\W i
* 4 5
1 . ■
; ' G
... л

щт
Й I
-

i

Совет директоров
Георгий Храмов
Мария Аксёнова
Главная редакция
С. Арутинов
Д. Володихин
Н. Грабарова
О. Гусарова
Е. Дукельская
Ю. Евдокимова
К. Иванов
Т. Исмаилов
С. Кошель
М. Кудрявцева
И. Мальцева
Н. Мистрюкова
Т. Поповская
A. Пущина
B. Радакова
Н. Саркисова
О. Таранова
Ю. Титов
Л. Харченко
Е. Шурхно
Главный редактор
Светлана Исмаилова
Редактор тома
Анастасия Ростоцкая
Научные редакторы
Н. Короновский
B. Старостин
C. Буланов
;^Я

энциклопеоня
аая детей
ш
#
&*m
Ifc* I
\
Bf?;
Ё&Й!
Москва
«АвантаН-»
1995

ББК 2б.3я2
Э68
УДК 087.5
Составитель СТ. Исмаилова
Энциклопедия для детей: Т. 4 (Геология).
Э68 Сост. СТ. Исмаилова. — М.: Аванта+, 1995.
ISBN 5-86529-021-5 (т. 4)
ISBN 5-96529-002-9
624 с: ил.
В томе «Геология», не имеющем аналогов в современной научно-популярной
литературе для детей, доступным языком изложены последние достижения теоретической и
прикладной геологии. Читатель узнает о возникновении и строении Земли, слагающих
её горных породах, геологических процессах, зарождении и эволюции жизни. В разделах,
посвященных полезным ископаемым, подчеркнута не только их экономическая, но и
культурная и эстетическая роль в ж#зни человечества от древнейших времен до наших
дней. В составлении статей принимали участие известные ученые и преподаватели МГУ
им. М.В. Ломоносова и ведущих институтов Российской Академии наук. Через всю книгу
проходит мысль о древних и вполне возможных будущих катастрофах, об уникальности
и уязвимости планеты Земля.
Хорошо иллюстрированная, книга рассчитана на детей среднего и старшего школьного
возраста, но, несомненно, будет интересна всем, кто интересуется естествознанием.
ISBN 5-86529-021-5 (т. 4)
ISBN 5-96529-002-9
ББК 26.3я2
© *Аванта+», М. Аксёнова, С. Исмаилова, 1995

Над ним широко, необозримо
опрокинулся небесный купол,
полный тихих сияющих звёзд.
С зенита до горизонта двоился
ещё неясный Млечный Путь.
Ф.М. Достоевский
<<Братья Карамазовы»
ГДЕ НАШЕ МЕСТО
ВО ВСЕЛЕННОЙ?
н р^ гереброшенная через ночное небо мерцающая арка из ста миллиардов звёзд —
это Галактика Млечного Пути, в которой находится Солнечная система, а в
J_L-_L.HeH одна из девяти планет — Земля, на которой мы живём. Это наша родная
планета, исключительная в грандиозной Вселенной. И очень трудно осознать,
насколько по своим размерам Земля ничтожна на фоне даже Галактики Млечного
Пути, являющейся рядовой галактикой из многих тысяч ей подобных и обладающей
огромным диаметром в 100 тыс. световых лет. Иными словами, свет от одного её
края до другого идёт 100 тыс. лет.
Где-то на краю гигантского диска, состоящего из ста миллиардов звёзд и
шаровых скоплений межзвёздной пыли и газа, имеющих невероятные с точки
зрения наших земных представлений размеры, мерцает самая рядовая звезда —
Солнце, вокруг которого в одном и том же направлении вращаются девять планет
и третья по счёту от Солнца — планета Земля с крохотным в масштабах Вселенной
радиусом всего 6371 км. Заурядная звезда Солнце, в недрах которой уже более
5 млрд лет бушуют термоядерные реакции, порождающие колоссальную энергию,
создаёт условия для жизни на Земле.
Надо же было так распорядиться природе, чтобы планета Земля образовалась не
слишком близко и не слишком далеко от Солнца, а именно на расстоянии,
обеспечивающем существование воды, без которой жизнь была бы невозможна.
Каждый день обращенная к Солнцу сторона Земли поглощает огромное количество
энергии, и каждую ночь почти вся эта энергия, за исключением небольшой доли,
остающейся в растениях, излучается в космическое пространство. Сами того не
сознавая, мы всё время используем ранее накопленную солнечную энергию. Когда
сжигаем каменный уголь, горючие сланцы, торф, нефть или газ, мы пользуемся
энергетическими ресурсами, запасёнными нашей планетой много десятков и сотен
миллионов лет назад в виде органического вещества.
ЕСТЬ ЛИ БУДУЩЕЕ
У СОЛНЦА?
Несмотря на колоссальное количество солнечной энергии, которую получает Земля,
это всего лишь ничтожная доля общей энергии, излучаемой Солнцем, температура
поверхности которого превышает 5000° С, достигая миллионов градусов во
внутренних его частях. Всё живое на Земле обязано Солнцу, а вернее, термоядерным
реакциям, протекающим в недрах этой звезды — раскалённого газового шара. Все
звёзды, как и люди, рождаются, живут и умирают, только их жизнь длится сотни
миллионов и миллиарды лет. Солнце существует около 5 млрд лет, и, судя по
расчётам астрофизиков, в следующие 5 млрд лет ничего существенного с ним не
5

произойдёт, так что причин для беспокойства нет. Однако в очень далёком будущем,
примерно через 7—9 млрд лет, водородное горючее в недрах Солнца начнёт
иссякать, будет накапливаться гелий, температура поверхности Солнца станет
уменьшаться, а его диаметр увеличится в 2 раза. Солнце превратится в так
называемого красного гиганта. Что тогда будет с нашей планетой? Не знающее
предела воображение может нарисовать огромный красный шар, занимающий
почти всё небо над раскалённой, мёртвой поверхностью некогда обитаемой цветущей
Земли.
Картина, безусловно, довольно мрачная, но столь отдалённая, что может
представлять исключительно научный интерес. Однако всё во Вселенной
взаимосвязано. Например, рождение и развитие планеты Земля вплоть до
сегодняшнего дня неотделимы от развития не только Солнечной системы, но и
Вселенной, малой частью которой эта система является. Недаром геологи уделяют
такое пристальное внимание метеоритам, спутнику Земли — Луне, с поверхности
которой собрано около 5 т образцов, другим планетам Солнечной системы, прежде
всего Венере и Марсу, наиболее сходным по своему строению с Землёй. Конечно,
всё это стало возможным лишь после 1957 г., когда нашей страной был запущен в
ближний космос первый искусственный спутник. С тех пор прошло всего 37 лет,
но каких! Человечество наконец осознало, что оно живёт на очень маленькой и
уязвимой планете, а цивилизация достигла такого уровня развития, что в состоянии
себя уничтожить.
МЕСТО РОЖДЕНИЯ —
СОЛНЕЧНАЯ СИСТЕМА
Лик Земли, как и её недра, непрерывно изменяется с момента образования планеты
4,6 млрд лет назад из огромной газово-пылевой туманности.
Известно, что космическая «пустота» всё-таки содержит 1 атом водорода на 1 см3
при температуре —170° С. В газовых облаках плотность атомов уже намного больше
и составляет десятки тысяч кубических сантиметров. Температура таких облаков
достигает 10 000° С за счёт излучения с ближайших звёзд. Подобное облако
межзвёздного вещества подверглось влиянию взрыва сверхновой звезды. После
этого сжимающееся облако начало быстро сплющиваться, превращаясь в линзу, в
центре которой оказалась сосредоточена почти вся масса этого вещества, примерно
98,7%. Уплотняясь, межзвёздный газ превратился в шар, а когда температура в
нём достигла многих миллионов градусов, началась термоядерная реакция и
зажглось Солнце. Из остальной массы межзвёздной пыли и газа, составляющей не
более 1,3%, образовались все известные нам девять планет, причём в Юпитере
сосредоточено более 99% этой массы. Благодаря вращению и силе тяжести на
эллиптических орбитах возникли сгустки вещества — зародыши планет,
впоследствии очень быстро превратившиеся в те планеты, которые существуют и
сейчас. По мнению учёных, процесс слипания частиц космической пыли и газа во
всё более крупные кусочки, достигавшие нескольких сантиметров, или процесс
аккреции, как его часто называют, протекал стремительно, и к рубежу 4,6 млрд
лет назад наша Земля уже сформировалась как планета, обладавшая такой же
формой и размерами, как в настоящее время.
Всё в Солнечной системе состоит из 83 химических элементов, причём всего два
элемента — водород и гелий — составляют 99,9% общей массы, и почти все они
содержатся в Солнце. Ну а остальные атомы? Где же они находятся? Дело в том,
что водород и гелий — это Солнце и космическое пространство, а Земля содержит
много кислорода и железа, кремния, магния, кальция и других элементов.
Возникает вопрос: когда же сформировалось всё разнообразие химических
элементов? Для геологии очень важно знать ответ, а он весьма непростой, т.к.
существуют разные гипотезы. Одна из них утверждает, что элементы возникли в
момент так называемого Большого взрыва, с которым связывается образование
Вселенной, и на возникновение всех химических элементов понадобилось всего
20 минут. Не правда ли, довольно ничтожный промежуток времени по сравнению
с возрастом Вселенной в 10—15 млрд лет? Образование химических элементов и их
изотопов — вопрос чрезвычайной важности для геологии, да и не только для неё.
Возраст химических элементов, который определяют по составу изотопов,
подсказал, что все они (за исключением водорода) образовались в результате

К читателю
Метеорит
Луотолокс.
К. Хокусой.
«Побережье
Ситиригохомо.
Фудзи». XIX в.
ядерных реакций. А водород — как бы Богом данный элемент — уже существовал
в момент Большого взрыва. Да, много тайн хранят Вселенная, Солнечная система
и Земля...
Самостоятельная жизнь нашей планеты началась 4,6 млрд лет назад, и самые
ранние стадии её развития геологи хоть и с трудом, но всё же восстанавливают с
помощью последних достижений науки.
Первые несколько сот миллионов лет были поистине кошмарными для планеты:
она непрерывно сотрясалась под ударами крупных метеоритов, сыпавшихся на неё
из космоса. Поверхность современной Луны, покрытая
метеоритными кратерами, позволяет нам представить, как
могла выглядеть Земля примерно 4 млрд лет назад. Очень
скоро внутри нашей планеты заработал ♦тепловой двигатель»,
горючим для которого служил распад радиоактивных
элементов. В недрах Земли началось медленное движение
вещества, нагретые струи которого поднимались вверх, а
холодные — опускались вниз.
Планета стала похожа на спелый персик. Большая её
часть — мякоть персика — так называемая мантия;
кожица — твёрдая и хрупкая земная кора; косточка с
ядрышком внутри — внешнее и внутреннее ядра Земли,
только вместо твёрдой косточки образовалась жидкая
оболочка — внешнее ядро, внутри которого — очень тяжёлое
и плотное твёрдое внутреннее ядро.
Уже через 0,5 млрд лет после образования Земли на ней
существовала атмосфера, хотя и отличавшаяся от современной, и была вода, а ещё
через 200 млн лет появились первые организмы, следы которых найдены в
древнейших породах возрастом примерно 3,8 млрд лет на юго-западе Гренландии
(тогда как самые древние породы, обнаруженные
на Земле, имеют возраст около 4,0 млрд лет и
также находятся в Гренландии и Канаде).
Поразительно быстро проходила эволюция
нашей планеты — от слипания частиц межзвёздного
вещества до появления первой континентальной
коры и первых следов жизни прошло всего
0,7—0,8 млрд лет. Даже по земным меркам это
небольшой промежуток времени, учитывая, что
вся история Земли насчитывает 4,6 млрд лет, а
первые скелетные организмы появились лишь
570 млн лет назад.
Пытаясь понять историю Земли, её внутреннее
строение и развитие самой поверхностной тонкой
оболочки — земной коры — мощностью в
несколько десятков километров, геологи
сталкиваются с парадоксами недоступной Земли.
Действительно, самая глубокая скважина на земном
шаре пробурена в России на Кольском полуострове
и едва превышает 12 км. Всё, что находится ниже,
недоступно для прямого изучения. Правда, некоторые сведения о веществе,
залегающем глубже, получают за счёт обломков пород, выносимых при
извержениях вулканов с глубин в десятки километров, в редких случаях
100—200 км. Сведения о строении и свойствах более глубоких сфер земного шара,
вплоть до внутреннего ядра, т.е. до глубин 6371 км, можно получить только на
основании косвенных данных. Однако в руках современных геологов имеются
инструменты, которые помогут им проникнуть в тайны нашей планеты. Но об этом
чуть позже.
ДАЛЬНИЕ «РОДСТВЕННИКИ»
УГРОЖАЮТ ЗЕМЛЕ
На заре своего возникновения, примерно 4,0—4,2 млрд лет назад, Земля
подвергалась непрерывной метеоритной бомбардировке. Метеориты падали ня Землю в
7

Энциклопедия для детей
течение всей её истории, падают они и сейчас. Они, эти «внуки Солнца»,
исключительно интересны для изучения истории Солнечной системы и образования
Земли. Каменные и железные метеориты — свидетели времени, когда наша планета
формировалась из сжимающегося облака межзвёздного вещества. Иногда эти
вечные странники космической пустоты пролетают в земной атмосфере огненным
шаром и, если не успевают сгореть, достигают поверхности нашей планеты,
оставляя на ней чашеобразные впадины — метеоритные кратеры. На поверхности
Земли сейчас известно около 170 крупных древних метеоритных кратеров,
например Аризонский кратер в США, Байдарацкий на территории России, Болтыш-
«УМОМ И МОЛОТКОМ» («MENTE
ЕТ MALLEO»)
:
Р 1878 г. в Париже собрались геологи из разных стран на
Освой I Международный геологический конгресс. Тем
самым было положено начало регулярным встречам
учёных. Необходимо было узнать, кто какими проблемами
занимается, каковы полученные результаты, что нового в
геологическом мире. В 1897 г. в Санкт-Петербурге
собрался VII конгресс. Молодой геолог Леонид Спендиаров
принимал активное участие в подготовке геологических
экскурсий. Но перед самым открытием конгресса произошло
несчастье — он упал с лошади и погиб. Его родители были
состоятельными людьми, и в память о сыне они учредили
премию имени Леонида Спендиарова в 5 тыс. рублей
золотом, вручавшуюся молодому геологу, которому
удалось внести большой вклад в организацию
международных геологических конгрессов.
i Девизом конгрессов стало изречение: «Умом и
молотком». Действительно, молоток в то время был как бы
основным инструментом исследователя. Несмотря на то что
с I Международного геологического конгресса прошло
более ста лет, молоток для геолога и сейчас не потерял
своего значения. Специальным молотком геолог отбивает
образцы горных пород, раскалывает небольшие обнажения,
дробит породу. Для разных целей применяются разные
молотки. Если геолог работает с рыхлыми породами — на
конце молотка широкая лопаточка; если с твёрдыми —
молоток более тяжёлый и на одном конце его не лопаточка,
а «клюв». Ручки у молотков могут быть и длинные, и
короткие, иногда деревянные, иногда облитые резиной, чтобы
не было отдачи. Вообще каждый геолог имеет свой личный
молоток. Он привыкает к нему и пользуется им всю свою
геологическую жизнь.
Замечание о том, что работать надо не только
молотком, но и умом, сейчас тоже весьма актуально. Ещё две
сессии Международного геологического конгресса
проходили в России — в 1937 г. XVII сессия и в 1984 г. — XXVII.
Последний конгресс был грандиозным по количеству
участников — больше 4 тыс. человек принимали участие в
экскурсиях, организованных в разные уголки бывшего СССР.
После этого прошли ещё два конгресса в Вашингтоне и
Киото. Следующая, XXX сессия Международного
геологического конгресса состоится в 1995 г. в Пекине,
столице Китайской Народной Республики. И тысячи
геологов с нетерпением ожидают встреч, дискуссий,
геологических экскурсий и новостей в своей науке.
х
ский на Украине и др. Человечество должно
отдавать себе отчёт в том, что опасность столкновения
Земли с большим метеоритом хоть и невелика, но
существует.
Что произойдёт, если небесное тело размером в
несколько километров столкнётся с Землёй? Это
будет глобальная катастрофа, по своим
последствиям вполне соизмеримая с термоядерной войной,
а её результаты давно просчитаны и предсказаны
учёными. Со скоростью 15—20 км/с метеорит
врежется в поверхность Земли. Столкнувшись с
твёрдыми горными породами, он мгновенно
испарится, расплавив породы и вызвав грандиозный
взрыв, равный взрыву десятков или сотен
водородных бомб. Ударная волна сметёт всё на
расстоянии сотен километров. В воздух, на
большую высоту, будет выброшено колоссальное
количество обломков и пыли; начнутся пожары,
сажа от которых закроет небо плотной пеленой.
Температура воздуха резко понизится, и наступит
«зима», подобная той, которую учёные
предсказывают в случае термоядерной катастрофы.
А если метеорит упадёт в океан? Страшно
подумать, какой высоты будет волна и какие
разрушения она произведёт на низменных
равнинах у океанских побережий.
Землетрясение у Южных Курил 2—4 октября
1994 г. вызвало волну высотой 2—3 м, которая
обрушилась на Курильские острова и японский
остров Хоккайдо и стала причиной
многочисленных бедствий. Поэтому вполне вероятно, что
падение крупных метеоритов в геологическом
прошлом могло вызвать глобальные катастрофы.
Так, примерно 65 млн лет назад подобное событие
стало возможной причиной вымирания большого
количества видов животных, в том числе и всем
известных динозавров.
одиноки
ЛИМЫ
ВО ВСЕЛЕННОЙ?
Зарождение жизни на одной из планет Солнечной системы 3,6 млрд лет назад,
появление человека и бурное развитие цивилизации за ничтожный отрезок
времени — это одна из величайших и наиболее интересных загадок природы. Одиноки
ли мы в безбрежной Вселенной или где-то существует жизнь, по крайней мере
обладающая такой же химической основой, как и наша? Может быть, на других
планетах, которые настолько удалены от нас, что мы даже не в состоянии их
наблюдать, жизнь существует в каких-то других формах? Все ли звёзды обладают
планетными системами, подобными нашей, или нет? И возможна ли на них жизнь?
Эти и многие другие вопросы, над которыми учёные задумывались уже в XV в., не
разрешены до сих пор.
8

К читателю
Несколько десятилетий назад активно обсуждался вопрос: «Есть ли жизнь на
Марсе?» Сколько было гипотез, какие споры разгорались, с какой силой
скрещивались копья в научных дискуссиях! Уж очень невероятным казалось, что
мы единственные во всей Вселенной. Особенно большие надежды возлагали именно
на Марс: уже давно при наблюдении планеты в телескоп заметили, что она покрыта
довольно правильной сетью «каналов». Длительное время даже считали, что эти
«каналы» — не что иное, как «творение рук марсианских». Но, увы, первые же
снимки, полученные с американской автоматической межпланетной станции
«Маринер-4», которая 14 июля 1965 г. пролетела на расстоянии 9600 км от Марса,
развеяли этот миф. Искусственных каналов не
оказалось... А на изображениях различных
районов Марса впервые обнаружили кратеры, подобные
лунным, и глубокие расселины на его поверхности,
которые и были приняты за каналы.
Однако окончательно покончить со слухами и
ответить на вопросы, мучившие учёных, стало
возможным только в 1976 г. Две американские
автоматические межпланетные станции «Викинг-1»
и «Викинг-П» подошли близко к Марсу, имея одну
цель — установить, действительно ли на Марсе
есть жизнь. Каждая из межпланетных станций
состояла из орбитального отсека и спускаемого
аппарата. Благополучно совершив мягкую посадку
на поверхность Марса — «примарсившись»,
спускаемые аппараты начали свою работу.
В результате тщательных исследований
поверхности планеты не было обнаружено никаких
признаков воды и растительности, а анализ состава
грунта показал, что в нём не содержится сложных
органических молекул. Чувствительность
прибора, правда, позволяла определить только около
1 млн бактерий в 1 см3 исследуемого материала. К
Пластинка с закодированной информацией,
установленная на борту автоматических межпланетных
станций «Пионер-10» (1972 г.) и «Пионер-11» (1973 г.).
Они уже покинули Солнечную систему и продолжают
путешествие в мир звёзд.
На «визитной карточке» Земли изображены фигуры
мужчины и женщины. За ними — схема космического
аппарата в масштабе. Внизу — схема Солнечной системы
«адрес» нашей планеты и трасса полёта «Пионера» Шифр
к раскрытию земной информации заключён в положении
14 пульсаров (космических источников радиоизлучения),
определяющем Солнце как звезду системы, из которой
запущен космический аппарат. У концов лучей изображены
числа в двоичной системе, определяющие частоты
излучения пульсаров в момент запуска космических
аппаратов За единицу измерения принята частота
излучения атома водорода (самого распространённого
элемента в нашей Вселенной) Схематически молекула
водорода, состоящая из двух атомов, показана вверху
слева в виде двух кружочков, соединённых чёрточкой
(единицей в двоичной системе).
тому же на Марсе наблюдается такое губительное
ультрафиолетовое излучение, которое способно
уничтожить всё живое... К сожалению, название
равнины, на которой оказался один из спускаемых
аппаратов («Викинг-П»), — Равнина Утопии — в
некотором смысле себя оправдало.
И всё-таки учёные пока не исключают
вероятности существования на Марсе примитивных и
довольно экзотических форм жизни, отличных от
существующих на Земле.
В наше время были попытки посылать сигналы
на такие звёзды, как, например, Тау Кита, откуда
исходило странное радиоизлучение, которое при
желании можно рассматривать как сигналы
каких-то разумных обитателей других планет. В
надежде встретить представителей других
цивилизаций американцы, запустив два космических
аппарата «Пионер» (в 1972 и 1973 гг.) в сторону
Юпитера, на их борту установили пластинки с
«посланием к внеземным цивилизациям». В
середине 80-х гг. оба «Пионера» покинули пределы
Солнечной системы и отправились в мир звёзд. Остаётся только надеяться, что
тщетное пока ожидание будет когда-нибудь вознаграждено...
Загадка появления жизни на одной планете Солнечной системы не даёт покоя
учёным (и не только биологам, химикам и астрономам). Она также волнует и
геологов. Если говорить об органических соединениях, а не о живых существах, то
они известны как в метеоритах, так и в кометах. А ведь эти небесные скитальцы
явно не связаны с Землёй.
Но как возникла жизнь? Что такое живое вещество? Самое главное в таком
непростом определении — это понимание того, что без воспроизведения нет живых
9

Энциклопедия для детей
организмов. А способностью к воспроизведению себе подобных обладает кислота с
мудрёным названием — рибонуклеиновая, или РНК. Именно её молекулы,
вытянутые в цепочки, способны создавать свои копии. Не будем углубляться в эту
проблему, её решение — дело будущего, а сейчас мы должны признать, что не знаем,
как на Земле возникла жизнь.
Однако геологов волнуют и другие проблемы, связанные с живыми организмами.
Несмотря на появление первых следов существования жизни 3,6 млрд лет назад,
она была крайне примитивной и оставалась таковой почти 3,0 млрд лет. И только
около 600 млн лет назад, как бы внезапно, начался бурный расцвет разнообразных
живых организмов, которые получили возможность строить скелет.
Почему это произошло? Какие условия были необходимы для того, чтобы
вызвать взрыв в эволюции жизни? На этот вопрос также нет точного ответа, но есть
много гипотез, о которых можно прочесть в предлагаемом томе.
ВЕЧНО МЕНЯЮЩАЯСЯ
ПЛАНЕТА
Водопад Иг/осу —
«Большая вода» на
языке индейцев
племени гуорони —
достопримечательность
национального
парка, находящегося
в джунглях Южной
Бразилии. Ширина
водопада 2,5 км.
Тысячи туристов замирали от восторга на смотровой площадке Большого Каньона
на западе США в штате Колорадо, глядя на гигантский «слоёный пирог», состоящий
из различных, лежащих горизонтально пластов горных пород, рассечённых
огромным ущельем глубиной более 2 км, прорезанным рекой Колорадо за 2 млн лет.
Сама река едва просматривается на дне каньона, но каждодневно и ежечасно она
размывала в течение этих миллионов лет и продолжает размывать сейчас горные
породы, создавая чудо природы, любоваться которым приезжают путешественники
со всех концов света.
Речные гиганты — Волга, Ганг, Миссисипи, Ориноко, Амазонка, Нил — на
тысячи километров переносят большие массы взвешенных в воде частиц. За
миллионы лет накопились целые километры осадков. Ещё более медленно, но
непрерывно, в толще океанских вод идёт «снегопад» из отмерших мельчайших
организмов, крохотные скелеты которых, состоящие из кальцита и оксида кремния,
образуют на дне океанов толщи отложений.
10

