общая мощность ртутного слоя, как показывают
расчеты, может колебаться около 50 метров. Жидкий слой
ртутных амальгам может отражать поперечные
сейсмические волны и поставить заслон на пути их
проникновения во внутреннее, твердое ядро Земли.
КЛАД ЖЕЛЕЗОМАРГАНЦЕВЫХ КОНКРЕЦИЙ
Ежегодно, как было подсчитано, в недра земной коры
суши проникает около одного килограмма воды на
каждом квадратном метре, а всего в дренажную оболочку
материков поступает 150 кубических километров, или
150 миллиардов тонн, воды. Вся она входит в оболочку
в виде растворов минеральных веществ. Трудно назвать
точную концентрацию растворенных веществ и их
состав. Правда, эта вода не остается в дренажной
оболочке, и на протяжении года ее столько же выходит в
океан, сколько проникает сквозь сушу. Можно быть
57

уверенным, что тот солевой состав, который характерен
для океана, совсем иной, нежели растворов,
поступающих в дренажную оболочку. Ведь вся вода океана
проходит через материковую кору в дренажную оболочку
всего за 10 миллионов лет, а на протяжении миллиардов
лет она прошла сотни раз. Поэтому из многократно
выщелоченной коры суши вновь проникающие воды
забрать могут не очень много растворимых
компонентов. Они охлаждают и выщелачивают главным образом
те породы мантии, которые в количестве 12 кубических
километров ежегодно поступают в состав материков.
Но эти растворенные вещества, как было показано,
переносятся в кору океана и полностью остаются в тех
12 кубических километрах вещества осадочных пород,
которые погружаются ежегодно сквозь кору океана
в пределы мантии.
Охлажденные растворы, пройдя в океан, пополняют
его солевой состав только теми соединениями, которые
не выпали в коре и не прореагировали с ее породами.
Считается, что соли воды океанов имеют разное
происхождение. Одни из них принесены речными водами,
другие выброшены из недр при извержении вулканов.
Но кроме этих путей, как ясно из всего предыдущего
изложения, надо учитывать и пути привноса
различных солей, которые приходят с той водой, какая
ежегодно проникает из дренажной оболочки сквозь кору
в океан. Общее ее количество достигает 150
кубических километров, какая-то часть этого объема воды
выбрасывается при вулканических извержениях,
происходящих как на суше, так и под водой.
Большой практический интерес проявляется к
отложениям железомарганцевых конкреций. Общее их
количество в океанах приближается к 400 миллиардам
тонн.
С точки зрения развиваемого представления о
дренажной оболочке накопление огромных масс конкреций,
содержащих соли различных элементов (в том числе
редких и рассеянных), произошло в результате
постоянного выхода растворов из дренажной оболочки в
океан. Количество их в среднем составляет около
трети литра и до полулитра в год на квадратный метр.
Просачиваются в океан они, конечно, неравномерно,
а преимущественно там, где кора тоньше. Вероятно,
и железо, и марганец присутствуют в этих растворах
58

в виде растворимых двухвалентных соединений, но,
поступая в воду океана, они под влиянием
растворенного в морской воде кислорода переходят в
нерастворимые трехвалентные соединения. Выпадая сначала в
виде коллоидных взвесей, они захватывают с собой и
элементы, содержащиеся в морской воде. О том, что
конкреции образуются из растворов, поступающих из
дренажной оболочки сквозь кору океанов,
свидетельствуют и особенности их химического состава, и
многочисленные случаи недавнего образования весьма
крупных наращений железомарганцево'го состава на
орудийных стволах потонувших судов и на других
частях кораблей.
Содержание основных элементов в конкрециях
находится в строгой зависимости от содержания в них
марганца. Чем больше марганца, тем больше
содержание железа, кальция, никеля, фосфора и других
ценных элементов. Количество железа в конкрециях
Индийского океана ниже, чем в Тихом океане, но в
обоих случаях увеличивается с ростом содержания
марганца.
Химический состав растворов в этих районах
весьма сложный. В составе железомарганцевых конкреций
обнаружено свыше 30 элементов, в том числе кроме
железа и марганца никель, медь, кобальт, фосфор
и др.
В растворах, из которых образуются железомар-
ганцевые конкреции, состав и соотношение
радиоактивных элементов могут быть весьма различными.
Именно поэтому при определении возраста конкреций
по содержанию и изотопному составу радиоактивных
элементов получаются самые неожиданные
результаты. В сущности если конкреции действительно
возникли из восходящих растворов, то они и ныне
продолжают наращиваться и изменяться в составе, так как
растворы из дренажной оболочки поднимаются
непрерывно.
НЕФТЬ ОБРАЗУЕТСЯ СЕГОДНЯ
Происхождение нефти и сейчас еще во многом не
объяснено. В итоге многолетних исследований
победили сторонники гипотезы, из которой следует, что
современные нефтяные залежи образовались из древних
59

захоронений органического вещества. В осадочных
толщах болот, морей и океанов копились останки
растительных и животных организмов, и в определенных
условиях они превращались в разные химические
соединения, из которых в итоге и образовались
скопления нефти и газа.
Сторонники же неорганического происхождения
считают, что нефть либо накопилась в недрах при
образовании Земли, либо образуется в мантии в
результате взаимодействия паров воды с углеродсодер-
жащими соединениями при высоких температурах и
давлениях. Главным доводом в защиту такого
происхождения нефти служит то, что нефть во многих
месторождениях приходит в поверхностные слои через
глубокие разломы в кристаллических породах, где, как
принято считать, не могут находиться остатки
растительного или животного происхождения. Поэтому
«неорганики» обещают заманчивую для промышленников
неисчерпаемость нефтяных ресурсов.
Неожиданное подтверждение органической теории
можно найти с помощью представления о дренажной
оболочке и о круговороте твердого вещества земной
коры и мантии.
Ресурсы органического вещества в земной коре
огромны. Размещено оно как в осадочных, так и в
кристаллических породах, которые образуются в
основном из осадочных в процессе круговорота.
Общее количество органического вещества на
нашей планете в свое время интересовало В. И.
Вернадского. Он писал: «Должно, следовательно,
существовать простое числовое соотношение, еще неизвестное,
между количеством свободного кислорода нашей
планеты, ее биосферы и массой каменных углей,
битумов и нефтей, карбонатов, в ней существующих».
Сейчас свободный кислород нашей атмосферы
оценивается учеными как продукт фотосинтетической
деятельности растений. Другие, не связанные с жизнью
растений реакции дают ничтожные количества
животворного газа. Между свободным кислородом
планеты и всеми природными органическими соединениями
существует числовая зависимость. Поэтому легко
подсчитать запасы органического вещества, зная ресурсы
свободного кислорода. Оказалось, что количество
органики на нашей планете в тоннах измеряется числом
60

с четырнадцатью нулями, оно в сотни раз превосходит
все разведанные запасы горючих ископаемых.
Содержащие органику породы находятся в
постоянном круговороте, проходя свой долгий путь.
Долгий! В этом слове заключена особенность
природных процессов, преобразующих Землю. Если
допустить, что в пределах дренажной оболочки и мантии
бывшие осадочные породы, вмещающие органику,
преодолевают средние расстояния из коры океана в кору
суши протяженностью 1000 километров со скоростью
1 сантиметр в год, то длительность пребывания их там
составит примерно 100 миллионов лет.
Даже такой ориентировочный расчет показывает,
что у органического материала, опустившегося вместе
с осадками в недра мантии, есть достаточное время
для самых сложных химических превращений,
особенно если учесть характерные для этих глубин
высокие температуры, высокое давление, мощные
катализаторы. Там рождаются нефть, газ, твердые горючие
ископаемые. Процесс этот идет непрерывно, он так же
«вечен» и постоянен, как речной снос и накопление
органики в осадочных породах. Количество захороня-
емой в недра коры океана органики, если в морских
осадках ее 1—2 процента, может дать ежегодно около
100—200 миллионов тонн горючих ископаемых. Но в
осадках может быть и больше органики: ведь она не
только сносится с материков, но и в больших
количествах скапливается на дне при отмирании морских
растений и различных организмов. Вся она может
быть захороненной и пройти путь сквозь дренажную
оболочку в мантию, а затем в кору суши. Правда, в
настоящее время мировая добыча всех видов топлива
за год подходит к 8—10 миллиардам тонн, тогда как
пополнение составляет значительно меньшую величину.
Интересно, что круговорот веществ перекидывает
мостик перемирия между двумя давно и упорно
противоборствующими гипотезами. Защитники
органического происхождения получают в этом случае нефть
из глубин, из областей, расположенных
преимущественно ниже поверхности Мохо. В мире гипотез,
полном противоречий и противопоставлений, возникает
участок согласия. Может быть, именно дренажной
оболочке предопределено примирить и связать эти
враждующие точки зрения? Важно то, что нефть об-
Ы

разовалась в результате круговорота, и что процесс ее
образования постоянен, и что главные ресурсы нефти
могут находиться в слоях верхней мантии океанов, а не
в коре континентов.
Итак, не только само существование континентов и
океанов, но и образование горючих ископаемых — все
это результат постоянно совершающегося в пределах
земной коры круговорота веществ.
Особую роль в этих превращениях играет
органическое вещество, заключающее в себе энергию Солнца.
ЭТА СОЛНЕЧНАЯ ЗЕМНАЯ КОРА
Солнце для земной коры — «вечный» источник
энергии. Неперечислимо велик список процессов, которые
не смогли бы совершиться на Земле без участия
солнечной энергии. Но ее действие не ограничивается
земной поверхностью: она проникает в такие
заповедные глубины, куда не пробраться прямым солнечным
лучам. Переносчиком солнечной энергии служит
органическое вещество планеты. За год на каждом
квадратном метре суши образуется' в среднем 1—1,5
килограмма растительного вещества, если учитывать только
его безводную часть. С водой эта цифра возрастет в
4—5 раз. Растения и организмы отмирают, и продукты
их распада становятся участниками великого
круговорота. Заключенная в них частица солнечной энергии
опускается в недра — к дренажной оболочке и глубже.
Значение органического вещества для земной коры,
оказывается, намного сложнее и многообразнее, чем
можно было бы предполагать.
Существуют разные источники тепла,
обогревающие земную кору: внешний и внутренний — Солнце и
тепло недр. Земля излучает свое внутреннее тепло в
мировое пространство. И хотя это излучение не очень
велико, каких-то 35—40 калорий с каждого
квадратного сантиметра, но вся поверхность земного шара
ежегодно теряет столько тепла, сколько его
выделяется при сжигании 25 миллиардов тонн угля. В
космических масштабах это очень мало, и если бы Земля не
получала солнечного тепла, а обогревалась только за
счет «собственных резервов», то температура на ее
поверхности была бы выше абсолютного нуля всего на
30° и равнялась бы—243° С. А вот от Солнца к Земле

Приходит на единицу площади земного шара почти в
7 тысяч раз больше тепла, чем его поступает изнутри.
Это тепло и поддерживает в среднем на 250° более
высокую температуру. Каждый год от Солнца приходит
к Земле столько тепла, сколько его содержится в
количестве тонн условного топлива, измеряемом числом с
14 нулями.
Между тем внутренний источник тепла на Земле
иссякает, общее количество радиоактивных элементов
вследствие их непрерывного распада сокращается, и
за прошедшие 4 миллиарда лет выделение
радиогенного тепла уменьшилось не менее чем в 4 раза. Эта
потеря восполняется энергией Солнца, которую акку
мулирует органическое вещество. А масса этого
вещества на протяжении последних 3 миллиардов лет
увеличивается из года в год.
Надо учесть также, что распределение
радиоактивного тепла неравномерно. Под океанами его выделяется
меньше, чем под сушей, причем в коре океанов его
было бы еще меньше, если бы не горячие растворы,
которые выносят из-под материков часть их тепла и
вносят его в кору океанов.
Подсчеты показали, что для активной
«жизнедеятельности» земной коры только радиоактивного тепла
недостаточно, на помощь великому круговороту
приходит солнечная радиация. Она включает в круговорот
поверхностную воду и выступает главной причиной
перемещения масс материкового вещества в океаны.
Солнце, заряжая энергией растения, посылает ее
вместе с водными растворами в глубь Земли. Там в
условиях высоких температур и высокого давления
органика как бы сгорает без доступа воздуха. В итоге из
органического вещества образуются более обуглеро-
женные горючие ископаемые: бурые и каменные угли,
антрациты, сапропелиты, нефти и природные газы.
Длящийся миллионы лет, этот процесс сопровождается
постоянным выделением тепла, которое вместе с
радиогенным теплом и подогревает земную кору,
стимулируя круговорот. Таким образом, Солнце не только
на поверхности, но и в земных глубинах продолжает
обогревать Землю.
Истинно — Земля пронизана Солнцем. «Через
живое вещество,— писал В. И. Вернадский, — энергия
63

Солнца постепенно передается в более глубокие части
планеты — ее коры» *.
Однако Солнце проникает в земные недра не
только в форме «органических аккумуляторов».
Существуют и неорганические вещества, помогающие солнечной
энергии «осваивать» кору планеты на всех уровнях, от
поверхности до мантии. Поглощенное на поверхности
в одних химических реакциях, тепло Солнца
освобождается в недрах при высоких давлениях и
температурах в других химических процессах. Поглощается
солнечное тепло и при разрушении пород, при их на-
греве на поверхности Земли. Превращенная в пыль,
порода переносится реками в океан, образуя
осадочные породы, которые затем уходят в мантию и там
преобразуются в новые, кристаллические породы. Этот
процесс идет с выделением энергии: тепло Солнца с
неорганическими осадками проникает в далекие
глубины, в недра мантии.
Но как ни всемогуще Солнце, без участия воды ему
не реализовать великий круговорот. Только вода со
всем набором ее свойств — способностью, испаряясь,
подниматься облаками и, вновь конденсируясь, падать
дождем, растворять, переходить в глубинах в особое
надкритическое состояние — создает условия для
круговорота как энергии, так и вещества материков,
океанического дна и верхних горизонтов мантии Земли.
Значит, и в обогреве коры принимает несколько
неожиданное, хотя и косвенное участие дренажная
оболочка.
ПОЧЕМУ НЕ ПОГИБЛИ ДЕРЕВЬЯ!
Казалось бы, к чему этот вопрос в нашей теме?
Циклы, циклы, циклы... Они тесно связаны между
собой. Движение одного рождает движение другого,
цепляется за третий, а вместе они создают весь
механизм земной коры.
С великим круговращением твердого вещества
связан и такой важнейший цикл, как круговорот
углекислоты — двуокиси углерода.
В нашей атмосфере над каждым квадратным
метром земной поверхности находится всего лишь 4,6 ки-
* Вернадский В. И. Биогеохимические очерки. М., 1940.
64

лограмма двуокиси углерода. Это безмерно мало, если
учесть «аппетит» потребителей. В тропиках на
каждом квадратном метре поверхности почвы ежегодно
вырастает несколько десятков килограммов
растительности. А она, точнее, ее сухое вещество состоит
преимущественно из углерода, поставщиком которого
оказывается углекислота атмосферы. По подсчетам
академика А. П. Виноградова, всю атмосферную двуокись
углерода зеленые растения Земли должны были бы
поглотить в течение 10 лет. Но она не исчезает уже
миллионы и миллиарды лет.
Откуда же берутся дополнительные количества
этого соединения? Дело в том, что углекислота
воздуха находится в равновесии с той, которая
растворена в океанах: чем выше ее потребление в атмосфере,
тем значительнее поступление из воды. Но и в
океанах запасы углекислоты не бесконечны, хотя их здесь
и в 60 раз больше, чем в воздухе.
Однако существует еще один существенный
источник: углекислота возвращается в атмосферу при
распаде отмерших растений. Долгое время считалось, что*
образующейся при таком распаде углекислоты
достаточно для покрытия расходов на фотосинтез.
Дальнейшие исследования показали иное. Из
круговорота углекислоты ежегодно выпадают огромные
массы углерода, которые образуют залежи горючих
ископаемых. Сегодня в них содержится двуокиси
углерода в 50 раз больше, чем в атмосфере и Мировом
океане. Учтем также, что и организмы морей ежегодно
расходуют огромные массы углекислоты на свои нужды.
Дно океанов покрыто толщей из микроскопических
панцирей, ракушек, кораллов, состоящих из
углекислого кальция — карбоната кальция,— это миллионы и
миллиарды тонн углекислоты, выпавшей на
поверхность дна океанов в осадочных породах. Они
постепенно погружаются в недра коры, проходят серию
превращений в дренажной оболочке и далее проникают
в мантию. Процесс накопления панцирей и ракушек
идет на протяжении около 3 миллиардов лет. Он
прочно «прячет» углекислоту.
Выходит, круговорот углекислоты происходит с
потерями? Круг фотосинтеза вращается, но, вращаясь,
как бы истирается, становится тоньше и меньше из-за
3 С. Григорьев, М. Емцев 65

потерь углекислоты атмосферы, накапливающейся в
залежах карбонатов (соли угольной кислоты Н2СО3) и
рассеянного органического вещества. Где тонко, там и
рвется: когда-то вращение фотосинтеза должно было
остановиться. Но оно не остановилось. Мало того —
ничто не предвещает такого печального конца. Во
всяком случае в обозримом для человечества будущем.
Итак, почему же не погибли деревья?
Можно считать, что здесь тоже сыграла свою
положительную роль дренажшая оболочка Земли. Она
помогает возвратить в атмосферу недостающие
количества двуокиси углерода. Напомним, что в
надкритическом паре дренажной оболочки присутствует
кремнезем. Поднимаясь от поверхности Мохо, он встречается
с породами, содержащими углекислые соли, и
вступает с ними в реакцию обмена СаСОз + SiO2 * CaSiO3 +
+ СО2. Встреча двух потоков разрешается
образованием газообразной углекислоты, которая в конце концов
попадает в атмосферу. Так возвращается беглянка —
углекислота, подвергающаяся временному заключению
в карбонатных породах.
Есть еще один вероятный источник углекислоты —
это рассеянное органическое вещество земной коры,
которая буквально пропитана соединениями углерода
биологического происхождения. При взаимодействии с
окислами металлов углерод выступает как
восстановитель, он отнимает кислород и превращается в
углекислоту:
Уже на небольших глубинах породы земной коры
химически восстановлены: часть кислорода в составе
углекислоты изгнана из них постоянным и
длительным воздействием органического вещества. Это
неизбежно, если вспомнить, что в недрах много
углеводородных газов, они легко перемещаются по трещинам,
разломам и другим каналам и в порах, где
соприкасаются с окислами металлов.
Деревья и вся растительность Земли не погибли
потому, что круговорот вещества в водах через
дренажную оболочку приводит к постоянному возврату
углекислоты из самых, казалось бы, недоступных и
потаенных захоронений.
66

СЛУХОВЫЕ ТРУБЫ ОКЕАНА
В последние годы в океанах Обнаружены слои воды,
способные передавать звук на неожиданно большое
расстояние. Американский геофизик М. Юинг взорвал
в Атлантическом океане на глубине 1000 метров
небольшой заряд тринитротолуола. Звуковая волна
прошла огромные расстояния и была хорошо слышна за
5700 километров от места взрыва.
Эти слои воды получили название волноводов. Их
особенностью является пониженная плотность, они
работают как ловушка для звука. Благодаря полному
внутреннему отражению звуковая волна
перемещается, не уходит из слоя, пока ей хватает энергии.
Или пока не нарушится структура самого
волновода.
Обычно считается, что возникновение волноводов
вызывается двумя причинами: повышением
температуры слоя воды или уменьшением концентрации
растворенных в ней солей. Однако такие объяснения не
могут обосновать длительное существование
волноводов. Напомним, что толщина волноводов
незначительна, а значит, они подвержены различным
возмущающим влияниям течений.
И вообще с чего бы слой более теплой воды или
более легкой сохранял устойчивое положение на
определенной глубине? Ему, по всем физическим
законам, следует всплывать наверх, разрушая тем самым
волновод. Что-то не сходится в этих объяснениях!
Нужно искать иные, постоянно действующие причины.
По-видимому, ими могут быть глубинные газы.
В толще вод океанов постоянно рождаются,
развиваются, а значит, и умирают мириады микробов,
ракообразных, водорослей, рыб. Несть им числа! И вся
эта органическая плоть дождем падает на дно и тут
же подвергается переработке и разложению:
анаэробные микробы-гробовщики не дремлют, а, разлагая
растительные и животные остатки и разлагаясь сами,
постоянно поставляют газы (двуокись углерода, метан,
аммиак, сероводород и др.).
Но не следует, конечно, думать, что выделение их
подобно освобождению газа из бутылки шампанского.
Образующиеся при разложении органики газы в океане
попадают в сложные условия. Прежде всего давление*
3* 67

Схема волновода
при средней глубине океана 3,8 километра
гидростатическое давление на его дне достигает 400
атмосфер. А критическое давление двуокиси углерода равно
всего лишь 73 атмосферам. Выходит, что углекислого
газа на морском дне нет, а есть жидкая углекислота,
которая в воде растворяется значительно хуже, чем
газообразная.
И как здесь не вспомнить В. И. Вернадского,
писавшего о двуокиси углерода в морских глубинах:
«Ее критическая температура равна 30°, а
критическое давление — около 73 атмосфер. Из этого ясно,
что очень значительная часть биосферы лежит в поле
устойчивости жидкой углекислоты и в том числе весь
всемирный Океан — гидросфера! Уже при 0° и 33
атмосферах (330 метров глубины) углекислота (в
чистом виде) легко превращается в жидкость. На морских
глубинах ниже 730 метров (ниже критического
давления) жидкая углекислота должна быть устойчивой, а
не газообразной...»
Жидкая двуокись углерода легче воды. Поэтому ее
капли все время всплывают. Но вверху их встречает
граница перевоплощения. Примерно на глубине около
350 метров при 35—36 атмосферах жидкая
углекислота превращается в газ. Обширный и протяженный
слой воды в океане оказывается насыщенным
мириадами пузырьков газа. Они-то сразу и уменьшают
плотность этого слоя. Так образуется волновод,
точнее, его нижняя граница.
А дальше — еще проще. Газообразная углекислота
в отличие от жидкой хорошо растворяется в морской
воде, и, поднимаясь, пузырьки ее уменьшаются в раз-
68

Капли жидкой CO2
Пузырька газообразной CO2
Волновод
Дно океана
Образование волновода в воде океапа
мерах, пока, достигнув определенного уровня, не
исчезают совсем. Углекислота поглощается океаном.
В этом месте располагается верхняя поверхность
волновода.
Волноводы в океанах располагаются на разных
глубинах в зависимости от температуры воды и
концентрации солей в ней. В центральной части
Атлантики они занимают 700-метровый уровень, а в северной
части поднимаются к 100-метровому. Но решающее
значение для глубины их расположения, по-видимому,
имеет состав газа. Со дна океана поднимается не
чистая углекислота, в ней обязательно есть примеси
метана, аммиака, сероводорода. Они меняют физические
свойства газа, а значит, и глубину размещения и
толщину волноводов.
Допустим, из океанических глубин идет смесь,
содержащая всего 50 процентов углекислоты. Для нее
граница перехода из жидкости в газ будет лежать на
глубине 700—800 метров, а не на глубине 350 метров.
Дренажная оболочка играет определенную роль и
в образовании волноводов. Дело в том, что
значительное количество растворимых газов в океан поступает
именно через нее. В ней постоянно поднимается
водяной пар, несущий в себе окись кремнезема, которая
встречает опускающиеся осадочные породы, где много
ракушек, содержащих углекислые соли.
Взаимодействие (как мы уже писали) ведет к постоянному
выделению углекислоты из дренажной оболочки вверх и в
конце концов в воду океана.

Глава 4. СРЕДИННО-ОКЕАНИЧЕСКИЕ ХРЕБТЫ
И ДРЕЙФ КОНТИНЕНТОВ
Б последние годы весьма расширились представления
о дне океана. Новые приборы и методы исследования
принесли обильную, весьма ценную информацию:
океаническое дно оказалось не плоской равниной, а
сложным комплексом структур, куда входят вулканы,
срединные хребты, глубокие впадины и разломы. Мелких
вулканических сопок на дне океана обнаружилось
великое множество. На протяжении последних 10—15
лет открыта не ожидавшаяся особая форма горных
образований протяженностью почти 80 000 километров.
Эта горная система проходит через Ледовитый,
Индийский и Тихий океаны и заканчивается в
Калифорнийском заливе. Замечено, что кора в тех местах, где
тепловой поток особенно велик, имеет малую
мощность. Утонынение коры происходит при этом за счет
основного, так называемого третьего базальтового слоя.
В верхних участках Восточно-Тихоокеанского
поднятия этот слой уменьшился с 5,2 до 3,8 километра. Как
уже было показано, толщина океанической коры
целиком зависит от выхода горячих растворов из
дренажной оболочки.
По средней осевой линии многих океанических
хребтов местами тянутся глубокие ущелья — рифто-
вые долины. Глубина их достигает 2 километров, а
ширина — 13—48 километров.
Ширина Срединно-Атлантического хребта
составляет около трети всей ширины океана, и там, где
океан шире, шире и хребет.
Эта система сооружений нестара, ей каких-нибудь
10 миллионов лет. На поверхности океана вдоль
хребтовой гряды расположились такие острова и
архипелаги, как Исландия, Азорские острова, Вознесения,
Тристан-да-Кунья и др.
70

Глобальная система срединно-океанических хребтов
Как правило, вдоль океанических хребтов
расположено и большинство эпицентров землетрясений. Если
нанести их на карту, они выстроятся в полном
соответствии с геометрией хребта. Исследователи
обнаружили, что тепловой поток у горных гребней в рифто-
вых долинах в сравнении с другими участками
океанического дна ненормально высок, в 2—5 раз выше
среднего. На Восточно-Тихоокеанском поднятии тепла
выделяется в 8 раз больше, чем в среднем, и потому
считают, что изотерма с температурой 500° С
находится здесь не глубже 3 километров. Такой
дополнительный обогрев, как полагают ученые, может идти только
из недр мантии.
Общепризнанного объяснения большой
тектонической и длительной вулканической активности вообще
и особенно активности океанического дна, как мы
видим, до сих пор не предложено.
По мнению некоторых ученых, эта активность
объясняется тем, что Земля расширяется и объем ее
увеличивается. В результате такого «раздувания»
земного шара материки расползаются. Новые поверхности
71

Границы хребта
Границы рифтовой долины
Эпицентры землетрясений
Срединно-Атлантический хребет
Земли покрываются изливающимися в районе
срединных хребтов базальтами, которые теперь слагают
кору дна океана. Предположение о расширяющейся
планете получило, как считают многие, убедительное
подтверждение в обнаруженных полосчатых магнитных
аномалиях, расположенных симметрично по обе сто-
72

Расстояние, км
Профиль Срединно-Атлантического хребта
роны от срединных хребтов. В этих большой длины
полосах запечатлено существовавшее в разные эпохи
древнее магнитное поле, имевшее различную силу и
знак.
Однако трудно представить, что Земля вследствие
совершенно неясных причин смогла увеличить свой
размер по диаметру вдвое и даже втрое. Объем
земного шара при этом должен возрасти соответственно
в 8 и даже в 27 раз. Некоторые защитники этой
гипотезы считают, что расширение Земли происходит без
привноса нового вещества извне. Увеличивается
только объем. Но это невозможно, так как средняя
плотность вещества Земли сегодня равна 5,52 грамма на
кубический сантиметр, и если Земля была раньше по
диаметру в 2 раза и по объему в 8 раз меньше, то
ее плотность в то время должна была составлять 44,16
грамма на кубический сантиметр. Но такая плотность
вещества ни у планет, ни у спутников в нашей
системе, да и в нашей Галактике, пока не встречается.
Другие защитники гипотезы расширения пытаются
объяснить изменение размеров Земли в результате
постепенного разогрева нашей планеты и ее недр. Но и
это невероятно, так как разогрев может привести лишь
к незначительному росту объема. Более радикальные
варианты гипотезы расширения и увеличения объема
Земли усматривают причины этого явления в
постоянном поступлении каких-то частиц и излучений из
космоса, что и ведет к росту массы Земли. Но
поступление материи из космоса на Землю нельзя считать
процессом, получившим обоснование.
Для объяснения процессов образования коры
океанов и срединных хребтов привлекают и гипотезы
циркуляции глубинного вещества мантии. Авторы таких
гипотез считают, что различия в нагреве и в
охлаждении вещества недр под материками и под океанами
73

могут вызвать восходящие и нисходящие потоки
вещества мантии, которые разрывают земную кору,
раздвигают в стороны ее части и образуют океанические
рифты. Это положение является краеугольным
камнем в ныне популярной теории тектонических плит.
С этих позиций весь Атлантический океан
рассматривается как развитый гигантский рифт.
Предполагается, что когда-то в прошлом восходящие потоки
разделились под первичным континентом Пангеей,
разломили его и раздвинули на части, образовав Европей-
ско-Африканский материк и обе Америки.
Пространство между ними постепенно
увеличивалось и заполнялось всплывавшим из мантии базальтом.
Эта точка зрения объясняет многое в
происхождении как подводной горной цепи в Атлантике, так и
всей системы срединных хребтов. Она объясняет,
почему древние слагающие дно породы расположены
вдали от хребтов и почему молодые породы,
образующие магнитные аномалии, лежат ближе к хребтам.
Что касается гипотезы расширяющейся Земли, то
она может объяснить так называемую молодость
океанического дна (ведь на дне океана не найдены
образцы древних пород) и небольшую мощность слоя
осадков на дне. Этот слой должен быть в десятки и даже
сотни раз толще в том случае, если бы океан имел
такой же возраст, как и материки.
Но гипотеза расширяющейся Земли не отвечает на
вопросы: почему же все-таки увеличивается земной
шар и где в прошлом размещалась вода Мирового
океана? На земном шаре, диаметр которого меньше
современного в 2 раза, существующее ныне
количество воды образовало бы слой в 4 раза большей
глубины. Остается без ответа и вопрос: почему кора океана
такая сложная? Ведь она всюду состоит из двух слоев
базальтов, на которых лежит тонкий слой осадочных
накоплений. Неясно также, почему в океане столь
бурно действовал вулканизм.
А может ли объяснить эти странные особенности
строения коры дна океанов гипотеза существования
дренажной оболочки? Как будет видно из
дальнейшего — может. Ведь постоянно проникающая в
дренажную оболочку вода перемещается под океан и
поднимается сквозь его кору к океаническому дну. Но как
же образуются хребты?
74