К читателю
/$£
Шш
6ШВ
Ш@з£\ 1
Wjr
Так же медленно создаются и разрушаются горы: год за годом увеличиваются
размеры оврагов; реки меняют свои русла; со склонов холмов ежегодно сносится
тонкий слой почвы; дождевые и снеговые воды, просачиваясь вглубь, растворяют
известняки, создавая в них изумительные по красоте пещеры, которые привлекают
спелеологов и туристов. Все эти процессы непрерывно изменяют поверхностный
облик Земли, и очень часто человек, не бывавший в знакомых местах десятки лет,
с трудом узнаёт их.
...Последние, но самые трудные метры перед вершиной Эльбруса. Наконец,
альпинист понимает, что выше подниматься уже некуда, и, пройдя ещё несколько
шагов, сняв рюкзак, устало опускается на него, радуясь победе — главным образом
победе над собой. Достигнув высоты 5642 м над уровнем моря, он молча наблюдает
грандиозную панораму искрящихся в лучах утреннего солнца белых вершин
Главного Кавказского хребта, как бы нанизанных на невидимую нить и
теряющихся, сливающихся с горизонтом к востоку и западу. Открывшаяся перед
ним картина настолько величественна, что безразличное её созерцание невозможно.
Какие силы и когда создали это невообразимое нагромождение горных пород?
Сколько времени понадобилось рекам, чтобы размыть в горах столь глубокие
долины и ущелья? Давно ли происходили на Эльбрусе извержения, благодаря
которым образовались две вершины вулкана, ныне лишь слегка прикрытые
снежно-ледяной шапкой? Каким образом и на какой глубине возникла магма,
вырвавшаяся на поверхность и оставившая застывшие, но на вид совсем свежие
лавовые потоки, сложенные глыбами красно-чёрной породы, с блестящими, как бы
лоснящимися от жира, поверхностями, на которых видны многочисленные
вкрапления каких-то белых минералов?
Трудно ответить на эти и многие другие вопросы туристу или альпинисту,
впервые задумавшемуся о них под впечатлением пейзажа, усиленным полной
тишиной, прозрачным лёгким воздухом и ярко-синим небом. Однако геолог может
сделать это довольно уверенно, т.к. владеет специальными знаниями и методами,
позволяющими ему за кажущимся каменным хаосом увидеть порядок и стройную
картину формирования Главного Кавказского хребта.
11

Энциклопедия для детей
К. Брюллов.
«Последний день
Помпеи».
XIX в.
ПЛАНЕТА СЕРДИТСЯ
Однако вернёмся на поверхность нашей планеты, облик которой, как мы уже
выяснили, непрерывно меняется под воздействием разных процессов, внимательно
изучающихся геологами с различными целями. В одних случаях необходимо
предсказать катастрофические события, например землетрясения; в других —
огромные океанские волны — цунами, опустошающие берега; в третьих — извер-

К читателю
ПОСЛЕДНИЙ ДЕНЬ
ПОМПЕИ
Помпеи, древний цветущий город у подножия Везувия,
буквально в одночасье ушёл в небытие без малого
2 тыс. лет назад. Мощные землетрясения 64 и 79 гг. н.э.
уничтожили город, а пепел извергавшегося Везувия
покрыл его многометровым слоем, так что даже
местонахождение Помпеи долго оставалось неизвестным.
Вторая жизнь города началась в конце XVIII в., когда по
счастливой случайности канавокопатели наткнулись на
засыпанные руины города, а затем археологи начали
систематические раскопки, которые продолжаются и по сей день.
Сейчас можно войти в древний город и увидеть, как
всё было устроено в нём почти 2 тыс. лет назад. Это
привлекает ежегодно десятки тысяч туристов со всего
света. Каждый входящий обязательно увидит древний
форум с разрушенной колоннадой, руины храмов Аполло-
на и Венеры, базилики, дворцы, виллы состоятельных
граждан. Можно пройти по знаменитым римским
мостовым из плоских камней, отполированных тысячами
сандалий и со следами колёс тяжёлых повозок. Можно
войти в богатые виллы с колоннами, статуями, фонтанами,
полюбоваться мозаикой на полах и удивительной
фресковой живописью на стенах, посидеть на мраморных
ступенях театра, забраться на верхние скамьи огромного
цирка с видом на классический конус Везувия... И
представить себе, как протекала здесь жизнь в древности
и как всё происходило в тот трагический день, когда
затряслась земля, тучи пепла посыпались на город,
закачались и стали рушиться здания, как обезумевшие
люди тщетно искали спасения от неотвратимой стихии...
Конечно, лучше всё это увидеть воочию, но можно
поступить иначе. Пойти в Русский музей в Санкт-
Петербурге, в зал знаменитого художника Карла
Брюллова. Там висит картина «Последний день Помпеи» (1633 г.)
(«для русской кисти первый день»). Можно вполне верить
тому, что изображено на этой сколь огромной, столь и
впечатляющей картине. И не только потому, что каждый
великий художник по-своему правдив, но и потому, что
Брюллов многое писал с натуры, изучал древние
источники.
уеий зев открыл — дым хлынул клубом — пламя
Широко разлилось как боевое знамя.
Земля волнуется — с шатнувшихся колонн
Кумиры падают...
— так откликнулся на картину А.С. Пушкин
Когда схлынут первые впечатления о картине и
переживания за пытающихся спастись и защитить друг
друга людей, обратите внимание на падающие с портиков
статуи и рушащуюся колоннаду дворца на заднем плане
картины (между прочим, в одну сторону!). А если будете
очень внимательны, то разглядите в нижнем левом углу
картины смещённые уступчиком плоские камни мостовой,
которые сдвинуты не чем иным, как самбй подземной
стихией. Вот что значит зоркий глаз художника — он
подметил даже такую небольшую, но весьма типичную для
сильных землетрясений деталь.
Но если всё-таки доведётся оказаться в Помпеях и
пройти по мостовым двухтысячелетней давности, смотрите
внимательно под ноги, как бы не споткнуться о такой
сейсмический «порожек» посередине мостовой.
*
жения вулканов, грязекаменные потоки и т.д. Нет необходимости говорить о том,
какие печальные последствия имеют эти бедствия. Только Спитакское
землетрясение в Армении в 1988 г. в течение нескольких секунд унесло 25 тыс. жизней,
а сотни тысяч человек оказались ранеными и лишились крова. Раскалённая туча,
вырвавшаяся из жерла вулкана Мон-Пеле на острове Мартиника (Малые
Антильские острова), в мгновение ока разрушила в мае 1902 г. город Сен-Пьер и стала
причиной гибели свыше 40 тыс. человек. Ещё одна катастрофа, поразившая нашу
13

страну, — землетрясение и цунами на Южных Курильских островах — случилась
2—4 октября 1994 г. Есть жертвы, огромные разрушения, сотни жителей
вынуждены покидать родные посёлки. Их не сумели вовремя предупредить о грозящей
опасности. Однако на соседнем с Курилами японском острове Хоккайдо население
заблаговременно оповестили и эвакуировали из опасных районов. Жертв нет и
разрушения минимальны.
К сожалению, противостояние человека и стихии пока в пользу последней.
Особенно трудно предвидеть разрушительные землетрясения. Несмотря на
огромные усилия учёных и современную технику, особенно компьютерную, на
большое количество очень чувствительных приборов, улавливающих малейшие
колебания почвы, предсказать день и час, когда произойдёт землетрясение, не
удаётся. Землетрясение — мгновенная разрядка накопившихся напряжений в
горных породах, причём разрядка с разрывом горных пород, с их смещением на
десятки сантиметров или даже несколько метров. Казалось бы, достаточно
установить приборы, измеряющие возрастание напряжений, и дело сделано. Однако
в действительности всё намного сложнее. Сейчас учёные ограничиваются тем, что
обозначают на картах районы, где ожидаются землетрясения той или иной силы,
и дают специальные рекомендации строителям.
Землетрясения, вернее волны, возбуждаемые ими, оказывают геологам
огромную помощь в изучении внутреннего строения Земли. После каждого сильного
землетрясения планета ещё долго «гудит», как колокол. Возникшие сейсмические
волны устремляются во все стороны от центра землетрясения и пронизывают
Землю. В разных породах скорость волн различна, и, таким образом, появляется
возможность узнать, какие породы или вещества залегают на больших глубинах.
Для этого достаточно расположить на поверхности земного шара специальные
приборы — сейсмографы, которые улавливают эти волны, что, собственно, давно
уже сделано. Такие же волны возникают в Земле при мощных искусственных
взрывах, например при подземных испытаниях атомных бомб. Поэтому их
невозможно скрыть, т.к. возникшие при взрыве колебания (волны) будут
немедленно отмечены на всех сейсмических станциях мира.
МЫ ПЛЫВЁМ
ИЛИ СТОИМ НА МЕСТЕ?
В XIX в., особенно во второй его половине, геология сделала мощный рывок вперёд.
До этого времени она была в основном описательной наукой, в которой за
многочисленными данными о минералах, горных породах, полезных ископаемых
проглядывали и более общие теоретические законы, хотя рождались они в научных
муках и ожесточённых спорах, не утихающих и по сей день.
Пытливых учёных-геологов всегда занимал вопрос о постоянстве контуров
современных океанов и материков. До начала XX в. практически никто не
сомневался в этом, хотя в 1595 г. фламандский картограф Абрахам Ортелий,
отметивший сходство береговых очертаний Старого и Нового Света, высказал
предположение о расширении Атлантического океана. В 1912 г. немецкий
метеоролог Альфред Лотар Вегенер выдвинул гипотезу о том, что несколько
десятков миллионов лет назад Европа и Африка, с одной стороны, и Северная и
Южная Америка — с другой, были единым огромным континентом, а
Атлантического океана не было. К этому континенту примыкали Антарктида,
Австралия и Индостан. Такой гигантский континент был назван Пангея, т.е.
«единая Земля».
Сходство очертаний материков по обе стороны Атлантического океана
натолкнуло Вегенера на мысль о том, что континенты не «прибиты гвоздями» к
каким-то более глубоким слоям Земли, а могут передвигаться по её поверхности,
хотя и очень медленно — со скоростью всего несколько сантиметров в год. Боже!
Что за шум поднялся в научном геологическом мире! Какие только громы и молнии
не метали в Альфреда Вегенера! Он так и не дожил до признания своей гениальной
догадки, погибнув во льдах Гренландии в 1830 г. В 60-х гг. XX в. появились
бесспорные доказательства движения не только континентов, но и прилегающих к
ним участков океанского дна. Это стало возможным в результате применения совсем
новых методов исследований в геологии, особенно океанологии.
С помощью эхолотов, автоматически измеряющих глубину океанского дна, была

К читателю
составлена подробная карта его рельефа, настолько удивительного, что он требовал
объяснения. Потом были открыты полосовые, как матрац, симметричные
относительно срединно-океанических хребтов, магнитные аномалии дна, резко
отличавшиеся от таковых на суше. И наконец, в 1967 г. родилась современная
геологическая глобальная теория — так называемая «тектоника литосферных
плит». Под этими мудрёными словами понимаются обширные участки самой
поверхностной и тонкой оболочки Земли — земной коры, похожие на крупные
льдины, которые перемещаются и даже погружаются друг под друга. Эта теория
впервые дала объяснение всей совокупности фактов на земном шаре. На основании
этой теории в океанах пробурили более 800 глубоких скважин, которые блестяще
её подтвердили.
Благодаря развитию космической геодезии стало возможным использование
измерений, проведённых на разных материках. В результате было получено
подтверждение действительного перемещения плит земной коры с очень малыми
скоростями — несколько сантиметров в год. Словом, эта первая в истории геологии
глобальная теория обладает, как и положено теории, а не гипотезе, способностью
предсказывать геологическое строение разных участков земной коры (особенно в
океанах), объяснять размещение современных вулканов, землетрясений, находить
рудные залежи, месторождения нефти и газа и т.д.
ЧЕЛОВЕК
ОБЖИВАЕТ ЗЕМЛЮ
Любопытство
заставляло древнего
человека
интересоваться
явлениями природы
превозмогая страх и
сильный жар, он
наблюдает за
извержением
вулкана
Изучая современные геологические процессы, учёные преследуют далеко идущие
цели. Настоящее — это ключ к познанию прошлого. Зная, как сейчас образуются
галечники и пески на морских пляжах, можно уверенно распознать эти пляжные
отложения и в древних горных породах, галечники и пески которых сцементи-
ровались в очень плотную массу. Опытный взгляд геолога сразу же определит,
например, где 200 млн лет назад была береговая линия древнего морского бассейна.
А это крайне важно, потому что целый ряд полезных ископаемых, например
россыпи титана и олова, связаны именно с пляжными, прибрежными отложениями.
Рассмотрим залежи каменного угля,
образовавшегося из остатков древней наземной
растительности. Чтобы сформировать пласты угля
толщиной в десятки метров, необходим тёплый и
влажный климат, благоприятный для расцвета
густых зарослей, лесов. Значит, надо уметь
распознавать, где такие условия могли
существовать в давние времена, и там искать залежи
каменного угля. Эта практическая, прикладная
направленность геологии была необходима
человеку во все времена. Задолго до нашей эры люди
довольно много знали о тех местах, в которых они
жили. Уже тогда были настоящие знатоки
минералов и горных пород, умевшие использовать дары
земных недр.
В течение более 2 млн лет после появления
«человека умелого» (Homo habilis), следы которого
найдены в Восточной Африке, все орудия
изготавливались из твёрдого камня — кремня, обсидиана
(вулканического стекла) или кварцита. На
территории современной Восточной Турции 9 тыс. лет
назад люди научились перерабатывать медь,
по-видимому самородную, и ковать из неё разные
предметы. И только примерно 6,5—7 тыс. лет
назад они стали выплавлять металл (медь) из
медной руды. Так возникла металлургия.
Ещё через тысячу с лишним лет нашли олово и, смешивая его с медью в
пропорции 1 : 9, получили гораздо более твёрдый сплав — бронзу. В Хеттском
царстве, располагавшемся на территории современной Восточной Турции, 3,5 тыс.
лет назад научились ковать железо, выплавленное из руды. И только ещё тысячу
15

Энциклопедия для детей
Чёрные курильщики,
открытые но дне
океоно, — возможный
новый источник
полезных ископаемых.
лет спустя в Китае начали выплавлять подобие настоящего чугуна. Поэтому роль
людей, знавших приметы местонахождения медных, железных, золотых,
серебряных и других руд, или, как сказали бы современные геологи, поисковые
признаки, заметно возросла.
Очень долгое время практическое использование геологии было всегда на первом
месте. Так продолжалось по существу до XIX в., когда стали обращать внимание и
на теоретические вопросы геологии, которые всё равно были тесно связаны с
поисками разнообразных полезных ископаемых. Ну кто до XIX в. обращал
серьёзное внимание на тёмную, маслянистую горючую жидкость — нефть? Однако
её качества высоко оценили тогда, когда научились получать из неё керосин,
использовавшийся для освещения в лампах, а также побочный продукт переработки
нефти — бензин, который поначалу выбрасывали, пока не изобрели двигатель
внутреннего сгорания. Сейчас нефть и газ — полезные ископаемые номер один.
Богатые нефтью страны уверенно чувствуют себя на мировой арене. На нефти
делаются баснословные деньги. * Нефтяные» доллары позволили превратить
безжизненные, пустынные берега Персидского залива в цветущий оазис, в котором
выросли современные города, построили прекрасные шоссе и аэропорты. И всё это
сделала нефть.
Но с каждым годом открывать новые месторождения нефти и газа становится
всё труднее. Геологи переместились в акватории океанов и морей, откуда сейчас
добывают почти 1/4 часть всей нефти. Приходится бурить всё более глубокие
скважины, однако надо учитывать, что нефть не может находиться на глубинах
более 8—10 км. В наши дни огромные усилия и средства затрачиваются геологами
на поиски новых месторождений нефти и газа. И на помощь им приходят
современные методы исследований — космическая съёмка, просвечивание земных
глубин сейсмическими волнами, детальный анализ мельчайших организмов —
микрофауны, реконструкция древних ландшафтов, компьютерные программы. И
всё это для того, чтобы обнаружить такие участки в земных недрах, где могли бы
находиться потенциальные кладовые нефти.
Сейчас человечеству необходимо огромное количество природных ресурсов, в
первую очередь обеспечивающих его энергией: нефть, газ, каменный уголь, торф,
горючие сланцы, уран, вода (гидроэлектростанции), Солнце (солнечные электро-
16

К читателю
станции), ветер (ветряные электростанции). На втором, а иногда и на первом месте
стоит вода, как поверхностная, так и подземная. Далее идут разнообразные
металлы, получаемые из руд, затем строительные материалы — камень, глина,
гравий, песок; неметаллические полезные ископаемые — фосфориты, соль и многое
другое. Потребности во всех этих полезных ископаемых непрестанно
увеличиваются. Однако руды полезных ископаемых, залегавшие на поверхности Земли или
на небольших глубинах, уже практически все обнаружены, и вряд ли сейчас можно
найти неизвестные крупные залежи.
Перед человечеством есть два пути. Или искать глубже, или изобретать новые
способы использования так называемых бедных руд, в которых содержание
какого-нибудь металла исключительно мало. И то и другое, разумеется, требует
огромных материальных затрат.
ГЕОЛОГИЧЕСКИЕ ЧАСЫ
Нередко удивляются, как геологам удаётся точно определять время далёких
геологических событий? Действительно, как мы узнали, что извержение вулкана
случилось, скажем, 1 млрд лет назад, а кварцевые жилы с золотом сформировались
60 млн лет назад? Как можно определить время их образования?
Безусловно, один из самых важных вопросов — периодизация геологической
истории. Для её выяснения существуют разные методы, но два являются главными.
Первый основан на эволюции органического мира. Бесскелетная, а через 50 млн
лет и скелетная фауна сначала беспозвоночных, а ещё через 150 млн лет и
позвоночных появилась 620 млн лет назад. А 570 млн лет назад произошёл
своеобразный «взрыв» биоты, и как бы в одночасье (конечно, по геологическим
меркам) возникли разнообразные организмы. Эволюция их шла очень быстро —
одни виды сменялись другими через очень короткие промежутки времени.
По найденным окаменевшим остаткам животных и растений палеонтолог может
определить, к какому интервалу геологической истории они относятся. Так
возникла стратиграфия, наука о последовательности залегания слоев горных пород
(от лат, stratum — «слой» и греч. «графо» — «пишу»).
17

А как быть с гранитами или лавами, образовавшимися из огненно-жидкой
массы — магмы? В данном случае на помощь приходит метод, основанный на
распаде радиоактивных элементов и превращении их в другие элементы (или в
изотопы тех же элементов). Скорость распада — величина постоянная, и, зная
количество образовавшихся изотопов, можно определить абсолютный возраст
горной породы. Именно такими методами, а они очень разные, определили, что
древнейшие горные породы Земли имеют возраст 4,0 млрд лет, а отдельные
минералы — цирконы — даже 4,2 млрд лет. Этими же методами был определён
возраст лунных пород, оказавшийся в интервале 3,5—4,5 млрд лет. Но мы никогда
не найдём на поверхности Земли или на небольшой глубине породы, которые
отвечали бы первым 5—6 сотням миллионов лет после её рождения. Эти породы
давно переработаны «тепловой машиной» Земли и уничтожены. Таким образом
благодаря усилиям тысяч геологов составлена летопись горных пород Земли
начиная с момента, близкого к её формированию и до наших дней.
Кто хотя бы один раз побывал в горах, никогда не забудет нагромождения слоев
горных пород, смятых в причудливые складки гигантской неведомой силой. Как
это происходило? Когда? Почему горные породы местами как бы разрезаны
гигантским ножом? И почему в этих местах часто происходят землетрясения?
Этими чрезвычайно интересными проблемами занимается тектоника (от греч.
«тектоник» — «строительное искусство») — наука о деформациях земной коры,
очень тесно связанная с физикой и механикой.
Самую внешнюю оболочку Земли — тоненькую земную кору — непрерывно
корёжат, сжимают и растягивают силы, зарождающиеся глубоко в земной мантии,
которая, как очень вязкая и нагретая паста, медленно перемешивается. Если
напряжения в земной коре возрастают, она может лопнуть, разорваться, мгновенно
высвободив гигантскую энергию в виде землетрясений, сотни и тысячи которых
происходят на Земле каждый день.
Маленькая, но для всех нас такая родная планета Земля живёт своей
беспокойной жизнью, предначертанной ей законами природы, законами Вселенной.
Интерес к Земле как единому целому сейчас неизмеримо возрос. Внезапно
выяснилось, что знания о Земле — сведения о её строении, процессах,
происходящих на её поверхности и в недрах; полезных ископаемых; развитии
органической жизни, причинах вымираний биоты, катастрофах при
землетрясениях, извержениях вулканов, гигантских волнах в океанах (цунами),
оледенениях и многих других вещах — стали интересны всем. Выяснилось, что
существуют районы, неблагоприятные для жизни человека. Вскоре возникло учение
о геопатогенных зонах, которое занимается влиянием геологической обстановки,
состава горных пород и некоторых газов, выделяющихся из недр Земли (например,
радона), на самочувствие людей.
ГЕОЛОГИЯ.
ИСКУССТВО ИЛИ НАУКА?
Несколько десятилетий назад можно было слышать упрёки в адрес геологии, что
она является чисто описательной дисциплиной, не имеющей числа и меры, как
физика, химия и другие науки. Сейчас эти упрёки вряд ли уместны, т.к. в руках
геологов точнейшие приборы, например микрозонды, позволяющие практически
мгновенно произвести химический анализ минерала размером в сотые доли
миллиметра. Вместе с тем для геологов стали доступны фотоснимки огромных территорий.
Уникальная космическая информация сосредоточена в руках геологов. Мечтой
каждого исследователя всегда было оказаться повыше и посмотреть на район сверху
для того, чтобы охватить взглядом все его особенности. Аэрофотосъёмка позволяла
это сделать с высот 7—10 км. Но снимки Земли с космических аппаратов — нечто
фантастическое. По существу снимки из космоса дают почти готовую геологическую
карту большой территории. И то, на что раньше уходили годы, сейчас можно
получить в считанные часы. Например, с помощью космических аппаратов удалось
составить подробную карту рельефа океанского дна, используя точнейшую
измерительную аппаратуру.
Фудзияма — символ чистоты и объект
поклонения паломников.

К читателю
**&Г

Энциклопедия для детей
Карта рельефа
дна океанов,
составленная
С ПОМОЩЬЮ
искусственных
спутников Земли.
В геологию активно внедрилась компьютерная техника, особенно в геофизику —
ветвь геологии, изучающую Землю физическими методами, требующими
громоздких расчётов, которые теперь выполняются очень быстро и качественно. По
нескольку раз в год собираются геологи-нефтяники всего мира на конференциях,
чтобы обменяться опытом применения ЭВМ для поисков нефти и газа. ЭВМ рисуют
геологические карты, прогнозируют месторождения полезных ископаемых,
помогают решать множество задач и, главное, хранят в своей памяти невообразимое
количество сведений, для получения которых раньше требовались недели работы с
книгами и другими материалами, а теперь достаточно лишь нажать клавишу.
В геологию всё быстрее и глубже проникают физика, химия, биология,
математика, кибернетика и другие науки, находившиеся раньше в стороне.
Необозримое поле деятельности открывается в инженерной геологии. Нельзя ведь
построить ни здания, фабрики, завода, моста, плотины, ни атомной электростанции,
дороги, аэродрома и т.д., не зная геологических условий местности. Иначе — жди
СЕВЕРНАЯ
АМЕРИКА
*. г\
М»~&£
АВСТРАЛИЯ
^
"Зс>на разлома
v Элтанинг"'
20

К читателю
неприятностей. А строительство в зоне вечной мерзлоты, занимающей более 60%
площади России! Ведь летом оттаивает слой почвы не более чем на 2 м, а глубже
вниз — ледяной грунт, промёрзшие породы. Если построить на них дом так, как
это делается обычно, то через пару лет он покосится и разрушится из-за того, что
ледяной грунт под ним растает. В зоне «вечной мерзлоты» расположены такие
крупные города России, как Норильск, Якутск, Магадан и др. Там построены
атомные электростанции и аэродромы, железные дороги и порты.
Как возникла зона мёрзлых пород, уходящая на глубину до 700 м в северных
районах Сибири и Канады? Оказывается, это следы грандиозных оледенений,
неоднократно охватывавших нашу планету за последние 2 млн лет, но особенно
интенсивно в последний миллион лет, когда ледяные покровы в Европе
продвигались южнее Киева и Воронежа, а в Северной Америке занимали большую
её часть. Образование огромных объёмов льда отнимало воду у океана, уровень
которого понижался. Береговая линия в ледниковые периоды имела совершенно

Энциклопедия для детей
МЕЖДУНАРОДНЫЕ
ПОЛЯРНЫЕ ГОДЫ
другие очертания, нежели сейчас. Всего лишь 10 тыс. лет назад Скандинавия и
Карелия целиком были покрыты ледяным панцирем.
Почему возникают оледенения на равнинах? Почему и когда образовались
ледяные шапки в Антарктиде и Гренландии? Оледенения за последние 2 млн лет
то возникали, то исчезали. Интересно, как реагировали на него уже появившиеся
наши далёкие предки? Эти и масса других вопросов, многие из которых ещё не
решены, встают перед геологами. Например, такой вопрос: «Каким образом и когда
на Земле образовались вода и атмосфера?» Современный человек не задаётся таким
вопросом, видя медленно текущую реку, созерцая
гладь лесного озера или смотря на бушующий
прибой на берегу моря. Но ведь сначала воды на
Земле не было! Сейчас можно утверждать, что вода
в океанах и атмосфера — «дочери» земных недр.
После разогрева внутренних сфер Земли из её недр
выделялись газы, в том числе пары воды. На
поверхности они охлаждались и
конденсировались, превращаясь в воду первых морей и
океанов. Взаимодействуя с первичной атмосферой,
тоже возникшей за счёт выделения газов из
земных недр, вода океанов приобрела состав,
близкий к современному. А самое главное — в
атмосфере появился кислород, концентрация
которого росла, что повлияло на изменение
атмосферы и дало толчок зарождению жизни на Земле.
Всё настолько тесно переплетено, что невозможно
рассматривать эти проблемы порознь, к тому же
все они входят в сферу интересов геологии.
Б 1875 г. австро-венгерский полярный исследователь
Карл Вайпрехт (1838—1881), первооткрыватель
заснеженной Земли Франца-Иосифа в Северном
Ледовитом океане, обратился к учёным всего мира с
призывом изучать нашу планету по единой, заранее
согласованной программе. Ведь Земля — всеобщее достояние,
а такие явления, как погода, землетрясения, полярные
сияния, морские течения, наступление и отступление
ледников, изменения магнитного поля, государственных
границ не признают.
Конечно, и геофизику, и биологу важно знать, что
делает его коллега в другой стране, чтобы не открывать
уже открытое. Например, геофизик, не имея возможности
сопоставить свои наблюдения с работой иностранных
коллег, не сможет сделать правильных выводов, ведь
объект его исследований — весь земной шар.
Призыв Карла Вайпрехта — не устраивать спортивных
гонок к полюсу, не стремиться к «голым» географическим
открытиям, а познавать законы природы, управляющие
планетой, на которой мы живём, — нашёл отклик во всех
странах. Выла создана Международная полярная комиссия
во главе с представителем России академиком Генрихом
Ивановичем Вильдом (1833—1902), директором Главной
физической обсерватории в Петербурге. Особое внимание
было решено обратить на полярные области, т.к. именно
там многие геофизические явления наиболее ярко
выражены, да и изучены эти края были хуже других.
Так возник первый всеобщий научный «крестовый
поход» против тайн нашей планеты, получивший название
Международного полярного года (МПГ).
Время его проведения — с августа 1882 по август
1883 г. — выбрали не случайно. Ещё раньше было
замечено, что Солнце в разные периоды ведёт себя по-разному;
примерно каждые 11 лет оно как бы вскипает и на его
поверхности резко увеличивается количество пятен и
вспышек.
Почему это происходит, доподлинно неизвестно и
сегодня. Но такой всплеск солнечной активности сильно
влияет на нашу планету — на магнитные явления, погоду,
климат, морские течения. А в 1883 г. как раз наблюдался
подобный максимум солнечной «ярости».
В Международный полярный год включились учёные
Австро-Венгрии и Великобритании, Голландии и Швеции,
Франции и Дании, Германии и США. Россия приняла в нём
активнейшее участие, организовав несколько зимующих
полярных станций в труднодоступных районах устья реки
Лены и на Новой Земле.
Трагедией закончилась американская экспедиция в
Канадской Арктике под руководством Адольфа Грили
(1844—1935): корабль, который должен был забрать
ЧЕЛОВЕК И
ГЕОЛОГИЧЕСКАЯ ИСТОРИЯ
Появление человека несколько миллионов лет
назад длительное время не оказывало влияния на
природные процессы. Человек всецело зависел от
них. Но за последние 50 лет ситуация резко
изменилась, и человек стал наиболее активным
субъектом биосферы. Иными словами, деятельность
людей стала геологическим фактором, вполне
сопоставимым с природным, а в целом ряде случаев
превосходящим его по силе воздействия, т.к. по
сравнению с геологическими процессами она
проявляется в очень короткое время. Чем выше
потребности человечества (а они непрерывно растут),
тем быстрее это влияние на Землю будет
усиливаться. Развитие цивилизации зашло так далеко,
что она в состоянии уничтожить жизнь на всей
нашей планете, по крайней мере в её разумной
форме.
Перед людьми встала реальная угроза
собственными руками создать на Земле условия жизни,
совершенно неподходящие для выживания на
планете.
Например, человек способен изменять не только
облик поверхности планеты, но и влиять на верхние слои атмосферы. Сколько
споров развернулось вокруг ставшей столь знаменитой озоновой «дыры» над
Антарктидой! Озон — это форма существования кислорода в нашей атмосфере, но
форма особая — не Ог, а Оз. Слой концентрации озона располагается на высоте
примерно 17—18 км. Несмотря на то что озона в целом очень мало, всего одна
миллионная часть всех других молекул, он служит щитом, предохраняющим нас
от губительного ультрафиолетового излучения. Исчезнет озоновый слой, может
исчезнуть и всё живое. Активная промышленная деятельность человека уже
22

К читателю
привела к загрязнению атмосферы соединениями хлора, которые разрушают озон.
Учитывая грядущую опасность для человечества, сейчас сокращают выпуск
аэрозолей, содержащих газ фреон. Кто знает, может быть, в далёком прошлом
какие-то события на Земле, например мощные вулканические извержения,
приводили к выбросу газов, которые тоже разлагали озон. В результате
смертоносное ультрафиолетовое излучение свободно проникало на Землю и убивало
живые организмы. Сейчас известны рубежи биологических катастроф и эпохи
вымирания биоты.
Всё больше и больше исследователи обращаются
к планете Земля, стремясь понять её прошлое,
настоящее и предвидеть хотя бы ближайшее
будущее. Впервые, пожалуй, человечество
осознало, как важно знать о Земле если не всё, то по
возможности многое. В частности, влияние разных
сфер Земли друг на друга и зависимость их от
сферы разума, или «ноосферы», как назвал её
великий русский учёный Владимир Иванович
Вернадский.
Деятельность человека сейчас во многих
случаях превосходит природные факторы по силе их
воздействия на поверхность планеты. Всего лишь
за десятки лет возникают карьеры глубиной в
500—700 м, тогда как природе потребовались бы
на это многие тысячи лет. Человек создал
огромные искусственные моря, изменив климат и
рельеф больших территорий. Гигантские города-
мегалополисы заняли сотни и тысячи квадратных
километров, загрязняют атмосферу и отравляют
водоёмы и реки, многие из которых превратились
в сточные канавы. Никогда ещё поверхность Земли
не подвергалась столь быстрому и мощному
воздействию.
Если образование нефти, газа, каменного угля
происходило в течение десятков миллионов лет, то
человек может их выработать в течение
десятилетий. Но это не означает, что земные ресурсы
в обозримом будущем иссякнут. Человечество
изобретёт новые способы переработки бедных руд,
найдёт альтернативные источники энергии,
наверняка станет бережнее относиться к природе.
Вряд ли нам грозит какая-нибудь глобальная
космическая катастрофа, хотя падение крупного
метеорита или столкновение с кометой не
исключено. В июле 1994 г. астрономы всего мира
наблюдали столкновение кометы Шумейкера—Леви-9
с Юпитером. Такое событие происходит один раз в
десятки миллионов лет. Самый крупный осколок
кометы вызвал на Юпитере возмущение газовой
оболочки диаметром в 12 тыс. км. Что случилось
бы на Земле при аналогичном взрыве? Наверное,
это был бы «конец света».
Человек и все живые организмы устроены
таким образом, что условия среды, в которых они
могут существовать, имеют очень узкие пределы.
Шаг влево, шаг вправо за эти пределы — и жизнь прекращается. Длительное время
природа уверенно поддерживала этот хрупкий баланс, однако сейчас человек
производит столько энергии, что её можно сравнивать с энергией, поступающей на
Землю от Солнца. Влияние человека на процессы, протекающие на поверхности
Земли и в атмосфере, усиливается. Медленное развитие геологических процессов в
течение сотен и десятков миллионов лет, по-видимому, всё-таки нарушалось
какими-то катастрофическими событиями типа падения крупных метеоритов,
которые приводили к глобальным катаклизмам. На рубеже XX—XXI вв. мы
подошли к пониманию возможности катастрофы, вызванной самим человечеством.
полярников по окончании работ, не смог пробиться сквозь
льды. Через год спасательная экспедиция застала в живых
лишь семь человек из двадцати шести — остальные погибли
от голода и холода. Но уникальные результаты их
наблюдений были сохранены для науки. Геофизика
благодаря МПГ получила факты, в которых она так нуждалась.
Спустя полвека учёные вернулись к идее совместного
наступления на тайны природы и решили провести Второй
Международный полярный год в 1932—1933 гг. (И МПГ).
Это был период пониженной солнечной активности, и
сравнение с данными, полученными во время исследований
Первого Международного полярного года, обещало быть
очень плодотворным.
В новом «наступлении» на тайны природы участвовали
учёные 44 стран, работавшие более чем на сотне станций и
обсерваторий. Программа также была сильно расширена: в
неё, например, включили наблюдения за
распространением радиоволн, о существовании которых во время
I МПГ ещё никто и не подозревал. Были использованы
многие недавно изобретённые приборы.
Советский Союз стал крупнейшим участником II МПГ,
организовав 15 морских экспедиций. Ледокол «А.
Сибиряков» под руководством известного математика и геофизика
академика Отто Юльевича Шмидта (1891—1956) провёл
наблюдения вдоль всего северного побережья Сибири. В
горах Памира, на леднике Федченко, была создана
высочайшая в мире метеорологическая и гляциологическая
обсерватория.
Занялись учёные и изучением Антарктиды, где
зазимовали 26 американских полярников под руководством
Ричарда Бэр да (1888—1957).
Второй Международный полярный год оказался очень
плодотворным. Впервые начатое тогда изучение верхних
слоев атмосферы, поступавшие по радио климатические
обзоры труднодоступных районов, созданная по инициативе
академика Юлия Михайловича Шокальского (1856—1940)
первая карта глубин Северного Ледовитого океана,
сведения о развитии ледников в горах и на неведомых
просторах Антарктиды, множество фотографий полярных
сияний, ленты, зафиксировавшие магнитные бури, — всё
это надолго стало «пищей ума» для многих учёных мира.
Результаты II МПГ могли быть ещё более
ошеломляющими, если бы не начавшаяся в 1939 г. Вторая
мировая война, надолго прервавшая контакты между
учёными. А в нашей стране 30-е гг. ознаменовались такими
репрессиями, что международное сотрудничество вообще
стало невозможным; немало видных специалистов
трагически погибли в тюрьмах и лагерях...
И всё-таки благодаря исследованиям, проведённым во
время международных полярных годов, наша планета
постепенно становилась для человека всё более изученной.
5?
23

Энциклопедия для детей
Из ближнего космоса наша Земля выглядит как маленькая голубая точка.
Планета, на которой возникла жизнь, уникальна в наблюдаемой Вселенной, но она
очень уязвима. Предлагаемая вниманию читателя книга — о Земле. О том, как она
устроена, из чего состоит, какие процессы происходят на её поверхности и в её
глубинах и какие силы могут быть причиной этих
процессов. Нам хотелось бы рассказать о Земле как
планете, о её месте в бесконечном космическом
пространстве и ряду других планет Солнечной
системы. Когда и как образовалась Земля, когда
возникли древнейшие горные породы, когда и
каким образом на Земле, пока единственной из
известных человечеству обитаемой планете,
появилась жизнь, что происходило с Землёй на
протяжении всей её истории и ещё много других
вопросов будут рассмотрены в этой книге. Обычно
Землю считают символом устойчивости,
монолитности, твёрдости, неизменным и постоянным на
протяжении веков и тысячелетий. На более
длительные временные отрезки уже не хватает
воображения. Но нет ничего более обманчивого,
чем такое убеждение.
В действительности мы живём на беспокойной,
вечно и непрерывно меняющейся планете. Земля
ежедневно дрожит от десятков землетрясений и
извержений вулканов; где-то происходят обвалы и
оползни; океанские и морские волны перемещают
огромное количество гальки и песка на пляжах и
разрушают берега; реки переносят тысячи тонн
взвешенного материала и откладывают его в своих
устьях; мощные ливни вызывают грязевые потоки,
сметающие на своём пути все преграды; горные
ледники, продвигаясь на несколько метров в
сутки, полируют и обтачивают скалы; в толще
океанских вод медленно оседают на дно остатки
животных и растительных организмов,
окончивших свой земной путь. Каждый день на
поверхность Земли выпадают мельчайшие
космические частицы, а внутри Земли непрерывно
работает «тепловая машина», горючим для
которой служит энергия, выделяемая при распаде
радиоактивных элементов. В результате действия
этой фантастической по размерам машины
вещество внутренних частей Земли приходит в
движение, а на её поверхности также очень
медленно, со скоростью нескольких сантиметров в
год, перемещаются гигантские плиты земной
коры, напоминающие льдины.
Можно ещё много рассказывать о разных
сторонах геологии — науки не столь широко
известной по сравнению, скажем, с физикой,
химией или географией, но чрезвычайно
увлекательной, если только познакомиться с ней
поближе. Работа геолога во многом похожа на работу
следователя, который пытается по крупицам
восстановить происшествие. Так же и геолог,
найдя минерал, горную породу, кусок руды или
окаменевшую раковину, воспроизводит условия их
образования или обитания: устанавливает древний
рельеф и климат; показывает, какая была в то далёкое время атмосфера и как были
устроены океаны или моря; какие происходили извержения и где были их центры.
И ещё на многие вопросы может ответить геолог.
Том «Геология» нашей «Энциклопедии» поможет получить представление о
многих сторонах геологии — одной из древнейших наук цивилизации. Недаром она
МЕЖДУНАРОДНЫЙ
ГЕОФИЗИЧЕСКИЙ ГОД
Через четверть веке после Второго Международного
полярного года (IIМПГ) (1932—1933 гг.) назрели многие
важные вопросы. Климат на Земле теплеет или надвигается
новый ледниковый период? Сколько влари в морях и сколь-
ко льда в ледниках? Что находится в сокровенных недрах
Земли, вплоть до её ядра, и как это влияет на её
поверхность? Отчего бывают магнитные бури и полярные
сияния? Что таится на дне океанов?.. И всё это — не
географические проблемы, а геофизические, т.е. связанные с
физическим развитием планеты, на которой обосновались
люди...
К тому же появились ранее невиданные приборы для
сбора необходимых геофизику сведений: радиолокаторы,
следящие за полётом шаров-зондов в атмосфере,
акустические инструменты, ощупывающие дно океанов, и многие
другие. Изменялись и средства доставки геофизиков и
оборудования к месту наблюдения: теперь у них на службе
были мощные ледоколы, самолёты-лаборатории, ракеты.
Владея подобными средствами, можно было узнать у
природы много новых тайн.
Вот почему так единодушно поддержали специалисты
предложение крупнейшего британского геомагнитолога
Сидни Чепмена [1888—1970) и его американских коллег
провести новое международное научное мероприятие для
познания Земли.
Его назвали Международным геофизическим годом
(МГГ), чтобы подчеркнуть, что на этот раз дело не сведётся
к полярным районам, хотя на них тоже было решено
обратить немалое внимание. Наблюдения по единому плану
было решено начать 1 июля 1957 г. и продолжить 18
месяцев. В невиданное по размаху научное предприятие
включились специалисты из 67 стран. Вступление в их число
Советского Союза с его огромной территорией и
многочисленным отрядом учёных приветствовали коллеги
из всех государств мира. Видный специалист по
геотектонике член-корреспондент АН СССР В.В. Белоусов был
избран вице-президентом Международного комитета по МГГ.
Этот комитет должен был координировать усилия
учёных всех стран: необходимо было равномерно
распределить сеть геофизических обсерваторий и станций,
найти научные институты, желающие принимать участие в
трудных и дорогостоящих экспедициях, оказывать помощь
малым и слаборазвитым странам в приобретении приборов,
использовать единую методику исследования и формы, по
которым должны были регистрироваться результаты...
Огромная «машина» уже пришла в действие, и планета
поступила «в руки» учёных, когда произошло событие,
которое мало назвать сенсацией: оно никогда не будет
забыто. 4 октября 1957 г. в соответствии с программой
Международного геофизического года в нашей стране был
запущен первый в истории искусственный спутник Земли.
Эта дата, день открытия «двери» в новый для человека мир,
не уступает по значимости дате открытия Колумбом
Америки. Впервые человек получил возможность взглянуть на
свою планету со стороны, и это теперь навеки связано
с МГГ.
Тем временем около 30 тыс. специалистов на 4 тыс.
станций, расположенных на всех материках, вели
повседневную работу, по единому плану регистрируя все
24

К читателю
названа так в честь Геи — древнегреческой богини Земли, которая первая возникла
из Хаоса и дала жизнь всему, что живёт и растёт на ней. Но как же случилось, что
наука геология возникла лишь в XVII—XVIII вв., хотя уже за несколько тысяч лет
до нашей эры люди знали, где следует искать золото, серебро, олово, железо, медь
и другие металлы. В том-то и дело, что эти знания
передавались из поколения в поколение и,
постепенно накапливаясь, создавали зачатки геологии
как сугубо практической науки.
В средние века людей, владевших тайной
поисков полезных ископаемых, называли
рудознатцами, а значение таких знаний на
государственном уровне подчёркивалось созданием в
России ещё при Иване Грозном «Приказа
рудокопных или каменных дел». По существу это
был нынешний Комитет по геологии.
Во многих местах мира, в том числе в России и
странах ближнего зарубежья, находят древние
горные выработки: обрушившиеся шахты и
штольни, небольшие ямы — прообразы нынешних
карьеров. На территории Армении древнейшие
разработки относятся к V тыс. до н.э. Геология
была и остаётся наукой о горных породах и
минералах. Людям необходимо знать, из чего они
состоят, когда, где и каким образом
сформировались. Почему в одних породах есть свинец, золото, уран, серебро, медь, а в других
они отсутствуют?
В нашей книге можно прочесть не только о различных минералах и горных
породах, возникших либо из магмы — вязкого или жидкого расплава, нагретого
выше 1000° С, либо из медленно накапливающихся в морях, озёрах, реках и
океанах осадков, которые образуются не только за счёт разрушения уже ранее
происходящие глобальные геофизические процессы. Дело
пошло столь успешно, что по предложению советских
учёных было даже решено продлить МГГ ещё на 12 меся-
цев. В результате этот невиданный «год» длился целых два
с половиной.
Научные результаты Международного геофизического
года и многие десятилетия спустя являются актуальными
для исследователей во всех странах мира. По сей день
выходят в свет книги и статьи, обобщающие сделанные
тогда наблюдения. Запросы о присылке таблиц и
сейсмограмм, фотографий и карт беспрерывно поступают в
специально созданные Мировые центры данных; один из них
находится в Вашингтоне, а другой — в Москве. Эти
невиданные раньше учреждения стали Меккой для специалистов
по наукам о Земле, которые ищут информацию о
физических процессах, охватывающих земной шар. И очень
многое, о чём рассказывается в томе «Геология» нашей
«Энциклопедии», было открыто лишь благодаря нелёгкому
труду участников Международного геофизического года.
Так выглядит наша
планета из космоса.
Панорама сделана
с использованием
многих космических
снимков.
25

Энциклопедия для детей
Ручки тростей и зонтов,
изготовленные из различных минералов.
Фирма Фаберже.
Начало XX в.
сформировавшихся пород, но и за счёт остатков
растений и микроскопических живых организмов,
населяющих приповерхностный слой воды
океанов. В ней можно будет узнать о жизни
выдающихся естествоиспытателей-геологов; о
необычных и грозных явлениях природы; о
современных геологических теориях и достижениях
науки о Земле.
Хотелось бы надеяться, что эта книга о геологии
(или отдельные её главы) не оставит равнодушным
читателя, заставит задуматься о прошлом,
настоящем, будущем нашей планеты и почувствовать
всю красоту познания. Тогда цель авторов и
составителей этого тома «Энциклопедии для
детей» будет достигнута.