Стадии образования хребта
Вода из дренажной оболочки должна вначале
проникать сквозь кору преимущественно вблизи
береговой линии. Но просачивание растворов сквозь эту
береговую зону океана может интенсивно происходить
только до тех пор, пока породы проницаемы и для
пара, и для воды. Со временем породы цементируются и
уплотняются выпадающими из растворов солями.
Кроме того, вода как таковая присоединяется ко многим
минералам и увеличивает их объем. Возникают
распирающие усилия, которые делают породы этой полосы
более плотными и непроницаемыми. Они могут
отжимать впереди лежащие породы к средине океана.
75

Новые порции растворов не могут подниматься здесь
вверх и «осваивают» следующую полосу, лежащую
несколько дальше от берега. Фронты цементации,
уплотнения и расширения объема пород, перемещаясь
навстречу друг другу, сдвигают к средней полосе
между материками впереди лежащие, менее уплотненные
и поэтому более податливые породы. Там, где эти два
фронта встречаются, возникает срединно-океанический
хребет.
ПОДВОДНЫЕ ХРЕБТЫ НА ЛАБОРАТОРНОМ СТОЛЕ
Долгое время путешествовавшие в дебрях дренажной
оболочки в основном с помощью понятий, образов и
логики, мы намерены представить на суд читателей
действующую модель океанического дна.
Все начиналось в прозрачной кювете из
органического стекла, где моделировались очертания материков
и дна Атлантического океана. Приготовили смесь,
моделирующую поведение коры океанического дна,— 80
процентов гипса и 20 процентов прокаленных
аммонийных квасцов. Упор делался в основном на
способность этих химических соединений присоединять воду
и набухать, увеличивая свой объем. Хорошо уплотнив
материал в кювете, воспроизвели общие очертания
берегов океана: налево — Америки, направо — Африки и
Европы. А ровное пространство посредине — дно
Атлантического океана.
После этого в действие были запущены
«глубинные» воды: они поступали по «береговой линии» со
стороны «материков», смачивали смесь, увеличивая
объем порошка, при этом начинали сдвигать еще не
смоченную смесь вглубь от береговой линии к
срединной линии кюветы. Когда вода смочила всю смесь, на
«дне океана» по его средней линии возник
извивающийся горный хребет, который общими очертаниями
напоминал подводный Срединно-Атлантический
хребет с разломом посредине.
Вот, собственно, и все.
Опыт продемонстрировал удивительный процесс
рождения горных образований на дне океана. В
лабораторной кювете они были порождены водой,
движущейся подобно дренажным растворам в тонком слое
пород земной коры.
76

Модель образования хребта — до обработки водой
Аналогия не доказательство, а модель не объемлет
явления во всем его многообразии. Однако она все же
создает образ, вероятную схему действительного
природного процесса. А это уже немало, особенно если
учесть нашу пока еще слабую осведомленность о том,
что в самом деле происходит на океанических глубинах.
77

Та же модель — после обработки водой
Модель все же достаточно убедительно
подтверждает правдоподобность основной идеи о причине
появления системы срединных хребтов. Образование их
начинается у побережий материков. Поэтому
наиболее древние породы коры, как это и наблюдается в
78

действительности, находятся у берегов, а наиболее
молодые — у срединного хребта.
И еще одну характерную черту строения дна
объясняет модель — полосчатость коры океана. Причина
этого явления в том, что перемещение коры от берега
к средине океана происходит только тогда, когда
увеличение объема пород создает усилие, достаточное,
чтобы сжать и смять относительно узкую полоску
набухших пород. Эта полоска разбивается множеством
продольных и поперечных трещин. По трещинам из
дренажной оболочки выходят горячие растворы,
которые, цементируя, уплотняют и упрочняют породы.
После этого растворы, идущие из дренажной
оболочки в океан, осваивают следующую узкую полоску,
и процесс повторяется.
Конечно, формирование земной коры не
заканчивается на стадии образования срединного хребта.
Труднопроницаемые породы, образовавшиеся у
береговых линий, под весом новых наслоений осадочных
пород опускаются к дренажной оболочке, а сверху
накапливаются новые, более проницаемые осадки,
и фронт цементации вновь начинает перемещаться
от берегов к срединному хребту. Поэтому не
исключено, что в некоторых местах наиболее молодые
породы будут встречены у берегов, а не у срединного
хребта.
Как уже было показано, твердое вещество
океанического дна постоянно погружается в мантию у
береговых линий континентов и уходит под материки, где,
проходя сквозь' дренажную оболочку, включается в их
состав. Что же происходит со срединными хребтами
по мере их роста?
Если исходить из законов, по которым работает
дренажная оболочка, то хребты океанов в отличие от
хребтов горных участков суши не должны
становиться более высокими, так как они не промываются
водами, проникающими в дренажную оболочку.
По мере роста океанических хребтов увеличится их
вес и возрастет положительная аномалия силы
тяжести, и, значит, возможно их частичное погружение.
Не исключены и выходы наиболее высоких участков
подводных хребтов на поверхность в виде островов.
Тогда водная эрозия уменьшит их вес. Вода,
проникающая сквозь их толщи в дренажную оболочку,
79

уменьшит плотность и вес таких участков и увеличит
корни коры под островами. Появятся отрицательные
аномалии силы тяжести, увеличится мощность
земной коры под островами, и кора океанического дна
постепенно превратится в кору суши. Есть тому
подтверждающие примеры: остров Мадагаскар и Сейше-
лы прошли процессы континентизации океанической
коры.
ЧТО ТАКОЕ ОКЕАНИЗАЦИЯ!
Таким образом, если сквозь какой-нибудь участок
океанической коры начнется нисходящее движение
водных растворов в дренажную оболочку, то кора
этого участка начнет преобразовываться в кору
материков. Она станет более мощной, в ее верхней
половине начнется процесс формирования гранитов.
Имеются ли примеры обратного процесса —
процесса преобразования коры материков в
океаническую кору? Ответ на этот вопрос можно найти при
рассмотрении особенностей строения и химического
состава коры морей, расположенных на территории
материков. Известно, что в коре Черного, Каспийского,
Балтийского и многих других морей кора, сохраняя
явные следы коры материков, становится все более
тонкой, а ее граниты теряют кремнезем и
радиоактивные элементы. Такое превращение материковой
коры в кору океаническую можно объяснить тем, что
моря, как и океаны, являются областями разгрузки
для растворов, заполняющих дренажную оболочку.
В дренажную оболочку растворы поступают сквозь
кору материков, преимущественно сквозь кору
возвышенностей и горных областей. Разгрузка растворов
идет, конечно, не только в коре океана, но и в коре
морей. Вынос тепла и веществ растворами, идущими
из дренажной оболочки, приводит к подъему
температуры в коре морей, а следовательно, и к поднятию
изотерм, на которых растворы переходят в паровое
состояние и кора становится тоньше, а породы,
подвергаясь цементации, становятся более плотными.
Нисходящее же движение растворов здесь отсутствует.
Уже было показано, что в таких условиях граниты
существовать не могут: они преобразуются в
базальты. Материковая кора превращается в океаническую.
80

ОКЕАНИЧЕСКИЕ ЖЕЛОБА
В океанах обнаружены длинные впадины с крутыми
склонами, уходящими на огромные глубины — до
11 километров. Они часто тянутся параллельно
береговым линиям. Из 30 известных таких глубоководных
желобов 3 находятся в Атлантическом, 2 — в
Индийском, а остальные — в Тихом океане. Дно у них
ровное, покрытое слоем глинистого ила.
Насчет происхождения этих желобов выдвинуто
немало интересных гипотез и предположений.
Большинство исследователей склонно считать их
разломами. Причиной появления последних называют
движение континентов, когда, отдаляясь один от другого,
они растягивают кору океанического дна, и на ней
возникают желоба — разломы. Но есть в этой гипотезе
неувязка: желоба возникают и на той стороне,
откуда континент отходит, и на той, куда он движется, то
есть там, где кора должна по идее находиться под
сжатием.
Причины появления глубоких желобов становятся
более понятными, если рассматривать их в связи
с ролью воды в образовании земной коры.
Интересно, что на моделях Срединно-Атлантиче-
ского хребта, построенных в кювете, тоже возникает
некое подобие желобов. Кора дна как бы
отталкивается от континента в тех местах, где береговые линии
делают изгибы.
Заметим, что «глубинные разломы» на модели
имеют две разновидности. Одни как бы окружают
выступы и впадины береговой линии материков,
несколько отодвигаясь от нее, другие перпендикулярны
к берегу. Причина тех и других разломов одна и та
же. Ведь порошок, моделирующий кору дна, в
результате присоединения воды увеличивается в объеме, то
есть и в длину, и в ширину. Узкая полоска порошка,
находящаяся у самого берега, после смачивания
становится длиннее. Это приводит к удлинению
береговой линии коры дна относительно береговой линии
коры суши и потому вызывает отодвигание ее в
некоторых местах от коры материков. Одни разломы при
этом огибают материковые выступы, другие
перпендикулярны этим выступам. Первые являются следст-
81

вием удлинения береговой линии, а вторые
возникают в результате изгибов отодвигающихся участков.
Рассматривая снимок модели, нельзя не воздать
должное роли экспериментов в познании природы.
Модель была сделана, чтобы проверить предположение
о процессах образования срединных хребтов, а
рассказала и о том, как образуются разломы. В этом
эвристическое значение экспериментальных работ. Они
не только подтверждают или опровергают
проверяемые предположения, но и дают новые, неожиданные
сведения и ответы на незадаиные вопросы. К таким
же незаданным вопросам относится и вопрос о
происхождении уже упоминавшихся нами полосчатых
магнитных аномалий.
ПОЛОСЧАТЫЕ МАГНИТНЫЕ АНОМАЛИИ
Среди новых и весьма неожиданных сведений об
особенностях строения коры океанического дна особое
внимание привлекли полосчатые магнитные
аномалии, покрывающие дно в такой степени, что их стали
называть зеброй. Некоторые полосы тянутся вдоль
срединных океанических хребтов на большие
расстояния параллельно хребту с обеих сторон. Ширина
полос в среднем около 40—50 километров. Одни из них
намагничены существующим полем, другие
«запомнили», что при их образовании северный полюс был
там, где теперь южный. Такие обращения поля
симметрично повторяются в полосах по обе стороны.
Причем наиболее молодые лежат рядом с хребтом, а
наиболее старые — вдали, и, чем они старше, тем ближе
к берегам. Эта особенность аномалий в
Атлантическом океане считается убедительным доказательством
процесса формирования новой, молодой океанической
коры. Согласно взглядам сторонников теории плит,
под срединным хребтом непрерывно образуется
пластическое вещество океанической коры, которое
периодически поднимается и растекается в обе стороны от
хребта.
В результате новая кора, по их мнению, образует
полосы параллельно хребту, в особенностях
намагниченности которых и запечатлевается история
постепенного появления новых порций коры, отжимающих
82

Полосчатые магнитные аномалии
над рифтом Срединно-Атлантического хребта
старые по направлению к материкам. По ширине
полос и их расстоянию от хребта подсчитаны скорости
их перемещения. Они оказались лежащими в
пределах от одного до десяти сантиметров в год. Инверсии
магнитного поля, перевороты его полюсов на
противоположные происходят в среднем через 200—400
тысяч лет.
Особого внимания заслуживает то, что в коре
Тихого океана, на его восточном побережье, обнаружены
свидетельства различной скорости перемещения полос
магнитных аномалий между широтными разломами,
которые уходят от западного берега Северной
Америки в глубь океана на 2 и более тысячи километров.
Одни и те же полосы магнитных аномалий с одной
стороны таких разломов находятся далеко, а с другой
стороны отстали, причем некоторые из них — на много
сотен километров. Наибольшая разница в скорости
обнаружена по разлому Мендосино. Вдоль южной стороны
разлома одна и та же полосчатая аномалия ушла
83

ближе к берегу Северной Америки на 1170 километров,
чем вдоль северной стороны. У разломов Пионер и
Меррей смещение аномалий соответственно
составляет 250 и 640 километров. В отличие от симметричного
расположения полос по обе стороны Срединно-Атлан-
тического хребта, где все представлялось ясным, в
Тихом океане очень много неясного. От какого хребта
движутся полосчатые аномалии? Здесь скорость
движения определяют широтные разломы.
Надо сказать, что кора океана совсем не отражает
периодических излияний базальтов из глубоких недр.
Она сложена из трех слоев, в ней захоронены остатки
древней фауны и флоры, она результат деятельности
сложной системы корообразующих процессов.
Если же рассматривать аномалии магнитного
поля как следствие работы водных растворов, входящих
из дренажной оболочки в уже описанном процессе
образования Срединно-Атлантического хребта, то и их
образование, и их особенности получают
убедительные объяснения. Дело тут в следующем. Растворы,
поступающие из оболочки коры материков, поднимаются
вначале сквозь кору океана в береговой полосе.
Породы под влиянием цементации уплотняются и
увеличиваются в объеме. Это делает их
труднопроницаемыми. Растворы проходят по дренажной оболочке
дальше от берега и там образуют следующую полосу
восхождения растворов. Но восходящее движение
растворов изменяет состав пород, нагревает их и
превращает еще недавно бывшие осадочные породы в
метаморфические, кристаллические. Процесс
кристаллизации и процессы затвердевания густых, выпадающих
из растворов масс обязательно происходят с
ориентированием частиц, способных намагничиваться
существующим магнитным полем. Затвердевание
«замораживает» намагниченные частицы, и каждый новый
фронт цементации все дальше находящейся от берега
полосы «запоминает» более новое поле. Оно тем
моложе, чем дальше от берега и чем ближе к хребту
находилась та еще проницаемая полоса пород, сквозь
которую поднимались цементирующие растворы. Породы,
образующие кору дна, формируются из тех
осадочных пород, которые постоянно и непрерывно
выносятся речным стоком с материков. Плотность этих
пород невелика: вначале она не превышает 2 граммов
84

на кубический сантиметр, но по мере накопления, под
давлением вышележащих слоев повышается и
достигает 2,5 грамма на кубический сантиметр.
Дальнейшее повышение плотности происходит за счет при-
вноса тех элементов, которые несут с собою растворы,
поднимающиеся из дренажной оболочки. В их число
входят преимущественно те соединения, которые были
вымыты из пород мантии при вхождении их в состав
коры материков. Это прежде всего соединения магния,
железа, кальция и титана, которые не только
повышают плотность пород, но и увеличивают способность
их намагничивания.
Объяснение появления полосчатых магнитных
аномалий процессами изменения состава, строения и
магнитных свойств в процессе формирования пород
земной коры не требует ее перемещения от срединного
хребта, хотя само такое перемещение происходит
постоянно, как это было показано при рассмотрении
процесса круговорота твердого вещества, смываемого
с материков в океаны.
Нет никаких принципиальных трудностей в
объяснении различной скорости перемещения полосчатых
магнитных аномалий между широтными разломами
Мендосино, Пионер, Меррей и другими, которые
делят восточное побережье Тихого океана. Природа их
не ясна, но можно считать, что они делят кору на
блоки, которые разделены смятыми или
зацементированными прослойками настолько, что растворам
дренажной оболочки легче двигаться в широтном
направлении между разломами, чем сквозь разломы в
меридиональном направлении. Скорость перемещения
растворов в глубь океана, конечно, зависит и от ин-
тенсивности поступления вод в данный участок
дренажной оболочки.
Преимуществом такого объяснения причин
появления полосчатых аномалий является и то, что из
него видно, какими сложными могут быть процессы
образования тех или иных характерных особенностей
коры и как незначительны возможности их
объяснения с использованием только чисто механических
процессов: передвижек, расплываний, засасываний и т. п.
В геологических науках, по-видимому, чаще, чем
в других, имеется много примеров того, как одно и то
же явление или факт получают приемлемые для
85

геологов объяснения с помощью, казалось бы,
исключающих друг друга гипотез. Образование гранита и
других пород объясняют и гипотеза магматизма, и
гипотеза метаморфизма. Одна основывается на плавлении
при высоких температурах, другая ограничивается
невысокими температурами, но привлекает на помощь
работу флюидов, которые привносят недостающие
компоненты и выносят избыточные. Непримиримыми
представляются эти гипотезы: одни все базируют на огне,
другие — на флюидах.
Существование дренажной оболочки подводит
обоснование под гипотезы, базирующиеся на большой роли
флюидов. Правда, вместо широкого ассортимента
флюидов она рекомендует в качестве главнейшего
воду, ее растворы и пары. Жидкие и паровые растворы
(а в недрах они могут быть в смеси с парами других
веществ и с газами) могут выполнять роль самых
разнообразных флюидов, которые предполагались для
объяснения каждого отдельного явления и факта.
На примере объяснения причин появления
срединных хребтов, океанических желобов и полосчатых
магнитных аномалий вода и ее растворы в дренажной
оболочке показывают свои преимущества перед огнем.
БЛУЖДАЮЩИЕ МАТЕРИКИ
Одну из старейших гипотез о причинах оледенения
Земли выдвинул немецкий ученый А. Вегенер. Он
предположил, что материки обладают некоторой
свободой передвижения на поверхности планеты и в
далеком прошлом побывали на полюсах. Там, как
известно, Земля во время долгих ночей не получает
солнечного тепла, и море, и материки в тех краях сильно
охладились. Началось великое оледенение.
Гипотезу плавания материков подтверждают
сходство в геологическом строении Южной Америки и
Африки, а также близость и сходство древнейшей
фауны и флоры этих континентов. Контуры восточных
берегов Северной и Южной Америки повторяют
контуры западного побережья Европы и Африки.
Совпадение береговых линий Америки и Европы
свидетельствует о том, что когда-то, по мнению Вегенера и
сторонников его гипотезы, здесь существовал единый
гигантский материк, затем Америка отделилась и стала
86

двигаться на запад. Впрочем, таких материков по
другим теориям предполагалось несколько: Пацифида —
на месте Тихого океана; Гондвана — в районе
Австралии и Африки; Лавразия, объединявшая Канадский,
Балтийский и Сибирский щиты; Атлантида — между
Америкой и Африкой. Все это хорошо известно из
многочисленной специальной и популярной литературы.
Меловой и третичный периоды оказались
трагичными для этих гипотетических континентов. Часть из
них якобы даже погрузилась в океанические бездны,
как Атлантида, а другие раскололись и разошлись.
Блуждающие материки приближались и к
полюсам. И это значит, что некогда оледенение покрывало
страны, сейчас лежащие в тропиках.
Геологи, находившие следы покровных ледников
в Африке и Индии, приветствовали гипотезу Веге-
нера. Все становилось вроде вполне ясным:
блуждающие материки сами себя охлаждали, оказываясь на
полюсах. Особенно обрадовались перемещению
материков биогеографы, так как современное совпадение
фауны и флоры Южной Америки и Африки,
присутствие одинаковых остатков тропических растений в
Африке и Гренландии и многое другое находило
объяснение в блуждании материков.
Движение Америки на запад, считал Вегенер,
продолжалось до тех пор, пока она не встретила твердое
дно Тихого океана, в итоге чего образовались горные
цепи Анд.
В подтверждение блуждания материков накопилось
немало всяких доказательств.
Среди новейших из них сюда относятся и данные
палеомагнетизма. Ученые установили, что
изливающаяся из вулканов лава содержит соединения
железа, которые способны намагничиваться. Во время
застывания лавы магнитное поле Земли накладывает
на нее свой отпечаток, и через много миллионов лет
оно упрямо показывает своими «микромагнитиками»
положение магнитного полюса в прошедшие времена.
Таким образом было обнаружено, что магнитные
полюса непрерывно блуждали по поверхности Земли.
Иногда, и довольно часто, они даже менялись
местами: северный полюс становился южным, и наоборот.
Из современных подтверждений дрейфа материков
напомним об изменениях некоторых расстояний. Уста-
87

новлено, что с 1823 по 1870 год расстояние между
Европой и Гренландией увеличилось на 420 метров, а
к 1907 году — еще на 1190 метров. Расстояние между
Парижем и Вашингтоном ежегодно увеличивается на
4 метра. Буэнос-Айрес с 1926 по 1933 год
переместился к западу на 15 метров.
А теперь остановимся на возражениях фикси-
стов — противников материкового «своевольства»,
обратимся к доказательствам, которые выдвигаются
против теории А. Вегенера.
ВОЗРАЖЕНИЯ ФИКСИСТОВ
Первое и главное возражение заключено в так
называемой проблеме Атласа. Мифологический герой
олицетворяет те силы, которые могли протащить
гигантские материки по мантии. Дрейф континентов в
западном направлении А. Вегенер связывал с
воздействием Луны и Солнца. Но вызываемая ими приливная
сила оказалась незначительной, направление ее
периодически меняется, и весьма сомнительно, чтобы под
ее действием материки раскалывались и расходились
в разные стороны.
Второе возражение связано с вопросом о
жесткости коры и подстилающей ее оболочки. По А. Веге-
неру, хотя тяжелые породы мантии тверды, все же они
способны течь под давлением земной коры.
Вместе с тем А. Вегенер утверждал, что горные
цепи образовались на передней границе дрейфующих
континентов: материковая масса испытывала
сопротивление со стороны и сминалась в складки,
формируя горы. Тогда следует вывод — кора мягче мантии!
Правда, образование таких окаймляющих материки
горных кряжей можно объяснить смятием той тонкой
океанической коры, в среде которой происходит дрейф
материка.
Странным для фиксистов представляется и то, что
А. Вегенер относит начало дрейфа к сравнительно
недавнему геологическому прошлому — мезозойской эре.
Грандиозный катаклизм — расхождение материков —
совершился за короткий промежуток времени, за
60 — 70 всей истории Земли.
Палеонтология тоже подвела А. Вегенера. Только
у 5 процентов представителей фауны по обе стороны
88

Атлантического океана было найдено сходство вместо
50—75 процентов, названных А. Вегенером.
Но главное возражение против дрейфа континентов
фиксисты видят в том, что в том виде, как его
предложил Вегенер, он не связан с системой срединных
хребтов и не объясняет целого ряда особенностей коры
океана и полосчатых магнитных аномалий, которые
принимаются фиксистами неоспоримым
свидетельством «дрейфа» не материков, а океанической коры от
срединных хребтов. Все прежние гипотезы
образования разновидностей коры не могут объяснить
совокупность особенностей коры океанической, что и вызвало
появление совершенно новых, резко отличающихся
от прежних гипотез образования земной коры, и
особенно коры океанов.
Как известно, крупный советский геолог А. Н. За-
варицкий и американский Г. Беньофф первыми
высказали предположение о существовании наклонных
глубинных разломов, уходящих под материки.
Наличие этих разломов служит доводом, по мнению
защитников новой гипотезы, в пользу постоянного
перемещения глобальных плит, на которые якобы разбита
толща корового, подкорового и мантийного вещества
мощностью 150—300 километров. Эти огромные
плиты, на которых находятся континенты и океаны,
разделены мировой системой срединно-океанических
хребтов, которые делят поверхность земного шара на семь-
восемь частей. По этой гипотезе каждая из таких плит
может перемещаться относительно соседних,
надвигаться или пододвигаться под них. Плавают
глобальные плиты на относительно пластичном веществе
астеносферы, из которого выплавляются те огромные
массы базальтов, что якобы всплывают из разломов
срединных хребтов и растекаются от них в обе стороны
по направлению к берегам континентов.
Читатель уже знает, как просто и экономно решает
все труднейшие для прежних гипотез вопросы
гипотеза о дренажной оболочке. Происхождение
полосчатых аномалий — следствие перемещения уплотнения
пород восходящими растворами. Молодость
океанического дна — следствие постоянного накопления
осадочных пород и постоянного погружения коры в мантию.
Наклонные глубинные разломы, уходящие под
материки,— следствие круговорота твердого вещества.
89

Именно эти явления пытаются объяснить с
помощью гипотезы глобальной тектоники. Но эта
гипотеза, как и все другие, ограничивающие природу
сложных явлений чисто механическими процессами,
бессильна. Защитники ее, отрицая возможность плавания
континентов в среде тонкой коры океана, допускают
возможность плавания тех огромных семи-восьми плит,
на которые якобы разбит верхний слой земного шара.
Никаких причин, никаких постоянно действующих
сил, которые могли бы объяснить такую
«работоспособность» плит, авторы этой гипотезы назвать не
могут. Они знают одно — такое движение плит может
вызывать путем трения одной о другую расплавление
магмы и выжимание ее наверх. Магма, растекаясь,
может образовать полосы с различной
намагниченностью, и самые молодые будут примыкать к
срединным хребтам.
Наукой многократно установлено, что природа
«работает», как правило, с минимальными затратами
труда и материалов и создает продукцию «со знаком
качества».
С этой точки зрения метод «производства» тонкой
коры океанов полосчатым рисунком не выдерживает
критики. Кора океанов при этом механическом
способе не может получиться такой, как она есть, ведь она
обязательно состоит из трех слоев: первый — осадки,
второй — базальты, третий — тоже базальты. Но
между вторым и третьим слоем проходит граница,
которая, как и граница Конрада в коре материков,
прослеживается в океане почти всюду. Такая кора
выжиманием и растеканием на тысячи километров в обе
стороны от срединных хребтов получиться не может.
Странно и то, что жидкая, изливающаяся магма почему-
то обходит те места, куда легко течь. Многочисленные
глубоководные желоба, глубиной до 11 километров,
рифтовые долины, размещенные именно там, где
вытекает магма, остаются не заполненными ею.
Но мысль человеческая не может терпеть загадок
и тайн — она ищет, а найти правильное решение
удается далеко не сразу. Прошло только 10—15 лет с тех
пор, как обнаружены многие новые особенности коры
океана, и объяснение их еще впереди. Недавно дано
новое объяснение той силы, под влиянием которой
90

растекается кора океанов. Предполагается, что земная
кора подобна плавающим на воде коврам. Когда
вещество глубин изливается через трещины срединно-
океанических хребтов, земная кора как будто
гигантскими руками раздвигается в стороны. Слегка
сминаются края «ковров», а дальше они целиком — все
океаническое дно по обе стороны от хребта —
начинают двигаться. «Ковер» движется, пока не столкнется
внешним краем с таким же дном-«ковром», медленно
плывущим навстречу.
«Ковер» земной коры уравновешен вертикально, но
не горизонтально. Любое его утолщение будет
стремиться растечься в стороны с силой, достаточной,
чтобы привести в движение весь остальной ковер. Во
всяком случае таково утолщение в районе
океанических хребтов. А если так, то движение континентов —
поверхностное явление. Растекание дна океана
подобно растеканию капли масла в супе. Кора движет самое
себя. При этой гипотезе не нужно привлекать
космические, глубинные источники энергии, конвекцию,
течения в мантии. Движение — естественное состояние
земной коры.
Конечно, нельзя считать, что аналогия является
доказательством, тем более что растекание масла по
поверхности воды не аналогично оползням или разру-.
шению гор выветриванием и обрушениями. Растекание
масла определяется силами поверхностного натяжения,
а оползни — тяготением. Но главное не в этом.
Гипотеза глобальных плит не объясняет основного. Кора —
чудо природы. Она имеет сложное слоистое строение
и обогащена различными, в том числе радиоактивными,
элементами. Причем обогащена сугубо избирательно —
они сконцентрированы в гранитах. Ни всплывание,
ни расплывание не может придать коре этого
свойства.
Сама гипотеза глобальной тектоники уже
потеряла, правда, кажущуюся простоту, чем она
претендовала на гениальность. Сейчас в числе «работающих»
плит уже не семь-восемь, а около сотни. Они уже не
глобальные, ибо некоторые из них совсем небольшие.
Гипотеза оказалась недолговечной, хотя, как всякая
новая, она помогла накопить и обобщить большой
фактический материал.
91

КАК ЖЕ ПРОИСХОДИТ ДРЕЙФ!
Самое труднообъяснимое в гипотезе дрейфа — то, как
материки могут перемещаться в теле самой коры.
Обратимся к полюбившейся нам аналогии — айсбергам
и льдинам. Представим себе айсберг, вмерзший в
ледяное поле. Такой айсберг смог бы двинуться в какую-
либо сторону, если бы он вследствие какого-то
фантастического обстоятельства вдруг повысил температуру
своей наружной поверхности. Тогда на границе с
ледяным полем у него образовалась бы прослойка
жидкой воды. Его поведение в этом случае резко
изменилось бы: центробежная сила вращения Земли
прижимала бы его к одной стороне кромки ледяного поля, и
в этом месте тесного контакта начал бы протаивать
новый слой, а на противоположной стороне намерзла
бы тонкая корочка льда. Такой «теплый» айсберг мог
бы блуждать в твердом ледяном поле, лишь движение
его было бы очень медленным, но зато точно
ориентированным в направлении приложенных сил.
Нечто подобное может происходить и с материками,
которые плавают в слоях верхней мантии, как
поплавки в густой и вязкой жидкости. Кора океанов им
в этом случае не помеха. Толщина коры океанов равна
7 километрам, а глубина погружения континентов в
мантию в среднем составляет 37 километров, достигая,
как уже говорилось, под горами 70—75 километров.
Отсюда не исключено, что главное сопротивление в
дрейфе материков должна оказывать не кора, а мантия.
Дрейф материков, исходя из представления о
существовании дренажной оболочки, будет выглядеть
примерно так: вода, проникая сквозь толщу материка
в дренажную оболочку и превращаясь в
надкритические растворы, поднимается в ней на периферии
материков к уровню дренажной оболочки океана и
уходит по ней под океан, образуя в пределах оболочки
ту «жидкую» прослойку, которая обволакивает,
«смазывая», «днище» и «борта» материка на контактах его
с мантией.
Важным обстоятельством является то, что горячие
воднопаровые растворы поступают вверх именно по
периферии материка. Интенсивность восходящего
потока растворов здесь может быть высока. Каждый
материк, как и упомянутый гипотетический айсберг, пла-
92

вает в своего рода «мешке», отделяющем его от
мантии. В стенках «мешка» совершаются самые главные
и сложные процессы взаимодействия веществ коры и
верхней мантии благодаря горячим водным растворам.
Спрашивается, что же служит «моторами и винтами»
материков? Какие силы заставляют континенты
двигаться по Земле?
Это центробежные силы. Они подталкивают
материки, нарушая их стабильное состояние. Свойства
материков тоже непостоянны, они меняются во времени:
материки «усыхают» в процессах эрозии, на них
выпадают дожди и снег, нагружая поверхность суши
и т. п. Отрицая дрейф, фиксисты утверждали, что если
бы материки плавали, то все они под влиянием
центробежной силы были бы сосредоточены вблизи
экватора. Это утверждение было бы справедливо при
условии, что материки перегружены и имеют
положительные аномалии. В противном случае скорее следует
ожидать обратного: материки в действительности
должны удаляться от экватора, ведь они, как правило,
обладают отрицательной аномалией тяжести.
Материк «наступает» на кору океана, как
ледокол, подминая ее под себя. Вспомним загадку
глубинных разломов Заварицкого — Беньоффа, уходящих под
материки вглубь на сотни километров!
Погружающаяся океаническая кора, участвуя в круговороте
твердого вещества, сама уходит под материк,
придавливаемая тяжестью все новых и новых слоев осадочных
пород и тех масс минералов, которые выпадают из
восходящих из дренажной оболочки растворов. Чем
интенсивнее происходит на данном участке накопление
осадочных пород и чем больше проходит растворов,
тем быстрее этот участок коры погружается в мантию
и перемещается под материки, включаясь затем в их
состав.
Гипотеза дрейфа материков объясняет огромную
совокупность фактов, начиная от миграции угрей из
европейских озер и рек за тысячи километров в Сар-
гассово море и кончая аналогией в геологическом
строении материков. Правда, отдельные явления в этой
совокупности фактов могут иметь самостоятельные
объяснения, на которые особенно упирают фиксисты,
противники дрейфа. Например, одинаковая
ископаемая флора и фауна Америки и Африки легко
93

объясняется существованием «мостов», соединяющих
континенты. Такими мостами могли быть прежде всего
срединные хребты. Положение их в океане и высота
непостоянны; в свете работы дренажной оболочки и
наблюдаемых фактов хребты могут как подниматься,
образуя цепочки островов, так и погружаться и затем
возникать в новом месте. Временного существования
таких «мостов» достаточно для обмена флорой и
фауной между материками. И сейчас еще на юге
Атлантического океана существует перемычка, соединяющая
Южную Америку с Африкой через подводное плато
Рио-Гранде, остров Тристан-да-Кунья и подводный
хребет Китовый. Когда-то в прошлом она, может быть,
выступала из воды, образуя цепь островов или
сплошной участок суши, служивший мостом для
переселения растений и животных.
Подобная перемычка, по-видимому, существовала
и на севере — шла через Англию, Фарерские острова
и Исландию к Северной Америке. Время упрятало под
воду этот мост на небольшую глубину, и достаточно
уровню океана снизиться на 500 метров, как он
восстановится снова.
Дрейф же материков сегодня по-новому освещается
многими фактами и теориями, которые не дают
основания от него отказаться. Особенно убедительно
подкрепили новыми данными дрейф континентов
защитники гипотезы плитотектоиики.
В. И. Вернадский писал: «Конечно, могут
открыться смещения континентов, независимые от тех
передвижений, которые предвидит Вегенер, но и в этом
случае вопрос имеет все шансы быть решенным
окончательно для этой теории, которая сейчас существует.
Замечу, что эта теория стоит в согласии с очень
многими биологическими фактами...»