ЗЕМЛЯ
В КОСМИЧЕСКОМ
ПРОСТРАНСТВЕ
Сотворение мира во все времена занимало умы
людей. Каким образом образовалось всё то,
что мы видим вокруг себя? Как возникли
звёзды, Солнце, Луна? Когда и как родилась Земля
и почему на ней появилась жизнь? Эти и другие
столь же вечные вопросы человек задавал себе
всегда и пытался найти на них ответ сообразно с
тем, во что он верил и во что верили его предки
уже не одну тысячу лет. В наше время мы уже
можем ответить на вопрос о сотворении мира на
основании фактов и научных гипотез, можем
сказать с большей определённостью, когда и как
это произошло. Ответ на этот вопрос стал возможен
лишь совсем недавно, во второй половине XX
столетия. А ведь ещё в 1654 г. епископ Ашер
«точно» рассчитал, что окружающий нас мир
возник в 4004 г. до н.э., и эта дата была признана
почти официальной.
БОЛЬШОЙ
ВЗРЫВ
Рождение Вселенной — поистине драматическое
событие, называемое учёными Большим взрывом.
Его имеет смысл рассматривать только спустя
некоторое время, прошедшее с момента начала
взрыва. Уместно спросить: что же «взорвалось»?
Ответить на этот вопрос можно очень приблизительно:
взорвалось вещество, занимавшее неизмеримо
меньшее пространство, чем то, которое сейчас
занимает Вселенная. Оно обладало фантастической
плотностью и было нагрето до миллиардов
градусов. В таком веществе никакие атомы существовать
не могли, не действовали известные нам законы
физики. Сжатое до немыслимых состояний
вещество в момент Большого взрыва начало расширяться
с колоссальной скоростью. Может быть, самое
невероятное — то, что оно продолжает расширяться
и сейчас, спустя 15—20 млрд лет после «взрыва».
Расширение сразу же вызвало охлаждение
вещества, и через какое-то время температура упала
настолько, что появились условия для образования
сначала ядер, а потом и атомов. Через сотни
миллионов лет из непрерывно расширяющегося облака
раскалённых газов стали формироваться звёзды и
их скопления — галактики.
Если ясным летним вечером, ещё лучше ночью,
выйти из дома и посмотреть на небо, можно
увидеть нечто необычайное. «Открылась бездна,
звезд полна, звездам числа нет — бездне дна». Не
правда ли, как точно изобразил захватывающую
картину звёздного неба великий русский учёный,
мыслитель и поэт Михаил Ломоносов.
Действительно, бездна открывается человеческому взору,
и в ней тысячи и тысячи мерцающих звёзд разной
яркости и величины. Расстояния до них настолько
велики, что их невозможно представить исходя из
нашего обыкновенного человеческого опыта.
Светящаяся дуга Млечного Пути пересекает небосвод,
и трудно вообразить, какое количество звёзд он
заключает в себе, хотя учёные и подсчитали, что
эта величина составляет по крайней мере 100 млрд.
Что такое Млечный Путь? Это галактика, лишь
одна из 10 млрд наблюдаемых галактик! Она имеет
форму гигантского вращающегося диска со
спиральными «рукавами» (так хорошо заметными на
многих фотоснимках галактик). Наша крохотная
планета находится довольно далеко, на расстоянии
приблизительно 2/3 радиуса от центра Галактики,
поэтому мы видим только её часть, т.е. скопление
звёзд как бы изнутри в поперечном разрезе диска.
Однако даже сказанного, по-видимому, не
достаточно, чтобы окончательно осознать наше место во
Вселенной, которая родилась 15—20 млрд лет
назад в результате описанного выше Большого
взрыва.
Только спустя сотни миллионов лет из смеси
водорода и гелия начали формироваться
миллиарды галактик. В одной из них, получившей
28

Земля среда планет Солнечной системы
название Галактики Млечного Пути, диаметром
♦ всего лишь» 100 тыс. световых лет (световой
год — это расстояние, которое проходит луч света
за 1 год, а скорость света равна 300 тыс. км/с),
примерно 5 млрд лет назад произошёл взрыв
сверхновой звезды. (Так называют внезапно
вспыхивающие звёзды, мощность излучения которых
во время вспышки во много тысяч раз превосходит
мощность вспышки новой звезды.) Невероятная по
своей силе ударная волна начала сжимать
межзвёздное вещество, эту «пыль Вселенной», пока из
неё не сформировалось уже более плотное
газопылевое облако. Благодаря силам гравитации
(всемирного тяготения) оно сжималось всё сильнее.
Через несколько десятков миллионов лет — так
быстро шёл этот процесс — из-за сжатия
межзвёздного вещества температура в центре облака
превысила 10—12 млн градусов Цельсия, начались
термоядерные реакции и * зажглось» Солнце — в
масштабе нашей Галактики самая рядовая звезда.
Однако для нас Солнце — это жизнь. Пока оно
существует, существуем и мы. В поперечном
сечении Земля получает от Солнца количество
тепла, равное 4*1026 Дж/с. Такую огромную
величину человек просто не может себе
представить. Астрономы полагают, что атомного
«горючего» Солнцу хватит ещё примерно на 5 млрд
лет, так что у человечества причин для
беспокойства нет. Когда запасы водорода подойдут к концу,
гелиевое ядро Солнца сожмётся, внешние же
оболочки расширятся, и оно превратится в ♦
красного гиганта», а потом — в * белого карлика».
(♦Красный гигант» — это звезда, на которой
выгорел весь водород; она * разбухает»,
температура поверхностных слоев снижается, увеличивается
светимость, и звезда приобретает красный цвет.
Когда звезда потеряет оболочку, останется одно
ядро, где загорится гелий; температура будет очень
высокой, а светимость — слабой, звезда приобретёт
белый цвет. Это — «белый карлик».) Однако это
всё такие далёкие прогнозы, что они вызывают
столько же эмоций, сколько и рождение Солнца,
происшедшее около 5 млрд лет назад. Так что мы
находимся как раз посередине действия спектакля
под названием «Жизнь и Смерть Солнечной
системы», хотя Вселенная не умрёт никогда.
РОЖДЕНИЕ
СОЛНЕЧНОЙ СИСТЕМЫ
А что же наша Земля? О ней мы немного забыли,
поражённые грандиозной картиной мира. Через
полмиллиарда лет после взрыва сверхновой звезды
или немного раньше наша планета уже
существовала. Облако межзвёздного вещества вокруг
Солнца, сжавшись до уплощённых колец,
постепенно, в течение сотни миллионов лет, образовало
сгустки — зародыши будущих планет. 4,5—
4,6 млрд лет назад Земля уже приняла те размеры
и форму, которые имеет и сейчас. Наша
замечательная, уникальная во многих отношениях пла-
Наша спиралевидная Галактика и её поперечный разрез
нета — всего лишь одна из девяти планет
Солнечной системы. Диаметр Солнечной системы
составляет 40 астрономических единиц (расстояние от
Земли до Солнца, равное 150 млн км).
Итак, частицы межзвёздного вещества
различного размера, начиная от нескольких сантиметров
и кончая сотнями метров и более, — так
называемые плане тезимали — слипались и
образовывали планеты. Они подразделяются на две
группы: внутреннюю, расположенную ближе к
Солнцу и состоящую из четырёх планет —
Меркурия, Венеры, Земли и Марса, и внешнюю —
включающую Юпитер, Сатурн, Уран, Нептун и
Плутон. Между Марсом и Юпитером находится
29

Энциклопедия для детей
пояс астероидов — источник
практически всех метеоритов, которые
падали, падают и будут падать на Землю.
Именно метеориты являются свидетелями
рождения Солнечной системы, т.к. могут быть тем
веществом, которое осталось после того, как из
планетезималей были образованы планеты.
Существует гипотеза, что астероиды — это обломки
десятой планеты, названной Фаэтоном и погибшей
при какой-то космической катастрофе. Однако
вряд ли они являются обломками разрушенной
планеты, т.к. общая масса астероидов оказывается
намного меньше расчётной массы планеты,
которая могла бы находиться на орбите между Марсом
и Юпитером. Астероиды часто имеют
неправильную угловатую форму, их размеры достигают сотен
километров в поперечнике (например, Церера —
767 км, Паллада — 483 км, Веста — 385 км), но
могут быть и гораздо меньше — несколько
километров. Исследователи полагают, что общее
количество астероидов, которое можно
обнаружить, составляет около 150 тыс. Иногда астероиды
могут приближаться к Земле, если их орбиты
пересекают орбиту нашей планеты. Так, в 1993 г.
астероид Икар прошёл в опасной близости от
Земли.
Образование Солнечной системы.
30

КОСМИЧЕСКИЕ
«БРАТЬЯ» И «СЕСТРЫ»
ЗЕМЛИ
Все планеты обращаются вокруг Солнца по
эллиптическим орбитам, которые очень близки к
окружности. Все они вращаются в одну сторону,
причём в ту же сторону медленно вращается и
Солнце. От почти круговых орбит остальных
планет отличается своей вытянутостью лишь орбита
Плутона. Согласованность движения почти всех
планет вокруг своих осей нарушает лишь Венера,
которая вращается в обратную сторону вокруг
своей оси, и Ураном, как бы лежащим «на боку», т.к.
ось вращения этой планеты располагается в
плоскости её орбиты. Венера задаёт нам великую
загадку, и для того, чтобы разгадать её, выдвигалось
много гипотез. Большинство учёных сходятся во
мнении, что вращаться в обратную сторону эта
планета стала не сразу, а спустя какое-то время
после возникновения, возможно, от столкновения
с каким-то крупным космическим телом.
Согласованное вращение всех (кроме двух)
планет и Солнца подтверждает гипотезу
одновременного формирования всей Солнечной
системы из единого газопылевого облака. Внутренние
планеты, или планеты земной группы,
сравнительно небольшие и состоят в основном из
силикатов (минералов, в состав которых входит
кремний) и железа. По некоторым показателям
Земля имеет наибольшее сходство с Венерой. У них
близкие массы, радиусы, средняя плотность, но
очень сильно различаются периоды вращения
вокруг собственной оси: у Земли — одни сутки
(24 ч), а у Венеры — 243. Различается и средняя
температура на планетах. На Земле она составляет
+4° С, а на Венере — +467° С. Это — благодаря
очень плотной атмосфере на Утренней звезде, как
называют нашу ближайшую «родственницу» в
Солнечной системе (в средних широтах Венера
видна на небе утром, при восходе Солнца).
Венерианские облака состоят из капелек серной
кислоты и углекислого газа. Атмосферное
давление на Венере такое, какое существует на Земле
в океанах на глубине около 1 км. Из-за плотных и
мощных облаков «сестру» Земли начали изучать с
помощью космических аппаратов
радиолокационными методами. Первые сенсационные результаты
были получены советскими автоматическими
станциями «Венера». Более детальные исследования
(например, атмосферы и грунта) проводились с
помощью спускаемых аппаратов. Сейчас
составлены подробные карты Венеры, которая обладает
некоторыми чертами сходства с Землёй: сильно
расчленённым рельефом, обширными
понижениями, напоминающими впадины, в которых
располагаются земные океаны. Там, так же как и
на Земле, есть крупные вулканы, плато (невысокие
плоскогорья с крутыми склонами), холмистые
равнины, глубокие ущелья. Не исключено, что и
сейчас на Венере извергаются вулканы, и сера,
Земля среди планет Солнечной системы
присутствующая в атмосфере, являет- з51^
ся продуктом этих извержений. ДЕ»У |
Меркурий расположен ближе всех
к Солнцу, и это одна из самых маленьких планет
Солнечной системы — с радиусом меньше
половины земного. Меркурий напоминает Луну; он весь
изрыт кратерами — следами падения метеоритов.
Гелиево-водородная атмосфера Меркурия
чрезвычайно разрежена, а температура поверхности
колеблется от —173° до +430° С.
Марс — самая дальняя от Солнца планета
внутренней группы, он вдвое меньше Земли, так
же быстро вращается вокруг своей оси и так же,
как у Земли, его экватор наклонён по отношению
к орбите.
Именно поэтому мы наблюдаем на Марсе смену
времён года, когда в полярных областях
появляются белые шапки снега, состоящего из
углекислоты и воды. Атмосфера Марса очень
разрежена и состоит в основном из углекислого газа, а на
поверхности температура изменяется от —140°
до —28° С. Знаменитые каналы Марса, о которых
столько было разговоров в прошлом, представляют
собой высохшие русла каких-то потоков.
Следовательно, когда-то по поверхности Марса текла
какая-то жидкость. А другие «каналы» — это
грандиозные ущелья глубиной 10 км,
протягивающиеся на тысячи километров. Таких
природных образований на Земле нет. На Марсе есть
гигантские вулканы, например Олимп (высота его
21 км, а диаметр основания вулканического
конуса — 600 км).
У Меркурия и Марса имеется слабое магнитное
поле, а вот наличие его у Венеры вызывает
сомнения (если оно и есть, то очень слабое).
Внутренние планеты небогаты спутниками. Луна
сопровождает Землю, а у Марса даже две свои
«Луны» — изрытые кратерами, неправильной
формы глыбы спутников, Фобоса и Деймоса, один
из которых вращается вокруг своей оси в
направлении, противоположном вращению Марса
и другого спутника, что также является загадкой.
За поясом астероидов, дальше от Солнца,
располагаются планеты внешней группы —
планеты-гиганты Юпитер, Сатурн, Уран, Нептун,
поражающие своими размерами, а также Плутон.
Радиус Юпитера, например, в 11 раз больше
земного, Сатурна — в 9, Урана — в 4, Нептуна —
почти в 4 раза, и только Плутон в 2 раза меньше
Земли. Уже в 1973 г. космические аппараты
начали исследовать Юпитер, и с тех пор
человечество получило «портреты» не только всех планет
внешней группы, но и их спутников, которых у
Юпитера 16, у Сатурна — 23, у Урана — 15 и у
Нептуна — 2. Четыре спутника Юпитера были
открыты ещё в 1610 г. Галилеем, и сейчас они
носят название Галилеевых спутников. Размеры
их впечатляют. Так, Ганимед, самый большой
спутник Юпитера, имеет радиус 1892 км, а Титан,
спутник Сатурна, — 2575 км. Эти спутники были
изучены с американской автоматической
межпланетной станции «Вояджер-2», запущенной
31

Энциклопедия для детей
ЗАГАДОЧНАЯ ПЛАНЕТА ФАЭТОН
У древних греков есть миф о Фаэтоне. Однажды Фаэтон,
сын бога Солнца Гелиоса, попросил отца позволить ему
хотя бы один раз управлять золотой колесницей Солнца, в
которой Гелиос совершает свой ежедневный путь по
небесной дороге и к вечеру опускается в священные воды
Океана. Но Фаэтон не был бессмертным богом. Он был рождён
смертной нимфой Клименой, дочерью морской богини
Фетиды, и тоже был смертен. Фаэтон потерял путь среди
небесных созвездий, а кони, почувствовав слабую руку
возничего, понесли, и огненная колесница приблизилась к
Земле. Пламя от солнечной колесницы охватило Землю. Горят
леса, горят горы, от пожара трескаются скалы, закипает
вода в морях и реках. Гибнут рыбы, дельфины, тюлени,
падают сожжённые птицы, сгорают звери. Погибают города и
целые племена... Моря и океаны выкипают и превращаются
в песчаные равнины. Взмолилась тогда Гея, богиня Земли,
и попросила защиты у повелителя богов
Зевса-громовержца. Разгневанный Зевс, чтобы спасти Землю от гибели,
поразил молнией колесницу Гелиоса. А Фаэтон, с
охваченными пламенем кудрями, пронёсся по небу и упал на
краю ойкумены в воды далёкой северной реки Эридан.
Не случайно возникла эта красивая легенда. Ещё
древнегреческий философ Платон в IV в. до н.э. понимал, что в
мифе о Фаэтоне содержатся указания на действительно
происшедшие события. Но какие же события послужили
основой для сказания о Фаэтоне и где они произошли! В
Прибалтике до сегодняшнего дня сохранились воронки
идеально круглой формы. В одной из них было найдено
несколько осколков железного метеорита. Это свидетельствует о
том, что воронки образовались при падении небесного тела
и представляют собой кратеры. Валы вокруг кратеров
сложены обломками, выброшенными из воронок. Кратеры
находятся на острове Сааремаа в Балтийском море. Так
были найдены «могила» Фаэтона и мифологическая река
Эридан. Катастрофа, происшедшая здесь, послужила
источником для создания античного мифа. Ведь в то время
Рижского залива не существовало и река Западная Двина
впадала в море недалеко от современного острова
Сааремаа. Побережье же Балтийского моря для древних греков
было «гчуждым прибрежьем».
20 августа 1977 г., причём отклонений от
рассчитанной траектории практически не было. Так,
например, при его подлёте к Нептуну (а расстояние
от Земли до Нептуна равно 30 астрономическим
единицам), отклонение составило 30 км по
расстоянию и 1,4 с по времени — поистине
феноменальное достижение. Исследования
показали, что не только у Сатурна, а практически у всех
внешних планет есть кольца, каждое из которых
состоит в свою очередь из тысяч отдельных
колечек, образованных мельчайшими обломками
и пылью, вращающимися вокруг планеты.
Огромные внешние планеты обладают большой
массой, но низкой плотностью. Они вращаются
вокруг своих осей с высокими скоростями и из-за
этого сильно сплюснуты в районе полюсов. Сила
притяжения у этих гигантов такова, что в
состоянии удержать гелий и водород, которые
исчезли с относительно небольших планет земной
группы. Все планеты внешней группы в большей
части своего объёма газо-жидкие в отличие от
практически полностью твёрдых планет
внутренней группы. Внешние оболочки
планет-гигантов образованы толщей газовых вихрей,
достигающей 15 тыс. км и состоящей из водорода,
гелия, метана, аммиака. По-видимому, эти же
газы, но в твёрдом состоянии в виде льда, слагают
и более удалённые от поверхности части внешних
планет, хотя частично они могут находиться и в
жидком виде. Тем не менее предполагается, что во
внутренних частях планет внешней группы, где
давление велико, содержатся силикаты и металлы,
которые скорее всего находятся в жидком сос-
32

Земля среда планет Солнечной системы
тоянии благодаря очень высокой температуре. Не
исключено, что на большой глубине водород может
находиться в необычном * металлическом *
состоянии.
И Юпитер, и Сатурн излучают в космическое
пространство гораздо больше тепла, чем они
получают от Солнца. На Юпитере открыты такие
загадочные явления, как, например, Большое
красное пятно. Оно имеет диаметр 40 тыс. км и
размерами превышает несколько таких планет,
как Земля. Это пятно (как, впрочем, и похожие
явления на другой планете — Сатурне)
представляет собой вращающийся против часовой стрелки
грандиозный вихрь, обладающий довольно
устойчивой, хотя и несколько изменяющейся формой.
На некоторых спутниках планет внешней
группы известны вулканы, выбрасывающие газ
(газовые вулканы). На Ио, сравнительно молодом
спутнике Юпитера, зафиксированы истечения
газа, излияние серной лавы по крайней мере из
восьми действующих вулканов. На Энцеладе,
спутнике Сатурна, обнаружены вулканы,
выбрасывающие струи жидкости, а сам спутник состоит
из замёрзших газов. На спутнике Юпитера,
ледяной Европе, состоящей из замёрзшей воды,
аммиака и метана, хорошо видны огромные
трещины и расколы. Самая дальняя от Солнца
(6 млрд км) планета — это Плутон, она совсем
маленькая, возможно потому, что полностью
потеряла газовую оболочку и представляет собой
лишь сохранившуюся внутреннюю часть некогда
крупной планеты. За Плутоном кончается
Солнечная система.
Картина бедствий, происшедших в результате
катастрофы, передана авторами легенды чрезвычайно красочно и
образно. Именно такие катастрофические явления
действительно наблюдаются при падении крупных
метеоритов и других небесных тел на Землю, Согласно
последним исследованиям, метеорит упал в Прибалтике
около 2,6 тыс. лет назад. И эта дата как раз укладывается в
интервал исторических событий, описанных в легенде.
В истории Земли метеориты и другие небесные тела не
раз падали на нашу Землю и оставляли на ней свои следы.
С катастрофическими явлениями связаны вымирания
крупных сообществ растительного и животного царств и
опустошения огромных территорий. Падение астероида на
рубеже мела и палеогена, как считают современные учёные,
виновато в гибели динозавров и других представителей
органического мира. Но самая крупная катастрофа в истории
Солнечной системы, а значит, и Земли произошла в
далёком докембрии, и связана она была с разрушением
планеты Фаэтон. Эта планета возникла одновременно с
планетами Солнечной системы и существовала 2 млрд лет. Она
находилась между Марсом и Юпитером, имела такие же, как
у Земли, ядро, мантию и кору. Однако около 4,6—
4,7 млрд лет назад в один из периодов вхождения Солнца
в струйные потоки Галактики началось разрушение
Фаэтона. Пролетавшая рядом звезда нарушила устойчивую
форму планеты, что послужило причиной её распада.
Столкновения обломков Фаэтона с галактическими
кометами струйных потоков привели к полному разрушению
ядер комет, а их вещество испарилось и рассеялось,
перемешавшись с астероидным материалом. Разрушение
Фаэтона сопровождалось также выбросом в межпланетное
пространство огромного количества твёрдого и расплавленного
планетного материала и кометных газов. Метеориты,
поступающие сегодня из астероидного пояса, представляют
собой остатки того вещества, которое сформировалось и
отвердело 4,4—4,7 млрд лет назад.
X
Сатурн
Плутон
Нептун
Уран
юпитер
Планеты Солнечной системы.
зз

Энциклопедия для детей
Ж НЕПОВТОРИМАЯ
1 ' ПЛАНЕТА ЗЕМЛЯ
Наша планета — Земля — неповторима, несмотря
на то что планеты открыты в настоящее время и у
ряда других звёзд. Уникальность Земли
заключается прежде всего в том, что на ней живём мы,
разумные люди, появление которых является
вершиной эволюции жизни. А следы жизни были
обнаружены в горных породах, возраст которых —
3,6 млрд лет. Сама же проблема возникновения
жизни до сих пор не решена. Иными словами, не
прошло и миллиарда лет с момента образования
планеты, а жизнь на ней уже существовала,
имелись атмосфера и гидросфера. Близкие наши
«родственники», другие планеты земной группы —
Меркурий, Венера и Марс, хотя и похожи на
планету Земля, но отличаются от неё полной
безжизненностью.
Почему же Земля настолько уникальна, что в
космическом пространстве вокруг неё нет ничего
подобного? Это не простой вопрос. Только изучив
внутреннее строение планеты, историю её
формирования, химический состав, развитие оболочек
Земли (включая мантию, литосферу, гидросферу,
атмосферу и биосферу), структуру и эволюцию
земной коры и ещё много других вопросов, мы
сможем приблизиться к пониманию причин,
сделавших планету Земля столь уникальной. По
существу этими проблемами и занимается наука
геология, название которой дала древнегреческая
богиня Земли Гея.
У Земли есть ядро, внешняя часть которого
находится в жидком состоянии, а внутренняя,
будучи твёрдой, обладает очень большой
плотностью. Земная кора уникальна по своему
гранитно-метаморфическому слою (см.ст. «Строение
земной коры континентов и дна океанов»), по
химическому составу и тем полезным ископаемым,
без которых человечество не смогло бы достичь
столь впечатляющего прогресса. За счёт выделения
газов из мантии (оболочки, расположенной между
земной корой и ядром Земли) образовались
первичные гидросфера и атмосфера, без которых,
как, впрочем, и без Солнца, не возникла бы
биосфера. Но для этого Земле надо было
образоваться именно на таком расстоянии от Солнца, на
котором она находится, т.е. 150 млн км. Ни
дальше, ни ближе. Это расстояние создаёт наиболее
благоприятные условия для температурного
режима земной поверхности, чтобы не было ни
слишком холодно, ни слишком жарко и могла
существовать вода.
Земле надо было возникнуть таким образом,
чтобы достаточный запас радиоактивных
элементов служил горючим для поддержания работы
Образование Земли из планетезималей,
непрерывно падающих на зарождающуюся планету
под влиянием притяжения её растущей массы. В разрезе
видны металлическое ядро и каменная оболочка, а также
рой планетезималей вокруг Земли и зародыш Луны
гигантской тепловой машины, которой и является
наша планета. Земля имеет также наиболее
подходящий радиус, такой, который позволяет
веществу мантии медленно перемешиваться, а
внешней части ядра — сохраняться жидкой, что в
свою очередь создаёт над Землёй защитное
магнитное поле. Другую защиту для биосферы создаёт
озоновый слой, не пропускающий к Земле
губительное для всего живого ультрафиолетовое
излучение. Сочетания подобных условий нет больше ни
на одной планете земной группы, не говоря уже о
внешних планетах.
В такой небольшой статье нет возможности
говорить более подробно обо всех планетах
Солнечной системы, чертах их сходства с Землёй и
отличиях от неё. Нам хотелось только
подчеркнуть, какое место занимает Земля в ряду других
планет и в нашей Вселенной. Несмотря на всю
заурядность Солнца как самой рядовой звезды и
ничтожные размеры Земли на фоне грандиозности
Вселенной, наша планета имеет для всех людей,
населяющих её, исключительно важное значение,
ибо в наблюдаемой части мирового пространства
другое небесное тело, подобное Земле, пока
неизвестно.