Глава 5. АКТИВНАЯ
ЗЕМНАЯ ТВЕРДЬ...
ГОРООБРАЗОВАНИЕ
Что больше всего поражает человека, попавшего в
горный район? Нагромождение горных кряжей,
уступы, обвалы, вознесенные в поднебесье скалы. Как все
это получилось?
И сегодня еще геологическая наука не в силах
дать исчерпывающего ответа на этот вопрос.
Горные пласты . нередко настолько смяты,
стиснуты, перемешаны, что нет сомнения: все они
подверглись сильным множественным горизонтальным
воздействиям. Складчатость многообразна. Здесь и
гигантские складки, и даже микроскопические
складочки, не видимые невооруженным глазом.
Но самое парадоксальное свойство складчатости —
она возрастает с глубиной.
Видный советский геолог М. М. Тетяев писал: «Мы
видели, что процесс складкообразования охватывает
всю земную кору, а не только ее поверхность. На
поверхности он выражается только в элементарных,
примитивных формах, в то время как на глубине
проявляется в формах гораздо более сложных.
Следовательно, формы поверхности ни в коей мере не охватывают
всего многообразного содержания общего процесса
складкообразования...
Таким образом, это образование гор не связано
непосредственно с процессом складкообразования, а
возникает в результате поднятия участков земной коры
с ранее созданной складчатой структурой, и
созданной на глубине, но затем выведенной на поверхность
вследствие поднятия».
Мы подчеркнули последний абзац, так как в нем
для нас главное.
Вот так все и объясняется. Горы «готовятся» в
глубинах, а затем всплывают на поверхность
«готовыми».
95

Стоит нам обратиться к всеобщему круговороту
веществ, как возникновение гор и свойства
складчатости обретают новый понятный смысл. Во всяком
случае если говорить о качественной стороне дела,
о его толковании в описательной форме. Возможно,
расчеты и детали внесут впоследствии серьезные
уточнения в предлагаемое описание, но мы думаем, что
они вряд ли смогут изменить его логическую суть.
Имея в виду деятельность дренажной оболочки,
образование гор можно объяснить так.
Смываемые с материков осадки выпадают на
океаническое дно послойно. Равномерно и ритмично, век
за веком там образуются протяженные пространства
осадочных пород.
Пропитываясь горячими растворами дренажной
оболочки, поступающими снизу, уплотняясь и тяжелея,
эти породы спускаются в верхние слои мантии.
Слоистые, напоминающие торт «наполеон»
осадочные плоскости пока не претерпевают существенных
деформаций. Но когда вещество верхней мантии
сдвигается по горизонтали, из-под океанического дна под
«всплывающие» материковые основания, начинают и
происходить главные события: под сильным
давлением, при высокой температуре осадочные породы
сминаются в «гармошки» разных масштабов и форм.
И при этом огромные их массы перемещаются на
огромные расстояния — из коры океанического дна в
пределы верхней мантии, далее под кору материков,
а затем и в сами поднимающиеся материки.
Не все части материков и не все области
океанического дна в одинаковой мере участвуют в уже
известном нам круговороте твердого вещества. Быстрее
возносятся высокие горы, ибо они быстрее смываются,
а поэтому вызванное «всплыванием» материка
вертикальное движение на этом участке наиболее
интенсивно. В океане движение вещества тоже
неравномерно: в пределы мантии прежде всего проникают
участки, наиболее нагружаемые речным сносом.
ЗАГАДКА ГЕОСИНКЛИНАЛЕЙ
В рельефе Земли есть особые участки, издавна
привлекающие внимание ученых. Названы они
геосинклиналями. О том, как возникают эти узкие и протяжен-
96

ные, то почти прямые, то изгибающиеся полосы,
заполненные осадочными породами, написано много
работ, выдвинуто много гипотез. Глубина осадочных
наполнений в геосинклиналях достигает 10—15
километров и больше. Осадочные породы в них различные —
морского и континентального происхождения.
В истории образования геосинклиналей пока
многое неясно и противоречиво. Во-первых, почему они
так глубоко и весьма длительное время прогибаются?
Ведь не могут же тяжелые и прочные породы нижних
горизонтов коры и верхней мантии прогибаться под
весом слоев легких осадочных пород. Существует
мнение, что накопление осадков в геосинклиналях
происходит в результате длительного, измеряемого
многими миллионами лет прогибания геосинклинальной
области, но вот о причинах, вызвавших это
прогибание, нет сколько-нибудь обоснованного мнения.
Следует также принять во внимание, что
прогибание геосинклиналей — процесс непростой. Это хорошо
видно на примере образования их младших сестер —
геосинклинальных угольных месторождений.
Осадочные толщи последних сложены, как правило,
пластами углей, которые могли образоваться на суше, и
многими слоями известняков, возникших в морских
условиях. В Донецком бассейне чередуются 200 пластов
угля и столько же пластов известняка, в Саарском и
Верхне-Силезском их соответственно 350 и 477.
Очевидно, эти районы много раз становились то морем,
то сушей.
Еще менее понятна и еще больше противоречит
законам механики дальнейшая судьба геосинклиналей.
После накопления мощных толщ они вместо
дальнейшего прогибания... выгибаются, образуя смятые в
складки горные кряжи.
Представление о роли вод дренажной оболочки в
формировании земной коры приоткрывает завесу над
загадкой геосинклиналей.
Существенными в проблеме геосинклиналей
представляются два момента: причины их погружения и
воздымания.
Опускание поверхностей геосинклиналей можно в
определенной мере объяснить тем, что вода растворяет
и уносит по дренажной оболочке часть вещества
пород, слагающих проницаемые слои земной коры.
4 С. Григорьев, М, Емцев 97

Кстати говоря, свойствами дренажной оболочки
хорошо объясняется и огромная протяженность
геосинклиналей. Ведь ее растворы, двигаясь миллионолетия-
ми от материков к океанам, образовали пористые
дрены огромных поперечных сечений и протяженности.
Такие дренажные «реки», в которые ежегодно сквозь
кору материков поступают около 150 миллиардов тонн
воды, должны всю ее «разгрузить» в океан — при этом
они избирают по возможности кратчайшее расстояние.
Так возникает линейная направленность
геосинклиналей.
По мере разрушительной работы вод дренажной
оболочки объем ее глубинных пустот, полостей и
других емкостей растет и в какой-то момент происходят
прогибания под давлением вышележащих пород, вес
которых оказывается достаточным, чтобы вызвать их
проседание.
На местах геосинклинальных прогибов
откладываются осадочные породы, плотность которых меньше
плотности подстилающих пород. В результате по мере
накопления осадков, которые замещают плотные
породы, кора геосинклинали становится легче. Как
говорят геофизики, в ней растет дефект массы, растут
отрицательные аномалии силы тяжести. При
определенной величине этих аномалий геосинклиналь
начинает восходящее движение, всплывает подобно
затонувшему кораблю, в трюмы которого накачали воздух.
Все это — и образование трещин, и утоньшение
коры — облегчает восходящее движение всей толщи
геосинклинали и превращение ее в горную область.
Дальнейшая ее судьба будет определяться водой: чем
больше воды пройдет в дренажную оболочку, тем
легче станут породы и толще кора, тем выше станут
горы.
Пожалуй, верно, что горы приходят готовыми из
глубин, но только есть основания предполагать, что
приходят они не так, как думали мы раньше. Да и
горы горам рознь. Можно назвать по крайней мере
четыре различных типа.
Одни горы местные: они поднялись на
геосинклиналях. В них наблюдается нормальная
последовательность слоев сверху вниз, от более молодых к древним.
Другие, как отмечено выше, пришли в состав
материков издалека: они построены из морских осадков,
98

которые сминались в складки, преобразовывались в
горниле верхней мантии и, претерпев двойную
обработку растворами дренажной оболочки, имеют слои,
расположенные в хронологической инверсии — более
древние породы лежат на более молодых. Совсем же
молодые отложения в составе этих гор обычно не
участвуют, так как долгий путь через владения верхней
мантии сильно задержал их выход на поверхность и,
как говорят специалисты, метаморфизовал, то есть
изменил когда-то молодые морские осадки.
Происхождение третьего типа горных сооружений,
которые, как Анды, воздымаются на границе
материк — океан, еще не совсем ясно: возможно, они
связаны с дрейфом континентов, но возможна связь их
и с движением переработанных дренажной оболочкой
океанических масс под континенты.
Наконец, есть и четвертый тип горных сооружений.
Они возникают не на суше, а на океаническом дне в
виде системы срединных хребтов. Процессы их
образования, исходя из гипотезы о дренажной оболочке,
были освещены в предыдущей главе.
ВОДА И ЗЕМЛЕТРЯСЕНИЯ
Землетрясения слишком многообразны по своим
проявлениям и причинам, чтобы можно было их
объяснить, лишь исходя из представлений о роли
дренажной оболочки. Все же во всех землетрясениях воды
земной коры обязательно играют большую роль,
особенно в случае землетрясений, связанных с
вертикальными движениями отдельных блоков земной коры,
облегчаемых эрозией или нагружаемых осадочными
породами.
При разговоре о землетрясениях нам понадобится
знать такие понятия, как гипоцентр и эпицентр.
Гипоцентр — это точка или область в недрах, где
непосредственно совершаются события, вызывающие
землетрясение. Если же эту точку спроецировать на
поверхности, получим эпицентр. Эпицентр от
гипоцентра может быть отделен многими километрами,
десятками и даже сотнями километров. Большинство же
очагов землетрясений лежит на сравнительно
небольшой глубине: гипоцентры южноитальянских
землетрясений находятся лишь в 4—5 километрах от
4* 99

поверхности, в Японии — обычно не глубже 50
километров. Таким образом, у большинства землятрясений
очаги лежат в пределах земной коры.
Взаимодействие воды и пород земной коры
постоянно нарушает равновесное состояние ее отдельных
участков.
Все дело в неравновесности. Горные области и
промываются и смываются быстрее, интенсивнее, чем
равнины. Следовательно, они становятся легче, а это
ведет к их всплыванию. Но и всплывание отдельных
участков горных областей происходит неравномерно,
что и приводит к землетрясениям. Частота их во
многом тоже зависит от скорости эрозии. Так дело обстоит
в горах.
Для объяснения землетрясений, которые
возникают на равнинной местности, необходимо привлечение
иного механизма.
Например, во время Ташкентского землетрясения
1966 года не наблюдалось видимых разломов и
сдвигов, которые неизбежны при горизонтальных и
вертикальных перемещениях отдельных участков земной
коры. Гипоцентр его изначально лежал на глубине
около 10 километров, но с каждым толчком
поднимался все ближе к поверхности. За год было
зарегистрировано свыше 700 толчков, в том числе свыше
десятка семибалльных. Как нам кажется, к причинам
землетрясений такого типа дренажная оболочка также
может оказаться причастной.
Представим себе, как глубинные «реки» год за
годом прокладывают себе подземные «русла». Там, где
порода более податлива растворению и выносу, где
гидростатический напор воды особенно силен, там
неизбежно возникновение пустот разных размеров,
заполненных парами, газами и водными растворами.
Для убедительности напомним некоторые цифры.
Как показывают расчеты материальных и
тепловых балансов, в дренажную оболочку материков
ежегодно приходит около 150 кубических километров
воды в виде 4—5-процентного раствора. Этот водный
поток уносит из коры материков в кору океана
около 5—6 миллиардов тонн, или примерно 2—2,5
кубических километра, твердого вещества.
Именно поэтому вода способна создать в низах
земной коры как мелкие поровые пространства и тре-
100

щины, так и огромные полости наподооие карстовых
пещер. Потолок таких выщелоченных участков может
удерживать кровлю лишь до поры до времени, но
даже небольшие изменения в геологической обстановке
и дальнейшее действие тех же водных растворов в
конце концов приводит к ее обрушению. Чтобы
вызвать крупное семибалльное землетрясение,
достаточно обрушить 30—50 кубических километров пород с
высоты 1 километр. Если же такой обвал пласта
произойдет на площади 300—500 километров, то
достаточно высоты падения и 100 метров. При этом под
понятием «падение» следует, разумеется, понимать
быстрое проседание, а не свободный полет в
пустоте.
Многократность ударов объясняется тем, что не
вся кровля рушится сразу. Отпадает какой-то ее слой,
и наступает временная передышка. Затем
обваливается следующий слой, происходит новый толчок — и
вновь затишье. Гипоцентр в таком типе
землетрясений раз за разом поднимается, стремясь соединиться
с эпицентром. Толчки следуют за толчками, а сила их
постепенно уменьшается, так как уменьшается высота,
с которой падает кровля. Это и создает пеструю
картину землетрясения, когда высокобалльные удары
могут чередоваться с мелкими толчками.
На ход таких землетрясений оказывают влияние и
наиболее высокие, приливные волны в литосфере,
которые, обегая земной шар, могут вызывать толчки,
играя роль спускового механизма.
Иногда последовательные нарушения сплошности
пород и обрушение подземной кровли приводят к
образованию крупных провалов на поверхности Земли.
Если огромные полости возникают где-то вблизи
поверхности Мохоровичича, то возможны извержения
горячих растворов из дренажной оболочки и магм из-
под нее. Более того, они могут сопровождаться
подъемом дневной поверхности, когда вытесняемые массы
флюидов — в основном воды — не могут уйти в сторо-.
ны. Из этих рассуждений напрашивается вывод о том,
что везде, где есть дренажная оболочка, возможны
землетрясения. Но ведь на Земле немало мест, где
землетрясения почти не бывают.
Почему?
Попробуем объяснить это на примере Антарктиды.
101

Антарктида — своеобразный во многих отношениях
материк. Поверхность этого материка защищена
мощным слоем льда и потому не смывается реками и
ручьями в океан. От эрозии она хорошо законсервирована
и защищена от воздействия воды самой водой в виде
льда. В коре этого континента нет круговорота вод
(или он очень слаб), а поэтому не происходит и
круговорота твердого вещества. В Антарктиде не известно
крупных землетрясений, если не иметь в виду
движений антарктического льда, разломов в нем, обрывов у
берегов, сползаний с толчками, обвалов. Нет
круговорота вещества — нет эрозионных полостей —
отсутствуют землетрясения. Так представляется сейчас эта
причинно-следственная цепочка.
ВУЛКАНЫ
Ассоциации, связанные с этим словом, величественны
и тревожны. Взрыв кратера. Огонь, дым, гарь, пепел,
лава и множество других опасных и трагических для
человека явлений.
Грандиозные и потрясающие извержения вулканов
описаны во многих специальных монографиях и
популярных сочинениях, начиная с трудов Плиния
Старшего и кончая книгами нашего современника —
бесстрашного вулканолога Гаруна Тазиева.
Но нас в данном случае, как и в прежних главах,
интересует научная основа явления, его внутренняя
сущность — не столько форма, сколько содержание,
обретшее материальное воплощение в явлении
природы.
На Земле еще недавно было зарегистрировано 616
вулканов, деятельность которых проявилась в
историческом прошлом. Из них 74 вулкана действовали в
океане и 542 — на суше. Общее количество
действовавших или способных действовать вулканов сегодня
равно 817. Из них в «Огненном поясе» вокруг Тихого
океана насчитывается 526 вулканов (в том числе на
суше — 360 и под водой — 44).
На Камчатке и Курильских островах имеется 68
вулканов (в том числе 2 подводных и 56
действовавших в историческом прошлом).
Такой представлялась статистика о вулканах до
последнего времени. Но новые исследования дна океанов
102

показали следы совершенно неожиданной активности
подводного вулканизма. Только в центральной части
Тихого океана насчитывается до 200000
вулканических конусов и 2—10 тысяч крупных плосковерхих
вулканов — гайотов. Их в Тихом океане, говорят,
столько, сколько может поместиться на карте. И что
интересно, особенно много их сосредоточено на срединных
океанических хребтах. Общее количество сопок, или,
как говорят исследователи океана, мелких вулканов,
достигает четверти миллиона. Вулканическая
деятельность многообразна, и разные вулканы работают по-
разному. Одни отличаются особенно продолжительной
активностью, например Стромболи в Италии, который
действует почти без перерывов на протяжении
нескольких тысячелетий. Другие поражают
производительностью: например, Ближний Плоский и Дальний Плоский
на Камчатке уже извергли 2830 кубических
километров магматического материала. А самый крупный
вулкан на Гавайских островах — Мауна-Лоа выбросил за
время своей деятельности 42 000 кубических
километров. Но есть такие вулканы, которые в одно мгновение
выполняют такую же работу, какую другие
производят за века. 12 ноября 1964 года камчатский вулкан
Шивелуч во время извержения, которое длилось
немногим более часа, выбросил 1,5 кубических километра
пепла, пемзы и других твердых продуктов извержения.
При извержении вулкана Кракатау в 1883 году
газы, пары, обломки, песок и пыль поднялись на высоту
70—80 километров. Взрывы, происходящие при
извержении Кракатау, как и других вулканов, бывают
слышны на расстоянии тысячи километров.
При извержении в апреле 1815 года вулкана Там-
бора на о. Сумбава струей водяного пара было
выброшено в атмосферу более 100 кубических километров
песка, пепла и вулканической пыли, что вызвало
затмение Солнца на территории, равной Франции.
Самое поразительное в вулканах для
исследователя — их фантастическая энергия. При среднем по
мощности извержении выделяется количество энергии,
равнозначное энергии 400 тысяч тонн условного
топлива. Примерно полмиллиона, а при крупных
извержениях энергию 5 миллионов тонн угля выбрасывает, как
говорится, на ветер вулкан за один прием. Но
особенное удивление вызывают эти цифры, когда начинается
103

подсчет энергетических запасов земной коры и тех
мест, откуда вулкан может черпать свою энергию.
Допустим, вулканы приводятся в действие теплом,
выделяемым радиоактивными веществами. Расчет
показывает, что для однократного извержения
потребовалась бы энергия, образующаяся в нескольких
миллионах кубических километров мантии на протяжении
года. Совсем непонятно, как собрать и сконцентрировать
это радиогенное тепло в очаге вулкана. Пытаются
искать причины вулканизма в газовом давлении. На
протяжении веков и тысячелетий, говорят сторонники
этой гипотезы, из магмы выделяются пузырьки
растворенных в ней газов. Чем выше они поднимаются, тем
ниже давление окружающей их среды, наконец,
пузырьки якобы взрываются, вырывают клочья магмы и
выбрасывают ее на поверхность. Периодичность
извержений они объясняют задержкой газов поверхностной
корочкой магмы. Чтобы прорвать ее, откупорить проб-
ку, газы должны скопиться, так сказать, набраться
силы.
Недостаток этой гипотезы в том, что, однажды
прорвав магматическую корку, газы полностью уйдут, а
процессов, которые могут генерировать новые порции
газа, не предложено. Многократное выбрасывание
шампанского из уже открытой бутылки невозможно.
Поиски источников энергии вулканической
активности заставляли ученых обращаться к недрам Земли.
Там, предполагают некоторые вулканологи, на
глубинах скрыта отгадка. Но в глубинах мантии нет
постоянно действующих источников ни энергии, ни газов,
которые могли бы взрываться. Радиоактивные
вещества, как мы уже говорили, распределены неравномерно
в недрах Земли и сконцентрированы главным образом
в гранитах коры; то есть в коре суши. Но никаких
следов повышенной радиоактивности в продуктах
вулканических выбросов не обнаружено. Вода и газы по,
своему изотопному составу не отличаются от воды и
газов, находящихся на земной поверхности. Конечно,
существуют и глубинные подкоровые выделения
высокотемпературных флюидов, как уже указывалось. Все
же они не столь велики, да и рассеяны в недрах земного
шара, так что не могут обеспечивать хотя бы
гидротермальную часть столь длительной вулканической
активности на планете. Как и прежде, остаются неяс-
104

ными многие стороны вулканической деятельности.
Совершенно непонятно, почему же вулканы
сосредоточились в основном на молодом дне океана и почему
наблюдается многократность вулканических
извержений, их чрезвычайная длительность и активность,
откуда берется столько энергии пара и магмы?
Вулканизм, выходит, явление, присущее главным
образом океану, а не суше.
Обычно объяснение вулканизма ищут в недрах
верхней мантии, где на глубинах 200—400 километров
имеется слой размягченного вещества, называемый
астеносферой. Еще господствуют гипотезы, будто
оттуда поступают энергия и вещество, уходящее в
атмосферу и образующее вулканические сопки. Для каждой
такой, даже небольшой, вулканической сопки нужен
вертикальный канал высотой 200—400 километров.
Моделирование процесса выхода пара через слой
песка показывает, что расстояние между точками, в
которых прорывается пар, зависит от толщины слоя
песка и в среднем в 3—5 раз превышает толщину слоя.
А между тем сопки на океаническом дне расположены
на расстоянии всего 25—30 километров.
Обычно для объяснения тесного соседства вулканов
допускают существование на небольшой глубине
промежуточных очагов расплавленной магмы.
Чтобы объяснить появление многочисленных
вулканических сопок, следует предположить, что под корой
океана имеются огромные очаги, а учитывая количество
вулканов, исчисляющихся сотнями тысяч, надо
предвидеть единый сплошной очаг, расположенный на весьма
небольшой глубине, измеряемой несколькими
километрами.
Попробуем объяснить возможные причины
вулканизма в океане с помощью гипотезы о дренажной
оболочке.
ГДЕ ТОНКО, ТАМ И РВЕТСЯ
Как уже было сказано, дренажная оболочка находится
в коре океанов именно на такой глубине, на какой
должен быть повсеместный очаг магмы, необходимой для
вулканических извержений. Дренажная оболочка
заполнена высокотемпературными пароводяными
растворами под избыточным давлением. Создаваемое слоем
105

морской воды и растворов гидростатическое давление
дренажной оболочки океана приближается к 1 тысяче
атмосфер. В то же время в дренажной оболочке коры
суши оно возрастает (при мощности коры 30—60
километров) до 3—6 тысяч атмосфер. Более высокое
гидростатическое давление в оболочке под материками
создается не только потому, что материки возвышаются над
уровнем воды в океане в среднем на 875 метров, но и
еще потому, что трещины и разломы в коре суши
заполнены более тяжелыми растворами, чем паровые
растворы, поднимающиеся из глубин дренажной
оболочки материковых побережий в дренажную оболочку
океана. Разновидности коры суши и океана выступают
как бы в роли соединенных сосудов, причем в одном
колене — в коре материков — гидростатическое
давление выше, чем в коре океана. Океаническая дренажная
оболочка оказывается областью разгрузки тех
высокотемпературных водных и паровых растворов, которые
заполняют дренажную оболочку материков.
Постоянное поступление растворов создает избыточное
давление в дренажной оболочке океана, что и вызывает
деятельность многочисленных вулканчиков на океанском
дне.
Эти извержения работают наподобие
«предохранительных клапанов». Прорвавшись сквозь кору, такой
«клапан» действует, пока давление может преодолевать
противодавление столба воды в океане при глубине его
до 4—5 километров. Но давление в конце концов
падает, и вулканчик затихает.
Однако покой недолог: он продлится до того
момента, когда давление вновь восстановится до такого,
какое сможет в этом месте или где-то рядом преодолеть
сопротивление, ведь дренажная оболочка облекает весь
земной шар, и везде и всюду есть пар высокого
давления. При каждом очередном извержении происходит
выброс больших количеств высокотемпературного пара,
из которого при охлаждении выпадают массы вещества,
образующие в атмосфере большие количества пеплов.
Резкое снижение давления в вулканическом канале и
в данном месте дренажной оболочки отражается на
растворимости силикатов, алюмосиликатов и других
веществ. Они выпадают в осадок, образуя вязкие
желеобразные массы. Эта минеральная «жижа» скопляется в
106

канале вулкана и откладывается на дне в виде лавы,
туфа и пемзы.
Извержения, происходящие на глубинах 3—4
километра, в большинстве случаев не выдают в атмосферу
даже пара, ибо он конденсируется там при
вышекритическом давлении и быстром охлаждении в воде, и на
волнах появляются лишь массы пемзы, погибшей рыбы
и т. п. На дне же образуется новая вулканическая
сопка.
Избыточное давление в дренажной оболочке дна
океана «вечно» поддерживается высоким давлением в
дренажной оболочке материков. Таким образом,
удивительная активность океанического дна является
естественным следствием наличия дренажной оболочки
Земли, где постоянно возобновляется давление и
накапливаются горячие жидкие и паровые растворы
различного состава и концентрации.
Океанические извержения заканчиваются не
только образованием мелких сопочек. Большое количество
различных по размерам островов возникло в
результате вулканизма. К ним относится и величайший вулкан
Мауна-Лоа на Гавайских островах.
Вулканические извержения вызывают также хорошо
известные страшные волны цунами. Эти волны
концентрически распространяются от очага подводного
извержения или землетрясения. Страшные последствия от
цунами намного превосходят действие породивших их
вулканов. Например, извержение вулкана Кракатау
создало волну высотой около 35 метров. Это цунами
унесло почти 37 тысяч человеческих жизней. Сильнее
всего от моретрясений и цунами страдает Япония,
находящаяся как раз в районе тихоокеанского
«Огненного пояса». Только в открытом море цунами не опасны,
хотя и оставляют сильные и малоприятные ощущения.
Большие цунами случаются, к счастью, не так уж
часто. В Японии в среднем один раз за 15 лет
наблюдается волна высотой более 7,5 метра. Начиная с 684
года до наших дней были зафиксированы 4 цунами
высотой более 30 метров. Но небольших цунами
множество, и связаны они скорее всего с многочисленными
малыми подводными извержениями. Связь вулканизма с
деятельностью дренажной оболочки делает понятными
и другие его особенности. Например, многократность
извержений объясняется тем, что снижение давления,
107

которое происходит при выбросе, восстанавливается
довольно быстро. Длительность работы вулканов
объясняется этой же неисчерпаемостью оболочки.
ПОЧЕМУ ЛАВА ГОРЯЧАЯ!
Очень важным представляется вопрос об
энергетических источниках, вызывающих высокий нагрев лав —
до 500—600 и даже 1000 и более градусов. Растворы
дренажной оболочки такой температуры не имеют.
Однако вместе с ними в канале вулкана находится
множество газов — сероводород, сернистый газ, метан,
водород, хлор, кислород и др. Там идут интенсивные
реакции, при которых выделяется тепло. Например, окислы
металлов легко реагируют с метаном и водородом:
Fe2O3 + H2 = H2O + 2FeO;
3Fe2O3 + СН4 = 2Н2О + CO + 6FeO.
Эти реакции приводят к восстановлению железа, све-
жевыпавшие пеплы обычно быстро темнеют и
становятся коричневыми вследствие окисления
двухвалентного железа кислородом воздуха в трехвалентное.
И еще один источник тепла. Рассеянное
органическое вещество непрерывно сосредоточивается в
осадочных породах и, участвуя в круговороте твердого
вещества, уходит в недра мантии. При высоких
температурах и давлениях из рассеянной органики образуются
различные виды горючих ископаемых. Такие
подвижные горючие, как нефть и газ, могут накапливаться в
коллекторах дренажной оболочки. Каждый кубический
километр осадочных пород содержит примерно до 20
миллионов тонн органического вещества, которое по
своей теплотворной способности в 10—100 раз больше
энергии обычного вулканического извержения.
Рассеянная в породах, органика может играть роль
энергетического потенциала вулканизма, и этот источник
энергии пригоден для объяснения явлений, которые
происходят в виде взрывов, когда за считанные минуты
выбрасывается масса пород 3—5 и более миллиардов
тонн. Нередко обнаруживают примеси горючих газов
в вулканических выбросах. Из них такие, как метан и
водород, могут, сгорая, при выходе лавы на
поверхность сильно нагревать ее.
108

Заслуживает внимания вопрос о происхождении и
других газов вулканического извержения. В их числе
обнаружены производные хлора, брома, фтора, другие
газообразные соединения. Выделения этих веществ при
обычном плавлении горных пород не происходит. Если
же принять во внимание, что в дренажной оболочке
происходит взаимодействие кремнезема с другими
соединениями, становится понятным и образование
сильных кислот:
СаСl2 + SiO2 + Н2О -> CaSiO3 + 2HCl;
CaBr2 + SiO2 + Н2О -> CaSiO3 + 2HBr;
CaF2 + SiO2 + H2O -> CaSiO3 + 2HF.
По той же схеме кремнезем взаимодействует с
другими солями, образуя силикаты и вытесняя кислоты,
которые извергаются вместе с паром на поверхность
Земли.
Вулкан на поверку оказывается химическим
реактором, где свойства дренажной оболочки проявляются
особенно ярко и в котором летучий кремнезем
выступает одним из главных химических агентов.
ХИМИЧЕСКИЕ КОМБИНАТЫ ЗЕМЛИ
Отвлечемся на время от описательного рассмотрения
вулканизма. Не столько грандиозность, сколько его
механизм и технологичность в широком смысле слова
будут объектами нашего внимания.
То, почему мы называем их комбинатами, вытекает
из существа определения. Продукция вулканов
комплексная. Широкий набор химических соединений,
газов, веществ, элементов. Технологичность тоже
понятна. Существует некоторый природный агрегат, этакая
довольно сложная система малоизученных аппаратов,
где происходят разнообразные превращения: нагрев,
сжатие под давлением, процесс реагирования,
перемешивание и т. д. Все известные да еще неизвестные нам
химические операции, которыми сопровождается
вулканическое извержение.
В работе любого химического предприятия есть три
по крайней мере существенных фактора: сырье,
условия технологического процесса и конечная продукция.
В работе вулканов для нас доступней всего их, так
109

сказать, конечная продукция: потоки лавы, выбросы
газа и пепла, пара, камней. О том, как протекают
глубинные процессы подготовки извержения, по какой
технологической схеме они идут, мы можем лишь
догадываться, так же к'ак и о сырье, служащем при
вулканизме исходным материалом.
Например, вода. Мы уже говорили, что в составе
вулканических выбросов, особенно на первых стадиях,
преобладают водяные пары. Воды этой получается
слишком много. Во время извержения уже
упоминавшегося вулкана Тамбора на о. Сумбава выделилось
около 1000 кубических километров воды. За 1700 лет
своего существования вулкан Шивелуч на Камчатке,
крупнейшие извержения которого происходят в
среднем через полтора столетия, выбросил несколько тысяч
кубических километров воды в виде пара.
Вряд ли такие количества воды могли так быстро
прийти к вулканам из глубин мантии и земного ядра.
Вернее предположить, что в основном эта вода —
участница великого круговорота вещества. Это отмечал и
В. И. Вернадский:
«Среди эмпирических обобщений и отдельных
фактов, с этой проблемой связанных, обращает на себя
внимание, отмеченное уже в начале XIX столетия,
сходство между солевым составом воды Океана и
составом летучих возгонов вулканических извержений».
Подтверждение этого сходства мы находим и в
совершенно новой области исследований. Ориентировочно
расчеты показывают, что концентрация растворенных
минеральных веществ в надкритических растворах
дренажной оболочки составляет 4—5 процентов. Примерно
такая же концентрация обнаруживается в водяных
парах вулканических выбросов. Связь дренажной
оболочки и вулканизма особенно прослеживается через воду.
И здесь вновь уместно напомнить провидческие
рассуждения В. Й. Вернадского:
«Изучение вулканов ясно указало, что их
извержение есть результат газового процесса, т. е. прежде всего
является проявлением горячих водяных паров
биосферы. Неизбежно ставился вопрос, откуда берутся
огромные количества воды, выходящие в виде паров во
время извержений...»; «Поверхностная и волосная вода
играют огромную роль в вулканических извержениях,
может быть, более активную, чем это думают».
110

Итак, химкомбинаты вулканизма прежде всего
перерабатывают воду. Они обращают ее в пар, который
обладает могучей динамической силой: он рвется на
свободное пространство, преодолевая сопротивление
окружающих пород. Водяной пар, собственно, и есть
главный транспорт для всех веществ, которые
поднимаются из земных недр. Особенно для пеплов.
Напомним, что за период с 1500 по 1941 год вулканами на
сушу выброшено 392 тысячи кубических километров
лавы и рыхлых масс, главным образом пеплов. Доля
последних в вулканических выбросах достигала 84
процентов. Тонкие пеплы долго носятся в воздухе. При
извержении Кракатау в 1883 году они много раз обошли
вокруг Земли, прежде чем полностью осели.
Поднявшись в верхние слои атмосферы, они вызвали красные
зори в Европе, а пепел из вулкана Безымянного на
Камчатке за два дня одолел расстояние 10 тысяч
километров и выпал в Лондоне.
Технологическая схема производства пеплов с
участием вод дренажной оболочки выглядит более
понятной. Давление в канале вулкана достигает 2—4 тысяч
атмосфер. Поднимаясь вверх по каналу, пары
расширяются и охлаждаются, давление надает, резко снижается
растворимость различных химических соединений и
минералов, содержащиеся в растворах вещества
выпадают, образуя жидкие и густеющие массы. Они,
вероятно, скапливаются в устье канала, по которому
поднимаются растворы, и вокруг него. Парогазовый поток
подхватывает, выталкивает и несет их под сильным
напором вверх. По пути они дробятся, измельчаются,
превращаются в пепельные облака и скопления
мельчайших частиц лавы.
Если вулканический пепел рассеять, то
обнаружатся частицы разных размеров — от 3—5 миллиметров в
диаметре до мельчайшей пыли, повисающей в воздухе
туманным облаком. Особо тонкий пепел выпадает
непосредственно из парового облака, имеющего
температуру 400—500° С и выбрасываемого из жерла на
большую высоту. При охлаждении из такого облака
выпадают частицы, соизмеримые с молекулами, способные
удерживаться в атмосфере неограниченное время.
Вот еще что интересно: подмечено, что по мере
удаления облака от вулкана из него выпадают на земную
поверхность пеплы все более изменяющегося состава.
111

Чем дольше продолжалось пребывание частиц пепла в
облаке, тем заметнее перемены в химическом составе
пеплового материала. Например, содержание магния в
пеплах вулкана Безымянного увеличилось раз в
тридцать, когда облако удалилось от вулкана на 90
километров, хотя для анализа отсеивались частицы пепла
одинакового размера.
В марте 1947 года вулкан Гекла выбросил облако,
которое было отнесено на 3800 километров, и в
выпавшем там пепле содержание окислов магния и калия в
4 раза превышало содержание этих соединений в
пеплах, выпавших неподалеку от кратера. Интересно, что
накопление этих соединений происходит в тончайшей
поверхностной пленке частиц пепла. Выходит, она
обладает высокой избирательной сорбиционной
способностью, она настоящий магнит для содержащихся в
облаке молекул. Ассортимент химических соединений в
облаке оказывается неожиданно разнообразным. Это
удивительная машина из атомов, анионов, катионов,
молекул самых различных химических соединений, и
разные частицы пепла извлекают те, которые им по
душе. Мелкий пепел хорошо сорбирует анионы серной и
угольной кислот. Пепел покрупнее предпочитает ионы
хлора. Есть пеплы, которые извлекают ионы калия,
натрия, магния. Особые стекловидные пеплы склонны
принимать в свой состав ионы железа, марганца,
фосфора. В тонюсеньких пепловых пленочках
накапливается 35—75 процентов общего содержания таких
элементов, как титан, магний, марганец, никель, ванадий,
талий, медь, хром, стронций, цирконий и уран.
Сходство химических составов вулканических
выбросов с широчайшим набором элементов в водах
океанов свидетельствует о роли дренажной оболочки в
вулканизме и в образовании солевого состава океанов. Ведь
химический состав солей океана, его фосфорных и же-
лезомарганцевых залежей должен во многом
определяться деятельностью дренажной оболочки. Правда,
пепловое облако материкового вулкана
беспрепятственно поднимается в атмосферу и вершит свою химико-
планетарную деятельность в условиях низких давлений
и низких температур.
Иное дело — «химический комбинат» на дне океана.
Там извержения происходят «спокойно», без выбросов
паров и пепла. Да и как им выброситься, если сверху
112

лежит слой воды толщиной 4—5 километров и создает
давление на уровне 400—500 атмосфер? Даже если
надкритические пары и растворы прорвутся в водную
толщу, они очень быстро в ней превратятся в жидкость,
теряя объем.
Однако подводные вулканы могут быть очень
большими. Вулкан Мауна-Лоа в районе Гавайского
архипелага по объему в 500 раз больше Этны и в 25 раз
больше Везувия.
ПОГРУЖЕНИЕ ПЛУТОНА
Подсчитано, что ежегодно на Земле происходит 20
катастрофических, 150 разрушительных, 800 сильных,
6200 довольно сильных и свыше 100 000 слабых
землетрясений, а также 4—5 крупных вулканических
извержений.
Ученые установили много случаев совершенно
очевидной связи между землетрясениями и вулканической
деятельностью. Например, во время сильного
землетрясения в Перу и Чили 10 апреля 1952 года пришли в
действие 25 вулканов. Если передача давлений
осуществляется по воде, заполняющей дренажную оболочку,
то возможность «разбудить уснувшие» вулканы не
представляется странной.
Именно через дренажную оболочку передается
волна гидростатических колебаний. Землетрясения
нарушают водную систему разломов, трещин и других
пустот, по которым движутся глубинные воды. Эти
нарушения, естественно, отзываются на подвижном слое
пароводяных смесей дренажой оболочки.
Пробуждение и прекращение жизни вулканов тесно
связаны с водами дренажной оболочки.
Проявления стихии разнообразны. В 1957 году к
девяти Азорским островам, растянувшимся на 650
километров, неожиданно прибавился десятый. Произошло
это так. Жители острова Фаял в ночь на 28 сентября
были подняты с постелей сильными толчками.
Землетрясение уничтожило небольшую деревушку. Людям,
в панике покидавшим рушившиеся дома,
представилось фантастическое зрелище.
Море кипело. На бурлящую поверхность
выскакивали гигантские мутные пузыри, которые с шумом
лопались, образуя облака пара. В небо рванулся исполинский
113

столб дыма, пепла... Через три недели после своего
возникновения поднялся из воды на 200 метров
подковообразный вулканический кратер. Ветер развеял
дым, унес пепел, морские волны смыли шлак, посреди
океана возвышалась лишь голая скала. Родился новый
остров.
Такие вулканические острова не редкость. Они то
исчезают, то появляются вновь.
У тех же Азорских островов из-под воды поднялись
вулканические конусы в 1867 и в 1911 годах.
Просуществовав несколько месяцев, они вновь скрылись в
водной пучине, чтобы, может быть, опять возродиться
через неведомое число лет.
Почти все острова в Атлантическом океане обязаны
своим возникновением вулканам. Вулканические
кратеры, порой угасшие, а кое-где и дымящиеся, видят
моряки, подплывающие к Исландии, Канарским или
Антильским островам, к островам Зеленого Мыса,
Тринидад, Вознесения, Фернандо-По и Тристан-да-Кунья.
Но никто не видит превращений, которые
происходят с подобными вулканами при их погружении.
Процесс погружения таких гор своеобразен: вулкан
опускается вместе с небольшим участком океанического
дна. При этом вокруг вулканической сопки возникают
кольцевые ров и вал. Причины их появления в общем
понятны. Вулканы нагружают земную кору, она
прогибается, образуя кольцевые впадины и рвы, а
вытесняемые из-под прогиба массы вещества выходят к
периферии и, приподнимая кору океана, порождают
кольцевой вал.
Остается в этой схеме одна неясность. Почему
вулканические горы стали тяжелы для земной коры и
начали опускаться? Значит, было привнесено
дополнительное вещество? Откуда оно взялось?
Читатель уже сам может подсказать ответ — из той
уже известной, но еще неведомой дренажной оболочки.
Вещества, образовавшие вулканические сопки,
принесены растворами издалека. Растворы формировались еще
в коре материков, где они, охлаждая восходящие из
мантии породы, извлекали вещества, растворимые при
высоких давлениях и температурах. Этот привнос и
создал избыточный вес, вызвавший погружение сопки.

Глава 6. ДРЕНАЖНАЯ ОБОЛОЧКА
И ЗЕМНОЙ МАГНЕТИЗМ
Читатель уже, видимо, заметил, что обращение к
процессам, протекающим в дренажной оболочке, позволяет
по-новому, без натяжек объяснить многие, казалось бы,
не имеющие никакого отношения к водам земным
большие и важные для науки вопросы. Поэтому мы
надеемся, что он не будет удивлен попыткой дать
объяснение причин возникновения и существования
земного магнитного поля.
Академик В. В. Шулейкин, посвятивший свою
жизнь разработке проблем физики моря, так
характеризует положение: «Полное неведение природы
земного магнитного поля плохо вяжется не только с
совершенством методов электрических и магнитных
измерений, но также и с тем, что практическое применение
первого магнитного прибора — компаса — известно
людям более трех тысяч лет: «указателем направления
на юг» снабжались колесницы в Китае и во Вьетнаме,
во всяком случае ранее 1100 г. до нашей эры».
До XV века основной причиной ориентации
северной стрелки считалось притяжение ее Полярной
звездой. Сделанное Колумбом в XV веке открытие
отклонения стрелки компаса от направления меридианов
заставило отказаться от этой гипотезы. В 1600 году
английский математик Уильям В. Гильберт обосновал
новую гипотезу, по которой Земля представляет собой
магнит, и подтвердил свою идею с намагниченным
железным шаром. Отклонение магнитной стрелки от
меридианного направления, которое не укладывалось
в гипотезу большого магнита, Гильберт предложил
объяснять намагниченностью материков, которые и
отклоняют стрелку. Предположение о том, что
магнитное поле Земли вызывается источником,
находящимся в ее недрах, разработанное профессором Казанского
115

университета И. М. Симоновым в 1835 году, через
3 года нашло подтверждение в расчетах великого
немецкого математика Гаусса. Им были проведены
расчетные определения силы магнитного поля для любой
точки земного шара. Она оказалась мизерной. Даже
обычный магнит небольшого размера создает
магнитное поле напряженностью в несколько десятков гаусс,
а Земля имеет всего лишь 0,3 гаусса вблизи экватора
и около 0,7 — в полярных районах.
Одной из причин земного магнетизма считали
намагниченность железного ядра Земли. Однако точка
Кюри — температура, при которой железо перестает
быть магнитом,— вскоре выбила почву у сторонников
объяснять магнетизм наличием железного ядра. Стало
ясно, что температура 500—600° С достигается уже в
нижних слоях земной коры или в верхних слоях
мантии, и гипотеза о постоянном магните в недрах
Земли — железном ядре — отпала.
Дальнейшее изучение земного магнетизма показало,
что кроме постоянных магнитных аномалий,
находящихся в одних и тех же местах, имеется большое число
других — непрерывно изменяющихся и даже
перемещающихся преимущественно на запад.
По существующим представлениям о внутреннем
оболочечном строении земного шара перемещения
жидкого вещества возможны только на границе между
твердой мантией и ядром Земли, то есть на глубине
2900 километров от поверхности. Поэтому сегодня в
науке о земном магнетизме популярна гипотеза о
возможном отставании скорости вращения земного ядра
от скорости вращения мантии примерно на один
оборот за 2000 лет. Считается, что это отставание и
создает магнитное поле и вызывает перемещение
магнитных аномалий на запад.
Однако земное магнитное поле не только «плывет»
на запад, но оно еще способно и переворачиваться,
меняя положение своих полюсов. Изучая остаточный
магнетизм, сохраняющийся в горных породах,
исследователи пришли к выводу, что магнитные полюса только
за последние 76 миллионов лет ни много ни мало
171 раз менялись местами: северный магнитный полюс
становился южным и, наоборот, южный становился
северным.
tl6

Другие исследователи обнаружили следы около
400 инверсий магнитного поля на протяжении
последних 100 миллионов лет.
Магнитное поле Земли, как и других космических
тел солнечной системы и самого Солнца, остается в
числе явлений, до полного понимания причин которых
еще далеко.
Крупный специалист по земному магнетизму
Б. М. Яновский в 1964 году так характеризовал
состояние разработки вопроса о магнитном поле Земли:
«Вплоть до последнего десятилетия не было ни одной
гипотезы и ни одной теории, которые
удовлетворительно объяснили бы постоянный магнетизм земного шара,
и лишь за последние годы в науке о земном магнетизме
установилась более или менее приемлемая теория,
основанная на гипотезе вихревых токов в ядре».
За последние годы опубликовано много работ по
теории земного магнетизма. Выдвинуты новые
представления, и среди них наибольшим признанием сейчас
пользуется гипотеза, по которой магнитное поле Земли
возникает в результате электрических токов,
связанных с перемещениями масс вещества внутри или на
поверхности ядра Земли. Эта гипотеза, получившая
название «динамо» по аналогии с возбуждением
магнитного поля в динамо-машинах, дает лишь качественное
объяснение некоторых особенностей магнитного поля
Земли.
Однако остаются вопросы, на которые обязательно
должны ответить существующие гипотезы
происхождения магнитного поля, если они претендуют на
признание.
Прежде всего это вопрос о совпадении или, вернее,
о близости оси вращения Земли и оси того
геомагнитного диполя, который создает поле. Такая близость
осей обнаружена не только у Земли, она имеется у
Солнца, Юпитера и у Звезды 78 в созвездии Девы.
Предполагалось, что даже только само вращение
твердых, жидких и газообразных тел может вызвать
как разделение электрических зарядов, так и
намагниченность вращающегося предмета.
Еще в 1911 году крупный русский физик П. Н.
Лебедев считал, что совпадение осей не случайность, и
проводил эксперименты по вращению колец из
различных материалов — эбонита, латуни, воды, бензола.
117

Опыты дали отрицательный результат, однако П.
Н.Лебедев не отказался от убеждения в том, что именно
вращение вызывает магнитное поле.
В результате проведения больших теоретических и
экспериментальных исследований, проведенных в
Мировом океане, В. В. Шулейкин получил убедительные
свидетельства о коренном различии между магнитными
полями океана и материков. Электропроводность коры
под океанами значительно больше, чем под материками.
Проследив дрейф магнитного поля в западном
направлении, В. В. Шулейкин отмечает, что дрейф
возможен только в том случае, если магнитное поле
вызывается электрическими токами.
Если бы магнитное поле вызывалось твердыми
намагниченными породами, то дрейф был бы невозможен.
Не могло бы происходить и снижение поля до нуля, и
возникновение его вновь в тех же местах.
В. В. Шулейкин экспериментальными
исследованиями показал, что определенную роль в создании
западной составляющей магнитного поля играют
электрические токи в самой воде океана. Появление
существующего магнитного поля В. В. Шулейкин объясняет
токами в мантии, так как, по господствующим в
геологии гипотезам, в земной коре токов нет, поскольку
сухие породы не проводят электричества.
ПРИЛИВЫ И МАГНЕТИЗМ
Таким образом, помимо тех гипотез, которые ищут
причины земного магнетизма в глубинах мантии и даже
в глубинах ядра, разрабатываются и гипотезы,
видящие причины в электрических токах.
Если следовать идее, выдвинутой еще Ампером, то
для создания такого магнитного поля, какой имеет
Земля, надо допустить существование электрического тока
огромнейшей силы, постоянно текущего в широтном
направлении. Под каждым метром полосы с общей
шириной 10 000 километров должен был бы течь ток
силой 100 ампер, а на всей полосе — общей силой
1 миллиард ампер. Занимая область от 45° северной
широты до 45° южной, такой гигантский поток
электричества смог бы создать как главное, так и
переменное магнитное поле Земли, особенно при условии, что
токи будут проходить на небольшой глубине, близкой
118

к земной поверхности.
Однако ученые не
располагали данными, которые
позволили бы допустить
существование таких слоев,
где эти токи могли бы
циркулировать вокруг земного
шара. Может ли
представление о дренажной
оболочке быть полезным при
объяснении причины
возникновения магнитпого
поля Земли? Безусловно,
может!
Ведь растворы,
заполняющие дренажную
оболочку, не могут быть
электрически нейтральными.
Кроме того, они
обязательно перемещаются с
востока на запад. Но
перемещение зарядов
равноценно электрическому
току, текущему вокруг
земного шара. Не ясен лишь
вопрос: достаточно ли в
растворах электрических
зарядов и могут ли они приливная волна
перемещаться со скоро- перекачивает растворы
стыо, способной создать по дренажной оболочке (А),
электрический ток нуж- как насос
ной силы? перекачивает жидкость (Б)
Сначала рассмотрим
причины, которые могут вызывать такое перемещение
растворов. По-видимому, главной из них надо признать
перемещение приливной волны литосферы. Известно,
что в результате притяжения Луны и Солнца на
земном шаре существуют два приливных горба и две
впадины. Они давно известны в морях и океанах, так как
их учет совершенно необходим морскому флоту.
Возникают и обегают земной шар приливные волны в
атмосфере, обнаружены они и в твердой оболочке —
литосфере. Наибольшие подъемы и опускания земной
поверхности имеют место вблизи экватора, тогда как
119

у полюсов их может вовсе не быть. Если подъемы
приливной волны в океане достигают нескольких метров,
то изменения уровня поверхности материков
измеряются десятками сантиметров. Главное отличие в
процессах образования приливных подъемов и опусканий
состоит в том, что в атмосфере и гидросфере они
происходят за счет перемещения масс воды или воздуха
из мест, где уровень опускается, туда, где он
поднимается, тогда кал в литосфере они работают как
механизм, способный перемещать только жидкости и пары,
заполняющие свободные пространства земной коры й
ее дренажную оболочку. Твердые породы не
перемещаются, изменяется только объем коры.
Приливные силы оказывают паибольшее влияние
на слои пород у самой земной поверхности. Легче всего
изменять свой объем под влиянием притяжения Луны
должна обводненная и пористая дренажная оболочка
земной коры. Изменение ее толщины может
происходить за счет изменения объема разломов, трещин и
других полостей и пустот в оболочке и в слагающих ее
породах.
Во время подъема дневной поверхности и
увеличения объема пустот дренажной оболочки в данном
месте происходит подсасывание подвижных жидких и
паровых растворов со стороны, то есть из впадин,
идущих впереди и позади приливных горбов. Следующие
за приливами отливы производят выжимание
подвижных растворов и паров и перемещение их на запад.
ОТКУДА БЕРУТСЯ ЗАРЯДЫ...
Для появления электрических токов в растворах
дренажной оболочки имеются благоприятные условия. Эти
растворы всюду и везде находятся в постоянной
вертикальной циркуляции и медленно передвигаются из-под
материков в пространство дренажной оболочки коры
океанов, взаимодействуя с породами оболочки. Здесь
протекают окислительно-восстановительные реакции,
особенно в осадочных слоях, где больше органических
веществ, много газов, способных восстанавливать
трехвалентные соединения железа, марганца и другие
соединения. Слои пород различного состава,
существующие при разных температурах и давлениях,
создают в недрах земной коры своеобразные гальваниче-
120

ские батареи, в которых могут возникать электрические
заряды и электрические токи.
В разделении электрических зарядов участвуют и
различные ионообменные процессы (когда анионы
удерживаются во вмещающих породах, а катионы
уходят в растворы). Разделению зарядов может
способствовать также и то, что подвижные растворы движутся
между кровлей и подошвой дренажной оболочки,
которые могут играть роль пластин конденсатора, по
емкости ни с чем не соизмеримого. Возможно
появление избытка электрических зарядов и в тех
химических реакциях, которые происходят при
взаимодействии поднимающейся кверху окиси кремния с
различными соединениями, с образованием силикатов и
вытеснением углекислоты, как это происходит при
образовании гранитов, а также с вытеснением серной,
азотной и других кислот.
Известно, что кристаллы кварца являются пьезо-
электриками. При их сжатии возникают электрические
заряды. Высказаны предположения, что такие
кристаллы кварца имеются в недрах земной коры и что сжатия
коры, которые происходят при землетрясениях, могут
приводить к возникновению таких электрических
зарядов, как молнии и свечение неба.
Возможно, что и с этим связано возникновение
электрических зарядов в растворах дренажной
оболочки, перемещение которых имеет отношение к
генерированию магнитного поля Земли.
О скоплении огромного количества электричества в
недрах земной коры свидетельствуют многочисленные
факты. Известно, что при извержениях вулканов и при
землетрясениях, а часто и перед извержениями
возникают грозы, наблюдается свечение неба и истечение
электричества с возвышенностей и высоких
сооружений. Известно также, что между земной поверхностью
и нижней границей ионосферы постоянно существует
разность потенциалов, близкая к 400 тысячам вольт.
Отрицательный заряд находится на земной
поверхности. Это вызывает постоянный ток положительных
зарядов из ионосферы к Земле мощностью 70 тысяч
киловатт. Такая сила тока могла бы разрядить
конденсатор Земля — ионосфера за несколько минут. Однако
этого не происходит. Чем поддерживается постоянная
разность потенциалов, еще не ясно.
121

Предполагается, что большая роль в этом
принадлежит грозам, когда положительные заряды уносятся
вверх; но само происхождение гроз не имеет
приемлемого объяснения. На земную поверхность ежесекундно
во время гроз приходит 1800 разрядов молний, но
почему-то грозы характерны преимущественно для весны
и лета, то есть для тех времен года, когда интенсивны
процессы фотосинтеза.
Не ясно, что именно в совпадении интенсивности
процессов фотосинтеза с процессами грозообразования
является причиной, а что следствием. Может быть, оба
эти явления зависят от температуры или
продолжительности светового дня. Может быть, количество
электричества, накапливающегося в атмосфере, зависит от
количества выделяющегося в атмосферу кислорода при
фотосинтезе. Ясно лишь то, что обратной зависимости,
то есть зависимости количества продукции фотосинтеза
от количества молний, быть не может, хотя и это не
вполне ясно. Интересно также, что грозовая
деятельность больше проявляется над сушей. Над океанами она
менее активна. Так или иначе, на Земле существуют
постоянно действующие процессы, создающие и
поддерживающие разделение электрических зарядов.
Если земная кора является в какой-то мере
заряженным конденсатором, то растворы, заполняющие
дренажную оболочку, не могут быть электрически
нейтральными, а если они заряжены, то их перемещение
равноценно электрическому току, и оно обязательно
должно вызывать появление магнитного поля Земли.
Наконец, если растворы дренажной оболочки
содержат в основном положительные заряды, то магнитное
поле Земли должно иметь свой нынешний реальный
вид. Преобладание же отрицательных зарядов должно
привести к перемене мест магнитных полюсов Земли.
Северный магнитный полюс станет южным, и наоборот.
И МНОГО ЛИ ИХ НАДО!
Теперь займемся несложными расчетами, которые
позволят детальнее оценить роль дренажных растворов
в образовании земного магнитного поля.
Выше указано, что для создания существующего
магнитного поля нужен ток силой 100 ампер на каждой
полосе дренажной оболочки шириной всего 1 метр и
122

глубиной 3—5 километров. Сколько же потребуется
электрических зарядов для образования такого тока?
Напомним: 1 грамм-эквивалент водорода,
образующегося при электролизе воды, несет общий заряд,
названный фарадеем и равный 96 494 кулонам. В дренажной
оболочке кроме ионов водорода содержатся
положительные ионы (катионы) лития, натрия, кальция,
магния, железа и других элементов. Все они, будучи в
избытке по отношению к отрицательным ионам
(анионам) и передвигаясь, участвуют в создании магнитного
ноля. Для получения 100-амперного тока в каждом
однометровом поперечном сечении дренажной оболочки
(длиной 40 000 километров) за секунду должно
проходить 100 кулонов, или около одной тысячной доли
грамм-эквивалента избыточных катионов.
Теперь можно прикинуть, какие необходимы объемы
растворов и с какими скоростями они должны
перемещаться по дренажной оболочке, чтобы могло возникнуть
существующее ныне магнитное поле Земли.
Если в секунду растворы должны перемещать через
поперечное сечение однометровой полосы дренажной
оболочки 100 кулонов, то на протяжении года — 3,15
миллиарда кулонов, или 32,7 тысячи грамм-эквивалентов
ионов. Отсюда, принимая средний вес
грамм-эквивалента равным 25 граммам, получим, что ежегодно
сквозь каждое такое поперечное сечение должно
проходить 820 килограммов ионов, а за 12 часов (время,
приходящееся на перемещение каждой приливной
волны вокруг земного шара) — 1125 граммов ионов,
несущих положительные заряды.
Сечение дренажной оболочки шириной 1 метр при
мощности 3—5 километров равно 3—5 тысячам
квадратных метров, а свободное сечепие при пяти
объемных процентах пустот составляет в нем 150—250
квадратных метров. Масса растворов, заполняющих пустоты
оболочки вокруг земного шара в однометровой полосе,
составляет 6—10 кубических километров, или
миллиардов тонн, а в полосе шириной 10 тысяч километров —
606—1006 миллиардов тонн. Значит, на протяжении
одного перемещения приливной волны вокруг земного
шара (а такие перемещения ежегодно происходят 730
раз) в любом поперечном сечении дренажной оболочки
шириной 10 000 километров растворы должны
переносить 11,25 тонны положительных зарядов. Такое по су-
123

ществу мизерное количество может постоянно
перемещаться в растворах, движущихся всего со скоростями
в единицы или первые десятки метров в год и несущих
в себе лишь небольшой избыток положительных или
отрицательных зарядов, измеряемый малыми долями
процента.
ЧТО ВЫЗЫВАЕТ СМЕНУ ПОЛЮСОВ!
По-видимому, гораздо труднее представить
возможность наличия в дренажной оболочке растворов,
которые в своем движении были бы нейтральными в таких
условиях, когда давление и температура в ней
меняются непрерывно от места к месту. Но если это так,
то есть если они не нейтральны, в наиболее
проницаемой оболочке коры появление магнитного поля
неизбежно. Возникновение магнитного поля при учете
геологической работы воды делает понятным
происхождение той огромной энергии, которая необходима
для постоянного генерирования электрических токов
в миллиарды ампер. Становятся понятными также и
многократные обращения магнитного поля, когда
магнитные полюса менялись местами. Для. этого
достаточно, чтобы изменился знак избыточных зарядов. Если
вместо избытка положительных зарядов в растворах
накопятся отрицательные, то произойдет инверсия
земного магнетизма. Во время такого обращения
возможен период, когда главное магнитное поле на Земле
исчезнет совсем.
Чтобы объяснить смену магнитных полюсов с
помощью других гипотез, исследователям порой
приходится прибегать к менее обоснованным допущениям.
Взять хотя бы идею о возникновении магнитного поля
в результате отставания скорости вращения ядра от
скорости вращения мантии. Многократная инверсия
магнитного поля требует, чтобы ядро в земном шаре
могло вращаться то быстрее мантии, то медленнее, и
так много раз.
Поэтому простые и естественные свойства
дренажной оболочки, объясняющие магнетизм, выглядят
приемлемыми и более убедительными.
У земного магнетизма существует главная, так
называемая дипольная, часть и переменное магнитное
поле, к которому относят различные аномалии, бури,
быстротечные вариации.
124