Земля среда планет Солнечной системы
ВНУТРЕННЕЕ
СТРОЕНИЕ
НАШЕЙ ПЛАНЕТЫ
«АНКЕТА»
НАШЕЙ ПЛАНЕТЫ,
ИЛИ ЧТО МЫ ТВЁРДО
ЗНАЕМ О ЗЕМЛЕ
Сегодня мы твёрдо знаем о той планете, на
которой обитает человечество, что её средний
радиус составляет 6371 км. Однако в
плоскости экватора он чуть больше — около 6378 км, а
расстояние от центра Земли до полюса — меньше,
почти 6357 км.
Поверхность Земли — 510 млн км2, из которых
71% занимает океан, а остальное — суша. Может
быть, вообще нашу планету правильнее было бы
называть Океаном, раз уж земли на Земле
значительно меньше?
Объём земного шара обозначается таким числом
кубических километров, которое оканчивается
двенадцатью нулями. Каждый кубический метр
материала, из которого состоит Земля, в среднем
весит чуть больше 5,5 т. Так что, если бы некоему
великану удалось поместить планету на
исполинские весы, она «потянула» бы на шесть с
двадцать одним нулём тонн!
Во внутреннем составе планеты преобладает
железо — его почти 35%; затем идёт кислород
(около 30%), потом — кремний (15%) и магний
(12%). Но это в среднем.
За 4,6 млрд лет существования Земли сила
тяжести увлекла вглубь более тяжёлые породы, а
более лёгкие оставила ближе к поверхности. Такой
♦сортировке» помогал и жар земных недр — в
самой середине Земли температура от 5000 до
6000° С. Поэтому тело планеты стало
неоднородным и по физическим свойствам, и по химическому
составу. В сердцевине находится ядро планеты; оно
окружено мантией, а поверх всего — земная кора.
О том, как людям стало известно всё это, мы
сейчас и расскажем.
ФОРМА и РАЗМЕРЫ
ЗЕМЛИ
Мы живём на огромном шаре. Лучшие умы
человечества начали об этом догадываться, отказываясь
от представлений о «плоском, как блин», мире,
очень давно. Ещё древнегреческий математик
Пифагор (VI в. до н.э.) высказывал мысль о
шарообразности нашей планеты.
Внутреннее строение Земли.
Он же довольно робко предположил, что Земля
делает «вокруг себя» оборот между восходом и
заходом светила один раз (т.е. за сутки), а за 365
дней огибает Солнце, — теперь мы называем это
годом. Сегодня всё это доказано наукой, а 2500 лет
назад подобное мог предположить только
гениальный учёный.
Но подтвердить эту смелую гипотезу тогда ещё
было невозможно: слишком мало фактических
сведений накопили люди к тому времени. Первые
подлинно научные свидетельства шарообразности
Земли представил великий древнегреческий
философ Аристотель (IV в. до н.э.). Наблюдая лунные
затмения (а они происходят потому, что Земля на
время оказывается между Солнцем и Луной), он
следил за тенью, отбрасываемой Землёй на Луну.
Какой бы стороной ни была повёрнута к Луне
Земля, эта тень всегда круглая. А какое тело в
любом положении отбрасывает круглую тень?
Шар. Значит, планета наша имеет шарообразную
форму — к такому заключению пришёл
Аристотель. (Необходимо отметить, что до Аристотеля
халдеи — племена, обитавшие в Южной
Месопотамии, — наблюдали лунные затмения и обращали
35

Энциклопедия для детей
«ТОТ, КТО СПЛЮСНУЛ
ПЛАНЕТУ»
Пля того чтобы выяснить, сплющена ли наша планете у
ли^полюсов или имеет форму правильного шара, нужно
Выло сравнить длину отрезка меридиана около экватора с
длиной такого же отрезка как можно ближе к полюсу, И
в 1735—1736 гг. две французские экспедиции отправились
в разные концы земного шара, чтобы провести эти
измерения.
Значительная часть экватора проходит по океанским
водам, а подобные измерения на воде в XVIII в. учёные
вести не умели. В Восточном полушарии по суше экватор
проходит через Африку с её джунглями, которые тогда
ещё ни разу не посещались европейцами, и через остров
Борнео (Калимантан), где сохранялось людоедство.
Пришлось остановиться на Западном полушарии,
освоенном цивилизацией. Туда отправилась экспедиция во
главе с астрономом Шарлем Кондамином.
Кондамин и его спутники в 1736 г. высадились на
тихоокеанском побережье Южной Америки, в тогдашней
испанской колонии Перу. Вскоре они углубились в горную
страну Анд и, проводя тщательные измерения, стали
продвигаться к самому экватору. По дороге
путешественникам пришлось пробираться через
непроходимые тропические леса и преодолевать бурные
реки. Высокая влажность, жара и лихорадка досаждали
учёным, покинувшим уютные парижские кабинеты ради
познания планеты, на которой мы живём.
В горах исследователей ждал мир вечных снегов и
льдов. Путешественники мёрзли, порой из-за метели они
неделями вынуждены были не выходить из палаток,
оставаясь без огня и горячей пищи.
В довершение бед индейцы приняли их за
авантюристов, искателей клада, будто бы спрятанного в
здешних краях от алчных испанских завоевателей.
Столкновение было нешуточным: один из исследователей
погиб под градом камней, которыми их забросали
туземцы... Учёным не давали шагу ступить без
повседневного надзора испанских офицеров, но как раз в
это время Англия вступила в войну с Испанией, и военных
«надзирателей» отозвали в действующую армию, так что
научные работы надолго прервались. Словом, на всё это
ушло более восьми лет.
Участники экспедиции возвращались в Европу порознь.
Неугомонный Кондамин решил всесторонне и
исчерпывающим образом изучить неизведанные края, до которых
он добрался. Он проплыл на плоту по великой Амазонке
чуть ли не от самых истоков и вплоть до её впадения в
Атлантический океан!
1Чего только не привёз учёный с собой во Францию...
Например, образцы каучука и описание того способа,
которым индейцы делали из него непромокаемую обувь.
Собранные Кондамином гербарии, коллекции бабочек и
чучела неведомых зверей произвели в Париже настоящую
сенсацию. Книга, в которой учёный описывал свои
приключения, была переведена на многие языки и
повсеместно вызывала большой интерес.
Направившаяся в холодную Скандинавию экспедиция
во главе с Пьером Луи Мопертюи также не обрела там
райской жизни. На берегах негостеприимной реки Торнио,
отделяющей Швецию от Финляндии, болотистые зыбкие
трясины, ледяной непрестанный дождь, непроглядный
туман, таёжное бездорожье и тучи мошки надолго стали
повседневными условиями их работы.
Короткое северное лето быстро кончилось, река, по
которой двигались путешественники, стала замерзать.
Началась долгая полярная ночь с невиданным для южан
I северным сиянием.
Полгода работы в таких условиях показались
вечностью. На обратном пути пришлось задержаться в
36
внимание на форму тени, которую при этом Земля
отбрасывает на Луну.)
Аристотель приводил и другие доказательства
шарообразности Земли. Одно из них — то, что при
движении на север или на юг мы видим в небе над
собой уже другие созвездия.
За 250 лет до нашей эры древнегреческий
учёный Эратосфен Киренский, хранитель
крупнейшей в античном мире Александрийской
библиотеки в Египте, уже решился измерить Землю.
Он знал, что в городке Сиена (ныне он
называется Асуан), расположенном точно к югу от
Александрии, у первых порогов Нила, в день
летнего солнцестояния Солнце, находясь в зените,
освещает дно одного очень глубокого колодца. А
на севере Египта, в его столице, в тот же момент
оно отстоит от зенита на 1/50 (запомним эту дробь)
долю окружности. Следовательно, расстояние
между этими городами составляет 1/50 долю
земной окружности, или 712' долготы. А в мерах
длины эту дистанцию он приблизительно
определил по тому, за сколько времени её преодолевает...
верблюжий караван — других * измерительных
приборов» в то время ещё не было. Оказалось, что
расстояние равно 5 тыс. египетских стадий, а одна
стадия — немного меньше 160 м. Значит, от
Александрии до Сиены около 800 км, окружность
же всей планеты в 50 раз больше — около
40 тыс. км. А любой, знакомый с геометрией, по
длине окружности может вычислить её радиус. Он
в данном случае равен 6311 км.
Можно возразить, что это неправильно, —
окружность Земли по экватору составляет почти
40 100 км. А средний её радиус, как известно,
6371 км. Знаменитый Эратосфен километров на
шестьдесят ошибся... Однако если учесть, какими
♦приборами» (колодец + верблюд) он пользовался,
то надо признать, что для своего времени вывод
древнегреческого учёного был довольно точным.
Этот момент можно считать днём рождения
теоретической геодезии — науки о форме Земли.
А немного позднее появилась и геофизика — наука
о её строении, развитии, физических процессах,
происходящих в теле планеты (ведь не зная
размеры Земли, нельзя судить о её плотности,
массе и других характеристиках). Результаты,
полученные Эратосфеном, * продержались» целое
тысячелетие... Лишь в 827 г. н.э. астрономы,
трудившиеся в Багдадской обсерватории халифа
аль-Мамуна (он был сыном Гаруна аль-Рашида,
известного по арабским сказкам * Тысяча и одна
ночь», и сам занимался науками), немного
подправили величину радиуса планеты, давным-
давно определённую библиотекарем из
Александрии.
...Шар-то шар, но не совсем правильный.
Понимал это ещё знаменитый математик Архимед
(III в. до н.э.), друг Эратосфена. Он учитывал, что
есть на Земле высокие горы, есть равнины и
глубокие провалы; значит, идеальным шаром она
быть не может. Он первым предложил термин
«сфероид» — фигура, близкая к сфере, но не
совсем идеальный шар...

Земля среди планет Солнечной системы
Идея * непогрешимой» шарообразности
планеты не была полностью отвергнута ещё очень
долго. Даже не принимая на веру догадки
античных мыслителей, европейские учёные
считали, что Земля — правильный шар. Так было до
самого конца XVII столетия, когда англичанин
Исаак Ньютон и голландец Христиан Гюйгенс
нашли физические опровержения того, что Земля
имеет форму правильного шара: раз тело долго и
быстро вращается, значит, оно должно быть
сплющено сверху и снизу. Ведь центробежные
силы на экваторе действуют сильнее, чем у
полюсов. И расстояние от полюса до полюса
(полярный диаметр) будет короче, чем диаметр
Земли в плоскости экватора. Это следует из законов
физики, а им подчиняется весь материальный мир.
В 1680 г. Ньютон подсчитал, что наша планета
сплющена вдоль оси вращения на 1/230 долю этой
оси. Как ни велик был авторитет знаменитого
учёного, следовало проверить его вычисления на
практике. И в 1734 г. французские исследователи
во главе с астрономом Жаком Кассини отправились
измерять длину земного меридиана на север — от
Парижа до Дюнкерка, города у пролива Па-де-
Кале, и на юг — от Парижа до Перпиньяна на
берегу Средиземного моря. Это расстояние
побольше, чем между Александрийской библиотекой
и Сиенским колодцем в Египте, и точность
крошечном шведском посёлке на берегу Ботнического
заливе, пока туда не зашел парусник и не взял
путешественников на борт.
Зато в Париже их ждал подлинный триумф. Ещё бы:
наконец была окончательно доказана правота Ньютона —
Земля действительно оказалась сжатой с полюсов.
Остроумный Вольтер, к которому прислушивалась вся
образованная Европа, «присвоил» мужественному
Мопертюи почётное «звание» — «Тот, кто сплюснул
планету». Учёного даже изобразили на специально
отчеканенной медали — в меховрй одежде, в одной руке
держит палицу Геракла, а в другой — сплющенную
Землю.
...Может возникнуть недоумение: что же это, просто
конец схоластического спора, не имеющего никакого
практического значения! Всё это любопытно, но какой от
этого прок? Ответ был готов у того же Мопертюи: «Если
построить карту по градусам, вычисленным в своё время
Кассини и другими сторонниками «лимоноподобной»
Земли, то мореплаватель, который, пользуясь ею,
пересечёт Тихий океан по экватору, ошибётся на...
300 км. А сколько случилось кораблекрушений и
вследствие куда меньших ошибок».
...Итак, форма Земли — не правильный шар и не
вытянутая к полюсам «дыня», а сфера, несколько
сплюснутая «сверху» и «снизу» в результате вращения.
.
Караван верблюдов, пересекающий пустыню, «помог» знаменитому Эратосфену измерить Землю.
37

Энциклопедия для детей
измерений была уже выше. И всё-таки
ошибок оказалось тоже немало.
Сплющена ли Земля с полюсов,
оставалось неясным (а если да, то насколько?). В
век Просвещения так обстоять дело не могло, и
Парижская академия наук послала ещё две
экспедиции. Одну возглавил астроном Шарль
Кондамин; она работала в Южной Америке. А
другую — Пьер Луи Мопертюи; ей «достался»
север Европы — скандинавская Лапландия.
После нескольких лет странствий в тяжёлых
условиях Андского высокогорья и скандинавской
тундры учёные привезли свои ценнейшие данные
в Париж (Мопертюи в 1737 г., а Кондамин в
1742 г.). Здесь их обработал Кассини, и был сделан
окончательный вывод: Ньютон прав, расстояние от
центра Земли до экватора больше, чем до полюса!
...Итак, сегодня очевидно: наша планета
немного сплющена с полюсов, поэтому её
экваториальный радиус больше, чем у идеального шара,
а вдоль оси вращения радиус Земли на 5 км
меньше, чем у правильной геометрической сферы.
Но до сих пор мы всё время говорили только о
том, что специалисты называют фигурой Земли,
т.е. о форме планеты. Пора заглянуть себе «под
ноги»...
ЗЕМНАЯ КОРА
Подлинной наукой о Земле стала геология,
родившаяся лишь в конце XVIII в. Тогда «отец
английской геологии» Уильям Смит предложил
определять возраст земных слоев по включённым
в них окаменелым остаткам вымерших животных
и растений, как это делают специалисты и по сей
день. Тем самым Смит основал стратиграфию —
науку о слоях земной коры.
Его немецкий коллега Абраам Готлоб Вернер
показал, как надо сравнивать различные слои
горных пород по определённым ископаемым,
залегающим только в них, а не в слоях, лежащих
выше или ниже. Именно он «поручил» геологии
быть наукой о строении, происхождении и
развитии Земли.
Сейчас такое сравнение слоев по ископаемым
остаткам кажется вполне очевидным, но тогда
явилось открытием, позволявшим геологам во всех
странах мира приступить к исследованиям,
результаты которых могли быть сопоставлены между
собой. Так что за следующие полтора века ученики
и коллеги Вернера собрали множество данных о
физической и химической природе верхней части
нашей планеты — земной коры, на которой,
собственно, и расположилось человечество.
Катастрофические землетрясения несут гибель людям и городам
38

Земля среда планет Солнечной системы
Около 120 лет назад австрийский геолог Эдуард
Зюсс скорее догадался, чем доказал: планета по
своему строению подобна... луковице. Она состоит
из концентрических (имеющих общий центр)
слоев, уплотняющихся по мере приближения к
центру.
Самый верхний из них — это земная кора. С ней
человечество довольно неплохо знакомо: ведь это и
есть тот внешний твёрдый слой планеты, на
котором люди живут, откуда добывают полезные
ископаемые, который (хотя бы на глубину
нескольких километров) в разных местах пронизало
множество глубоких скважин.
Надо сказать, что земная кора не всюду
одинакова. Наиболее существенно отличаются её
континентальные участки от океанических.
Оказывается, мощность (толщина) коры под
континентами в среднем составляет около 35—40 км. Там,
где на суше громоздятся молодые высокие горы,
она часто достигает 50 км и более. Под Альпами
кора «утолщается» до 70 км, а под великими
Гималаями — до 90 км. А вот под океанами кора
«тоненькая» — в среднем около 7—10 км, а кое-где
(например, в Тихом океане — у Гавайских островов
или у острова Пасхи) — всего 5 км. Очевидно, что
до поверхности, отделяющей кору от мантии, на
суше довольно далеко, а на морском
дне — как бы рукой подать.
Но как учёные узнали обо всём
этом? Раз заглянуть в самые глубины Земли мы
пока ещё не можем, попробуем обратиться за
помощью к естественным силам природы —
например, к землетрясениям. Конечно, это
страшное стихийное бедствие. Наиболее сильные из них
уносят десятки, даже сотни тысяч человеческих
жизней, причиняют колоссальный материальный
ущерб.
Но помимо этого для геофизика землетрясения
служат, по словам известного русского сейсмолога
Бориса Борисовича Голицына (1862—1916),
фонарём, на мгновение освещающим лежащие во
тьме недра. Конечно, «слоны» и «киты», которые,
по представлениям древних, пошевеливаясь,
сотрясают Землю, до наших дней не дожили. Сейчас
мы знаем: колебания поверхности планеты
вызываются растрескиванием, разламыванием,
«распарыванием» геологических слоев, которые не
выдержали накопившегося давления и
напряжения.
Такое явление может возникнуть под
воздействием даже совсем слабой силы — как та соломинка
из поговорки, которая переломила спину верблю-
39

Энциклопедия для детей
NEg^ да; только вот такой «верблюдь сперва
| /ЗЙу | должен быть чем-то нагружен почти до
предела.
И вот большой блок или целый слой земной
коры «не вытерпел», нагрузка превысила его
прочность, и он как бы лопнул. Законы физики
велят ему немедленно искать новое положение
равновесия, в котором породы могли бы
выдерживать нагрузку. Он смещается, при этом на свободу
вырывается огромная энергия, ранее бывшая
потенциальной, и вдруг ставшая кинетической
(т.е. энергией движения). И побежали по коре во
все стороны сейсмические волны, от которых
закачалась поверхность Земли. Землетрясение!..
Это не такая уж редкость, как может показаться
на первый взгляд. Ежегодно во всём мире
случается не меньше 100 тыс. землетрясений —
таких, которые в состоянии ощутить не только
чуткие приборы, но и органы чувств человека, не
столь восприимчивые. А если считать и совсем
слабые землетрясения, то в год их бывает,
наверное, около 1 млн.
Сейсмические волны можно уподобить тем
колебаниям, которые распространятся по рельсу,
если его ударить молотом. Существуют два
основных вида сейсмических волн. К первому
относятся так называемые продольные волны,
которые распространяются, колеблясь вперёд и
назад, в том же направлении, в каком бегут сами.
Они то сжимают, то растягивают вещество, в
котором движутся. (Так же ведут себя, например,
всем известные звуковые волны.) А другой вид —
поперечные волны. Они передают свою энергию
перпендикулярно направлению собственного
движения. В этом они подобны световым волнам.
Продольная волна движется быстрее, а
поперечная — медленнее. Поскольку мчатся волны с
различной скоростью, зависящей от физических
свойств породы, в которой они распространяются,
приходящая к нам волна способна рассказать
учёному немало любопытного, если только он
сумеет её расспросить. Но как это сделать?
В конце XIX в. англичанин Джон Милн,
живший в Японии, где землетрясения особенно
часты, сконструировал несложный прибор для их
регистрации. Это была простая деревянная рама,
укрепляемая на голом камне. К раме подвешена
тяжёлая гиря. Как только рама начинает вместе с
землёй качаться (а гиря остаётся неподвижной —
она играет роль отвеса, указывая направление к
центру Земли), несложное электрическое
устройство тут же отмечает это колебание. Так что ни один
подземный толчок, даже довольно слабо
всколыхнувший землю, незамеченным не останется.
Позднее этот прибор значительно
усовершенствовал Б.Б. Голицын, создавший сейсмограф того
типа, которым по существу пользуются и ныне.
Так вызванная землетрясением разрушительная
волна стала разведчиком глубин Земли.
Теперь на всей планете работают сотни научных
станций, оснащённых сейсмографами, которые и
днём и ночью регистрируют подземные толчки. Все
эти станции вместе взятые называются
сейсмической сетью. Ежегодно на столы учёных ложатся
километры похожей на кардиограмму бумажной
ленты (её называют записью землетрясений),
кривые линии на которой говорят о силе толчков,
о скорости, с которой бежала возбуждённая
толчком волна...
...В 1909 г. на Балканском полуострове, около
города Загреба, произошло сильное землетрясение.
Тогда хорватский геофизик Андрия Мохоровичич,
изучая сейсмограмму, записанную прибором в
момент этого события, заметил, что примерно на
глубине 30 км скорость волн существенно
увеличивается. Может быть, это явление сугубо местное?
Но нет, другие сейсмологи подтвердили: подобное
происходит на глубинах, близких к 30 км,
повсюду. Значит, существует некий раздел,
ограничивающий снизу земную кору. Для обозначения
этого раздела ввели знакомый теперь научному
миру термин поверхность Мохоровичича (иногда
её также называют границей или разделом). А
поскольку многим эта славянская фамилия
показалась слишком труднопроизносимой, то часто
говорят и пишут просто «Мохо», или даже
«поверхность „М">. Эта поверхность и есть та
нижняя граница, которая отделяет кору от того,
что под ней, т.е. от мантии Земли.
Не так давно сейсмограммы позволили
установить, что кора толще всего там, где вздымаются
могучие горные хребты. Это потому, что у гор, как
показали исследования, есть свои... корни. И чем
выше гора, тем глубже в недра уходят её корни.
Горные вершины господствуют над
окружающей их местностью, а их основания уходят
«корнями» в более глубокие слои. Возникает некое
подобие айсбергов: ♦ лёгкие» горы словно плавают
в более плотных и тяжёлых породах, как ледяные
горы со своей огромной подводной (тоже
невидимой) частью — по морям и океанам.
Континентальная и океаническая земная кора
отличаются не только по толщине, но и по составу.
Океаническую кору слагают два слоя —
базальтовый и осадочный. Базальты — это тёмно-зелёная
или даже чёрная силикатная порода, содержащая
кальций, натрий, магний и железо (иногда и
алюминий).
Откуда берётся океаническая кора? Она
выделяется из самого верхнего слоя мантии,
находящегося всего в 10—50 км под дном океана. Именно
там породы мантии расплавляются и оттуда по
трещинам поступают наверх, где, застывая,
образуют нижний — базальтовый — слой
океанической коры.
Другое дело — континентальная земная кора.
Она тоже состоит из нескольких слоев. Верхний
слой сложен песчаниками, глинами,
известняками. Главное её отличие от океанической коры —
наличие следующего слоя, образованного
гранитами и метаморфическими (изменёнными под
влиянием высокой температуры и давления)
породами. Помимо этого — основного — слоя там
присутствуют осадочные породы (песчаники, гли-
40

Земля среда планет Солнечной системы
ны, известняки). Базальты или породы их
напоминающие слагают нижнюю часть континентальной
коры. Возраст у континентальной коры куда
солиднее — он превышает 3 млрд лет (у
океанической — не более 150—170 млн лет).
Желающим узнать, почему так происходит,
придётся прочитать статью «Глобальная тектоника
литосферных плит. Плавающие континенты».
МАНТИЯ ЗЕМЛИ
0 том, как «устроены» и из чего «сделаны»
внутренние области земного «шара», мы знаем не так
уж много: самая глубокая в мире скважина (а её
пробурили советские геологи на Кольском
полуострове) едва превышает 12 км. Это всего 0,2%
радиуса Земли! Образно говоря, мы прокололи
булавкой на глобусе лишь самый верхний слой его
краски...
И всё же мы знаем не так уж и мало. К счастью,
недра планеты можно изучать не только при
помощи бурения, а, как мы уже знаем,
сейсмическими методами. Исследователи научились
заглядывать глубоко в недра Земли, по косвенным
признакам судя о том, что видеть непосредственно
пока нам не дано. Так что же лежит
непосредственно под земной корой, по которой мы ходим?
Представления о внутреннем строении планеты
раньше были довольно примитивными. Древние
греки одними из первых задались вопросом: а что
же у нас под ногами на больших глубинах?
В их родном Средиземноморье нередко
случались землетрясения. Почему они происходили? В
то, что тут виновны три мифических слона или три
черепахи, на которых якобы держится мир, уже
тогда верил далеко не всякий. Например,
Аристотель считал, что земля трясётся, потому что в её
недрах... дуют мощные ветры. Наивно, конечно,
но всё-таки уже не «слоны» и «черепахи».
Древние римляне многие представления о Земле
позаимствовали от учёных греков. Но, живя
неподалёку от знаменитых вулканов — Везувия и
Этны, они долгое время склонны были возлагать
♦вину» за подземные толчки на укрывшегося в
недрах бога — кузнеца по имени Вулкан. Когда он
на своей наковальне куёт оружие или подковы, всё
кругом сотрясается...
Конечно, сегодня подобные представления
живут только в сказках. Весь долгий путь познания,
приведший к современным представлениям о
внутреннем строении нашей планеты, здесь не
стоит описывать. Скажем только, что под корой
укрылась от нашего взгляда так называемая
мантия Земли, залегающая на глубинах от 30—50
до 2900 км. Хотя пощупать руками мантию нам не
дано, о её свойствах можно судить по
красноречивым «рассказам» всё тех же сейсмических волн,
которые проникают в мантию, там многократно
преломляются, отражаются от различных слоев, а
потом передают свои «впечатления» приборам,
установленным на сейсмических станциях.
Из чего же состоит мантия? Главным образом
из перидотита. Такая порода содержит jagT
в себе 80% оливина — (Mg, Fe)2[SiC>4] I <™?
и 20% пироксена — (Mg, Fe)2[Si20e].
Это зеленоватые минералы, силикаты магния и
железа. Тот, кто читал знаменитый
фантастический роман Алексея Николаевича Толстого
«Гиперболоид инженера Гарина», помнит, как его
герой добывал несметное количество золота из
♦оливинового пояса» Земли. По нынешним
понятиям, этот «пояс» примерно соответствует
мантии планеты. Сегодняшняя наука далеко ушла
от представлений писателя — золота там, по всей
вероятности, раздобыть не удастся, но железом и
магнием перидотит очень богат.
Высокие температуры в мантии заставляют
расплавляться глубинные породы, превращая их в
магму, которая по трещинам прорывается наверх
в виде лавы. Здесь уже с ней могут ознакомиться
геологи.
Нодули (включения) вещества мантии в
базальтах. Нодули сложены оливином,
клинопироксеном (хромдиопсидом) и
хромшпинелидом. Считается, что эти нодули,
практически не изменяясь, выносятся из
мантии. По ним можно судить о породах,
слагающих мантийный слой Земли.
Мантия занимает до 82% объёма нашей
планеты. В последнее время специалисты начали
подразделять её на верхнюю и нижнюю мантии.
Первая из них залегает от поверхности Мохо до
глубины 1 тыс. км.
Не так давно на глубине 1450 км под материками
и 15—150 км под океанами, т.е. в верхних слоях
мантии, обнаружили слой, где продольные и
поперечные сейсмические волны движутся
сравнительно медленно. Его назвали астеносферой (от
греч. «астенос» — «слабый»). Здесь породы
находятся частично в расплавленном состоянии.
Доля такого расплава небольшая (всего 1—3%), но
играет он очень важную роль. Хотя астеносфера и
не жидкость, у неё хватает пластичности, чтобы
очень медленно течь. Для неё также характерна
меньшая вязкость, так что астеносфера служит
♦смазкой», по которой перемещаются жёсткие
41

Энциклопедия для детей
М*^ литосферные плиты, образующие верх-
I f&&9 I нюю твёрдую оболочку Земли —
литосферу (от греч. « литое» — * камень»).
Литосфера включает в себя всю земную кору и
самые верхние слои мантии. Но подробнее об этих
плитах, о том, как и почему они «плавают», будет
рассказано в статье «Глобальная тектоника лито-
сферных плит. Плавающие континенты».
Породы в мантии отличаются большой
плотностью, а скорость распространения сейсмических
волн заметно увеличивается. Оказалось, что одним
только простым сжатием вещества под давлением
такие резкие перемены не объяснить. Тут, видимо,
«виноваты» химические превращения и фазовый
переход. Что это такое, лучше всего объяснить на
примере.
Возьмём, скажем, углерод. До тех пор пока его
плотность составляет «всего» 2 т/м3, он
представляет собой простой графит вроде того, из
которого делают карандаши. Если же углерод
«уплотнить» до 3,5 т/м3, он претерпевает фазовый
переход, «облагораживается» и становится...
алмазом.
Подобные преобразования, очевидно, и
происходят на глубине около 400 км с оливином,
структура которого изменяется, и он превращается
в нечто подобное шпинели — (Mg, Fe)Ab04. Это
бесцветный, иногда пурпурный, зеленоватый или
жёлтый, а то и чёрный, очень твёрдый минерал,
отличающийся большой плотностью. На этих
глубинах сейсмическая волна может разогнаться и
достичь больших скоростей.
Ещё глубже, на глубине 650 км, и этот минерал
не выдерживает могучего давления и высокой
температуры. Он приобретает ещё более плотную
«Первозданный хаос и разгул стихий».
Немецкая гравюра XVII в.
внутреннюю структуру, подобную структуре
ильменита и перовскита. Эти минералы (FeTi03 и
СаТЮз) образуют руду, из которой получают
ценный металл титан. А когда мы на нашем
воображаемом «лифте» спустимся на глубину
1 тыс. км, на смену ильмениту придут ещё более
плотные вещества — оксиды (соединения металлов
с кислородом).
Но вот мы оказались в самом «подвале» нижней
мантии — на расстоянии 1 тыс. км от ядра Земли.
Плотность здесь по мере продвижения вглубь
увеличивается постепенно, без скачков, достигая
на границе с ядром 5,5 т/м3. Из чего состоит
нижняя мантия — пока остаётся загадкой для
учёных.
ЯДРО
НАШЕЙ ПЛАНЕТЫ
В эпоху Возрождения, примерно с середины
XIV в., когда в Европе начали бурно развиваться
искусство и наука, представления об окружающей
нас природе стали расширяться. Замечательный
французский математик Рене Декарт, живший
уже позднее, в XVII в., полагал, что Земля
образовалась из комка остывшей массы, который сначала
был подобен яркому Солнцу. Поэтому в недрах
нашей планеты и поныне спрятано горячее ядро.
Однако проверить это тогда было ещё невозможно.
Как мы рассказали выше, Ньютон установил
(а экспедиции французских учёных подтвердили),
что Земля у полюсов сплющена, так что
правильным шаром она не является. Французский
естествоиспытатель XVIII в. Жорж Луи Бюффон,
подхватив эту мысль, пришёл к выводу, что такое
возможно только в том случае, если земные недра
находятся в расплавленном состоянии. В 1776 г.
он предложил гипотезу, согласно которой в
незапамятные времена некая комета столкнулась
с Солнцем. Она выбила из светила огромный «ком»
вещества, который, постепенно остывая, и стал
нашей планетой. Её развитие шло так, что
первыми затвердевали более тугоплавкие
вещества, а из кислорода и водорода образовались океаны
и атмосфера; затем появились и континенты...
Догадку Бюффона стали проверять дотошные
физики. Известные им законы термодинамики
гласят: никакой процесс не идёт бесконечно; как
только движущая его энергия исчерпается, он
прекращается. В XIX в. британский математик и
физик лорд Уильям Кельвин произвёл подсчёты, и
оказалось: для того чтобы Земле потерять много
энергии, остыть и перестать быть расплавленным
шаром, превратившись в нынешнюю «твердь»,
нужно всего лишь... примерно 100 млн лет.
«Быть того не может — ведь слои горных пород
гораздо старше!» — воскликнули геологи. Тем
более что в конце XIX в. уже открыли явление
радиоактивности и стало ясно: распад элементов
требует многих и многих сотен миллионов лет.
Недаром ныне, по новейшим оценкам специалис-
42

тов, возраст Земли «увеличился» по сравнению с
прежними представлениями до 4,6 млрд лет.
Измерения показали: при погружении в недра
на каждый километр температура вещества
возрастает в среднем на 30° С (это называется
геотермическим градиентом). Раз так, значит,
действительно в сердцевине нашей планеты всё должно
быть в расплавленном состоянии. Так и считали
специалисты ещё совсем недавно.
В середине XIX столетия французский учёный
Габриель Огюст Добре первым «пригласил»
геологию в лабораторию и поставил множество
экспериментов над самыми различными минералами. Он
сделал эту науку экспериментальной. Так геология
♦побраталась» с геофизикой, с самого начала
опиравшейся на опыт. Недаром ещё Леонардо да
Винчи говорил: «Науки, которые не родились из
эксперимента, этой основы всех познаний,
бесполезны и полны заблуждений...» Опыты позволили
французскому учёному предположить: Земля по
составу отнюдь не однородна, в её глубинах
залегают более тяжёлые и твёрдые массы, которые
по-разному реагируют на различные температуры
и давления.
Затем Добре отметил следующее: Ньютон
астрономическими методами вычислил такую
плотность нашей планеты, которая куда выше, чем у
горных пород, слагающих верхнюю часть земной
коры. Вот, например, гранит, который нередко
встречается в горах: 1 см* этой породы весит всего
2,8 г. Если бы вся Земля состояла из такого
материала, её тяготение было бы значительно
меньшим, чем определил Ньютон.
Значит, на глубине прячутся от наших глаз
намного более плотные породы. Средняя плотность
земного вещества побольше, чем у стали.
Сравним это с тем веществом, из которого
состоят метеориты. Эти скитальцы космоса могут
быть обломками когда-то разрушившихся других
планет, вероятно сходных с Землёй. Метеориты
бывают разные: есть железные (так они
называются, хотя состоят из железоникелевых
сплавов), железокаменные, но больше всего среди них
просто каменных.
По мнению Добре, столь же разнородно и тело
нашей планеты. Только вот железо и никель, как
самые тяжёлые, «утонули» в недрах,
сконцентрировавшись в самом земном ядре, а оболочку
образовали силикаты железа и магния (из этих
веществ в основном состоят и каменные
метеориты). Эта концепция состава Земли в основе своей
жива и по сей день.
Некоторые уподобляли планету гигантскому
куриному яйцу: тоненькая твёрдая скорлупка
содержит в себе объёмистую жидкую массу.
Астрономам и физикам это сразу не
понравилось. По их данным, «твердь» должна быть куда
большей, а «жидкость» — меньшей. Но в
отсутствие точных данных с такими
разногласиями пока приходилось мириться. Выходило, что
мы живём как бы над огненным морем, а
колебания оболочки — землетрясения — просто
Земля среди планет Солнечной системы
волны, бегущие по этому морю, то I NLg^
вздымающие, то опускающие его тон- F&B)
кий твёрдый покров.
Подобная теория просуществовала примерно
полвека. Но вот в 1946 г. шотландский учёный
Артур Холмс, проанализировав множество
записей, полученных сейсмографами чуть ли не
всего мира во время самых разных землетрясений,
поставил гипотезу под сомнение. Он заметил, что
волны, достигая глубины около 2900 км, резко
изменяют свою скорость.
Как мы рассказывали выше, сейсмические
волны бывают двух видов: продольные и
поперечные. Поперечные встречаются только в
твёрдых телах. В газах и жидкостях они не
распространяются. Эти среды не обладают
упругостью, необходимой для движения поперечных
волн.
Незадолго до Первой мировой войны немецкий
сейсмолог Бено Гутенберг выяснил, что
продольные волны, порождённые землетрясением, в
земном ядре не бегут, а * плетутся»; поперечные же
совсем через него не передаются. Неужели в самом
центре планеты находится... жидкость? Если да,
то плотность её очень велика — она соответствует
плотности железа с примесью никеля. Но ведь мы
уже знаем от астрономов, что из этих же элементов
состоят многие метеориты...
Итак, достигнув глубины 2900 км,
сейсмические волны * разведали»: там находится внешняя
граница земного ядра. Ниже этой поверхности
поперечные волны не проникают совсем. От неё
вглубь плотность среды резко возрастает — сразу
на 80%.
Сейсмические волны свидетельствуют, что
жидкой является лишь внешняя часть ядра (недаром
же она «не пропускает» поперечную волну). А его
внутренняя область, как бы * желток» планеты,
состоит из железоникелевого сплава и ведёт себя
уже как «твердь». Это обусловлено немыслимо
высоким давлением — ведь на внутреннюю область
ядра «давит» вес основной части планеты. Даже на
верхней границе ядра теоретически рассчитанное
давление составляет около 1,3 млн атмосфер, а в
его центре оно достигает 3 млн атмосфер.
Температура здесь — около 10 000° С. Представим
себе: каждый кубический метр вещества земного
ядра весит 12—13 т, так что один небольшой ящик,
наполненный таким веществом, смог бы увезти
разве что мощный грузовик.
Соотношение между размерами разных частей
ядра таково: на внутреннюю приходится только
1,7% всей массы планеты, а на внешнюю — около
30%. Очевидно, материал, из которого состоит
внешнее ядро, сильно разбавлен чем-то
относительно лёгким, скорее всего серой. Некоторые
специалисты полагают, что этого элемента здесь
содержится до 14%.
Учёные пришли к выводу, что распределение
веществ и строение планеты не всегда были
такими, как теперь. Когда Земля была ещё совсем
молодой, миллиарды лет назад, ядро было расплав-
43

Энциклопедия для детей
ччу^г I ленным, но потом оно начало остывать;
&BS} I тогда-то и образовалась его твёрдая
внутренняя часть.
До недавнего времени само собой
разумеющимся считалось, что ядро Земли — совершенно
гладкий правильный шар (наподобие пушечного
ядра). Но вот в 80-х гг. XX в. американцы Дон
Андерсон и Адам Дзевонский изобрели так
называемую сейсмическую томографию. Раньше
сеть сейсмических станций регистрировала волны,
поступающие из недр при землетрясениях или
после взрыва большого заряда, и учёные,
рассматривая полученную «кардиограмму» Земли, судили
о том, каков состав пород, сквозь которые волна
пробежала на своём пути, и какие там существуют
физические условия.
Этот метод неплох, но его недостаток в том, что
получаемое изображение — как бы «плоское»,
лишённое объёма, и очень приблизительное, без
подробностей. А томография — всё равно что
стереозвук по сравнению с обычной музыкальной
записью, которая воспроизводит мелодию, но не
позволяет услышать всё богатство звуков.
Чтобы достичь объёмного, трёхмерного и
подробного изображения недр, учёные и прибегли к
сейсмической томографии — стали обрабатывать
при помощи новейших компьютеров, которых
раньше не было, не десяток-другой сейсмограмм,
полученных при землетрясениях и взрывах, а
тысячи и даже миллионы их. Вот тут-то и
потребовались огромные массивы сейсмической
информации о всевозможных сотрясениях,
испытанных планетой за многие годы. Они
«заговорили», и оказалось...
...Поверхность ядра обладает своеобразным
Мотылёк, присевший на ствол векового
дерева, не замечает, как оно растёт. Хотя
человек — существо разумное, нечто
похожее можно сказать и про него. Да, мы знаем, что
мчимся во Вселенной вокруг Солнца вместе с
планетой Земля. Известно также, что мы
вращаемся вмеете с ней вокруг земной оси. Однако это
не все движения, которые мы совершаем по воле
планеты. Оказывается, любой участок каменной
оболочки Земли — литосферы — постоянно
перемещается по горизонтали, хотя и очень
медленно, со скоростью, не превышающей
нерельефом. Граница между ядром и нижней
мантией — не просто геометрически правильная
сфера, а целый слой. В одних местах его толщина
составляет 150 км, а в других — целых 350 км. В
среднем же «погранзона» между нижней мантией
и ядром достигает толщины 260 км. Если бы
кто-нибудь сумел «путешествовать» в этой зоне
(что, конечно, по силам разве только сейсмическим
волнам), то ему пришлось бы там то подниматься
высоко «в гору», то спускаться з глубокую
«долину». Учёные предполагают, что именно в
этом «пограничье» происходит перемешивание
глубинных веществ, обладающих различным
химическим составом, и этим объясняется такая
пересечённость этого подземного «рельефа».
Кстати, многие, наверное, читали
научно-фантастическую повесть «Плутония», написанную
выдающимся русским геологом, академиком
Владимиром Афанасьевичем Обручевым. Верно ли там
говорится, что внутри Земли находится гигантская
полость, по которой и путешествуют герои книги?
Под сводом пещерного «неба», при свете
подземного «солнца» они встречают древних, давно
вымерших животных и людей каменного века.
К сожалению, придётся разочароваться. Теперь
установлено, что никакая подобная полость в
глубинных недрах Земли существовать не может:
она давно бы «захлопнулась» под тяжестью
лежащих выше слоев. Дело здесь не в ^ом, что и
академики могут ошибаться (или сознательно
фантазировать), а в том, что 50—60 лет назад,
когда Обручев писал свою фантастическую
повесть, этого наука с уверенностью ещё не знала. А
на самом деле пещер глубже одного с небольшим
километра, по-видимому, в мире нет.
скольких десятков сантиметров в год. И движение
это можно заметить только с помощью точных
приборов. Дома, деревья — одним словом, всё, что
мы считаем неподвижным, — медленно
перемещалось вчера, перемещается сегодня и будет
перемещаться ещё очень долго вместе с
континентами, на которых живут люди. Скорость, правда,
настолько мала, что, подобно мотыльку на дереве,
мы не замечаем этих движений.
Между тем геологическое время измеряется
миллионами лет, и даже такое медленное
движение, если оно постоянно и направлено в одну
ГЛОБАЛЬНАЯ ТЕКТОНИКА
ЛИТОСФЕРНЫХ ПЛИТ.
ПЛАВАЮЩИЕ
КОНТИНЕНТЫ
44

Земля среда планет Солнечной системы
сторону, будет иметь очень заметные последствия:
величина перемещения может достигать десятков,
сотен и тысяч километров. А если это так,
возникают вопросы:
— движется ли вся каменная оболочка Земли
(литосфера) и как участвуют в этом движении
отдельные её части?
— как измерить направление и скорость этого
движения?
— что происходит на границе участков
литосферы, если они движутся в различных
направлениях и с разной скоростью?
— есть ли какая-либо закономерность в этих
движениях, если рассматривать их в пространстве
(в пределах земного шара) и во времени?
— каков общий геологический результат
движения и взаимодействия литосферных плит?
— каковы причины перемещения литосферы?
Эти и множество других вопросов
рассматривает глобальная тектоника, или тектоника
плит, которая занимает важное место среди
других наук о Земле.
ПЕРВЫЕ ДОГАДКИ
И ПРЕДПОЛОЖЕНИЯ
Вскоре после того как Колумб открыл Америку, на
географических картах стало появляться всё более
точное изображение американского побережья, и
было замечено удивительное соответствие
береговых линий континентов по разные стороны
Атлантического океана. В середине XIX в. Антонио Сни-
дер узнал о полном сходстве ископаемых растений
каменноугольного периода палеозойской эры,
найденных в Европе и Северной Америке. И после
этого его осенила блестящая догадка: вероятнее
всего, ископаемые деревья росли в одном большом
лесу, половина которого теперь оказалась в Европе,
а другая — в Америке! Сблизив на карте материки
так, чтобы океан * закрылся *, а берега
соединились, он получил единый континент. Книга Анто-
В середине XIX в. Антонио Снидер первым догадался совместить берега
Атлантического океана; в результате получился один огромный континент.
нио Снидера ♦Мироздание и его
разоблачённые тайны» была напечатана в
Париже в 1858 г. Но современникам
его идея показалась невероятной, и о ней забыли.
В последующие полвека та же судьба постигла
гипотезы ещё нескольких европейских и
американских учёных, каждый из которых
самостоятельно приходил к мысли, что континенты наших
дней — всего лишь обломки более крупных
♦суперконтинентов» далёкого прошлого,
удалившиеся друг от друга на тысячи километров. Идея
витала в воздухе, она будоражила умы учёных.
Наконец в 1910—1912 гг. немецкий исследователь
Альфред Вегенер не только вновь выдвинул эту
гипотезу, но и подкрепил её разнообразными
геологическими и геофизическими данными. Она
стала предметом споров в научном мире. В наши
дни хорошо известна * гипотеза Вегенера*, или
гипотеза плавающих (♦дрейфующих»)
континентов. Единый суперконтинент палеозойской эры,
позже расколовшийся и распавшийся, Вегенер
назвал ♦Пангея», т.е. ♦единая земля».
Понадобилось ещё полвека, чтобы к концу
60-х гг. XX столетия представления о крупных
перемещениях земной коры превратились из
гипотезы в развёрнутую теорию, в учение о
тектонике плит.
ЛИТОСФЕРНЫЕ
ПЛИТЫ И ИХ ЖИВЫЕ
ГРАНИЦЫ
Долгое время считалось, что твёрдая земная кора
образовалась при остывании огненно-жидкой
планеты. И поэтому учёные полагали, что она как бы
плавает на подстилающем расплавленном
веществе. Действительно, когда в XIX в. измерили силу
тяжести в Гималаях, выяснилось, что при
нагромождении этих высочайших гор земная кора
проседала в полном соответствии с законом
Архимеда. Она погрузилась в более плотное, вязкое
подстилающее вещество,
которое отступило из-под
горного массива в стороны. При
этом масса вытесненного
глубинного вещества равна массе
горного сооружения.
Вскоре стал известен и
другой пример: в
Скандинавии во время оледенения в
четвертичный период земная
кора прогнулась под
тяжестью льда. А потом, когда
лёд растаял, она начала
подниматься — сначала быстро,
затем всё медленнее. В наши
дни земная кора там ещё
продолжает ♦всплывать» со
скоростью 1
Однако,
сказанному,
см в год.
вопреки всему
когда провели
45

Энциклопедия для детей
«просвечивание ► глубоких недр
упругими (сейсмическими) волнами, то
оказалось, что под земной корой
вещество находится не в расплавленном, а в твёрдом
состоянии. И так на тысячи километров вниз,
вплоть до границы с ядром Земли. Стало ясно, что
очаги магмы, которая изливается в вулканических
областях, образуются среди твёрдых пород лишь
время от времени, то в одном, то в другом месте.
На чём же в таком случае плавает земная кора?
В 1914 г. Джозеф Баррел из Йельского универ-
Так в начале XX в. Альфред Вегенер представлял себе Пангею
(«единую землю») и её последующий распад с образованием
Атлантического и Индийского океанов.
ситета (США) высказал догадку, что где-то в
мантии существует астеносфера, т.е.
♦ослабленная оболочка► разогретых и сравнительно
пластичных горных пород. Полвека спустя это полностью
подтвердилось: астеносфера обнаружила себя как
проводник сейсмических волн («волновод ►) и
электрических токов. Более твёрдые породы,
залегающие над астеносферой, было решено
называть литосферойу т.е. * каменной оболочкой*. Её
толщина 150—300 км под континентами и от
нескольких километров до 90 км — под океаном.
Литосфера объединяет самую
верхнюю часть мантии Земли и
земную кору, которая служит как
бы её внешней облицовкой.
Итак, литосфера плавает на
астеносфере; при этом она
поднимается, опускается и скользит
в горизонтальном направлении
относительно нижней мантии и
ядра Земли. Земная кора
участвует во всех этих движениях как
составная часть литосферы.
Каменная оболочка Земли не
представляет собой единого
целого. На карте землетрясений
(см.ст. «Землетрясения») видно,
что они происходят вдоль
крупных расколов, которые делят
литосферу на части, называемые
литосферными плитами. Всего
на земном шаре сейчас семь
больших, а также несколько более
мелких плит. В их внутренних
частях землетрясений мало,
значит, это сравнительно спокойные
области. Возникновение
землетрясений на границах литосфер-
ных плит говорит о том, что
именно там накапливаются
напряжения, происходит смещение
одной плиты относительно
другой.
Заметно различаются два вида
границ между литосферными
плитами. На одних плиты
расходятся, удаляются друг от друга.
По тому, как идёт разрядка
глубинных напряжений при
образовании очагов землетрясений,
видно, что в них происходит
растяжение. На поверхности
появляются глубокие расщелины —
Каменная оболочка Земли (литосфера)
состоит из больших и малых
литосферных плит. Из-за движения плит
на их границах часто происходят
землетрясения.
Чёрные стрелки — направления
движения плит относительно нижней
мантии и ядра Земли
(максимальная скорость — 10 см в год).
46