На материках и океанах обнаружены
удивительные магнитные аномалии. Создается впечатление, что
материки обладают своей собственной
намагниченностью. Имеется 6—7 крупных областей на материках
и океанах, где магнитная стрелка поворачивается к
земной поверхности почти вертикально северным либо
южным полюсом.
Можно думать, что и эти аномалии рождены
своеобразным движением растворов. Естественно, что из-
под материков глубинные воды расходятся в океаны
по периферии во всех направлениях, превращая,
таким образом, материк в самостоятельный магнит.
Движение растворов неравномерно, значит, существуют
участки, где движение (на материках нисходящее, а
в океанах восходящее) заряженных потоков особенно
интенсивно, что и может вызвать появление
аномалий.
Становятся более понятными и другие характерные
особенности магнитного поля Земли — те, что
проявляются на ее поверхности в виде узких и длинных
полос или в виде локальных, относительно небольших
площадей. Ведь дренажные «реки», несущие
электрические заряды, тоже имеют определенную
ориентацию в недрах земной коры. Между движением
несущих заряды дренажных вод и проявлением самых
различных магнитных аномалий тесная связь обязательна.
Уже давно было замечено, что движение аномалий
магнитного поля зависит и от геологических
особенностей строения земной коры. Например, в магнитном
поле Памира одни фокусы магнитных аномалий
движутся на запад быстрее, другие медленнее, а иные
имеют и обратное направление — перемещаются на
восток. Хотя в целом магнитное поле Земли
подвержено западному дрейфу, но на ход некоторых фокусов
магнитных аномалий должны влиять еще какие-то
локальные источники.
Особенность переменного магнитного поля Земли
заключена в его тесной связи с электрическими токами
в высоких слоях атмосферы и индукционными токами
в недрах земного шара. Эту подвижную, изменчивую
часть обычно называют электромагнитным полем
Земли.
Активность магнитного поля — свойство необычно
капризное. Она меняется в течение часов, суток,
125

недель, лет. Только длительные наблюдения могут дать
представление о закономерностях ее изменений.
Но магнитные проявления сильно зависят и от
Солнца. Магнитная активность растет в периоды
осенних и весенних равноденствий и падает во время
солнцестояний. Наибольшие амплитуды суточных
вариаций зависят от времени года: максимум приходится на
июнь, наименьшее значение — в декабре (зимнее
солнцестояние).
Влияние Солнца связывают с атмосферными
вихревыми токами в северном и южном полушариях
планеты. Вихревые токи зафиксированы в пространстве,
обращенном к Солнцу. Зато там, где Солнца нет, на
противоположной стороне Земли солнечно-суточные
перемены в магнитном поле очень малы. Солнце
играет роль главного возмутителя магнитного
спокойствия.
Установлено, что активность магнитного поля в
периоды зимнего и летнего солнцестояния не только
количественно, но и качественно отличается от
активности в периоды весеннего и осеннего равноденствия.
Эти отличия хорошо объясняются особенностями
перемещения приливных волн в земной коре. При
равноденствиях наивысшие точки гребней и наинизшие
положения впадин приливных волн перемещаются в
экваториальных широтах. Гребни идут, следуя друг
за другом, 2 раза в сутки. Во время же солнцестояний,
когда Земля наклонена к Солнцу южным или
северным полюсом, приливная волна обегает Землю южнее
и севернее экватора, периодичность максимальных
приливных гребней разделена сутками. В этих двух
случаях приливные волны «работают» по-разному. В
периоды равноденствий они ограничиваются
приэкваториальной областью, а в периоды солнцестояний
захватывают дренажные растворы от северного полярного
круга до южного. При таком широком захвате
частота перемещения гребней уменьшается вдвое.
Наибольшими приливы бывают, когда Солнце я
Луна находятся на одной линии и с одной стороны от
Земли, тогда их притяжения складываются.
Большая группа магнитных возмущений
наблюдается на территории, расположенной между северными
и южными сорок пятыми магнитными параллелями.
Здесь проходят так называемые синфазные магнитные
126

бури. Есть еще и так называемые локальные
магнитные возмущения. Они проявляются обычно в полосе
между сорок пятыми и семидесятыми градусами
магнитной широты. От синфазных бурь они отличаются
фазой и интенсивностью.
Виновником этих явлений геофизики считают в
первую очередь бурную активность Солнца. Если же
солнечная активность не совпадает с магнитными
бурями, приходится объяснять их особыми токами
вблизи этих районов. Но на Земле нет места для таких
глобальных токов, кроме вод дренажной оболочки
земной коры. И если учесть, что приливная волна сильнее
всего сказывается на интенсивности перемещения
растворов как раз в полосе между сорок пятыми
широтами и меньше всего у полюсов, станет ясной
причина локализации синфазных магнитных бурь.

Глава 7. АСИММЕТРИЯ ЗЕМЛИ
И ДРУГИХ ПЛАНЕТ
МАГИЧЕСКИЕ ЦИФРЫ
В науках о Земле существуют проблемы, к которым
исследователь приступает неохотно и с большой
осторожностью. Слишком уж там зыбкая, неопределенная
почва. Догадки, предположения, вероятностные
образы...
Вот одна из таких проблем. Почему-то большая
часть материков Земли сосредоточена в северном
полушарии. Там находится две трети всей суши и лишь
треть ее расположена к югу от экватора. Большая
часть островов и островных дуг, подводных
океанических хребтов и глубоководных впадин привязана к
северному полушарию. И вулканы и землетрясения
тоже преимущественно развиты в этой части земного
шара.
Загадочному соотношению — 2/3 на севере и 1/3 на
юге — нет убедительных объяснений.
Правда, была в свое время гипотеза итальянского
ученого Н. Бонфанти, которая пыталась объяснить
асимметрию в расположении материков ударом
метеорита о Северный полюс. Гигантский метеорит якобы
смог передвинуть в район северного полушария
плавающие на субстрате мантии материки. Эта гипотеза
страдала многими неясностями.
Проще можно объяснить это возникшее
соотношение между северным и южным полушариями исходя
из условий существования земной коры и
протекающих в ней водных процессов:
— взаимодействия литосферы и гидросферы
определяют образование коры суши и коры дна океанов;
— всплывание материковых толщ связано с
уменьшением их веса при вымывании водами и горячими
парами растворимых соединений;
— растворимость пород тем больше, чем больше
продуктов распада органического вещества в воде;
128

Водная планета — Земля
— рост материковых толщ связан с реакциями
взаимодействия минералов и рассеянной органики.
И тогда перед нами встанет еще раз во весь рост
проблема влияния климата на важнейшие процессы
развития земной коры. Климат создает и определяет
фотосинтез и, участвуя в круговороте глубинных вод,
повышает их агрессивное действие. Вода, содержащая
углекислоту и другие продукты распада растительного
вещества, значительно активнее растворяет минералы
в земной коре. Это делает кору более проницаемой, а
чем больше воды проникает в дренажную оболочку,
тем более мощной становится кора.
Где тепло и влажно, где больше растительности,
там быстрее и обильнее идет рост суши.
Известно уже, что климат южного полушария
более суровый, чем климат северного. Там дольше зима,
сильнее сказывается влияние ледников Антарктиды.
На тех же широтах, где в северном полушарии
произрастают еще лиственные и хвойные деревья, в южном
полушарии растут лишь мхи. На океанических
островах южного полушария деревья не растут уже на 38°
широты, а в северном на этой широте находится
цветущий Таджикистан.
Из-за сурового климата в южном полушарии в
настоящее время мало растений, мало органических остат-
б С Григорьев, М Емцев 129

ков в растворах и при круговороте вещества мало
энергии, поступающей в недра.
Интересно и то, что наибольшие массивы суши
расположены в наиболее обогреваемой Солнцем зоне
земного шара, а именно между летними изотермами +10°
северного и южного полушарий.
Конечно, на протяжении всей истории нашей
планеты климат менялся и в южных околополярных
широтах, что частью уже доказано для Антарктиды с ее
органическими остатками в породах древних
геологических образований. Но материки и океаны,
зародившись под сильным влиянием климатических условий,
через некоторое время обрели, так сказать,
самостоятельность, и рост их зависел уже во многом от
внутренних процессов в земной коре. А если бы не было
дрейфа материков, то они «обжили бы» в основном
именно средние широты.
Объясняя асимметричное размещение океанов и
материков на земном шаре, надо учитывать причины,
как вызывающие появление материков, так и
способствующие преимущественному формированию коры
океанов. Такими причинами с позиций определяющей
роли воды дренажной оболочки могут быть условия,
увеличивающие восхождение растворов сквозь кору
именно в южном полушарии.
В этом смысле существенное значение может иметь
то, что земной шар повернут Южным полюсом к
Солнцу в те периоды, когда расстояние до него наименьшее.
Ведь орбита, по которой Земля обращается вокруг
Солнца, несколько отличается от окружности. В афелии
Солнце ближе к нам на 2,5 миллиона километров, чем
в перигелии. Хотя это немного по сравнению со
средним расстоянием, равным 150 миллионам километров,
но все же это приближение к Солнцу может в какой-то
' мере облегчить выход воды из дренажной оболочки
именно на южную сторону земного шара.
Рассматривая причины, вызывающие образование
рельефа земной поверхности, надо учитывать, что
внешние силы — выветривание, атмосферные
воздействия, работа рек — могут только выравнивать
поверхность. Работа только внутренних вод, циркуляция их
в дренажной оболочке тоже не может изменить
рельеф. Рельеф внешней поверхности — материки, горы,
океаны — появляется только в результате взаимодейст-
130

вия внутренних и внешних вод, только в результате
проникновения воды в недра и выхода из них.
Надо особенно подчеркнуть одну, и при том
важнейшую, особенность существующего равновесного
соотношения площадей океана и континентов. Она
заключается в том, что это соотношение появилось и
длительно существует при противоборстве сил,
создающих и разрушающих обе структуры. Дожди, резкие
изменения температуры, ветры, речной снос, работа
ледников уменьшают высоту материков над уровнем
воды в океане. И делают это весьма интенсивно. Эти
силы, как мы уже знаем, всего за 10 миллионов лет
могут полностью смыть сушу в океан. Да и океаны
не имеют перспектив быть долгожителями при
существующем заполнении их твердым веществом, которое
сбрасывают реки.
Выходит, что материки существуют только потому,
что они все время растут, а растут они тем быстрее,
чем больше проникает холодная вода сквозь кору
материков в дренажную оболочку. Там вода превращает
тяжелое вещество мантии в материковую кору.
С другой стороны, океаны существуют только
потому, что их кора постоянно тонет, и тонет она тем
быстрее, чем больше из дренажной оболочки
поднимается горячей воды, которая превращает кору и
находящиеся на ней осадочные породы в вещество
мантии.
Если же сквозь материки станет меньше проникать
воды, то ее меньше будет выходить и сквозь кору
океана. Это вызовет уменьшение роста и материков, и
океанов. Материки станут ниже, а океаны поднимутся.
Так как уменьшение материков обязательно ведет к
увеличению океанов и наоборот, то, следовательно, ни
уменьшение проникновения воды сквозь кору, ни
увеличение ее проникновения не может сколько-нибудь
значительно изменить существующее соотношение
занятых ими площадей. При увеличении проникновения'
воды и выхода ее под океаны будет увеличиваться
средняя высота материков над океаном. Площадь же
океана и его глубина, как и площадь материков, не
изменятся.
Постоянство соотношения площадей суши и океана
заставляет быть осторожными в оценке многих
популярных гипотез о земной коре, в том числе тех, кото-
5* 131

Изостазия:
материки «плавают» в мантии (Б),
подобно медным брускам
в ванне со ртутью (А)
рые предполагают, что вся Земля когда-то была
покрыта единой водной поверхностью. Объем ее
наземных вод и земной коры возник постепенно за
геологическое время из выделений мантии, а относительное
«постоянство» объема океанических вод в последние
примерно полмиллиарда лет объяснимо пополнением
из возникшей земной коры.
2,42— вот число, над которым исследователи
земной коры провели немало часов в трудных раздумьях.
Оно обозначает соотношение поверхностей океана и
суши, на что обращал внимание академик В. И.
Вернадский: «Все черты строения явно указывают на
какое-то глубокое явление, на неслучайность
распределения суши и моря».
Для понимания происхождения этого магического
числа учтем, что кора материков и кора океанов
плавают на мантии в условиях, когда совершенно
отсутствует свободная поверхность. Потому при любом
всплывании материков обязательно опускается кора
океанов, а размах вертикальных движений материков
и океанов неизбежно обратно пропорционален
занимаемым ими площадям.
При нынешних соотношениях площадей материков
и океанов не удивительно, что коэффициент пропор-
132

циональности 2,42 совпадает с соотношением
плотности воды и пород. Дело здесь, вероятно, в том, что в
строгом динамическом равновесии находятся слой воды
и самый верхний, подвергаемый постоянной эрозии
слой суши, где плотность пород наименьшая и лежит
в пределах 2,3—2,5 грамма на кубический сантиметр.
Разделите плотность этих пород на плотность воды,
равную в среднем 1,03, и получите величину,
близкую к 2,42. Важно, конечно, не само число, а
равновесие этих двух глобальных сущностей Земли.
Уместно здесь же затронуть и вопрос: почему
материки имеют, как правило, крутые берега?
Неширокий и неглубокий их шельф переходит в крутой
обрыв — склон, опускающийся до плоского океанического
дна.
Напомним, что материки в результате уменьшения
плотности пород всплывают. Плотность их уменьшают
растворы, которые проникают в дренажную оболочку
практически вертикально.
ОТРИЦАНИЕ АТЛАНТИДЫ
Впрочем, действительно ли материки так устойчивы?
Всегда ли сохранялось нынешнее соотношение
площадей морей и суши? Ведь говорят, что существовала
когда-то Атлантида, материк, овеянный легендами и
мифами, особенно благодаря усилиям
писателей-фантастов.
Геолог Э. Зюсс предполагал, что в далеком
прошлом наша планета была покрыта равномерно
распределенным океаном — «панталассой». Другой ученый,
Э. Ог, допускал существование пяти континентов:
1) Северо-Атлантического, 2) Нижне-Атлантиче-
ского, или Афро-Бразильского, 3) Китае-Сибирского,
4) Австралио-Индо-Мадагаскарского, 5)
Тихоокеанского. В данном контексте нас интересует не
достоверность данных предположений, а объединяющая их
идея.
Для того чтобы согласиться с существованием
Атлантиды и других образований, соединяющих Африку
с Южной Америкой, нужно допустить появление и
исчезновение больших поверхностей суши в Мировом
океане. Рассмотрим возможные условия, от которых
зависит жизнь материков и океанов.
133

По сегодняшним представлениям, состоящая из
легких пород земная кора плавает на веществе мантии,
которое испытывает как горизонтальные, так и
вертикальные перемещения. Очевидно, чем толще и легче
кора, тем выше ее поверхность над средним уровнем
мантии. Это утверждение справедливо и для коры
океанического дна: чем тоньше и плотнее кора океанов,
тем глубже прогибается она, тем глубже становится
океан. Наибольшей, на 2 километра превышающей
теперешнюю (равную 3,8 километра), глубина его дна
была бы при полном отсутствии коры.
Материки тоже сохраняют постоянство своего
возвышения как над уровнем воды в океане, так и над
его дном. На Земле нет гор высотой более 9
километров. Ограничение наложено свойствами вещества
земной коры. Превышение этой высоты повело бы к
разрушению гор под действием их собственного веса. Да
и эрозия ограничивает их высоту.
Представим себе, что в результате каких-то причин
из глубин мантии возник бы еще материк площадью,
скажем, в 30—40 миллионов квадратных километров
(предполагаемый размер Атлантиды). Тогда площадь
суши должна была бы соответственно увеличиться, а
площадь океана — уменьшиться. Но к чему бы это
привело? Вытесненная вода, повысив уровень в океане
на полкилометра, залила бы все существующие
материки, оставив только небольшие участки горных
кряжей. Появление Атлантиды должно было привести к
общепланетной катастрофе. Она выразилась бы во
вселенском наводнении, какого не было в истории нашей
планеты.
Что касается погружения Атлантиды, то расчеты
показывают, что оно было невозможно. Ведь средняя
глубина океанов равна 3800 метрам, а средняя высота
материков над океаническим дном —4675 метрам. Слой
океанической воды из-за меньшей плотности может
уравновесить слой материков только высотой 1540
метров. Остальные 3225 метров подняты над дном уже
благодаря меньшей плотности коры материков по
сравнению с плотностью вещества мантии, то есть на эту
высоту материки вытолкнуты самими недрами Земли.
В настоящее время средняя мощность коры
материков равна 37 километрам, а это значит, что на
каждый неуравновешенный водой километр высоты мате-
134

риков приходится 11,5 километра земной коры. Если
мощность коры материков уменьшить до 27
километров, то ее хватит, чтобы удерживать материки только
на уровне воды. Не смогут материки и погрузиться
глубже в пределы мантии, так как плотность их
вещества меньше плотности вещества мантии. А если суша
не возвышается над поверхностью океана, то не может
совершать своей работы эрозия. Текучая вода не
будет разрушать и смывать поверхность материков,
уменьшая их высоту. Поэтому если бы некогда
существовала Атлантида или подобные ей материки, то эрозия
не уничтожила бы их до конца, они остались бы слегка
прикрытые водой в виде гигантских «столбов» на дне
Мирового океана.
Мелкие острова вулканического происхождения
могут, появляясь над разломами, образовывать ряды
и перемычки, как уже было сказано. Они могут и
погружаться, образуя острова с плоскими вершинами.
Такие острова, называемые гайотами, обнаружены в
большом количестве. Странного в том, что они
погружаются, нет, поскольку при вулканическом
образовании гайотов происходит накопление избытка массы.
На таких островах всегда наблюдаются положительные
аномалии силы тяжести. Они и вызывают погружение
островов. Даже такие грандиозные сооружения, как
срединные хребты, возникают в океанах ненадолго.
Они тоже погружаются. На дне океанов обнаружены
такие остатки бывших хребтов. Как же дренажная
оболочка содействует сохранению устойчивого
соотношения между площадями, занятыми океанами и
материками?
Представляется вероятным, что большая доля в
поддержании этого постоянства принадлежит
перемещению тепла и массы в круговороте твердого вещества и
в круговороте глубинных вод. Круговорот может
действовать постоянно только в том случае, если
восходящие и нисходящие ветви тепломассопереноса
соответствуют друг другу.
ФОРМИРОВАНИЕ ЛУННОГО ЛИКА
Луна, наша ближайшая соседка, досконально
изучается уже на протяжении веков. Она нам хорошо
известна, мы знаем, что ее поверхность покрыта огромным
135

числом кратеров самых различных размеров и так
называемыми «морями», расположенными широкой
полосой на всей видимой стороне, особенно в северной
половине.
Не было никаких сомнений, что и обратная сторона
Луны имеет такой же сложный рельеф и такие же
«моря», образование которых лучше всего объясняла
гипотеза падения на Луну крупнейших метеоритов или
даже маленьких планет — планетезималей.
Новые факты. Но вот в октябре 1959 года
автоматическая станция «Луна-3» сфотографировала
обратную сторону Луны, и рухнула, казалось, весьма
убедительная гипотеза происхождения «морей». На
обратной стороне их не оказалось, а падение полутора
десятков планетезималей на видимую, и только на
видимую, сторону было бы чудом из чудес.
В мае 1969 года космический корабль «Аполлон-10»
приблизился к Луне, его посадочный отсек опустился
к поверхности Луны и облетел ее 31 раз на расстоянии
меньше 15 километров. Посадка космонавтов все же
не состоялась, так как совершенно неожиданно отсек
подвергся большой «качке»: Луна то притягивала
его, то отталкивала. Посоветовавшись с Центром,
отсек поднялся к кораблю, и космонавты вернулись на
Землю.
Причинами притяжения отсека могли быть только
крупные, сконцентрированные избыточные массы,
которым тогда же дали название «масконы»; наличие их
стало еще одной загадкой Луны.
Никаких сомнений не вызывала гипотеза о
наличии приливного горба на видимой стороне Луны. Он
остановил вращение Луны вокруг ее оси; он увеличил
главный момент инерции видимой стороны в 17 раз
против расчетного; он увеличил радиус центральной
части видимой стороны в среднем на 2,1 километра,
что было показано измерениями десяти известных
астрономов.
Но вот в июле—августе 1971 года астронавт А. Уор-
ден, облетавший Луну на корабле «Аполлон-15»,
точно замерил средние значения лунного радиуса и длины
радиуса видимой и обратной сторон и показал, что
радиус обратной длиннее радиуса видимой, а не
наоборот, как было принято считать. Что же вызывает
увеличение главного момента инерции, если радиус види-
136

мой стороны короче радиуса обратной на 6
километров?
Нет оснований считать, что у Луны имеется
железное, да еще и расплавленное ядро, с которым
связывают существование магнитного поля Земли. Чем
же тогда объяснить то, что на Луне, главным образом
на ее «материках», обнаружены многочисленные
случаи «всплесков» магнитного поля, достигавших 313
гамм? Это в 100 раз больше, чем ожидалось по
замерам со спутников.
Обнаружено много «горячих» точек на поверхности
Луны, ее тепловые потери в космос оказались такими
же, как у Земли. Откуда берется столько тепла, ведь
ее масса в 81 раз меньше земной, а поверхность,
теряющая тепло применительно к одинаковым массам,
в 25 раз больше, чем у Земли!
Сейсмометры, установленные на Луне, убедительно
показали, что и у нее имеется кора и что на нижней
границе коры сейсмические волны скачком изменяют
скорость с 6,8 до 8,8 километра в секунду. Такое
изменение имеет место и на границе Мохоровичича в
недрах нашей планеты.
Что такое кора Луны? Пишут, что она
«обособилась» или что она образовалась, когда где-то и когда-
то проходила через мощное радиоактивное облако,
расплавившее поверхностный слой толщиной 25—60
километров.
Конечно, такие объяснения только увеличивают
число загадок и тайн, ибо для объяснения одного
неясного вопроса придумывается еще более неясное
явление.
Попытаемся понять историю формирования рельефа
лунной поверхности с привлечением идеи о дренажной
оболочке, ведь была, а может быть, и есть даже теперь
вода в недрах Луны.
Участие воды позволяет объяснить образование
коры не только у Земли, но и у других планет
«холодным способом», не прибегая к плавлению и разделению
вещества пород, хотя не исключены и эти процессы у
космических тел, нагретых до высоких температур.
Американские сейсмометры, установленные в
Океане Бурь, в кратере Фра Мауро и в районе рва Хэдли,
помогли определить наличие коры у Луны и
колебания ее мощности. Под «материками» она достигает
137

50 километров, в районе «морей» тоньше — около 25—
17 километров.
Для образования лунной коры может быть
предложен тот же механизм циркуляции глубинных вод, что
и на Земле. Короче, мы прибегнем к представлению
о дренажной оболочке с надеждой, что ее
разнообразные свойства помогут понять многочисленные и
неожиданные особенности рельефа Луны, в частности
отсутствие морей на обратной ее стороне.
Такая оболочка на Луне, вероятно, вначале, как и
на Земле, образовалась вблизи центра планеты, а по
мере разогрева поднялась к поверхности. При этом не
потребовались и высокие температуры — верхний
предел тоже мог ограничиваться четырьмя-пятью сотнями
градусов. Обогащение коры радиоактивными и другими
соединениями могло тоже оказаться аналогичным
земному процессу.
Все это хорошо, скажет читатель, но как быть с
водой на Луне? Есть ли она там?
Вода Луны, Одним из положительных указаний на
присутствие воды, особенно в прошлом, служат
многочисленные русла каких-то рек на Луне. Особого
внимания заслуживают данные осмотра и фотографии
береговых склонов рва Хэдли. Эти сведения получены
астронавтами «Аполлона-15». Глубина рва превышает
300 метров. Береговой склон рва вначале опускается
полого, а затем крутым обрывом уходит к плоскому
дну, усыпанному множеством камней. Склон имеет
горизонтальную слоистость. Есть основания считать, что
такой ров могла сделать только текучая вода. Об этом
свидетельствуют большая длина и извилистый
характер русл.
Убедительно подтверждают наличие воды данные
анализа образцов лунного грунта, доставленного
астронавтами корабля «Аполлон-16». Газообразные
вещества, выделяющиеся при термическом анализе
некоторых пород, содержали водяных паров 40—50
процентов, углеводородных газов — 15—20,
цианистоводородной кислоты — 5—10, водорода — 5—10, окиси
углерода и азота — 2—5, других углеводородных
соединений, включая метан, — 1—5 процентов. Правда, такой
неожиданный состав газов пытаются объяснить тем, что
данные пробы грунта Луны являются якобы
привнесенными из космоса. К числу прямых доказательств
138

Такой ров, как ров Хэдли, могла промыть вода, а не лава
наличия воды на Луне относится длительное действие
гейзера, который работал 7 марта 1971 года. После
тщательной проверки полученных об этом сведений,
через 6 месяцев, в октябре 1971 года, было
опубликовано сообщение о том, что на Луне в течение 14 часов
действовал гейзер в районе оконечности Океана Бурь.
Пары воды распространились на поверхности около
260 квадратных километров. В то же время была
зарегистрирована серия небольших лунотрясений.
Однако существование воды на Луне часто
оспаривается.
На первый взгляд представляется очевидным, что
вода, особенно ее пары, при вулканическом выбросе в
условиях Луны не конденсируется, а уходит в мировое
пространство. В действительности положение, вероятно,
139

Это русло на Марсе имеет длину более 400 километров

иное. Часть воды при выбросе в окружающее
пространство переходит в пар, он охлаждается за счет
расширения, конденсируется в виде жидкой и замерзшей воды
и так или иначе падает на поверхность Луны.
Иногда считают, что поднявшаяся к поверхности
коры вода быстро, даже со взрывом, испаряется.
Однако это не так: ведь для испарения воды каждый грамм
ее должен получить более 600 калорий тепла от пород
или от Солнца. Солнце же, как и на Земле, способно
испарять своим теплом на Луне на протяжении года
только однометровый слой воды.
На нашем спутнике существуют и такие условия,
когда вода, не успев испариться, уйдет в недра коры
Луны.
С этой точки зрения представляет интерес случай,
происшедший на посадочном отсеке корабля «Апол-
лон-15». При выходе космонавтов на поверхность Луны
они 6 часов и 34 минуты посвятили осмотру берегов
рва Хэдли. За это время в разгерметизированной
кабине на пол вылилось свыше десяти литров воды.
Когда космонавты вернулись в кабину, они обнаружили
лужу воды. По рекомендации с Земли, вычерпав
пакетами от пищи, они выбросили ее за борт. В кабине, в
полнейшем вакууме, она не испарилась и даже не
замерзла.
Русла лунных рек. Однако, подчиняясь
господствующим мнениям об отсутствии воды на Луне, многие
исследователи главным фактором происхождения русл
вынуждены считать течение лавы. Трудно понять,
какими соображениями можно обосновать такое
понимание процесса образования русл. Работая веками,
вода медленно, но верно вымывает растворимые
компоненты из ложа речного русла. Она разрушает
породы, причем резкие колебания температуры помогают
превращать нерастворимые породы в мелкие, легко
перемещаемые продукты выветривания. Тысяча тонн
воды в среднем способна на протяжении года вынести
1 тонну разрушенных водой земных пород, которые
впоследствии образуют осадочные толщи на дне океана
Земли.
Трудно представить, что такую работу может
выполнить за свое однократное перемещение даже очень
горячая лава, и совершенно непонятно, куда она могла
передвинуть те огромные массы пород, которые лежали
141

на месте теперешнего русла. Нельзя понять, как все-
таки быстро густеющая лава сможет вымыть десятки
кубических километров пород. Спрашивается, откуда
у весьма медленно и с трудом стекающей даже по
крутым склонам вулканического кратера лавы такая
способность течь по равнинной территории, да еще при
этом выделывать меандрические зигзаги? Стоит
поставить перед собой такие вопросы, и станет ясным, что
лава не может считаться агентом, способным промыть
даже самое примитивное русло.
Если текущая магма на своем пути встретит
готовое речное русло и начнет течь по нему, русло не
станет глубже. Застывшая лава заполнит его доверху и
остановится, не пройдя и половины, а вероятно, и
значительно меньшей части длины. Ведь длина русл на
Луне и Марсе достигает 300—500 и более километров.
Такой путь магма не пройдет — застынет.
Дренажная оболочка Луны. Представим себе, что,
так же как и на Земле, из глубин Луны постоянно
происходит подъем воды в виде надкритического пара.
Поднимаясь в слои с температурами ниже 374° С, пар
конденсируется, и вода накапливается в этих слоях,
которые постепенно превращаются в дренажную
оболочку лунной коры, как и на Земле. Длительное
накопление, вертикальная циркуляция поднимающихся
надкритических паров и опускающихся жидких водных
растворов приводили к увеличению проницаемости
этой оболочки и к прорывам растворов из нее на по-
верхность Луны. Ведь процесс такой «дегазации» недр
шел и здесь.
Если постепенное выделение воды из лунных недр
было в какой-то мере аналогично земному, то должно
существовать и определенное соотношение между
массами воды и коры. В условиях Земли количество воды
равно 6—7 процентам от веса земной коры. При таком
же соотношении выделявшаяся за время
существования Луны вода могла бы покрыть ее поверхность слоем
около 4 километров.
Существование самой коры у Луны говорит о том,
что в ее недрах должна быть вода. А значит, должен
быть и внутрикоровый круговорот воды.
Возможность этого круговорота подсказывается еще
и тем, что породы, слагающие поверхность Луны,
хорошо проницаемы для воды. Все, что известно о свой-
142