л,
>АСКА
ЮЖНО-
МЕР ИКАНСКА
В СТ Р АЛ И И С КАЯ
\
АН Т АР КТИ Ч Е СКАЯ
Названия малых литосферных плит:
X — Хуан-де-Фука; Ко — Кокос; К — Карибская; А — Аравийская; Кт — Китайская; И — Индокитайская; О — Охотская

Энциклопедия для детей
рифты (от англ. rift — «трещина»,
♦щель»). Эти границы тянутся вдоль
подводных срединно-океанических
хребтов, их называют дивергентными, т.е.
дающими движение в двух расходящихся
направлениях (от лат. divergere — «обнаруживать
расхождение»). На других границах литосферные
плиты сходятся, и в очагах землетрясений там
чаще всего происходит сжатие. Такие границы
называют конвергентными (от лат. convergere —
«приближаться», «сходиться»), поскольку они
образуются в результате встречного движения. Эти
границы выражены в рельефе высокими горами,
глубоководными желобами, островными дугами и
расположены главным образом вокруг Тихого
океана.
Есть ещё и третий, дополнительный, вид
границ. Это прямые разломы, вдоль которых одна
литосферная плита как бы скользит, сдвигается
горизонтально относительно другой. Их называют
трансформными разломами (от англ. transform —
«преобразовывать»), поскольку, сдвигая плиту,
они переносят движение от одной активной зоны к
другой. В очагах землетрясений здесь происходит
скол пород — их сдвиг параллельно разлому.
Литосферные плиты различаются не только
размером, но также составом пород и толщиной.
Под глубоководными частями океанов литосфера
намного тоньше, чем в пределах континентов и
обширных мелководий — шельфов. Огромная
Тихоокеанская плита, которая подстилает
западную часть океана, образовалась целиком из
тонкой океанической литосферы. Большинство же
плит в одной своей части образованы
континентальной литосферой, в другой — океанической.
Например, одна часть Южно-Американской
плиты — это континент, другая её часть находится на
дне Южной Атлантики. А в Африканской плите
континентальная литосфера окружена
океанической с трёх сторон. Замечено, что чем больше
толстой континентальной литосферы, тем меньше
подвижность плиты. Это неудивительно, потому
что под континентами остаётся меньше места для
вязкого слоя — астеносферы, которая к тому же
не так разогрета и не так пластична, как под
океаном. Быстрее всех остальных двигаются
океанические плиты.
откуда и кум
движутся
ЛИТОСФЕРНЫЕ ПЛИТЫ?
Главный источник движения находится под
литосферой, где происходит круговое движение —
циркуляция, или конвекция, мантийного вещества
под действием тепловых и иных эффектов. Там, где
конвективные кольца сходятся в восходящий
поток, литосфера приподнимается и раздвигается в
стороны. Образуются срединно-океанические
хребты с их расщелинами-рифтами, где по трещинам
изливаются базальтовые лавы. Под поверхностью
дна магма, заполнившая такую трещину,
застывает и превращается в кристаллическую горную
породу. Поэтому по мере того как две половины
срединно-океанического хребта расходятся в
стороны, зияние между ними заполняется веществом,
вышедшим из глубины, и происходит образование
срединно-океаническии
хребет
глубоководный * л
жёлоб V л
Модель тектоники плит. Разрастание (спрединг) океанической литосферы происходит за счёт подъёма базальтовой
магмы, которая выплавляется из мантии. Конвективные течения уносят литосферные плиты в стороны и затягивают
их обратно в мантию.
48

новой океанической коры, разрастание морского
дна, его спрединг (от англ. spreading —
«развёртывание», «расстилание»). Скорости спрединга — от
нескольких миллиметров до 18 см в год, если
измерять их в одну сторону от оси хребта, а полные
скорости вдвое больше.
Размер земного шара на протяжении
нескольких миллионов лет (небольшого отрезка времени,
с геологической точки зрения) можно считать
неизменным. Значит, если в срединно-океаниче-
ских хребтах литосфера разрастается, то где-то она
должна поглощаться или же сокращаться за счёт
смятия в складки, надвигания одного участка на
другой» Это действительно происходит там, где
потоки мантийного вещества встречаются и затем
направляются вниз. В таких местах океаническая
литосфера сначала пододвигается под встречную
плиту и затягивается мантийными потоками на
глубину, а потом при высоких давлениях она
уплотняется и начинает сама погружаться,
«тонуть» в вязкой астеносфере, опускаясь на
поверхность нижней мантии. В некоторых местах, как,
например, под Камчаткой, литосфера затягивается
и дальше, на глубину более 1 тыс. км, где она
теряется. Такое пододвигание, погружение и
поглощение океанической литосферы называют
субдукцией. На дне океана, там, где литосфера
♦ныряет» в мантию, образуются глубоководные
желоба. Самый глубокий из них — Марианский в
Тихом океане (более 11 км). Рядом с желобами
обычно цепочкой выстраиваются действующие
вулканы, например вулканы Курильской
островной дуги и Камчатки рядом с Курило-Камчатским
жёлобом. Они образуются над тем местом, где
литосфера, наклонно уходящая на глубину,
начинает плавиться при высоких температурах и
давлениях. В разных зонах скорость субдукции
различна: от 1 до 12 см в год.
Итак, литосферные плиты движутся от средин-
но-океанических хребтов, где разрастается
океаническая литосфера, к глубоководным желобам, где
она уходит на глубину и там поглощается. Вместе
с океанической литосферой движутся и
континенты, которые, будучи спаяны с ней, образуют
единые плиты. При столкновении двух
континентов (в тектонике это называют коллизией)
происходит нагромождение высочайших гор, таких, как
Гималаи, Памир, Альпы.
Размещение зон спрединга (растяжения) и
субдукции (пододвигания), а значит, и движение
литосферных плит зависят от общих для всей
Земли глобальных процессов. В последние 200 млн
лет (мезозой и кайнозой в геологическом
летоисчислении) в движении литосферных плит
господствуют распад суперконтинента Пангея и
центробежное перемещение его частей.
Раскрылись Атлантический, Индийский и Северный
Ледовитый океаны; они продолжают разрастаться
и в наши дни.
Если в зонах спрединга рождается
океаническая литосфера, то в зонах субдукции наращивается
континентальная. В тех и других зонах располага-
новообразованная океаническая литосфера
и оси её разрастания (оси спрединга)
зоны пододвигания океанической
литосферы (зоны субдукции)
спокойные («пассивные») границы континент—океан
и затопленные морем участки континентов
В начале мезозоя единый континент Пангея был окружён
единым океаном Панталассой С тех пор Пангея постепенно
распадается, её обломки (современные континенты)
движутся центробежно, а между ними раскрываются
Атлантический, Индийский и Северный Ледовитый океаны.
На карте изображена вся поверхность Земли.
С — Северный полюс, Ю — Южный.
49

Энциклопедия для детей
M-g^ жений; оно рассматривает, как форми-
I Щщ I руется океаническая и
континентальная кора и как в зависимости от этих
движений возникают рудные месторождения и
проявляется магматизм.
Оказалось, что когда океаническая кора
погружается и возвращается в мантию, она уносит с
собой морские отложения, накопившиеся на дне,
в том числе горные породы органического
происхождения. Таким образом, воздух атмосферы, вода
океанов и даже животные и растения оказывают
влияние на состав мантии Земли до глубин в сотни,
а может быть, и тысячи километров! Время от
времени в геологической истории происходила
перестройка глубинных процессов. Прежние зоны
спрединга и субдукции литосферы отмирали,
закладывались новые, но круговорот вещества
Земли не останавливался, «машина» тектоники
плит продолжала работать.
Впечатляющая картина того, что происходит в
зонах спрединга и субдукции — самых активных
областях Земли, — каждый год пополняется всё
новыми наблюдениями. В расщелины срединно-
океанических хребтов и в глубоководные желоба
вновь и вновь опускаются исследователи в
батискафах и других аппаратах для подводного
плавания. Скважины, которые бурят со
специальных кораблей, вскрывают глубокие слои на
океанском дне и даже проникают в напряжённую
зону, где одна плита пододвигается под другую.
Сейсмологи следят за землетрясениями; геофизики
«просвечивают» литосферу и мантию упругими
волнами, измеряют электрическую проводимость
пород и идущий из глубины тепловой поток,
обнаруживают аномалии магнитного поля и силы
тяжести. С помощью спутников и радиотелескопов
измеряют направление и скорость движения
одного континента относительно другого.
Исследователи изучают особенности состава
вулканических лав, несущих информацию о глубинных
процессах. Это и многое другое лежит в основе
современного учения о тектонике литосферных
плит.
Тем удивительнее прозорливость, с которой ещё
в 30—40-х гг. XX в. Артур Холмс из Эдинбургского
университета (Великобритания) определил
основные черты всего круговорота: рождение
базальтовой коры посреди океана, её перемещение
расходящимися конвективными течениями, а
потом — погружение в глубины мантии.
Движущийся базальтовый слой он уподобил
«бесконечной транспортировочной ленте», передвигающей
континенты. Прошли десятилетия, прежде чем в
конце 60-х гг. эти идеи обрели новую жизнь в
теории тектоники плит. Она сложилась как итог
ряда блестящих исследований, особенно по
сейсмологии, магнитометрии и морской геологии.
Ведущая роль в этих исследованиях принадлежала
учёным США, Канады, Англии и Франции. XX век
подходит к концу, и можно с уверенностью
сказать, что эта теория — одно из главных
50
достижений столетия, оказавшееся очень
плодотворным для всех наук о Земле.
РОЖДЕНИЕ
ОКЕАНИЧЕСКОЙ
ЛИТОСФЕРЫ
В июне 1783 г. на острове Исландия, в северной
части Атлантического океана, земля разверзлась и
из трещины Лаки длиной 24 км хлынула
базальтовая лава. В то время никто не мог себе представить
в полной мере геологического значения
происходящего. Жидкая лава (её общий объём составил
около 12 км3) заливала всё на своём пути, покрыв
площадь 565 км2. Для жителей Исландии
извержение Лаки, сопровождавшееся выбросом
вулканического пепла и ядовитых газов, — самая
страшная катастрофа за всю тысячелетнюю
историю их обитания на острове. А между тем, как
стало ясно теперь, это одно из бесконечно
повторяющихся, обыкновенных проявлений
геологической активности на оси Срединно-Атлантичес-
0 12 3 4 млн лет
I I I I I
| ^ 4,4 см/год
Поднимаясь вдоль оси хребта и застывая,
базальтовая магма «записывает» состояние магнитного поля
Земли. Образуется базальтовая кора, которая расходится
в стороны и, подобно магнитным лентам, даёт две записи
изменений магнитного поля, дублирующие одна другую.
Показаны линейные магнитные аномалии на
Восточно-Тихоокеанском поднятии (51° южной широты),
их номера, возраст и соответствующая скорость спрединга

Земля среди планет Солнечной системы
кого хребта, приподнятый участок которого и
представляет собой Исландия. Как мы уже знаем, там
проходит граница раздвигающихся в разные
стороны литосферных плит, и за счёт магмы идёт
разрастание (спрединг) океанической коры.
Механизм этого разрастания изучали и в
Исландии, и на дне океанов. Восходящий
мантийный поток поднимает горячее вещество
астеносферы в область меньших давлений, где его
легкоплавкая часть превращается в жидкую
базальтовую магму. Она, как вода из губки,
отжимается от более тугоплавких кристаллов и
образует скопления (магматические очаги) у
подошвы литосферы. Магма находится под
постоянным давлением «крыши* вышележащих
пород. Поэтому, когда расходящиеся мантийные
течения растягивают литосферу, магма внедряется
и раздвигает её в направлении растяжения.
Жидкий расплавленный базальт
образует плоский клин
(«гидравлический клин») шириной 1—
3 м, который поднимается к
поверхности, а после застывания
превращается в вертикальное
тело горных пород, так называемую
дайку, что на старом
шотландском наречии означает «стена».
Растяжение литосферы в сре-
динно-океанических хребтах всё
время подновляется глубинными
течениями, что вновь и вновь
создаёт условия для подъёма
магмы и образования множества
параллельных друг другу даек.
Так, шаг за шагом, под напором
магмы раздвигаются литосфер-
ные плиты.
Большинство магматических
клиньев, поднимаясь со
скоростью до 100 м в час, добирается до
поверхности дна. На дне океана
происходят излияния из трещин,
очень похожие на извержение
Лаки в Исландии. При одном из
них в Восточно-Тихоокеанском
поднятии на дно вышло около
15 км3 магмы, и базальтовые
покровы разлились под водой на
площади 220 км2. Толщина таких
базальтовых покровов — от
одного до нескольких десятков метров.
По мере напластования земная
кора проседает под тяжестью
базальтов. Поэтому при спрединге
раздвиг сопровождается
опусканием земной коры, и базальтовые
покровы всё больше наклоняются
к оси хребта.
Благодаря подводным
наблюдениям известно, что большие
покровы базальтов образуются на
дне океана только при быстром
удалении литосферных плит друг от
друга. Чем медленнее они расходятся,
тем труднее подняться магме. При
малых скоростях, например в рифтах Срединно-
Атлантического хребта или в Красном море, к
поверхности дна подходит уже потерявшая часть
тепла и поэтому вязкая магма. Соприкасаясь с
морской водой, она не растекается в стороны, а
застывает в виде округлых тел, напоминающих
подушки или ветвящиеся хоботы. Такие
«подушечные» лавы нагромождаются, подобно насыпи,
прямо над трещиной, по которой поднимается
магма.
В прогретых рифтовых зонах на дне океана, где
изливаются базальты, обнаружено множество
горячих (до 330° С) источников минерализованной
воды, богатых медью, цинком, марганцем, — так
называемых гидротерм. Соединения этих и других
ось
СПРЕДИНГА
Разрастание (спрединг) океанической коры при её растяжении. Магматический
клин, внедряясь под давлением, раздвигает литосферные плиты, а потом
застывает в виде плоского вертикального тела горных пород, так называемой
дайки. Под тяжестью изливающихся на поверхность базальтов земная кора
всё больше проседает, базальтовые покровы наклоняются.
51

Энциклопедия для детей
элементов, выделяясь из раствора,
образуют на дне наросты, столбы и
трубы высотой до 27 м, т.е. с 10-
этажный дом! По трубам продолжает подниматься
горячий раствор, на выходе из него выделяются
мелкие частицы минералов, и труба как бы
дымится. Это и есть знаменитые чёрные
курильщики, вокруг которых образуются отложения,
богатые металлами, и железомарганцевые шары —
конкреции. Даже на самых больших глубинах
вокруг них кипит подводная жизнь: тут и
бактерии, и черви, и моллюски, и даже крабы.
Одна из примечательных особенностей земной
коры под океаном — многочисленные линейные
магнитные аномалии, которые тянутся линиями,
или полосами, вдоль срединно-океанических
хребтов. Аномалии располагаются симметрично
относительно оси хребта: по обе стороны размещаются
сходные аномалии и в одинаковом порядке. Важно
ещё и то, что во всех океанах удалось установить
одни и те же аномалии; им присвоили порядковые
номера. Всего их больше 70.
Всё это убедительно и просто объяснили Фред
Вайн и Друм Мэтьюз, геофизики из
Кембриджского университета (Великобритания). Когда вдоль
оси срединно-океанического хребта внедряется и
застывает базальтовая магма, она «записывает»
состояние магнитного поля Земли. Затем
застывшие базальтовые породы раскалываются
посередине и начинают расходиться в разные стороны.
Получаются как бы две магнитные ленты с двумя
дублирующими друг друга записями всех измене-
3.4 6.5 24.2 37.7 59.2 66.2 84.0 118.7 143.8 млн. лет
Линейные магнитные аномалии прослежены почти на всём дне Мирового океана. Их возраст проверяли и уточняли
с помощью глубоководного бурения, он увеличивается симметрично по обе стороны от оси срединно-океанических
хребтов По ширине полос одного возраста на карте нетрудно заметить, что в Восточно-Тихоокеанском поднятии скорость
разрастания дна (спрединга) во много раз больше, чем в Срединно-Атлантическом хребте
Видно также, что вдоль Восточно-Тихоокеанского поднятия скорость спрединга быстро убывает с севера на юг.
Рисунок карты усложняется там, где менялось направление спрединга, и молодые магнитные аномалии в таких местах
следуют под углом к более древним Стрелки — векторы скоростей спрединга, максимальная скорость — 18 см в год.
52

Земля среди планет Солнечной системы
ний магнитного поля Земли. При быстром
раздвигании океанского дна (спрединге) получается
длинная «лента», аномалии располагаются далеко
одна от другой. При медленном спрединге те же
аномалии располагаются ближе, запись
получается более сжатой. Благодаря этому удаётся
вычислить скорость спрединга по любой линии,
пересекающей срединно-океанический хребет.
Давно уже разработана общая (глобальная) шкала
магнитных аномалий, где геологический возраст
каждой датирован в миллионах лет. Измерив
расстояние от линейной аномалии до оси спрединга
или расстояние между двумя аномалиями и
разделив его на время, полученное по возрасту
аномалии, мы узнаем скорость спрединга.
Когда ещё тонкая, только что образовавшаяся
базальтовая земная кора начинает отодвигаться от
оси спрединга, под ней застывает и содержимое
магматического очага. В нижней части
океанической коры образуются кристаллические горные
породы, в результате чего её толщина
увеличивается и достигает 5—7 км.
В дальнейшем эта кора составляет основу всё
более зрелой океанической литосферы. Снизу на
подошву коры нарастают самые тугоплавкие
минералы астеносферы, оставшиеся после
выделения базальтовой магмы. Это напоминает
утолщение льда в замерзающих водоёмах. Чем
древнее океаническая литосфера, тем больше
тяжёлых, богатых железом мантийных пород
успевает нарасти к ней снизу. Под самыми
древними (юрскими) участками дна толщина этих
пород достигает 70—80 км, что в 10 раз больше
толщины земной коры. В результате средняя
плотность литосферы со временем увеличивается,
и по закону Архимеда она всё больше погружается
в вязкий подстилающий слой — астеносферу.
Океан в этом месте становится всё глубже и
глубже. Таким образом, глубина океана зависит от
возраста дна и, если возраст известен, может быть
рассчитана по формуле. По мере удаления от оси
срединно-океанического хребта дно становится
древнее. Поэтому склоны хребта делаются более
пологими и происходит их плавный, постепенный
переход к окружающим подводным равнинам, где
дальнейшее увеличение глубин незначительно.
В это же время сверху на базальтовой коре
отлагаются морские осадки. Чем дальше от оси
срединно-океанического хребта, тем больше их
успевает накопиться и тем больше глубина
отложения современных осадков. В самых древних
частях океана толщина осадочного слоя около
1 км, но у окраин континентов она бывает и во
много раз больше.
Так зреет океаническая литосфера, становясь
толще и тяжелее. Ей всё труднее удерживаться на
плаву поверх астеносферы, и при горизонтальном
сжатии она легче пододвигается под встречную
литосферную плиту и уходит на глубину. Поэтому
чем древнее дно океана, тем меньше его
сохранилось. К тому же океаны не безграничны, и при
существующих скоростях движения океаническая
литосфера * добирается» даже до са- \яеГ
мых отдалённых их окраин не дольше $Щ
чем за 180 млн лет. Океаническую
литосферу, более древнюю, чем юрская, на дне
нигде не находили, она известна только по
небольшим * клиньям», включённым в складчатые
горные пояса на краю континентов. По сравнению
со всей Землёй (её возраст — около 4,6 млрд лет)
дно океана очень молодо. В результате каменная
летопись почти всей геологической истории нашей
планеты (более 95%) сохранилась только на
континентах, и лишь последние несколько
процентов представлены также и в океане. Но зато для
этого, ближайшего к нам времени геология
океанов даёт неоценимые знания, которые служат
ключом к расшифровке и более ранней истории
Земли.
ТАМ, ГДЕ СХОДЯТСЯ
ЛИТОСФЕРНЫЕ ПЛИТЫ
Разнообразные по геологическим последствиям и
иногда драматические события происходят там,
где сходятся литосферные плиты. В 70-е гг. XX
столетия экраны всего мира обошёл
художественный фильм * Гибель Японии». Сюжет его строился
на вполне научных предпосылках: дно Тихого
океана пододвигается под Японские острова и
разрушает их, увлекая на глубину целые участки
побережья. Всё это сопровождается землетрясениями,
извержениями вулканов и несёт гибель населению
страны. К счастью, эта картина далека от
реальности: воображение авторов фильма ускорило ход
событий в сотни тысяч раз! То, что они изобразили,
действительно может произойти с Японией, но
через десятки миллионов лет.
Мы уже знаем, что при встречном движении
двух литосферных плит одна из них может
пододвигаться под другую, затягиваться на
глубину и погружаться в мантию — всё это называют
субдукцией. Если сходятся континентальная и
океаническая литосферные плиты, то вниз всегда
уходит океаническая, потому что она тяжелее и,
плавая на астеносфере, погружена в неё глубже.
Такие зоны субдукции наклонены под континент.
Если же сходятся две океанические плиты, то вниз
уходит более древняя из них, поскольку она толще
и тяжелее. Например, на юго-западе Тихого океана
зона субдукции островов Новых Гебрид направлена
под молодую литосферу моря Фиджи и, таким
образом, наклонена к океану. А недалеко оттуда,
вдоль островов Тонга и Кермадек, где более
древняя литосфера подходит со стороны океана,
еубдукция направлена в обратную сторону, от
океана.
Погружение океанической литосферы
начинается в глубоководном жёлобе. Сначала
погружающаяся литосферная плита уходит вниз полого,
под небольшим углом к горизонтали (10—35°).
Перемещаясь на глубину, породы испытывают всё
большее давление и уплотняются. Океаническая
53

Энциклопедия для детей
плита начинает тонуть в астеносфере,
перегибается и следует вниз под
крутым углом, иногда почти вертикально.
Наконец, опустившись до более плотной нижней
мантии (на глубину около 670 км), она
направляется более полого, а затем почти
горизонтально. Об этом нам говорят сейсмические волны,
которые «просвечивают» недра Земли. Плотная,
холодная и упругая плита хорошо выделяется
среди окружающей её разогретой и вязкой
астеносферы.
Путь уходящей на глубину литосферной плиты
прослеживается и по очагам многочисленных
землетрясений. Первые очаги появляются уже в
океане под склоном жёлоба, где литосфера
перегибается, прежде чем «нырнуть» в мантию. При этом
на внешней стороне изгиба она растягивается и
растрескивается.
Гораздо больше землетрясений, в том числе
катастрофических по своей силе, происходит
дальше, там, где океаническая литосфера
упирается в край встречной плиты, отжимается вниз
и начинает пододвигаться под неё. Очаги
землетрясений размещаются здесь на границе плит, и в
них происходит скол пород в направлении подо-
двигания.
Ещё дальше, на глубинах свыше 60—100 км,
где океаническая плита опускается в вязкую
астеносферу, землетрясений становится меньше.
Их очаги размещаются уже не на границе, а внутри
опускающейся плиты. Они образуются оттого, что
горные породы нагреваются и расширяются. Затем
они сжимаются под высоким давлением, когда
слагающие их минералы начинают переходить в
минералы с более плотной «упаковкой» атомов.
Погружаясь в астеносферу, плита как бы
потрескивает, «погромыхивает» своими сейсмическими
очагами.
Так она попадает в окружение всё более
горячего мантийного вещества. По мере погру-
Вулканы
Глубоководный
жёлоб
1500
2000 км
-3%
+3%
Аномалии скорости сейсмических волн
Зона субдукции под Идзу-Бонинской островной дугой в Тихом океане Холодная и плотная литосферная плита
(заметно по повышенным скоростям сейсмических волн/ круто уходит вниз, затем следует горизонтально над поверхностью
нижней мантии. Её путь сначала отмечен очагами землетрясений, образующими наклонную зону
скопления сейсмических очагов (зону Беньофо) По мере погружения плита разогревается, но расстоянии 800 км
от желоба она настолько теряет упругие свойства, что при дальнейшем движении землетрясения в ней не рождаются
54