ствах ее поверхностных пород, особенно в горных
районах, свидетельствует именно об этом. Следовательно,
вышедшая на поверхность Луны вода может проникнуть
в верхние слои коры значительно раньше, чем она
испарится даже под очень интенсивным солнечным
облучением.
Вода и ее растворы, выбрасываемые в виде пара
при вулканических извержениях или выбросах
гейзерного типа, вновь возвращаются в недра лунной
коры и, конечно, могут участвовать в последующих
выбросах воды и пара. Заслуживает внимания
возможность участия в круговороте и той части воды, которая,
испаряясь, образует кратковременную атмосферу
Луны. Эти пары, несмотря на исключительно высокую
разреженность атмосферы, могут конденсироваться на
холодной стороне Луны и уходить в глубь коры в
ночное время. На протяжении 14 земных суток
температура поверхности неосвещаемой стороны Луны
снижается до — 160° С и теряет в мировое пространство
столько тепла, что его достаточно для конденсации и
замораживания слоя льда толщиной 0,2 миллиметра.
На всей ночной поверхности слой льда толщиной около
0,1 миллиметра мог бы составить огромный объем,
равный 1,9 тысячи кубических километров. Возможно,
что какое-то количество воды постоянно находится в
замороженном состоянии на ночной стороне Луны.
Солнечные лучи могут за один лунный день (14
земных суток) испарить слой воды 165 миллиметров.
Это в 800 раз больше, чем может сконденсироваться
на неосвещенной стороне. Но так как возможность
появления открытых водных поверхностей на Луне
весьма мала, то практически холодильная мощность
ночной стороны во много превосходит испарительную
способность освещенной стороны.
Каждые лунные сутки часть воды испаряется там,
где наступает день, и замерзает там, где наступает
ночь. Но более вероятно, что после конденсации воды
на поверхности охлажденных пород вода успевает
уходить в недра лунной коры, где существует вакуум.
Предполагаемая дренажная оболочка у Луны
позволяет объяснить многие особенности строения нашего
спутника.
Большие лунные цирки. Прежде всего по-новому
можно представить своеобразие внешнего лунного
143

рельефа. Цирки или кратеры являются наиболее
распространенными структурами на ее поверхности. Как
уже хорошо известно, они представляют собой более
или менее правильные по форме круглые впадины,
обрамленные валами. Поверхность видимой стороны
Луны покрыта кратерами неравномерно, и наряду с
областями, богатыми кратерами, на ней имеются
обширные области, главным образом «моря», где
кратеров почти нет. Общее число цирков не поддается
определению. Только цирков с диаметром свыше 1
километра на видимой стороне Луны больше 30000, а
самые значительные по размеру имеют диаметр более
200 километров. Таких на видимой стороне 5, кратеров
с диаметром от 100 до 200 километров — 32. Высоты
валов всех кратеров незначительны по сравнению с их
диаметрами. Например, высота вала кратера Клавдий,
имеющего диаметр 234 километра, равна всего 1600
метрам, а над самой низкой частью дна кратера — не
превосходит 4900* метров. Дно кратеров ниже
поверхностей окружающей местности, а объем впадин
в большинстве случаев близок к объему
окружающих валов.
Профили же пяти наибольших лунных кратеров
совершенно не напоминают вулканы земного
происхождения, как и вообще знакомые нам горные сооружения
на Земле.
Существуют две гипотезы происхождения цирков
Луны — метеоритная и вулканическая. К сожалению,
большая часть доводов, приводимых обеими
гипотезами, являются косвенными и недоказуемыми.
Сходятся на том, что, по-видимому, есть и те и другие.
В качестве косвенного довода, подтверждающего
вулканическую гипотезу, приводят данные о
распределении цирков по поверхности Луны: это
распределение, конечно, не случайное, как можно было бы
ожидать, если бы кратеры образовались в результате
падения метеоритов.
Прямыми доказательствами существования
вулканических извержений на Луне являются наблюдения
Н. А. Козырева, который 3 ноября 1958 года, работая
в Крымской обсерватории, не только наблюдал, но и
сфотографировал спектр вспышки в вулкане Альфонс.
Анализ спектра показал, что выделявшиеся в кратере
газы содержали углерод.
144

Общим для защитников и противников гипотезы
вулканического происхождения цирков является
вопрос о температуре недр Луны.
Радиометрические методы измерения температуры
позволяют считать, что уже на глубине 50—60
километров температура лунных недр достигает тысячи
градусов.
Измерения теплового потока на Луне показали, что
он приближается по величине к тепловому потоку
Земли.
Все указанное и возможность присутствия воды на
Луне свидетельствуют о том, что на определенной
глубине под всей поверхностью Луны существуют
проницаемые слои, где господствуют критические
температуры для воды, необходимые для образования и
существования знакомой нам дренажной оболочки также и
в лунных условиях.
Циркуляция воды, как показано было для Земли,
должна приводить и в недрах Луны к изменению
химического состава и физических свойств пород,
слагающих верхние ее слои. В таком случае должны
быть и поверхности раздела, как в земной коре, то
есть на уровне поверхности Конрада с изотермой
критической температуры (374°С), где восходящие
пары, конденсируясь, оставляют кремнезем, щелочные
силикаты, соли брома, хлора, йода, и в том числе соли
радиоактивных элементов, а также на уровне
поверхности у изотермы испарения водных растворов (425—
450°С), где выпадающие минеральные вещества,
состоящие преимущественно из окислов магния, железа
и кальция, должны уплотнять, цементировать породы.
Если это так, то в результате вертикальной
циркуляции водяных паров и растворов оболочка между
поверхностями Конрада и Мохоровичича должна быть
пористой и проницаемой и на Луне, а
высокотемпературные, главным образом надкритические, ее растворы
из участков с избыточным давлением по разломам и
трещинам прорываются на поверхность Луны, в
результате чего и образуются на ней огромные цирки и
самые различные по размерам и сложные по форме
кратеры.
Можно указать на три причины, увеличивающие
размер цирка. Малое тяготение, которое в 6 раз по
сравнению с Землей увеличивает высоту выброса,
145

Так выглядят земные и лунные извержения вулканов
отсутствие атмосферы, а значит, и уменьшение
сопротивления движению частиц и, наконец, интенсивное
расширение газов и паров в вакууме Луны.
При лунных условиях изверженные горячие
растворы поднимаются по параболам на большую высоту,
затем, охладившись и падая в виде «шатра», создают
на периферии круговые насыпи из пеплов, снежинок и
капель водных растворов. Высота подъема растворов,
а следовательно, и диаметр образующегося цирка,
будут несоизмеримо велики по сравнению с земными
аналогами.
При извержении вулканов в земных условиях
высота выброса по преимуществу составляет 5—10
километров и лишь в случае сильнейших извержений
доходит до 50 километров. На Луне они в среднем будут
составлять 30—50 километров, а иногда достигать и
500 километров. Поэтому диаметр цирков Луны
превосходит диаметр земных вулканических кратеров в
5—10 раз и более.
Массы выбрасываемого при извержениях вещества
яа Луне могут быть в 6—10 раз большими, чем на
146

Пятикольчатый бассейн «Восточный» на Луне
Земле. Но в связи с увеличением диаметров цирка
высота их валов не увеличивается, поскольку большое
количество выброшенного материала распространяется
на Луне на значительно большей площади.
Легко объяснить также круглую форму больших и
малых цирков на Луне, где при отсутствии атмосферы
невозможен ветровой снос пепловых облаков в сторону
от кратеров.
Средние части цирков понижены на Луне, так как
извержение больших объемов растворов и
растворенных веществ из кратеров не может не сопровождаться
соответствующим опусканием окружающей жерло
вулкана поверхности. Интенсивность же поступления
растворов в устье вулканов зависит от сопротивления
слоев дренажной оболочки, в силу чего глубина
прогибания поверхности увеличивается к устью вулкана.
Это и создает чашеобразную выемку в цирках Луны.
Дно цирков может лежать ниже уровня соседней
площади еще и потому, что выбрасываемое вещество за
счет расширения пара и газов в вакууме относится
в стороны, а не падает в самом цирке.
147

В центрах некоторых лунных цирков есть
вершинные кратеры. Вероятно, выбросы при их образовании
состояли преимущественно из густых, почти лишенных
воды масс. Такой состав вообще характерен для
последних стадий деятельности вулканов.
Есть на Луне цирки со сложным строением,
состоящие из двух, четырех и даже пяти
концентрически расположенных валов. Метеоритная гипотеза
должна бы допустить, что в одно и то же место
последовательно упало четыре-пять метеоритов, что невероятно.
Но вполне естественно, что после первого выброса
вулкана произошли второй и последующие, отличавшиеся
по силе от первого. Подобные повторения выбросов
возможны, если повторные накопления флюидов в
очагах вулканов происходят так, как это должно
происходить в дренажной оболочке,— из окружающих
проницаемых слоев.
Предложенное объяснение процессов образования
кратеров и цирков позволит ближе понять и
некоторые присущие им специфические особенности.
Таинственные светлые лучи. Весьма интересной
особенностью лунной поверхности являются так
называемые лучистые кратеры, число которых на видимой
стороне достигает трехсот. Особенно выразительные
системы лучей обнаружены у кратеров Тихо, Аристарх,
Коперник, Кеплер, Прокл.
Как правило, лучи имеют более светлую окраску.
Они как бы нанесены тонким рисунком сверх самых
различных пород, слагающих окрестности кратеров.
Они не отбрасывают теней, так как имеют, возможно,
небольшую высоту. У них преимущественно
радиальное направление, и простираются они на весьма
большие расстояния, иногда превышающие тысячу
километров.
Происхождение этих лучей не имеет
общепризнанного объяснения. Чаще считают, что они образовались
из брызг мелкоизмельченных пород, выброшенных в
процессах ударного образования кратеров.
Но они находят удовлетворительное объяснение,
если причиной вулканизма считать мощные выбросы
водных растворов минеральных веществ из дренажной
оболочки Луны. Наряду с жидкими и твердыми
веществами из вулканического жерла выбрасываются также
и массы газообразного вещества и водяных паров. На-
148

чальные скорости масс газопаровых выбросов при
давлениях до 200—300 атмосфер выше 2000—2500 метров
в секунду. Следовательно, паровые выбросы на Луне
могут уходить из устья кратеров не только на
расстояние 1000—1500 километров, но и превышать первую
и вторую космические скорости. Твердые и жидкие
выбросы в этих условиях и при таких начальных
скоростях могут преодолеть любые расстояния, но именно
вследствие вакуума выбросы паров и газов на Луне в
отличие от твердого тела не сохраняют долго линейного
направления. Они быстро расширяются, и только
некоторая их затвердевшая от замерзания часть продолжает
по инерции прямолинейное движение.
Чтобы такие далеко уходящие растворы, выпадая,
образовали систему расходящихся светлых лучей,
необходим клапан, который мог бы периодически
перекрывать жерло вулкана и создавать условия для выброса
струи. Выполнять роль клапана могут, например,
огромные каменные глыбы, которые, задерживаясь
в устье канала, могут направлять струи сквозь зазоры
и щели по радиальным направлениям. Такие выбросы
могут оставить на поверхности Луны сравнительно
тонкие полосы частиц, обладающих повышенной
отражающей способностью.
Самые большие цирки на видимой стороне Луны
имеют диаметр до 250 километров. Такие размеры легко
объясняются самой дальностью выбросов при высоких
давлениях в дренажных растворах. Однако на Луне
обнаружены и более грандиозные кругообразные
сооружения. К ним можно отнести, например, Бассейн Ори-
енталь, находящийся на западной стороне Луны и
состоящий из пяти концентрически расположенных почти
полных или полных колец. Самое меньшее внутреннее
кольцо имеет диаметр 360 километров, а самое большое,
пятое,— 1460 километров. По четкости и ясности
элементов рельефа, цирков, кряжей, каньонов и «речных
ложбин» этого исключительного бассейна видно, что он
появился недавно и почти еще не затронут разрушением.
Объяснение этого сооружения гипотезами
метеоритного происхождения встречает огромные трудности.
Нельзя предположить, что в это место последовательно
упали пять огромнейших метеоритов, соизмеримых по
размеру с планетами. Это было бы сверхчудом.
Правда, имеются попытки объяснить происхождение пяти
149

кольцевых гор ударом одного космического тела, но и
они не вызывают доверия.
Не просто и с точки зрения вулканической гипотезы
объяснить такое сложное сооружение. Выброс
огромных масс твердого вещества на расстояние 730
километров возможен лишь при начальной скорости, близкой
к тысяче метров в секунду, но эти скорости вряд ли
могут быть созданы давлениями в дренажной оболочке.
Однако скорости в 2—3 раза большие могут иметь
пары и газы, вырывающиеся при тех же давлениях из
вулканического кратера. Поэтому нужно предполагать,
что по меньшей мере три внешних кольца образовались
в результате выброса материала главным образом с
помощью пара. На первой стадии деятельности вулканов,
как правило, всегда выбрасываются огромные массы
водяного пара, который несет с собой не только
растворенные в нем или летучие с ним минеральные
вещества, но и измельченные породу и лаву. Повторением
этой стадии несколько раз могли образоваться внешние
горные кольца. Образование внутренних горных колец
объясняется без натяжек, ибо давление растворов в
дренажной оболочке может вполне выполнять работу по
выбросу масс твердого вещества на такие расстояния.
Надо, конечно, учитывать, что на Луне пар,
вырывающийся под тем же давлением, что и на Земле, может
выполнить значительно большую работу и выбросить
в 6—10 раз большую массу пород, которая при той же,
что и на Земле, скорости улетит на расстояние, в 6—
10 раз превышающее земное. Кроме того, вулкан,
способный образовать такую огромную систему, должен
обладать большей производительностью. На Земле
некоторые вулканы выбрасывают очень много. Вулкан
Мауна-Лоа в Гавайском архипелаге выбросил объем,
в 25 раз превосходящий объем Везувия и в 500 раз
превышающий объем Этны, а вулкан Тамбора смог за один
прием выбросить 100 кубических километров пепла.
«Моря» на видимой стороне. «Моря» занимают
значительную часть поверхности видимой стороны Луны.
Некоторые из них превосходят миллион квадратных
километров.
Для объяснения происхождения «морей» Луны
выдвинуто несколько гипотез. Гипотеза метеоритного
происхождения обоснована в работах Юри. Он считает, что
«моря» на Луне образовались три миллиарда лет назад
150

в результате бомбардировки сравнительно крупными
космическими телами — планетезималями. Удары
сопровождались образованием большого количества пыли,
воды и газов, создавшими временную атмосферу, а
выпадавшие дожди сносили пылевой материал в низины
«морей». Расчеты показывают, что удар метеорита при
взрыве дает большие массы пыли и расплава,
достаточные для образования самих кратеров и «морей»,
впрочем возможно и излияние глубинных магм.
Например, Море Дождей по этой гипотезе образовалось в
результате гигантского столкновения Луны с космическим
телом, имевшим размеры небольшого астероида или
огромного метеорита. После взрыва, вызванного ударом,
произошел сброс, в результате которого впадина
будущего Моря Дождей опустилась примерно на 3
километра. Вслед за этим якобы последовало излияние
магмы, которая заполнила не только впадину Моря
Дождей, но прорвалась через его края и затопила Океан
Бурь, Море Облаков и Море Ясности.
Сторонники гипотезы вулканического
происхождения кратеров не отрицают возможности и метеоритного
образования кратеров, мелких и случайно
распределенных по диску Луны.
Но «моря», расположение которых на поверхности
Луны имеет характер определенной системы, не могут
быть результатом падения 15—17 крупнейших
метеоритов и только на ее видимую сторону, да еще и преиму-
щественно в северном полушарии.
В вопросе о происхождении лунных «морей»
особенно важным обстоятельством является именно то, что
они и по количеству, и по занимаемой площади
преобладают на видимой стороне Луны. Трудно, даже
невозможно, найти аргументы, которые могли бы быть
приведены в доказательство преимущественного падения
крупных метеоритов и астероидов со стороны Земли.
Если же стать на точку зрения гипотезы, по которой
главную роль в образовании рельефа Луны играют
внутренние силы, и среди них растворы, заполняющие
дренажную оболочку, то можно объяснить причины
различия видимой и невидимой сторон нашего
ближайшего спутника.
По всей вероятности, важное значение имеет та
отличительная особенность видимой стороны Луны, что
она всегда повернута к Земле. Таким образом, по отно-
151

шению к земному тяготению обе стороны находятся в
неравных условиях. Это постоянное «неравенство»
может соединяться с положением всей системы Земля —
Луна относительно Солнца.
Совершенно ясно, что выходу растворов из
дренажной оболочки сквозь кору Луны должно способствовать
всякое снижение веса столба жидкости, затрудняющее
выход паров и растворов к поверхности. Поэтому на
видимой стороне вулканическая активность должна быть
более интенсивной, особенно в периоды новолуний,
когда тяготение Земли и Солнца направлено на видимую
сторону, поскольку вес столба жидкости при этом
существенно уменьшается и становится преодолимым для
давления, существующего в дренажной оболочке.
Так как такое уменьшение силы тяжести происходит
только на видимой стороне Луны, то естественно
считать, что именно на ней и должны преимущественно
образовываться «моря» либо в результате
одновременного извержения многих вулканов, либо, что вероятнее,
в результате постоянного проникновения горячих
растворов из дренажной оболочки сквозь кору «морей», то
есть точно так, как это происходит в коре океанов на
Земле.
Поскольку, как уже было показано, и на Луне
имеется принципиальная возможность существования
круговорота воды, то нисходящее движение воды в
дренажную оболочку Луны должно происходить сквозь
кору возвышенностей. Оттуда растворы должны
переместиться по дренажной оболочке под низменности, где
горячие водные растворы будут подниматься вверх.
Такой кругооборот воды обязательно приведет к
уменьшению плотности пород коры возвышенностей вследствие
выщелачивания нисходящими растворами и к
увеличению плотности и массы тех участков коры, сквозь
которые горячие растворы поднимаются кверху,
цементируя их веществами, выпадающими из постепенно
охлаждаемых растворов. Правда, процесс пополнения
водами дренажной оболочки лунной коры идет иначе —
и более слабо, и длительно, поскольку там нет эрозии
и круговорота твердого вещества.
Уменьшение плотности и увеличение мощности
коры достаточно для соответственного всплывания ее
облегченных участков и создания горных областей, а
увеличение плотности пород и уменьшение мощности коры
152

достаточно для прогибания участка утяжеленной коры
с образованием «морей». Такими представляются
следствия круговорота глубинных вод в коре нашей Земли,
которая, как известно, тоже асимметрична.
Для асимметрии Луны необходимо, чтобы
нисходящее движение водных растворов происходило
преимущественно на обратной стороне, а восходящее — на
видимой. Возможности такого направленного движения
воды, в какой-то мере происходившего всегда или
главным образом в прошлом, находят объяснение именно
в уменьшении эффективной силы тяжести на видимой
стороне Луны и увеличении — на обратной. Одинаковый
по высоте столб жидкости весит на видимой стороне,
особенно во время полнолуний, на 5—10 процентов
меньше, чем на обратной.
Пока еще нельзя окончательно сказать, вызывает ли
асимметрию лунной поверхности только меньшая
эффективность тяготения на видимой стороне, но
независимо от этого само существование асимметрии
свидетельствует все же в пользу представления о важной
роли растворов дренажной оболочки в происхождении
лунных морей и больших кратеров.
Круговорот воды в лунных недрах должен вызвать
появление двух основных разновидностей коры —
материковой и океанической. Хотя они не будут полными
аналогами разновидностей земной коры, все же
должны отличаться друг от друга по мощности, плотности,
высоте над средним уровнем и по гравитационным
аномалиям.
Поскольку восходящее движение водных растворов
из дренажной оболочки, по нашим предположениям,
происходит преимущественно на видимой стороне,
постольку кора этой стороны должна быть более
океанической. Тепло, которое отдается коре растворами,
поднимает изотермические поверхности критических
температур, и кора становится тоньше, а выпадающие из
растворов вещества цементируют кору и делают ее
более плотной и более тяжелой.
На обратной же стороне, и особенно на
возвышенностях Луны, должно происходить преимущественно
нисходящее движение водных растворов в дренажную
оболочку, что вызывает здесь увеличение мощности
коры, уменьшение ее плотности и дефект массы, то есть
появление отрицательных аномалий силы тяжести.
153

О масконах. По законам изостазии участки с
положительными аномалиями должны погружаться, а с
отрицательными — всплывать.
Механическую работу по подъему или опусканию
участка крры, созданию разломов и трещин вокруг
перемещающихся участков выполняет вес, а не масса
подвижного участка. Вес же его на Луне в 6,1 раза
меньше, чем на Земле. Поэтому перемещение участков
лунной коры может происходить только тогда, когда
аномалии силы тяжести станут в 6 раз большими или
меньшими, чем необходимо для такой же работы на
Земле.
Кроме того, избыток или недостаток массы, то есть
положительные или отрицательные аномалии, в
условиях Земли сопоставляется с земным тяготением, а на
Луне — с лунным, в 6 раз меньшим. Принимая во
внимание и то, что выравнивание изостатических
нарушений происходит в условиях значительно большей
кривизны поверхности (ведь радиус Луны в 3,5 раза
меньше земного), станет ясным, что контрастность
проявления аномалий силы тяжести на границах
между положительными и отрицательными аномалиями,
то есть между «материками» и «морями», может на
Луне быть в десятки раз более заметной, чем на Земле.
Вспомним, что именно неожиданно большая «качка»
посадочного отсека космического корабля «Аполлон-10»,
совершившего 31 оборот вокруг Луны на расстоянии
9 миль от ее поверхности, вынудила отменить посадку
космонавтов на Луну.
Тогда эти избытки массы и привели к появлению
термина «масконы». Защитникам гипотезы
происхождения «морей» эти масконы представлялись самым
убедительным доводом в пользу гипотезы образования
лунных морей в результате падения крупнейших
метеоритов.
Теперь уже выявлены и многие другие особенности
строения рельефа лунных «морей», которые
опровергают однократность акта их образования. Уже
выдвинут ряд гипотез, которые связывают появление маско-
нов с повышенной плотностью вещества, образовавшего
верхние слои пород «морей».
Предвидение подтверждено. Сейсмические
исследования Луны показали, что лунная кора под «морями»
тоньше, чем под горными областями. Это может слу-
154

жить лишь подтверждением сущертвования
круговорота воды в коре Луны. Перемещение тепла и
растворенных веществ по проницаемым слоям лунной коры
говорит, что там тоже происходит либо происходило
перемещение водных растворов из-под «материков» под
«океаны». Поэтому и проницаемую оболочку в коре
Луны есть основание назвать тоже дренажной
оболочкой.
Если лунные «моря» образовались в результате
преимущественного выхода растворов из дренажной
оболочки, кора видимой стороны должна быть и тоньше,
чем на обратной, и более плотной, а следовательно,
радиус ее обязательно должен быть короче именно на
видимой стороне.
Этот вывод и его обоснование были изложены в
статье «Одна из причин асимметрии рельефа Луны»,
опубликованной в журнале «Природа» № 6 в 1969 году
и более подробно в книге «Роль воды в образовании
земной коры», вышедшей в 1971 году в
издательстве «Недра» за несколько месяцев до измерения
радиусов Луны. Замеры были выполнены в июле —
августе 1971 года астронавтом корабля «Аполлон-15»
А. Уорденом. Они показали, что радиус видимой
стороны короче среднего на 4 километра и короче радиуса
обратной стороны на 6 километров. На Земле, как
известно, кора материков своей дневной поверхностью
в среднем возвышается над дном океана на 4,675
километра.
МАРС ТОЖЕ АСИММЕТРИЧЕН
Но совершенно неожиданным и в какой-то мере
опровергающим важность отсутствия вращения небесных
тел для объяснения асимметрии явилось установление
такой же асимметрии на вращающемся Марсе.
Детальные исследования Марса, проведенные в
последние годы, установили, что Марс по существу
представляет две планеты в одной — изрытое кратерами
южное полушарие, напоминающее Луну, и более
гладкое, почти без кратеров северное полушарие. Возле
экватора имеется несколько больших вулканических
воронок, прослеживается на 4000 километров впадина,
подобная той, которая разделяет Африканский
континент, и заметны следы деятельности воды. Но если
155

планета когда-то имела атмосферу, которая сохраняла
воду в жидком состоянии, то как могли сохраниться
древние кратеры? Как соотнести эти противоположные
черты поверхности, остается в настоящее время
загадкой.
Этот поразительный факт находит объяснение, если
учитывать, что у Марса есть вода, а значит, есть и
дренажная оболочка. Можно найти и причины, которые
снижают сопротивление выходу растворов из
дренажной оболочки на южную сторону Марса. Дело здесь
в том, что именно на южную сторону направлено
суммарное тяготение Солнца, Меркурия, Венеры и Земли
в периоды великих противостояний. Они происходят
каждые 15—17 лет, а расстояние от Солнца и планет
до Марса в эти периоды наименьшее. Важно то, что
Марс в таком положении наклонен к ним своим
южным полушарием. Он вращается, но при этом его
наклон составляет 24°. Как и земной шар, в зимние
периоды Марс освещен так, что на его северном полюсе
ночь. Значит, и суммарное тяготение Солнца и
внутренних планет во время великих противостояний
способствует выходу паров и растворов из дренажной
оболочки Марса на его южную половину, то есть на ту,
которая похожа на видимую сторону Луны.
Таким образом, представление о дренажной
оболочке позволяет уменьшить число загадок, и не только
земных.
В. И. Вернадский писал: «Факт неизменности
исключительного значения воды в механизме земной
коры в течение всего геологического времени
неизбежно выдвигает перед нами не только в космогоническом,
но и в научном аспекте — проблему воды в космосе, ее
значения в химии других, кроме Земли, небесных тел».

Глава 8. СИЛУЭТЫ
ПЕРСПЕКТИВ
Одному из авторов этой книги пришлось много лет
работать под непосредственным руководством Глеба
Максимилиановича Кржижановского, который особое
внимание обращал на разработку головных проблем науки
и техники.
Главнейшей задачей науки академик
Кржижановский считал познание стихий природы, с тем чтобы
овладеть ими и поставить на службу человечеству.
К наиболее плодотворным поискам таких проблем он
относил поиски на стыках наук. Много внимания он
уделял разработке проблемы энергохимического и
энерготехнологического использования топлива.
К числу стихий, заслуживающих внимания, он
относил не только огонь, электричество и атомную
энергию, но и тепло недр Земли.
Именно под влиянием этого удивительно богатого
идеями человека была начата и разработка
представлений о дренажной оболочке земной коры.
ГЕОТЕРМАЛЬНОЕ ТЕПЛО
Наибольшие силы, как известно, человечество тратит
на добычу из недр нужных полезных ископаемых, и
особенно топлива. И если с каждой тонной добытого
угля или с каждой цистерной выкачанной нефти
земная кладовая пустеет, то запасы термальных вод
проницаемых слоев земной коры постоянно
возобновляются, то есть практически неиссякаемы. Добыть же эту
воду в недалеком будущем будет несложно. Освоенное
в настоящее время бурение на глубину 3000—6000
метров доставляет на поверхность воду преимущественно
с температурой 100—200° С и несколько выше. Такую
воду можно легко упрятать в трубы и направить куда
угодно.

Горячая вода уже обогревает многие города; ее
используют для выращивания овощей и цитрусовых
культур. Такая небольшая северная страна, как
Исландия, термальными водами обеспечивает
потребности в тепле городов и сельского хозяйства. В
оранжереях Рейкьявика цветут розы, созревают различные
овощи и даже бананы. Подземной горячей водой
теплофицированы жилища половины населения Исландии.
Причем Земля «работает» надежней и лучше любого
парового котла. Подземные воды отличаются
постоянством температуры и непрерывностью
поступления.
Подземные источники Дагестана снабжают горячей
водой теплицы и парники, жилые дома и общественные
здания. На курорте Талая, расположенном на Колыме,
в 280 километрах от Магадана, на поверхность
выходит вода с температурой 92° и используется в лечебных
целях, а также для обогрева зданий и теплиц, где
растут все южные овощи и ягоды.
Ресурсы термальных вод с температурой от 60 до
100° в нашей стране так огромны, что в отдельных
областях можно получать около 15 миллионов
кубометров кипятка в сутки. Тепло термальных вод может
сэкономить ежегодно 50—100 миллионов тонн
хорошего каменного угля.
На картосхеме, составленной сотрудниками
лаборатории геотермии Академии наук СССР под
руководством Ф. А. Макаренко, выделено около 50 крупных
артезианских систем бассейнов горячих и перегретых
вод с солями ценных химических элементов. Площадь
многих из них составляет десятки, сотни тысяч и даже
миллионы квадратных километров. Особенный интерес
представляют артезианские и трещинные системы вод
и пароводяных смесей, температура которых при
выходе на поверхность превышает 100° С.
ГЕОТЕРМАЛЬНЫЕ ЭЛЕКТРОСТАНЦИИ
Тепло подземных вод и пород, безусловно, будет
получать все более широкое использование в теплофикации
и энергетике. Больше всего горючих ископаемых в
настоящее время расходуется на производство
электрической энергии. Поэтому вопрос о возможности
производства энергии на базе высокотемпературного тепла
158

недр приобретает сейчас все большую остроту и
актуальность.
Первопроходцами здесь были энергетики Италии,
где еще в 1904 году была пущена первая геотермальная
электростанция.
В 40-х годах итальянцы построили крупнейшую по
тому времени геотермальную электростанцию
мощностью 126 тысяч киловатт. Ее питают две сотни
скважин, которые за час выводят на поверхность Земли
около 3 тысяч тонн пароводяной смеси с температурой
180—200° и давлением 5—6 атмосфер. Этого
достаточно для устойчивой работы турбин, общая мощность
которых в Италии уже достигла 390 тысяч киловатт.
США, где работают геотермальные станции общей
мощностью 350 тысяч киловатт, догоняют Италию.
В Калифорнии, в районе Больших Гейзеров,
сооружена и работает станция мощностью 193 тысячи киловатт.
Проект предусматривает расширение ее мощности до
500 тысяч киловатт.
С 1971 года такая же станция мощностью 33
тысячи киловатт работает в Японии, где сейчас ведутся
поиски для строительства новых станций.
В Мексике в 1973 году пущена станция на
геотермальном тепле мощностью 75 тысяч киловатт.
В Новой Зеландии особенно богат геотермальными
ресурсами Южный остров. Там на обширной площади
протяженностью 240 и шириной около 80 километров
обнаружено поразительное явление — аномально
высокий рост температуры недр. На глубине 100 метров
температура равна 140°, на трехсотметровой глубине
она поднимается до 200—220°. В некоторых местах на
километровой глубине температура пара достигает
270—290° С. На острове множество горячих
источников, грязевых вулканов, гейзеров. В районе Вайракей
работает самая мощная из ныне существующих
электростанция на подземных источниках пара. В 1973
году мощность установок составляла 250 тысяч киловатт.
В час новозеландцы извлекают из недр 50—60 тысяч
тонн пара с давлением 14—25 атмосфер.
В Советском Союзе, на Камчатке, известно более
100 естественных выходов термальных вод и парожид-
ких струй. При бурении скважины в районе реки Пау-
жетки на глубине 250 метров зафиксирована
температура 195°, а на глубине 375 метров — 200°. С 1967 года
159

здесь работает опытно-промышленная гидротермальная
станция мощностью 2,5 тысячи киловатт. Намечено
дальнейшее развитие производства электроэнергии на
базе термальных источников. Кроме работающей
проектируется другая электростанция, уже большей
мощности. Электроэнергия новой станции будет в 4 раза
дешевле, чем на обычной тепловой станции.
В разных районах нашей страны можно встретить
обширные поля с прогретой почвой, над которой
поднимается пар. Есть такие «оазисы» и на Крайнем
Севере, в районе вечной мерзлоты. Подземные горячие
воды упорно прокладывают победный путь сквозь
промерзшую толщу земли. И пусть рядом
сорокаградусный мороз, бушует вьюга и метет поземка — зеленая
трава тянется вверх, как будто смеется над холодом,
обещая ему скорую гибель.
На Чукотке, Камчатке, Курильских островах
обширные пространства, согреваемые термальными
водами, круглый год покрыты изумрудным травяным
ковром, ветвистыми кустарниками и даже цветами.
Недалеко от Южно-Курильска на самом океанском берегу
расположен поселок с очень метким названием —
Горячий Пляж. Если создать там теплицы (а частью они
уже созданы), десятки тысяч жителей будут
обеспечены и горячей водой, и ранними овощами. Здесь можно
будет выращивать даже ананасы.
В настоящее время на Земле уже построены и
введены в действие гидротермальные электростанции,
общая мощность которых в 1973 году составила 1,1
миллиона киловатт.
Мощность геотермальных станций в мире
(тыс. кВт)
СССР
Япония
Мексика
Новая Зеландия
США
Италия
Итого
1966 г.
-
0,5
6
12
315
333,5
1968 г.
3,5
20
-
190
82
315
609,5
1971 г.
3,5
33
-
190
173
315
713,5
1973 г.
3,5
33
75
250
350
390
1100
160

ПЛАНЫ
Несмотря на то что в Италии геотермальные станции
работают уже на протяжении 70 лет и вырабатывают
самую дешевую электроэнергию, во всем мире на
геотермальные исследования почти не обращалось
внимания. Только в 60-х годах геотермальные источники
вызвали интерес, а ныне этот интерес стал
злободневным. Особенный толчок развитию геотермальных
исследований дало принятие в 1967 году Международного
геотермального проекта ООН. В 1970 году в Пизе
(Италия) был организован Международный институт
геотермики для подготовки специалистов для
развивающихся стран. В 1971, 1972 и 1973 годах ООН и
Исследовательский центр США провели симпозиумы
в Найроби, Нью-Йорке, Сиэтле и Нью-Дели,
посвященные разработке проблемы использования
геотермического тепла. В ООН организован специальный
фонд для финансирования геотермальных изысканий,
предоставляющий развивающимся странам Латинской
Америки, Азии и Африки субсидии в размере до 1,5—
2,5 миллиона долларов.
В Японии Управление по энергетическим ресурсам
разработало и вынесло на утверждение парламента
план использования геотермальной энергетики, по
которому в 1975 году должно было начаться бурение
скважин и обследование 75 районов. Готовятся к
строительству и эксплуатации станции мощностью около
500 тысяч киловатт.
По прогнозам Института вулканологии СО АН
СССР, на Камчатке могут быть сооружены станции
общей мощностью до 375 тысяч киловатт. Намечается
бурение скважин под основание Авачинского
вулкана.
В Калифорнии, в районе Больших Гейзеров, где за
120 лет наблюдений не обнаружено снижения
интенсивности выбросов пара с температурой до 400°,
идущего с глубины 280 метров, намечается сооружение
станций мощностью свыше 600 тысяч киловатт.
В США в 1970 году принят Геотермальный проект
(закон 91—581—84, статья 1566), по которому
установленная мощность геотермальных станций доджна
была составить в 1975 году 750 тысяч киловатт, в
1985 — 132 миллиона, а в 2000 году — достигнуть 395
6 С Григорьев, М. Емцев 161

миллионов киловатт. Следовательно, по этому проекту
мощность геотермальных станций к 2000 году
увеличится по сравнению с 1973 годом в 1100 раз.
Освоение энергии термальных вод осуществляется
теперь и во многих городах и районах СССР.
Большие преимущества геотермальных станций
перед тепловыми, атомными и гидростанциями состоят
прежде всего в простоте их оборудования. Они строятся
в 2,5—5 раз быстрее тепловых, не нуждаются в
складах топлива и в очистных сооружениях. Они не
загрязняют атмосферу дымом, вредными газами, не засоряют
водные бассейны вредными отбросами. Энергия
геотермальных станций конкурирует с атомной, является
самой дешевой. Отработанная на электростанциях
горячая вода может быть использована и используется для
теплофикации и для выделения из нее различных
химических соединений — соды, поташа, хлоридов,
бикарбонатов, сульфатов, боратов и таких особо ценных
веществ, как серебро, литий, цезий, ртуть и многие
другие. Встречаются геотермальные воды и с
повышенным содержанием тяжелой воды. Поэтому возникло
комплексное использование гидротерм — для получения
энергии и химических веществ, теплоснабжения,
теплофикации.
ВОЗРАЖАЮТ ЭНЕРГЕТИКИ
Несмотря на такие преимущества геотермального
тепла, оно пока еще не всегда находит поддержку у тех,
кто занимается большой энергетикой. Главная
причина недооценки ими геотермального тепла в том, что
наиболее высокотемпературные воды находят пока лишь
вблизи действующих или недавно действовавших
вулканов.
Но высокотемпературное тепло горных недр есть
всюду под нами, и, кажется, проще простого
наклониться и «поднять» этот дар природы. Однако
доступность геотермальной энергии все же не так проста.
Основной недостаток в том, что она рассеяна по
многим миллионам тонн пород и вод. В этой рассеянности
ее сходство с солнечным теплом. Правда, Солнце за
год на каждый квадратный сантиметр земной
поверхности проливает энергетический дождь в 260 больших
калорий. Это примерно в 7 тысяч раз превышает тепло-
162

вой поток, поступающий из недр к тому же
квадратному сантиметру.
Энергетики ищут и признают пригодными для
большой энергетики только такие ее источники, которые
обеспечивают создание крупных, непрерывно
действующих электростанций. Ни ветер, ни волны, ни Солнце,
ни тепло недр земных не удовлетворяют этим высоким
требованиям большой энергетики, по крайней мере при
современной технике и технологии добычи. Казалось
бы, солнечная энергия может претендовать на самое
почетное место среди пригодных источников тепла и
света. Но светит Солнце днем, когда и так светло, а
греет летом, когда и так жарко,— острят противники
гелиоэнергетики. А ведь Солнце только за один год
посылает на Землю в сотни раз больше тепла, чем его
заключено во всех выявленных ресурсах органического
топлива в виде углей, нефти и природного газа.
Наилучшим способом использования солнечного тепла в
энергетике, по мнению многих специалистов, является
выращивание растительного вещества, которое в какой-
то мере может заменить уголь и другое топливо.
Разрабатывается и многообещающий процесс получения
свободного водорода путем фотосинтеза.
Энергия ветра, морских волн, приливов и отливов,
даже энергия гидроэлектростанций, с точки зрения
представителей большой энергетики, пе может принять
серьезного участия в развитии большой энергетики, во
всяком случае пока...
Большими недостатками, по их мнению, обладает
и тепло недр в отношении возможности использования
его для создания крупных электрических станций.
Опираясь на неполные сведения и взгляды о строении
земной коры, энергетики считают, что даже на небольших
глубинах, 5—10 километров, нагретые до 150—250° С
породы являются сухими, непроницаемыми для воды
и пара. Они твердо знают, что породы обладают низкой
теплоемкостью и теплопроводностью. Это значит, что
для того, чтобы забрать их физическое тепло
(пропуская через них воду, получая пар), надо
предварительно их раздробить, и по возможности па мелкие
куски. Знают энергетики и то, что для замены 1 тонны
нефти им надо будет дробить 50—100 тонн пород, и
пород прочных. Помнят они, что одна крупная станция
расходует за один год до 5 миллионов тонн нефти.
6* 163

Выходит, что дробить надо будет ежегодно по нескольку
миллиардов тонн пород, да еще наверное с
применением атомной энергии. Но чтобы не загрязнять
воздушный и водный бассейны, надо подождать с
использованием пара, а пока будешь ждать, от трещин,
созданных в породах дроблением, ничего не останется,
ведь геологи пишут, что всякие трещины и пустоты
мгновенно «захлопываются» под влиянием
существующего на глубине 5—10 километров давления.
Защитники геотермального тепла убеждают
энергетиков, что, пробурив несколько скважин и взорвав там
атомную бомбу, можно будет, закачивая в
определенные скважины обычную холодную воду, получать из
соседних горячую воду и пар практически вечно, так
как тепло недр возобновляемо, радиоактивные
вещества выделяют тепло непрерывно, кроме того, такие
системыч можно отрегулировать так, чтобы тепловой
баланс на участках эксплуатации вообще не нарушался.
Но энергетики знают, что физическое тепло
возобновляемо только чисто теоретически. Ведь радиоактивное
тепло, выделяющееся даже в самых богатых
радиоактивными элементами породах — гранитах, так мизерно,
что оно сможет нагреть остывшие породы только на
протяжении сотен миллионов лет. В каждом
кубическом километре гранитов на протяжении года
выделяется столько же тепла, сколько его выделяется при
сгорании только 3 тонн топлива. Можно ли считаться
с теплом распада радиоактивных веществ, если в 1
тысяче кубометров пород за год выделяется тепло
сгорания 1 грамма угля. Энергетики и слышать не хотят, что
радиоактивное тепло недр вечно возобновляемо.
Попробуйте, говорят они, получать пар в парилке, полив
нагретый камень водою и ожидая затем, когда он снова
нагреется своим радиоактивным теплом.
Имеется некоторый опыт по извлечению
физического тепла из недр путем подземной газификации
угольных месторождений. Породы в этом случае
нагреваются путем закачки воздуха или даже кислорода к
подожженному угольному пласту. Уголь сгорает и
нагревает породы. При этом, конечно, получают прежде
всего горючий газ, который может быть использован
для энергетики и химической промышленности. Но в
недрах остаются нагретые породы, тепло которых ждет
использования. Сделать это, однако, не так просто.
164

Породы оказывались достаточно хорошо проницаемыми
для того, чтобы воздух или газ, закачиваемые в
скважины, уходили не туда, где они нужны, а во все
стороны, по трещинам и другим пустотам.
Таким образом, все, что известно энергетикам о
геотермальном тепле и о строении самих недр земных, не
дает оснований считать это тепло базой для большой
энергетики. Они, не отрицая народнохозяйственного
значения этого тепла, предлагают широко использовать
его для отопления промышленных и жилых зданий,
теплиц, бассейнов, для электростанций и
холодильников. Это позволит несколько сократить расход
топлива, нужного для энергетики.
Таким представляется энергетикам использование
геотермального тепла. Их пессимизм можно понять.
Ведь они в своих суждениях опираются на еще широко
признанные, но уже устаревшие представления о
полной непроницаемости пород земной коры.
Однако сомневаются они напрасно. Кора в дейст-
. вительности проницаема всюду, и особенно в той
оболочке, которую, как уже показано, следует называть
дренажной. Это пока теоретическое представление
может коренным образом изменить положение дел.
ТЕПЛО ГЛУБИН — ПРОГНОЗЫ
Попробуем подсчитать, как велики ресурсы
высокотемпературного пара в недрах всей дренажной оболочки
земной коры.
Занимает дренажная оболочка слой между
поверхностями Мохоровичича и Конрада. На суше это толща
пород мощностью 5—10 километров, под горными
областями — 15 и более километров. В коре океанов
поверхность Конрада отсутствует. Но кора океанов, как
и кора суши, тоже состоит из трех слоев: осадочных
пород, первого и второго слоя базальтов. Наиболее
выдерживается мощность только второго слоя,
лежащего непосредственно над поверхностью Мохоровичича.
Можно с большой обоснованностью считать, что
именно мощность второго слоя есть главная мощность
дренажной оболочки. Она в океане в среднем близка к
3 километрам.
Для простоты расчета примем, что она всюду
равна 3 километрам, что пористость ее равна только
165

5 объемным процентам, в действительности она может
быть равной и 10 процентам. Плотность пара под
давлением в 1—3 тысячи атмосфер примем равной 1
грамму на кубический сантиметр.
Тогда под каждым квадратным метром земной
поверхности в порах дренажной оболочки находится
150 тонн пара, что по энергии эквивалентно 15—20
тоннам условного топлива. Под территорией такого города,
как Москва, ресурсы пара эквивалентны 15
миллиардам тонн хорошего угля.
Если подсчитать, сколько такого тепла под
материками и под всей поверхностью суши и океана, то
получится весьма внушительная цифра, соответствующая
1016 тонн условного топлива.
Эта величина в 10 тысяч раз превосходит
количество тепла, заключенного в разведанных ресурсах
органического и атомного топлива, которые в настоящее
время оцениваются в 1012 тонн.
Дренажная оболочка — это паровой котел
постоянного действия. Теплом для нагрева воды и
превращения ее в пар служит физическое тепло пород,
слагающих дренажную оболочку и подстилающих кору слоев
мантии.
Отбор пара из оболочки будет вызывать охлаждение
нижних ее горизонтов и пород мантии с увеличением
мощности коры. Количество тепла, эквивалентное 1016
тонн условного топлива, можно получить при
увеличении мощности коры на 1 километр со средней
величины с 16 до 17 километров.
На земном шаре в настоящее время ежегодно
сжигается около 8 миллиардов тонн органического
топлива. К концу текущего столетия ежегодный расход
может достигнуть 20—25 миллиардов тонн. При таком
расходе органического топлива хватит примерно на
150 лет, а вместе с атомной энергией — на 300 лет.
Однако следует помнить, что, как говорил Д. И.
Менделеев, нефть не топливо, топить можно и
ассигнациями. Нефть чрезвычайно, да и уголь тоже нужны
будут прежде всего для химической промышленности.
Энергия, заключенная в дренажной оболочке, по
ресурсам уступает только ядерной энергии — энергии
тяжелой воды. Известно, что в каждом литре морской
воды содержится столько тяжелой воды, что решение
проблемы использования ее для получения энергии
166

в ядерных реакторах откроет возможность заменить
300 килограммов нефти. В океанах находится 1,4х1021
литров воды. Умножив эту цифру еще на 0,3, получим
потенциальные ресурсы ядерного тепла в виде цифры
с 20 нулями — 4,2х1020 тонн нефти.
Следует отметить, что если отнять все физическое
тепло, заключенное в теле нашей Земли, то получится
примерно такая же величина. Выходит, что
геотермальное тепло Земли и ядерное тепло тяжелой воды близки
по своим потенциальным ресурсам. Но геотермальное
тепло в отличие от ядерного не требует для
использования разработки теоретических проблем, которые
трудны и пока неизвестно еще, насколько далеки от
решения.
ДЛЯ СКВАЖИН ТОЧНОЕ МЕСТО
Тоньше всего кора в океане, особенно в его глубоких
районах. Поэтому пробурить такую скважину скорее
и проще в коре океана, тем более там, где на небольшой
глубине находятся вулканические сопки, сквозь
которые добраться до проницаемой оболочки легче, чем
через слой воды океана. Но разработаны уже средства и
устройства, позволяющие бурить и через мощный слой
воды. Технически возможно пробурить скважину и на
суше под неглубокий промежуточный вулканический
очаг, как это и намечается сделать, например, на
Камчатке.
В США уже пробурено несколько скважин до
глубины, превышающей 9 километров; правда, все они
проходят сквозь толщу осадочных пород.
Однако скважины в дне океана, вдали от суши и
от потребителей энергии, имели бы огромный, но
чисто научный интерес. Для практического
использования тепла дренажной оболочки потребуются скважины
не столько в океане, сколько на суше.
Есть ли какие-нибудь основания считать, что и в
коре суши можно пробурить даже уже имеющейся
техникой бурения скважину, по которой будет выходить
пар из дренажной оболочки? Такие основания
имеются. Ведь земная кора расчленена глубинными
разломами и трещинами на крупные блоки, а они в свою
очередь разбиты множеством трещин различного
размера и происхождения. Если такие глубокие разломы
167

достигают сложной системы трещин и других
полостей, создающих дренажную оболочку, то возможность
вывода горячих паров из недр коры суши становится
реальной. Надо только определить такую систему
трещин, которая «живет», отзывается, скажем, на
движение приливной волны.
Проблема выявления разломов в земной коре
получила новое значение для геологической науки, когда
выяснилась тесная связь размещения геотермальных
месторождений самых различных рудных и других
полезных ископаемых с глубинными разломами.
Оказалось, что даже многие месторождения нефти также
связаны с разломами. Пока причины такой связи не
имеют объяснения, но если принять во внимание
наличие в дренажной оболочке растворов самых
различных минеральных веществ, то проблема
происхождения руд и размещения многих их месторождений
станет более доступной для понимания.
Многие месторождения минеральных ресурсов,
разработка которых ведется десятилетиями и веками, уже
постепенно исчерпываются. Поиски новых
месторождений приходится вести на все больших глубинах, и
поэтому связь их образования с растворами дренажной
оболочки и с разломами, идущими к ней, будет иметь
большое практическое значение.
ПОИСКОВЫЕ ПРИЗНАКИ «ЖИВЫХ» РАЗЛОМОВ
Разломы земной коры, достигающие дренажной
оболочки, могут иметь огромное значение для
практического использования высокотемпературного пара. Если
разлом еще «живой», если он на большую высоту
заполнен паром, то бурить скважину над ним надо будет
только до того уровня, куда пар сам поднимается по
трещине.
Как же отличить разлом «живой» от уже
застывшего? Уже сейчас можно найти некоторые поисковые
признаки «живых» разломов. Это, например, величина
тепловых потерь коры над разломом. Ведь если в
недрах коры пар может подняться по разлому на 10—15
километров кверху, то породы разлома, его стенки
будут иметь повышенную температуру и интенсивнее
передавать тепло вверх, к дневной поверхности. В та-
168

ком случае величина тепловых потерь над разломом
будет более высокой, чем над прилегающими к
разлому участками. Если же различия потерь тепла нет, то
разлом можно считать уже застывшим, «заснувшим».
В последние годы в СССР разработан новый и
весьма эффективный метод определения интенсивности
выхода воды и газов из недр земной коры. Наиболее
показательным признаком оказалось содержание гелия
в подземных водах. Гелий образуется при распаде
радиоактивных элементов и на протяжении сотен
миллионов и миллиардов лет накапливается в недрах и
растворяется в воде. Считалось, что, чем больше гелия в
воде, тем она застойнее, то есть тем старше по
длительности пребывания в недрах.
Эта гипотеза полностью отпала после проведения
систематических обследований подземных вод на
больших территориях. Оказалось, что в воде гелия тем
больше, чем ближе место отбора проб воды к
глубинным разломам. Над разломами обнаружены воды,
содержание гелия в которых так велико, что не только за
3—5, но и за 30—50 миллиардов лет не могло столько
попасть в воду за счет радиоактивного распада. Гелий
идет из глубин по разломам, но каковы причины и
источники его, еще не ясно. Этот факт считается
убедительным свидетельством постоянного выхода воды
из глубин, что дает основание считать опасным
глубинное захоронение вредных отходов промышленности и
атомной энергетики.
Одним из наиболее грандиозных и постоянно
действующих источников гелия в недрах земной коры, по
нашему предположению, являются пары, газы и
растворы, заполняющие дренажную оболочку. Ежегодно
в эту оболочку проникает около 150 кубических
километров атмосферных вод, которые привносят сюда
содержащийся в них гелий. На своем пути воды увлекают
и тот гелий, который они вымывают из пород земной
коры, особенно из гранитов и пород самой
проницаемой оболочки.
При переходе водных растворов в пар гелий
начинает подниматься вверх. Особенно значительным
должен быть при этом его выход по глубинным разломам.
Можно утверждать, что не только гелий, но и криптон
и другие газы должны по глубинным разломам
подниматься кверху и, чем моложе разлом, чем он глубже
169

проникает в дренажную оболочку, тем более
интенсивным будет выход газов, особенно гелия, над разломами.
Важно, что газы эти в таком случае не обязательно
должны иметь радиогенное происхождение.
Отсюда следует, что выход гелия, как и величина
тепловых потерь, может служить поисковым признаком
«живых» разломов.
СКОЛЬКО ПАРА МОЖЕТ ВЫДАТЬ СКВАЖИНА!
Некоторые оценки можно получить при рассмотрении
производительности естественных скважин, следы
деятельности которых остались на дне Мирового океана.
В Тихом океане, который занимает площадь 180
миллионов квадратных километров, более половины дна
покрыто относительно мелкими сопками
вулканического происхождения — их насчитано уже, мы
говорили, около 200 тысяч, а на каждую сопку приходится
площадь 500—700 квадратных километров. Сопки
имеют высоту от 50 до 1000 метров и ширину основания
от 1 до 10 километров, находятся они друг от друга
на расстоянии в среднем 25—50 километров.
Выброс, образовавший такую сопку, происходил
чаще однократно. Пар выходил из недр дренажной
оболочки при противодавлении слоя океанической воды,
глубина которой близка к 4,3 километра, а давление —
к 450 атмосферам. Выброс прекращался, когда в
дренажной оболочке у устья сопки давление пара
снижалось до противодавления. Какое же количество пара
выбрасывалось при этом в воду океана?
Для ориентировочного расчета можно принять
мощность дренажной оболочки 3 километра и ее
пористость — 5 процентов. Под каждым квадратным метром
при давлении 1000 атмосфер заключено 100—150 тонн
пара, а под площадью, приходящейся на каждую
сопку,— примерно 70—100 миллиардов тонн. При выбросе
пара до давления 450 атмосфер, создаваемого весом
океанической воды, количество вышедшего пара может
составить 35—50 миллиардов тонн. Из этого
количества паровых растворов при снижении давления и
температуры выпадут такие труднорастворимые вещества,
как силикаты, алюмосиликаты и другие, о которых мы
говорили, с накоплением на дне лавы, образующей соп-
170

ку. Каждый процент труднорастворимых веществ даст
при таком количестве пара массу 350—500 миллионов
тонн. При выпадении не одного, а 2—3 процентов
труднорастворимых компонентов могли образоваться
сопки таких размеров, какие в действительности
покрывают дно.
Этот расчет показывает, что производительность и
продолжительность действия скважины при условии
регулируемого отбора пара могут обеспечить
длительную работу электростанции мощностью 5 миллионов
киловатт, поскольку за год такая станция потребует
100—200 миллионов тонн пара. Это только за счет
емкости оболочки, которая, однако, не только резервуар,
но и котел непрерывного действия, куда по мере
выхода пара поступают все новые его массы из соседних
мест.
Поэтому судить о рентабельности работ по бурению
скважин в дренажную оболочку надо с учетом того, что
по производительности и длительности действия такая
скважина не может приравниваться к скважинам на.
нефть, воду и природный газ. Одна скважина в
дренажную оболочку по своей эффективности может
заменить многие сотни и даже тысячи скважин для добычи
нефти и тем более горячей воды. Поэтому, чего бы ни
стоило бурение скважины, ее эксплуатация будет
рентабельной, а технические, экономические и
социальные преимущества геотермальных электростанций
сделают их строительство и эксплуатацию
предпочтительными по сравнению со всеми другими видами
энергетики.
Теперь о трудностях, ожидаемых и неожиданных.
Прежде всего надо найти способы бурения и
закрепления труб в скважинах, чтобы их не вытолкнуло
вверх и не начало бы действовать первое искусственно
вызванное вулканическое извержение. Надо иметь
средства, пригодные для регулирования режима
выдачи пара. Потребуются, конечно, особые способы
теплоизоляции труб, по которым пойдут горячие пары и
растворы. На внутренней поверхности паропроводов
будет возникать «накипь» — результат выпадения
минеральных солей. Борьба с отложением солей
потребует тоже значительных усилий, хотя уже широкое
применение для борьбы с этим находит омагничивание
171

труб, которое оставляет отложения в объеме воды и
отталкивает их от поверхности труб. Омагничивание
труб, конечно, надо создавать на нижних или средних
глубинах скважин.
Куда труднее будет задача изготовления труб,
выдерживающих давление до 500 и 1000 атмосфер и
способных выводить 10—15 и более тонн пара в
секунду — столько пара необходимо только для одной
станции мощностью 5 миллионов киловатт. В тепловых
станциях расходы воды меньше, так как воду
стараются возвращать в котлы, поскольку конденсирующаяся
из пара вода не жесткая и не образует накипи ни на
поверхности котельных труб, ни в турбинах. Но зато
геоэлектростанция не потребует для себя ни 10
миллионов тонн нефти, пи 20 миллионов тонн угля, которые
расходуют тепловые электростанции такой же
мощности. Геотермальная станция не нуждается в
железнодорожных путях для подвоза топлива и складах для
топлива, не требует сооружения очистных установок и
дымовых труб, ведь на ней не сжигают топлива и даже
не расходуют кислорода атмосферы и не выбрасывают
вредных продуктов сгорания, образующихся при
сжигании всех видов химического топлива.
Можно создать промежуточные емкости,
«магазины», для высокотемпературного пара на глубине 5—
10 километров, с тем чтобы пар для электростанций
поступал из них равномерно, без «всплесков». В
качестве таких емкостей могут служить естественные,
обладающие проницаемостью слои, например бывшие
месторождения нефти, газа или воды. Можно
использовать и искусственно вызванные разломы, трещины и
другие полости, которые образуются при взрыве на
нужной глубине.
Соединив такие емкости с дренажной оболочкой
скважиной или бурением с помощью «крота», можно
заполнить их высокотемпературным паром и сделать
такой пар доступным для бурения и, вероятно, более
чистым в смысле содержания в нем летучих с паром
минеральных веществ.
Изложенное позволяет утверждать, что, несмотря
на далеко еще не решенные вопросы глубинного
бурения, скважины в дренажную оболочку могут давать
самое дешевое тепло для крупнейших электрических
станций.
172

Можно ли предвидеть какое-либо влияние отбора
тепла недр на климат, на распределение суши и
океана, на соотношение между занятыми ими площадями?
По-видимому, нет никаких оснований опасаться
использования того тепла, которым недра обогревают
земную кору. Оно незначительно по сравнению с
теплом, приходящим от Солнца. Скорее заметное влияние
на климат Земли может оказать тепло горячих вод,
выбрасываемых геотермальными электростанциями. Но
если остающиеся горячие или теплые воды
возвращать через отработанные скважины в дренажную
оболочку, то нежелательное влияние можно свести к
нулю.
При долгом, измеряемом веками отборе тепла из
недр могут измениться высота суши над уровнем
океана и толщина океанической коры. Существующее
соотношение, как было показано, определяется
перемещением тепла и растворенных минеральных веществ
из коры суши в кору океана.
Расчеты тепловых балансов процессов,
поддерживающих существующее соотношение между сушей и
океанами, показывают, что перенос тепла вполне
соизмерим с количеством тепла, которое будет
расходоваться уже в ближайшие годы. Перемещаемое тепло
равно теплу примерно 20 миллиардов тонн топлива.
Такой расход тепла будет достигнут еще в XX веке.
Значит ли это, что механизм, поддерживающий
нынешнее соотношение площадей материков и океанов,
перестанет работать? Нет, не значит. Дело в том, что
общее количество растворов, заполняющих дренажную
оболочку, в сотни тысяч раз превосходит тот объем
растворов, который ежегодно поступает сквозь кору
суши в дренажную оболочку и выходит из нее сквозь
кору океана. Это огромнейшее количество водных
растворов и паров находится под постоянным и высоким
давлением, и извлечение из оболочки небольших
долей растворов не может сказаться на устойчивости
механизма земной коры.
ПАРОВОЙ КОТЕЛ В ТРИ ГЕКТАРА НА КАЖДОГО!
Конечно же, возникает проблема рационального
использования отработанной воды и охраны среды. Крупный
город будущего потребует создания электростанций
173

общей мощностью до 20 миллионов киловатт и
будет получать отработанную охлажденную до 100° С или
ниже воду в количестве, близком к миллиарду тонн.
Эти воды могут пойти, как делается и теперь, на
различные виды теплоснабжения и хладоснабжения, на
обогрев тепличного хозяйства, на создание спортивных
и других бассейнов. Вода с такой температурой может
быть использована в городских холодильниках. Можно
предполагать, что она позволит обогревать тротуары и
другие пешеходные и транспортные участки дорог и
площадей.
Нельзя переоценить значения химических веществ,
которые при комплексном использовании растворов
дренажной оболочки могут быть выделены для нужд
химической и металлургической промышленности,
сельского хозяйства и других нужд. Богаче стойкими в
растворах веществами будут, естественно, растворы из
скважин, пробуренных в дренажную оболочку
океанического дна и более удаленных от берегов, поскольку
именно туда, под наиболее глубокие места, пройдя
длительный путь от возвышенных участков
континентальной коры, они поступают обогащенные широким
ассортиментом солей.
Конечно, на пути к овладению гидротермальным
теплом недр лежат немалые трудности.
Но следует помнить — на каждого человека в
недрах имеется паровой котел площадью в 3 гектара на
суше и 9 гектаров под океаном.
РЕСУРСЫ ЖИДКОЙ РУДЫ
Читателю уже известно, что дренажная оболочка
богата не только высокотемпературным паром. Нижние
ее слои содержат огромные ресурсы растворов
минеральных веществ самого широкого ассортимента. На
протяжении длительного существования дренажной
оболочки в ее растворах накопились соединения, в
состав которых входят все элементы таблицы
Менделеева.
Нет в нашей планете никакого другого источника
рудных растворов, который по своей грандиозности и
повсеместной доступности мог бы сравниться с
дренажной оболочкой. Только из нее могли выйти те
растворы, которые образовали на дне Мирового океана
174

400 миллиардов тонн железомарганцевых конкреций.
Только эти же растворы могли создать на земном
шаре крупнейшие месторождения кварцитовых
железосодержащих руд, общее количество которых в 5—10 раз
превосходит запасы железомарганцевых конкреций.
И именно они дали в океаническую воду такое
количество солей, что при равномерном распределении по всей
поверхности Земли они образовали бы слой мощностью
в 100 метров!
Образование гидротермальных месторождений
рудных ископаемых определяется многими факторами, но
главным условием накопления руд является наличие
водных растворов, содержащих рудообразующий
компонент. Установлено, что большинство месторождений
связано с глубинными разломами, и это
свидетельствует о происхождении руд из растворов дренажной
оболочки. Поднимаясь по разломам, растворы попадают
в условия, благоприятные для реакций, в результате
которых растворимые соединения превращаются в
нерастворимые и накапливаются, образуя
месторождение.
Вещества, содержащиеся в растворах дренажной
оболочки, неодинаковы по растворимости и
химическим свойствам. Поэтому в начале восхождения
растворы оставляют те из них, которые наиболее активно
реагируют с минералами вмещающих пород и
образуют при этом наименее растворимые соединения.
Остаточный раствор, теряя соединение, образовавшее
месторождение, обогащается веществами, извлеченными
из окружающих пород. Движение растворов
продолжается, и в других слоях, при других условиях,
накапливается месторождение других, менее активных
компонентов и так далее.
Представление о дренажной оболочке, заполненной
растворами различных веществ, позволяет ожидать, что
уже в недалеком будущем необходимое минеральное
сырье будет добываться не из шахт, а непосредственно
из растворов. Тогда не потребуются поиски
месторождений, строительство шахт и добыча руды.
Надо будет выводить на поверхность растворы из
дренажной оболочки. Выйдя из скважины, пробитой в
«живом» разломе, они будут поступать в необходимых
и регулируемых количествах на предприятия под
собственным давлением. Все необходимые вещества из них
175

будут извлекаться новыми методами, которые теперь
начинают осваиваться. К таким перспективным
методам относятся сорбация на ионообменных смолах,
хроматография, электрохимические и др.
ЗАЩИТА ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ
Проблема очистки сточных вод, содержащих вредные
примеси, становится все более настоятельной. Сброс
таких вод различными химическими,
нефтехимическими, металлургическими и другими предприятиями уже
сделал множество рек на Земле непригодными для
рыбы, для снабжения городов и промышленности водой.
Угроза загрязнения нависла не только над
грунтовыми водами, но и над водами рек, озер, морей и
океанов. Попытки захоронения вредных вод путем
закачивания их в отработанные шахты, в слои пород,
обладающие повышенной пористостью и трещиноватостью,
или в породы карстовые, то есть выщелоченные
текучими подземными водами, не дают решения этой
проблемы. Вредные вещества, содержащиеся в
захороненных водах, попадают потом в реки и водоемы и снова
в воду, поступающую для снабжения городов и
предприятий.
Предполагалось, что в глубоких впадинах океанов
господствует полный покой и что застойные воды, их
заполняющие, не смешиваются с верхними слоями.
С учетом этих предположений проведены
многочисленные захоронения вредных и радиоактивных отходов в
океанские глубоководные желоба.
Однако дальнейшие исследования глубоководных
желобов показали, что воды нижних слоев интенсивно-
перемешиваются с вышележащими и перемешиваются
в просторах океана. Такого рода захоронение
оказалось весьма опасным даже для не очень далекого
будущего.
Существование дренажной оболочки поможет найти
решение проблемы захоронения вредных вод в слои
коры, где они будут безопасными. Ведь если
осуществить закачивание вредных вод в дренажную оболочку
суши, то они будут перемещаться там на огромные
расстояния в кору океанов и на таких путях при
господствующих там условиях токсичные вещества,
взаимодействуя с породами и растворами, изменятся и по-
176

теряют свою агрессивную вредность. Kроме того, выйти
вверх, например, в другую работающую скважину, они
смогут" только в виде пара, то есть обезвреженными.
Важнейшей особенностью «дренажной энергетики
и химии» будет чистота технологических процессов,
так как все операции по превращению химических
соединений осуществляются в недрах Земли. Поставляя
ценную продукцию, «дренажная промышленность»
оставит для грядущих поколений и воздух, и воду
океана, и сушу чистыми.
ЛЕДЯНОЕ ПОДЗЕМЕЛЬЕ И ТЯЖЕЛАЯ ВОДА
В начале XVIII века в Петербурге вышла в свет
книга И. Гмелина — одного из участников экспедиции
Беринга — Чирикова.
«Путешествие по Сибири» (так называлась книга) —
это строго правдивый и несколько суховатый отчет.
В Петербурге, а особенно за грапицей, автора сочли
фантазером. Больше всего не хотели верить рассказу о
о вечной мерзлоте. Подумать только, сколько ни копай
мерзлую землю, даже на глубине 100 футов, все — лед!
— Невероятно,— говорили современники,— в это
трудно поверить!
И уж наверное, никто бы не поверил тогда, что
вечная мерзлота занимает почти четверть всей суши.
Люди, живущие на вечной мерзлоте, находятся в
постоянной борьбе с ней.
Что же такое вечная мерзлота, которая занимает
общую площадь 20—25 миллионов квадратных
километров, в том числе 47 процентов территории СССР и
около 80 процентов территории Сибири? Мощность
слоев вечной мерзлоты достигает 1000 метров, а в
некоторых местах — 1500 метров и даже больше. Есть она
и древняя, и молодая.
Образование мерзлоты не может быть объяснено
только низкой температурой воздуха, так как верхние
слои промерзших грунтов охлаждены всего до минус
4—5°, а нижние — только до нуля. Перепад
температуры в 2—4° на километр не может быть объяснен
только теплопроводностью льда, которая несколько
выше, чем теплопроводность осадочных пород.
Правда, бурение глубоких скважин во льдах
Антарктиды и Гренландии показало, что на глубинах в 1 и
177

более километров в ледниках температура ниже нуля
на 15—30°. В некоторых местах она значительно ниже,
чем в верхних слоях льда. Как полагают, эта низкая
температура сохранилась почти на том уровне, при
котором выпадал снег. Тепло земных недр не могло
нагревать снег снизу, поскольку оно тратится на
скрытую теплоту таяния снега, а образующаяся вода"
охлаждает нижележащие породы коры.
Вечномерзлые толщи сложены не изо льда, а
главным образом из обычных пород, разбитых трещинами,
заполненными льдом. До появления мерзлоты породы
на такой глубине были нагреты до 30—50°С.
Это значит, что из недр каждого квадратного метра
кверху идет тепло, которое за год равно 400
килокалориям, что соответствует теплу горения 100 граммов
растительного вещества. Что же отнимает это тепло и
охлаждает нагретые породы? Рассматривая причины
появления мощных корней гор, мы показывали, что
проникновение воды сквозь кору в дренажную
оболочку ведет к охлаждению коры и мантии. Не ведет ли
проникновение холодных северных вод к вечной
мерзлоте? В традиционном понимании вечномерзлые
толщи, казалось бы, совершенно непроницаемы для воды.
Однако это не так. Их верхний слой, который
называют «деятельным», ежегодно оттаивает в короткие
летние месяцы. В воде, заполняющей такой слой,
накапливаются растворимые вещества почвы и пород,
приносимые ветрами и дождем соли, а также
продукты разложения растительного покрова. Когда ранней
осенью вода «деятельного» слоя начинает сверху
промерзать, то книзу — к вечной мерзлоте — оттесняются
холодные растворы, в какой-то мере
концентрированные, а поэтому не замерзающие при охлаждении ниже
температуры в верхних слоях вечной мерзлоты. Эти
холодные жидкие растворы не будут находиться в
покое поверх льда мерзлоты, они станут перемещаться
книзу, ибо плотность их выше единицы в отличие от
льда, который имеет меньшую плотность. Они и играют,
вероятно, роль главных переносчиков холода в вечно-
мерзлых толщах.
Как же происходит перемещение холодных
растворов в толще мерзлоты? По-видимому, это происходит
так же, как проникает в слой льда соль, которой часто
посыпают тротуары в зимнее время. Капля раствора
178

вызывает подтаивание льда на нижней границе.
Таяние происходит с поглощением тепла, что вызывает
замерзание менее концентрированных растворов сверху,
над каплей. Это похоже на движение теплой капли
в толще льда.
Подобное явление хорошо уже установлено и
проверено в опытах. Эксперименты состояли в том, что
дистиллированную воду наливали в стеклянные
стаканы и замораживали, охлаждая в обычном
холодильнике. Затем на поверхности льда делали углубление и
засыпали в него немного растворимой соли, дающей
окрашенные растворы, такой, как сернокислая медь,
азотнокислый никель и др. В результате действия
солей на лед образовывались капли водных растворов,
которые постепенно опускались на дно стакана.
Важным условием движения растворов в мерзлотной
толще служит определенное значение температуры
охлажденного льда. Она не должна быть ниже
температуры кристаллизации капель растворов, потому что
раствор замерзнет и движение холода вниз
прекратится. Одновременно нижние слои льда должны быть
«теплее» верхних.
В условиях вечной мерзлоты температура льда
возрастает книзу благодаря потоку тепла из глубин.
Поэтому движение капель не прекращается. Опыты
только подтвердили предположение.
Постоянное нисходящее перемещение относительно
холодных растворов объясняет перенос холода и
образование мерзлотной толщи.
Но возникает вопрос: могут ли растворы
проникать сквозь всю толщу вечной мерзлоты и куда
должны уходить растворы, которые проходят сквозь
мерзлоту многие тысячи, а может быть, и миллионы лет?
Ведь если сквозь толщу мерзлых пород ежегодно
будет проникать 5—10-миллиметровый слой растворов,
то под мерзлотой образуется мощный их слой.
Конечно, какая-то часть растворов может переместиться под
речные русла, озера и под Северный Ледовитый океан,
но значительно короче их путь в дренажную оболочку.
Она всюду находится на расстоянии 15—25
километров, тогда как к рекам, озерам и морям расстояние
измеряется сотнями и тысячами километров.
Каждая капля раствора, опускающаяся в толще
вечной мерзлоты, концентрирует в себе растворимые
179

вещества, что снижает температуру ее замерзания:
ведь чем выше концентрация и сложнее состав
примесей, тем ниже температура замерзания водных
растворов.
Если принять во внимание, что проникновение
раствора сквозь вечномерзлую толщу происходит многие
и многие годы, то можно ожидать в нижних
горизонтах вечной мерзлоты присутствия концентрированных
растворов. Они и обнаруживаются в
действительности.
Это явление дало основание ожидать скопления под
толщами мерзлотных пород не только рассолов, но и
концентрирования тяжелой воды в них. Наибольшее
содержание дейтерия действительно обнаружено в
водах Крайнего Севера в скважинах при поисках нефти.
Тяжелая вода в настоящее время уже нашла широкое
применение в атомной энергетике. Она лучший
замедлитель быстрых нейтронов, атомные реакторы с
тяжелой водой могут работать на природном уране
вместо более дорогостоящего обогащенного урана-235, она
служит одновременно и теплоносителем в реакторах
для производства плутония и других целей. Изотоп
водорода, входящий в состав тяжелой воды,—
дейтерий является одним из наиболее перспективных видов
топлива для будущих термоядерных реакторов,
которые со временем могут стать основными поставщиками
энергии. Ведь тонна тяжелой воды в термоядерных
реакторах заменит 500 тысяч тонн топлива. Общее же
количество ядерной энергии, заключенной в тяжелой
воде Мирового океана, в сотни миллионов раз
превышает энергию разведанных ресурсов всех видов
горючих ископаемых — угля, нефти и газа. Сырьем для
получения тяжелой воды может служить обычная
вода. Из 30—40 тысяч тонн ее получают одну тонну
тяжелой воды.
По физико-химическим свойствам тяжелая вода
отличается от воды обычной: температура ее
замерзания на 3,8° выше, но и она, как и другие примеси, при
замораживании меньше переходит в твердую фазу.
Поэтому лед и снег содержат несколько меньше
дейтерия, чем обычная вода.
Возможно, за тысячелетия опусканий водных
рассолов в вечномерзлых толщах произошло обогащение
их тяжелой водой, и можно ожидать, что нижние го-
180

ризонты земной коры за Полярным кругом хранят
большие ресурсы ядерной энергетики будущего. Можно
ожидать... Но пока это только гипотеза, требующая более
полного подтверждения.
ДРЕНАЖНАЯ ОБОЛОЧКА И КЛИМАТ
О том, что сильный холод физиологически неприятен,
знают все. Но о том, какой экономический ущерб он
наносит людям, стоит рассказать подробнее.
Огни Норильска, пронизывающие тьму полярной
ночи, — символ покоренного Севера. Но чтобы их
зажечь, потребовалось не только много мужества, но и
много средств.
Дорого обходится человеку борьба с холодом!
Отопление жилых и производственных помещений
в течение долгих северных зим, если можно так
сказать,— активные статьи расхода на борьбу с холодом.
А сколько драгоценных руд скрыто под вечномерзлы-
ми толщами? Сколько новых земель мог бы получить
человек? Как освободить Землю от белого
покрывала?
Оказывается, уже давно с этой целью крестьяне
нашего Севера, еще 200 лет назад, веснами посыпали
золой и сажей снег на огородах. Да и
моряки-полярники не раз посыпали лед шлаком, чтобы он скорее
отпустил из своих цепких объятий суда.
В 1937 году на одной из полярных станций
небольшие квадратики льда окрасили фуксином и посыпали
шлаком. Они растаяли на восемь суток раньше других.
Окрашивали большие льдины и высоченные
арктические торосы. Окрашенный лед всегда таял скорее.
В 1949 году начал свои интересные опыты доктор
географических наук профессор И. С. Песчанский —
автор увлекательной книги «Лед, песчинка и Солнце».
Идея этих опытов как раз и заключена в этой
короткой формуле.
В том же году с самолетов опылили 313 тысяч
квадратных метров льда близ острова Диксон. С
нетерпением ученые ждали прихода весны. И результаты не
обманули. Солнце засияло, и окрашенные полосы
начали на глазах подтаивать. Вскоре в канавках уже
чернела вода, тогда как вокруг лежали не тронутые
солнцем ледяные поля. Но опыты необходимо было
181

продолжить. Ведь для того чтобы «черный лед»
получил окончательное признание, предстояло решить
много задач.
Прежде всего нужно было выбрать материал для
опыливания: дешевый, так как его понадобится много,
достаточно темный, чтобы сильнее поглощал солнечное
тепло, а отдельные частицы его должны быть не
только мелкими, чтобы хорошо распылялись с самолета,
но и тяжелыми и цепкими, чтобы не сдули их ветры и
не смыли весенние воды.
Долго искала группа Песчанского подходящий
материал. Идеального так и не нашли. Но
удовлетворительные и надежные результаты давали шлак и
угольная пыль, черный песок и смесь угольной пыли с
обычным песком.
Опыленное место начинает таять сразу и быстро,
в 3—4 раза быстрее неопыленного. Сначала
образуются маленькие проталинки-снежницы. Они растут,
расширяются, сливаются друг с другом. Еще несколько
дней — и образуется канал, наполненный талой водой.
Потом разрушается и ледяное дно канала.
Не только такие каналы подарит человеку «черный
лед». Опыливание позволит раньше вскрывать
скованные льдом заливы, бухты и проливы, растапливать
снег на арктических аэродромах и строительных
площадках, на реках и водохранилищах, на высокогорьях.
«Черный лед» позволит человеку заручиться
союзником в борьбе с холодом — энергией Солнца.
В операции «Черный лед» может принять участие
и дренажная оболочка земного шара. Представим себе
глубинную скважину — искусственный вулкан, который
выбрасывает в атмосферу тысячи кубометров водных и
паровых растворов. Естественно, образуются и пепло-
вые облака. Выпадая на снег, они покрывают его солн-
цепоглощающей присыпкой.
Поглощение света снежной поверхностью
увеличивается вдвое, если покрыть только 1/100 ее пеплом, то
есть на каждом квадратном километре присыпать
поверхность, равную 10 тысячам квадратных метров. Для
этого достаточно всего 2—5 килограммов мелких
твердых частиц. Расход невелик, укладывается в
возможности дренажных скважин, которые могут зачернить
своими пепловыми выбросами огромные пространства.
Стоит только начать, пусть и не везде.
182

По-видимому, через несколько лет в районах «за-
чернения» может установиться такой тепловой режим,
который позволит осваивать высокоширотные районы,
а появление городов и промышленности будет
содействовать дальнейшему потеплению климата.
Таким образом, и эта «продукция» дренажной
оболочки планеты, может статься, в будущем примет
участие в грандиознейшей операции переделки климата
Земли. Вероятно, такая операция должна носить
международный характер: в восстановлении на севере
теплого, мягкого климата заинтересованы все страны
мира.
Может быть, в изменении климата решающая роль
будет принадлежать именно пеплам из выбросов
искусственно вызванных вулканов. Но в проблеме
постоянного поддержания повышенных температур вод
Северного Ледовитого океана важную роль могли бы сыграть
и теплые течения. Мощный их поток далеко на севере,
в Баренцевом море, предохраняет ото льда
незамерзающий порт в Мурманске. Дальше на севере
Гольфстрим уже не в силах существенно изменить климат.
А имеет там огромное значение даже незначительное
повышение температуры воды в океане, так как
температура выше точки замерзания препятствует
образованию льда и снега. Если температура только чуть
ниже, включается цепная реакция, вода замерзает, лед
и суша покрываются снегом, и начинает
господствовать вечная мерзлота.
Если бы удалось решить задачу комплексно и
ликвидировать длительные снежные и ледовые покровы,
применяя- летом зачернение, а зимой сохранять
добытое тепло в Гольфстриме, то изменение климата стало
бы длительным и «вечная» мерзлота заменилась бы
«вечным» теплом.
Климат, однако, следует изменять, как и другие
природные условия, осмотрительно, тщательно
взвешивая все «за» и «против», учитывая последствия и
предвидя уже ход связанных с климатом природных
процессов. Прежде чем приступить к воздействию на
климат, ученым придется многое пересчитать, взвесить,
проверить. Но многое ясно уже и сейчас.
Снегозадержание и сохранение влаги на нолях в южных
районах нашей страны, раннее освобождение полей от
глубокого снега для удлинения вегетационного периода в
183

более северных районах, смягчение климата пустынь
путем их орошения, увеличение на длительный срок
навигации на реках, озерах, морях или
водохранилищах, уничтожение вечной мерзлоты, осушение болот —
все это сейчас доступно человеку так же, как
доступным становится образование искусственного дождя и
уничтожение града, раскрытие аэродромов от туманов
или защита растений от заморозков.
О таком разумном, строго обоснованном
воздействии на климат и других преобразованиях природы идет
речь в Программе КПСС.
Пока еще неизвестно, в каком именно участке
народного хозяйства страны польза от освоения
дренажной оболочки Земли окажется наибольшей/ Силуэты
перспектив многообразны, прояснить их предстоит
Будущему.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ
В науках о земной коре еще в большой степени
сохраняются уже отживающие представления о чисто
механических однократного действия процессах
образования разновидностей земной коры. Всплывание
продуктов дифференциации — астенолитов, или
образование «новой молодой» коры из недр при «расширении»
Земли, или же вытекание такой молодой коры из
срединных хребтов — вот те гипотезы, в которых
преобладают механические процессы. Правда, все более
признается, что такое сложное образование, как земная
кора, есть продукт сложной системы процессов тепло-
масса — переноса, которые не только создают
разновидности земной коры, но и постоянно поддерживают
ее внутреннее строение и химический состав
независимо от длительности существования данного участка
коры и независимо от интенсивности эрозии.
Но никто, кроме В. И. Вернадского, так ясно не
видел того, что кора является продуктом сложного
механизма, и того, что главным агентом в этом
механизме служит вода. Человеческие познания часто
ускоряются аналогиями и контрастами. Не исключено, что
В. И. Вернадский увидел такую аналогию с земной
корой в почвах, изучением которых он занимался, еще
будучи студентом, под руководством крупнейшего
почвоведа В. В. Докучаева. В дружбе и деловом общении
они находились на протяжении пятнадцати лет.
Вернадский отмечает, что именно Докучаев обратил его
внимание на динамическую сторону минералогии.
Развивая вопросы генезиса минералов в природных
условиях, Вернадский ясно видел важнейшую роль воды,
особенно в процессах почвообразования.
Почвенный покров, как и земная кора, состоит из
слоев, различающихся по химическому составу. Важно
то, что состав и строение слоев почвы мало зависят от
185

пород слоев, на которых лежит почва. Важнейшим и
определяющим почвообразующим фактором является
фактор Ланге, то есть отношение среднегодового
количества атмосферных осадков, выраженное в
миллиметрах, к среднегодовой температуре в градусах Цельсия.
Этот фактор, а не количество приносимых или
уносимых ветрами и текучими водами отложений
определяет слоистость почвы, которая сохраняется от
ветровой и водной эрозии. Вода активно участвует в
процессах, создающих почву. Книзу идут в почве
атмосферные осадки, кверху поступают грунтовые воды.
Из глубин корпи растений выносят растворимые
вещества, с активным участием воды идут сложнейшие
окислительно-восстановительные и другие реакции,
формирующие состав минеральных и органических
веществ почвы. Важно и то, что весь этот сложнейший
механизм работает во всем объеме почвенного покрова,
что и приводит к ее сложности.
В. И. Вернадский разглядел в этих процессах
важную роль органического вещества. Он писал: «Все
бытие земной коры, по крайней мере на 99 процентов по
весу массы ее вещества, в своих существенных, с
геохимической точки зрения, чертах обусловлено жизнью»;
«Через живое вещество энергия Солнца постепенно
передается в более глубокие части планеты — ее коры»;
«Природные водные растворы не являются инертным
телом в земной коре. Они носители огромной энергии
и производят огромную работу. Жизнь вносит энергию
Солнца во всякий водный раствор».
Из гипотез, предложенных до настоящего времени,
лишь гипотеза о дренажной оболочке выявляет тот
механизм, который работает в земной коре
аналогично почвообразующему процессу, то есть в объеме всей
земной коры. В этот механизм входят три основных
процесса: вертикальная циркуляция нисходящих
растворов и восходящего пара, перемещение растворов из-
под материков под океаны и круговорот твердого
вещества, смываемого с материков в океаны,
погружающегося там в мантию и перемещающегося под материки.
Каким «ключом от тысячи дверей» является
предложенный механизм, уже было показано на примере
убедительных объяснений многого из «загадок и тайн»
земной коры. Но, несмотря на это, гипотезу дренажной
оболочки еще нельзя включить в число нашедших ири-
186

знание. Такова судьба всех новых гипотез. Процесс
их становления и превращения в теории долгий и
трудный. А кроме того, конечно, надо напомнить
читателю, что изложенная нами гипотеза, как и другие,
в большом количестве появляющиеся в науке,
основана на тех, далеко еще не полных сведениях о земной
коре и о воде, которыми мы в настоящее время
располагаем. Но эти сведения постоянно пополняются.
Многое, по-видимому, изменится в изложенном
представлении о наличии в недрах земной коры
особой, обладающей проницаемостью дренажной
оболочки. Не изменится лишь то, что образование ее
обязательно происходит, происходило и будет происходить
всюду и везде, ибо нет сил, которые прекратили бы
восходящее движение паров и газов кверху и
нисходящее движение растворов. Это встречное движение
пара и растворов должно идти «вечно» и независимо от
изменения гидростатического давления в тех пределах,
какие господствуют в недрах на глубинах до 30—50 и
более километров. Нижняя граница нисходящего
движения растворов определяется средней их
концентрацией, которая не может быть высокой при «вечном»
выщелачивании пород, а верхняя граница восходящих
паров — критической температурой воды (374° С).
Другая судьба у растворов, находящихся выше того
слоя пород, которые лежат выше изотермы
критической температуры воды. Здесь вода при нагревании
может создавать пар, давление которого зависит от
температуры: при 100° оно равно 1 атмосфере, а при
374° достигает 218,5 атмосферы. Однако, поскольку в
земной коре уже на глубине несколько более 2
километров давление гидростатического столба превышает
критическое давление пара, то в слое земной коры,
находящемся выше изотермы с критической
температурой воды 374°, насыщенный пар сосуществовать с
жидкой водой не может: он при существующем давлении
конденсируется. Поэтому здесь противоточное
движение пара и растворов отсутствует, происходит лишь
медленное перемещение растворов вниз — в
дренажную оболочку.
Ниже дренажной оболочки, в пределах мантии,
присутствие огромных масс воды допускается многими
исследователями. Именно оттуда вышла вода,
заполняющая Мировой океан. Однако существует она там
187

в виде перегретого пара, продуктов ее термического
распада (водород, кислород, гидроксил), которые
могут перемещаться главным образом кверху.
Следовательно, только тот слой земной коры,
который находится при температурах от 374 до примерно
450—500°, существует в условиях «вечной»
вертикальной циркуляции паров и растворов.
Всегда считалось, что правильная теоретическая
разработка рано или по прошествии некоторого времени
находит полезное использование в практике. Идея
дренажной оболочки позволяет по-новому подойти к
решению проблемы поисков и добычи полезных рудных
и других ископаемых, открывает новые возможности
использования высокотемпературного пара в качестве
энергетического ресурса, имеющего большие
преимущества по сравнению с другими источниками
получения энергии.
Именно о такого рода проблемах говорилось на
XXV съезде КПСС. В решениях съезда записано:
«Сосредоточить внимание ученых на важнейших
проблемах научно-технического и социального прогресса, от
решения которых в наибольшей степени зависит
успешное развитие экономики, культуры и самой науки.
Предусмотреть дальнейшее развитие исследований,
открывающих принципиально новые пути и возможности
для преобразования производительных сил страны,
техники и технологии будущего».
Выражая благодарность всем, кто своими советами,
критическими замечаниями, вниманием и пониманием
помог улучшить содержание и форму изложения
материалов, вошедших в это издание, авторы надеются,
что содержащиеся в книге новые и часто
дискуссионные идеи заинтересуют читателей. Дальнейшее
развитие этих идей требует участия ученых, работающих
в самых различных областях науки о земной коре и
о Земле в целом. Авторы будут рады получить отзывы,
особенно критические, которые помогут устранить
имеющиеся недостатки и ускорить разработку идеи
о механизме, создающем земную кору и вечно
поддерживающем ее внутреннюю организованность.

ОГЛАВЛЕНИЕ
Новое о роли воды на Земле 3
Глава 1. Геотермальный дирижер 7
Стартовая площадка гипотезы 9
Дренажная оболочка 13
Вопросам несть числа 17
Кора — под обстрелом идей 22
Возражения оппонентов 28
Решает эксперимент 32
Глава 2. Дренажная оболочка в работе 34
Феноменальный слой Мохо 34
Граница рождения руд 35
Рождение материков и океанов 37
Великое вращение 39
Изгнанники круговорота 43
Круговорот вещества объясняет... 45
Граниты — старый спор 48
Чудесная мастерская минералов 49
Атомное топливо планеты 52
Глава 3. Ключ от тысячи дверей 55
Загадочная слоистость 55
Клад железомарганцевых конкреций 57
189

Нефть образуется сегодня 59
Эта солнечная земная кора 62
Почему не погибли деревья? 64
Слуховые трубы океана 67
Глава 4. Срединно-океанические хребты
и дрейф континентов 70
Подводные хребты на лабораторном столе 76
Что такое океанизация? 80
Океанические желоба 81
Полосчатые магнитные аномалии 82
Блуждающие материки 86
Возражения фиксистов 88
Как же происходит дрейф? 92
Глава 5. Активная земная твердь... 95
Горообразование 95
Загадка геосинклиналей 96
Вода и землетрясения 99
Вулканы 102
Где тонко, там и рвется 105
Почему лава горячая? 108
Химические комбинаты Земли 109
Погружение Плутона ИЗ
Глава 6. Дренажная оболочка и земной магнетизм 115
Приливы и магнетизм 118
Откуда берутся заряды... 120
И много ли их надо? 122
190

Что вызывает смену полюсов? 124
Глава 7. Асимметрия Земли и других планет 128
Магические цифры 128
Отрицание Атлантиды 133
Формирование лунного лика 135
Марс тоже асимметричен 155
Глава 8. Силуэты перспектив 157
Геотермальное тепло 157
Геотермальные электростанции 158
Планы 161
Возражают энергетики 162
Тепло глубин — прогнозы 165
Для скважин точное место 167
Поисковые признаки «живых» разломов 168
Сколько пара может выдать скважина? 170
Паровой котел в три гектара на каждого! 173
Ресурсы жидкой руды 174
Защита окружающей среды 176
Ледяное подземелье и тяжелая вода 177
Дренажная оболочка и климат 181
Заключение 185

Григорьев С. и Емцев М.
Г 83 Скульптор лика земного. Отв. ред. Ф. А.
Макаренко. М., «Мысль», 1977.
192 с. со схем. и карт.
Книга в популярной фирме излагает содержание гипотезы,
разработанной одним из ее авторов — лауреатом
Государственной премии С. М. Григорьевым. Гипотеза развивает новые
оригинальные представления о роли воды в формировании земной
коры и рельефа Земли. Она отвечает на многие вопросы, до сих
пор однозначно не решенные наукой: как образовались материки
и океаны? почему материки сосредоточены в основном в
северном полушарии? во что превращается смываемое с континентов
вещество? почему в Антарктиде почти не бывает землетрясений?
как образуются срединно-океанические хребты? Эти и многие
другие вопросы находят в книге интересное объяснение, что
позволяет по-новому оценить конструктивную роль подземной
гидросферы на нашей планете.
ИБ № 269
ГРИГОРЬЕВ СТЕПАН МАКАРОВИЧ
ЕМЦЕВ МИХАИЛ ТИХОНОВИЧ
СКУЛЬПТОР ЛИКА ЗЕМНОГО
Заведующий редакцией И. В. Козлов
Редактор В. М. Стригин
Редактор карт Л. Д. Чельцова
Младший редактор Т. С. Положенцова
Оформление художника Б. А. Лаврова
Художественный редактор С. М. Полесицкая
Технический редактор Е. А. Данилова
Корректор Н. С. Приставко
Сдано в набор 4 августа 1976 г. Подписано в печать 12 января 1977 г.
Формат 84х1087з2. Бумага типографская № 2. Усл. печатных
листов 10,08. Учетно-издательских листов 9,89. Тираж 50 000 экз. А 07305.
Заказ 757. Цена 37 коп.
Издательство «Мысль». 117071. Москва, В-71, Ленинский проспект, 15
Ордена Трудового Красного Знамени Ленинградское производственно-
техническое объединение «Печатный Двор» имени А. М. Горького
Союзполиграфпрома при Государственном комитете Совета
Министров СССР по делам издательств, полиграфии и книжной торговли.
197136, Ленинград, П-136, Гатчинская ул., 26.