Земля среди планет Солнечной системы
жения литосферная плита разогревается
настолько, что теряет способность раскалываться, и
возникновение в ней землетрясений становится
невозможным. Поэтому дальше субдукция идёт без
землетрясений. В разных зонах это происходит на
различной глубине: 670—700 км — под
островными дугами Тонга, Новые Гебриды и Марианской
на западе Тихого океана, 140 км — в Мексике и
всего лишь на глубине в несколько десятков
километров от поверхности под Каскадными
горами в Кордильерах. Чем выше скорость
субдукции, чем древнее (а значит, толще и
холоднее) океаническая литосфера, тем дальше от
жёлоба успеет она продвинуться до своего полного
разогревания. И действительно, под Японией, где
относительно древняя литосфера (возраст которой
130 млн лет) пододвигается со скоростью до 10 см
в год, очаги землетрясений прослеживаются в
наклонной зоне на расстоянии до 1400 км от
жёлоба.
Такие наклонные зоны, проникающие глубоко
в мантию Земли, в которых происходит множество
землетрясений, привлекли внимание учёных сразу
же после того, как в 1935 г. их впервые обнаружил
японский сейсмолог Кию Вадати.
20 лет спустя сейсмолог из
Калифорнийского технологического
института Хуго Беньоф подвёл
итоги изучения этих зон во всём
мире, и с тех пор их называют
зонами Беньофа. Это самые
мощные скопления очагов
землетрясений на земном шаре.
Именно над зонами Беньофа,
рядом с глубоководными
желобами, размещаются цепи
действующих вулканов, которые
протянулись на многие тысячи
километров вокруг Тихого океана и
образуют его «огненное кольцо».
Появление этих вулканов не
случайно: когда при субдукции
океаническая плита попадает в
область высоких давлений и
температур, на глубине 100—200 км из
неё выделяются так называемые
флюиды и, возможно, некоторое
количество расплавленного
вещества. Литосфера продолжает
погружаться, а отделившиеся от
неё вещества направляются вверх,
где у подошвы земной коры и
внутри неё образуются очаги
магмы. Время от времени магма
прорывается к земной
поверхности и извергается; появляются
вулканы.
Таковы действующие вулканы
на островных дугах всего земного
шара (Курило-Камчатской,
Алеутской и других), а также на краю
Южно-Американского
континента, в тысячекилометровых
вулканических цепях Анд. Над зоной
субдукции образовались и вулканы
Эгейского моря, в том числе Санторин,
грандиозный взрыв которого за 1500 лет до н.э.
считают главной причиной гибели крито-микен-
ской цивилизации.
Отделение флюидов при субдукции происходит
на определённой глубине, и именно над этим
местом появляются вулканы. Отсюда вытекает
простая геометрическая закономерность
размещения вулканов: чем круче наклонена зона
субдукции (берущая начало от глубоководного
жёлоба), тем ближе к жёлобу вулканическая цепь.
Например, в Японской островной дуге расстояние
от к вулканического фронта» до оси жёлоба около
250 км, а в соседней Идзу-Бонинской островной
дуге (к югу-востоку), где океаническая плита
погружается круче, — всего лишь 160—170 км.
Эта закономерность отмечается повсеместно.
Иногда при субдукции край встречной плиты,
подобно бульдозеру, соскребает слои морских
отложений с пододвигающейся под неё
океанической литосферы. Слои сминаются в складки, и так
образуется целый складчатый пакет. В результате
Вулканическая островная дуга
При субдукции
и температур,
Над этим местом
океаническая литосфера попадает в область высоких давлений
где от неё отделяются флюиды и, возможно, немного расплава.
образуются магматические очаги, а на поверхности — цепочки
вулканов. Линии с цифрами указывают температуру.
55

Энциклопедия для детей
При погружении аппарата «Наутилус» в
Японский глубоководный жёлоб, где дно
Тихого океана пододвигается под островную дугу,
была обнаружена подводная гора Косима.
Отколовшиеся от неё части уже затянуты в зону субдукции
край континента или островной дуги
наращивается в сторону океана. Обычно, как, например,
у берегов Мексики, ширина такого пакета не
превышает 20—30 км, но при благоприятных
условиях она может быть гораздо больше. Так,
перед дугой Малых Антильских островов,
отделяющей Карибское море от Атлантического
океана, глубоководный жёлоб заполняется
обильными выносами реки Ориноко. Видимо, и в
прошлом туда поступало много осадочного
материала, и поэтому ширина полосы, образовавшейся
из смятых донных осадков, достигает почти
300 км.
У побережья Гватемалы в Центральной
Америке, наоборот, силы трения в зоне субдукции
настолько малы, что осадки, покрывающие
океаническую плиту, не задерживаются в жёлобе, а
пододвигаются вместе с плитой под край
континента. Благодаря бурению скважин удалось выяснить,
что «смазкой», уменьшающей трение, служит
сверхвысокое давление разогретой воды,
заполняющей все поры и трещины на границе плит.
В таких условиях субдукция поглощает не
только морские осадки, но даже вулканические
горы, которых немало на дне океана. Вот что
открылось взору исследователей летом 1985 г.,
когда в аппарате «Наутилус» они опустились в
Японский жёлоб на глубину 6 км от поверхности
океана. В этом месте на дне находилась древняя
вулканическая гора Касима, которая постепенно
«подъехала» к жёлобу на подстилающей её
литосфере, как на ленте транспортёра. Когда
«лента» начала опускаться и уходить под
островную дугу, гора Касима раскололась, и сейчас её
части тоже затягиваются под склон жёлоба.
В некоторых зонах субдукции край встречной
литосферной плиты соскребает слои морских
отложений с пододвигающейся океанической коры
Так наращивается в наши дни тихоокеанская
окраина Северной Америки в штате Орегон
Но есть и другие зоны субдукции, где, напротив,
силы сцепления между плитами очень велики. Это
проявляется на Тихоокеанском побережье Южной
Америки, в Чили, где пододвигающаяся
океаническая плита отделяет и захватывает с собой целые
участки противостоящего берега. При сильном
сцеплении плит и их встречном движении там
накапливаются большие напряжения и
происходят сильные землетрясения. Это можно сравнить
с пружиной, которую мы сжимали всё сильнее, но,
соскользнув с упора, она мгновенно
распрямляется. Так же в какой-то момент освобождается
энергия и на границе плит. Они резко смещаются,
и земля содрогается. В мае 1960 г. такое
землетрясение произошло на юге Чили, в районе
города Вальдивия, где побережье сразу опустилось
на 1—2 м, наклонилось в сторону континента и
немного сдвинулось от него к глубоководному
жёлобу. Океанские воды навсегда затопили тысячи
гектаров прибрежной равнины, и только местами
над уровнем моря выступали крыши уцелевших
строений и вершины деревьев.
В редких случаях край континента
сталкивается с островной дугой. Бывает также, что
закрывается неширокий, ещё только начавший
формироваться глубоководный бассейн, такой,
как Красное море. Тогда тяжёлая океаническая
литосфера выжимается вверх и надвигается на
континентальную окраину. В противоположность
субдукции такое явление называют обдукцией.
Огромный участок океанической литосферы,
длиной почти 500 км и шириной до 100 км, был
надвинут подобным образом на восточную
оконечность Аравийского полуострова. Он так и остался
лежать там, а позднее, изрезанный многочис-
56

Земля среди планет Солнечной системы
<^
7\^ч
ленными долинами и оврагами, превратился в
горную гряду Оман. Некоторые овраги, прорезав
бывшую океаническую кору, вскрыли в её породах
рудные залежи. При
выветривании руды приобрели яркую
окраску, которая ещё в доисторические
времена привлекла внимание
человека. До наших дней здесь
сохранились остатки простейших
горных выработок. Так благодаря
обдукции рудокопам древности
стали доступны месторождения,
образовавшиеся среди чёрных
курильщиков в тёмных пучинах
океана.
Иногда там, где сходятся лито-
сферные плиты, сталкиваются два
континента — это, как мы уже
знаем, называют коллизией. При
коллизии лёгкая гранитная
♦облицовка» континентальных лито-
сферных плит не поддаётся
заталкиванию и затягиванию в
мантию. Она слишком плавучая,
чтобы погрузиться в астеносферу, и
поэтому отслаивается отдельными
огромными пластинами, которые
нагромождаются у поверхности в
виде горных сооружений. Самый
яркий пример такого
горообразования — поднятие цепи Гималаев
и Тибетского нагорья в ходе
столкновения Индостана с
южным краем Евразиатского
континента. Это поднятие началось
45—50 млн лет назад и
продолжается поныне. Близ поверхности
земли * скучиваются» лёгкие
породы верхов континентальной литосферы, а вся
остальная, нижняя тяжёлая её часть в это же
время круто погружается в астеносферу почти так
же, как это происходит при субдукции. Подробнее
о горообразовании, о связанных с ним
землетрясениях и вулканических извержениях
рассказывается в статье * Образование гор».
СЛОЖНАЯ
СУММА ДВИЖЕНИЙ
Если все литосферные плиты на Земле находятся
в непрерывном движении, то как измерить его
направление и скорость? Ведь для этого надо иметь
какую-то неподвижную точку отсчёта, по
отношению к которой и будет определяться их
движение. Ни одна из литосферных плит не может
служить таким ориентиром. Горизонтальное
движение мы замечаем главным образом на границе двух
плит или сравнивая повторные измерения
расстояния между точками, находящимися на разных
плитах. Это всего лишь относительные движения,
т.е. движения одних плит относительно других.
•
9
•1>
■?■
4?
Г - *
-
. * .
-гГ
-
* "
.
' -
<г
7** /^
В редких случаях, когда при субдукции край континента сталкивается
с островной дугой (верхний рисунок) или когда закрывается неширокая зона
спрединга (нижний рисунок), тяжёлая океаническая литосфера выжимается
и надвигается на континентальную окраину.
Они очень важны, но не дают полного
представления о перемещении литосферы по отношению к
глубоким недрам Земли, т.е. к её нижней мантии
и ядру.
Один из способов вычисления расстояний
между континентами — определение разности во
времени приёма радиосигнала квазара, очень
далёкого космического источника
радиоизлучения, находящегося вне нашей Галактики.
Моменты приёма сигнала определяют и сравнивают по
атомным часам, точность хода которых составляет
несколько десятимиллиардных долей секунды!
При другом способе используются лазеры: луч с
одного континента направляют на Луну или на
искусственный спутник Земли таким образом,
чтобы, отражённый, он попал в нужную точку на
другом континенте. Оба способа дают почти
одинаковую точность и позволяют уловить
изменение расстояния между континентами,
произошедшее за несколько лет. Относительные
движения были измерены подобным образом между
всеми литосферными плитами.
Относительные движения плит, происходящие
за длительное время (миллионы лет), изучают
57

Энциклопедия для детей
другими методами. Мы уже знаем, как
по размещению и возрасту линейных
магнитных аномалий на дне океана
вычисляют скорость спрединга по одну сторону от
оси срединно-океанического хребта. Если эту
величину удвоить, получим полную скорость
относительного движения двух расходящихся от
хребта литосферных плит.
Но как измерить движение литосферной плиты
в координатах планеты Земля, т.е. по отношению
к её глубоким недрам? Эта задача решается только
приблизительно, на основе гипотезы о горячих
точках, которую высказал в 1963 г. Дж. Тузо
Вилсон из Университета Торонто (Канада). После
посещения Гавайских островов в Тихом океане он
предложил объяснение того факта, что
действующие вулканы этих островов находятся на
окончании целой гряды давно уже остывших
древних вулканов, протянувшейся на 2600 км к
северо-западу вдоль подводного Гавайского хребта.
Возраст этих вулканов увеличивается по мере
удаления от Гавайских островов, а самый дальний
вулкан этой гряды извергался 42 млн лет назад.
Согласно гипотезе, вулканические извержения
происходят сейчас в той «горячей точке», где снизу
к подошве литосферы подходит пересекающая
астеносферу восходящая мантийная струя. Она
несёт с очень больших глубин тепло и вещество,
которые необходимы для образования
магматического очага. Если литосфера перемещается,
скользит над неподвижной мантийной струёй, то вместе
с ней отодвигается вулкан, и так выстраивается
цепочка мёртвых вулканических гор, причём
каждая следующая моложе предыдущей. Мантий-
Над горячей мантийной струёй (в «горячей точке»)
образуется вулкан. Если литосфера перемещается, вместе
с ней отодвигается вулкан, и так выстраивается цепочка
мёртвых вулканических построек, причём каждая
следующая моложе предыдущих.
ная струя как бы прочерчивает снизу на
скользящей над ней океанической плите свой горячий
след. По возрасту вулканов и расстоянию между
ними определяют скорость движения литосферной
плиты, которая для Гавайского хребта оказалась
равной 10 см в год.
В дальнейшем удалось обнаружить более 20
таких «горячих точек». Там, где следы, идущие от
них, отчётливы (как в случае Гавайского хребта),
прослежен путь движения литосферы за десятки
миллионов лет. По изломам линий, прочерченных
мантийными струями, судят об изменениях
направления, в котором двигались литосферные
Тихоокеанская
плита
^ПРОЦЕССОРК
зоны пододвигания океанических
плит (зоны субдукции)
Горизонтальное движение одной литосферной плиты относительно другой определяют путём многократных точных
измерений расстояния между ними, которые проводят в течение нескольких лет Один из способов измерения по разности
времени приёма космического радиосигнала. Время при этом сравнивают по атомным часам Справа —
результат таких определений для Гавайских и Маршалловых островов (Тихоокеанская плита),
приближающихся к Евразии Эта плита пододвигается под остров Хонсю со скоростью около 6 см в год
58

Земля среди планет Солнечной системы
плиты. Оказалось, что переломные моменты
геологической истории, такие изменения
происходили одновременно с несколькими плитами.
Такие движения литосферы относительно
глубоких недр Земли условно называют абсолютными
движениями. К сожалению, точность их измерения
невелика, к тому же главные ориентиры —
мантийные струи — нельзя считать вполне
неподвижными даже для не очень длительных
отрезков геологической истории.
Если по стрелкам-векторам на карте лито-
сферных плит сравнить движение плит на запад и
восток, нетрудно заметить, что первое преобладает.
А это означает небольшое общее проворачивание
на запад всей литосферы Земли относительно её
ядра и нижней мантии!
Геофизики и астрономы давно уже знают, что
приливные волны, вызываемые притяжением
Луны, непрерывно возмущают не только океанскую
воду, но и земную кору, где они намного меньше
и поэтому незаметны. При образовании такой
волны литосфера сопротивляется изгибу, что
порождает силы приливного торможения. Под
действием этих сил в ходе вращения Земли вокруг
собственной оси литосфера немного отстаёт от
более глубоких оболочек, которые отделены от неё
пластичной астеносферой. В таком западном
дрейфе участвуют и важнейшие зоны спрединга,
такие, как Срединно-Атлантический хребет и
КОНТИНЕНТЫ
Континенты, или материки, — это огромные
массивы-плиты сравнительно мощной
земной коры (толщина её 35—75 км),
окружённые Мировым океаном, кора под которым тонкая.
Геологические континенты несколько больше их
географических очертаний, т.к. имеют подводные
продолжения.
В строении континентов выделяются три типа
структур: платформы (плоские формы), орогены
(рождающиеся горы) и подводные окраины.
ПЛАТФОРМЫ
Платформы отличаются пологохолмистым,
низменным или платообразным рельефом. У них есть
щиты и толстый многослойный чехол. Щиты
сложены очень прочными породами, возраст
которых от 1,5 до 4,0 млрд лет. Они возникли при
Восточно-Тихоокеанское поднятие; M-g^
они тоже перемещаются на запад. | <™s7
Таким образом, быстрые движения
литосферных плит от зон растяжения (спрединга)
к зонам пододвигания (субдукции), обусловленные
циркуляцией мантии, накладываются на их
общее, хотя и неодинаковое, смещение в западном
направлении. Самое устойчивое положение при
этом сохраняют зоны субдукции на западе Тихого
океана (под островными дугами и желобами на
востоке Азии и Австралии), которые круто уходят
вниз и, таким образом, глубоко «заякорены» в
мантии.
Западным дрейфом литосферы под действием
сил приливного торможения объясняют
асимметрию Тихого океана: с одной стороны он
обрамляется гирляндами островных дуг, а с
другой — берегами континентов. Этот дрейф
определил и надвигание Северной Америки на
Восточно-Тихоокеанское поднятие, что сильно
повлияло на горообразование и вулканизм в
Кордильерах.
Если в дополнение к сказанному напомнить о
центробежном перемещении континентов по мере
распада Пангеи, то станет ясно, насколько сложна
сумма всех движений, в которых участвуют
литосферные плиты. И не одному поколению
исследователей предстоит ещё потрудиться над её
расшифровкой.
высоких температурах и давлениях на больших
глубинах.
Такие же древние и прочные породы слагают и
остальную часть платформ, но здесь они скрыты
под толстым плащом осадочных отложений. Этот
плащ называется платформенным чехлом. Его
действительно можно сравнить с чехлом для
мебели, который сохраняет её от повреждений.
Части платформ, покрытые таким осадочным
чехлом, называются плитами. Они плоские, как
будто слои осадочных пород прогладили утюгом.
Около 1 млрд лет назад начали накапливаться
слои чехла, и процесс продолжается до настоящего
времени. Если бы платформу можно было
разрезать огромным ножом, то мы увидели бы, что она
похожа на слоёный пирог.
ЩИТЫ имеют округлую и выпуклую форму.
Они возникли там, где платформа очень
длительное время медленно поднималась. Прочные породы
СТРОЕНИЕ ЗЕМНОЙ
КОРЫ КОНТИНЕНТОВ
И ДНА ОКЕАНОВ
59

Энциклопедия для детей
подвергались разрушительному
действию воздуха, воды, на них оказывала
влияние смена высоких и низких
температур. В результате они растрескивались и
рассыпались на мелкие кусочки, которые
уносились прочь, в окружающие моря. Щиты сложены
очень древними, сильно изменёнными
(метаморфическими) породами, образовавшимися несколько
миллиардов лет на больших глубинах при высоких
температурах и давлениях. В некоторых местах
высокая температура заставляла породы
плавиться, что приводило к формированию гранитных
массивов.
Посмотрите на минутную стрелку часов — она
довольно медленно перемещается, но движение её
можно заметить. Для того чтобы увидеть подъём
земной коры, не хватит всей человеческой жизни.
Так же медленно удаляются со щитов
разрушенные породы. Подсчитано, что в течение одного года
может быть смыт слой толщиной 0,03 мм, т.е.
намного тоньше листа бумаги. Но этот процесс
продолжается уже более 600 млн лет, и
разрушение происходит непрерывно, а значит, со щитов за
это время было удалено более 15 км отложений.
Правда, были ещё и эпохи оледенений. Ледник,
двигаясь по щитам, сдирал с них, как бульдозер,
огромные массы пород и переносил на большие
расстояния. Даже в Подмосковье встречаются
окатанные валуны, которые ледник притащил с
Балтийского щита (где сегодня располагаются
Финляндия, Карелия, Швеция и Норвегия),
проделав путь во многие сотни километров. Поэтому
не удивительно, что в пределах щитов
обнаруживаются породы, которые когда-то находились на
глубинах около 20 км.
На щитах открыты разнообразные
месторождения полезных ископаемых, таких, как железо,
свинец, цинк, золото, уран. На какую же глубину
в недра щитов уходят пласты этих месторождений?
Хватит ли их запасов для будущих поколений
людей? И что же залегает под древнейшими
породами, обнажающимися на щитах?
Ответы на эти вопросы учёные получают с
помощью сверхглубоких (более 12 км) скважин.
Такие скважины сейчас есть во многих странах
мира, но впервые сверхглубокую скважину
пробурили в России на Кольском полуострове.
В фантастическом романе Алексея
Николаевича Толстого «Гиперболоид инженера Гарина»
главный герой Пётр Петрович Гарин изобрёл
гиперболоид — прибор, собирающий световую
энергию в узкий луч (через 30 лет физики
действительно создали такой прибор и назвали его
лазером). С помощью гиперболоида Гарин
пробурил на острове в океане глубокую 8-километровую
шахту сквозь толщу земной коры до оливинового
пояса и начал добывать расплавленное золото.
Под верхним слоем земной коры, состоящим из
гранитов и очень прочных, изменённых в глубине
метаморфических пород, находится
«базальтовый» слой, в котором много минерала оливина.
Однако этот слой не расплавленный, а твёрдый.
Предполагали, что на Кольском полуострове он
располагается на глубине 10 км. Поэтому именно
здесь начали бурение сверхглубокой скважины. Её
глубина превысила 12 км (это самая глубокая
РАСПОЛОЖЕНИЕ КРУПНЕЙШИХ СТРУКТУР КОНТИНЕНТОВ
■ древние
I платформы
| молодые
I платформы
складчатые
■ области
границы г1 ■ пассивные
г,™?,™, ^^■континентальные
платформ I 1 окраины
активные
континентальные
окраины
60

Земля среда планет Солнечной системы
*
Кольская сверхглубокая скважина.
Буровая установка располагается
в высотной части здания для того,
чтобы бурение могло вестись зимой и летом.
скважина в мире), но «базальтовый» слой так и не
был достигнут. Тем не менее бурение показало, что
на больших глубинах содержатся крупные запасы
никеля, меди и других металлов. Оказалось также,
что на 12-километровой глубине температура
пород не очень высокая — около 100° С. И там,
несмотря на огромное давление, были обнаружены
трещины, заполненные минерализованной водой.
Расплавленного золота там, разумеется, не
оказалось. Зато люди убедились в том, что запасов
самых разных полезных ископаемых им хватит
ещё на многие десятилетия.
ПЛИТЫ. Прочное основание
платформ, т.е. их фундамент, покрыто
чехлом, состоящим из горизонтально
залегающих осадочных пластов, образовавшихся
как в море, так и на суше. Крупные районы
платформ, в которых фундамент перекрыт чехлом,
называются плитами. Моря, заливавшие плиты,
были неглубокими. Реки сносили в них рыхлый
материал, образовавшийся за счёт разрушения
пород постоянно вздымавшихся щитов. В мелком,
тёплом море в изобилии развивались живые
организмы. Их остатки накапливались на морском
дне, образуя толщи органогенных осадочных пород
(см. ст. «Горные породы», раздел «Осадочные
породы»). Медленное опускание плит как бы
уравновешивалось накоплением осадочных толщ.
Некоторые плиты в древние геологические
эпохи были залиты лавами вулканов и засыпаны
туфами, а в слои осадочных пород внедрялась и
застывала магма в виде пластовых интрузий.
Такие вулканические поля называются траппами
(от шведск. «trapp» — «лестница»).
Действительно, после того как реки прорезают толщу
базальтов, их пласты образуют как бы гигантскую
лестницу на склонах долин, т.к. базальты очень
прочны и плохо разрушаются, а потому создают
уступы, напоминающие ступени.
Берега морей на платформах постоянно
изменялись. Бывало, что море ненадолго заливало и
щиты. Периоды расширения морского
пространства называются трансгрессиями. В другие времена,
наоборот, площадь, занятая Мировым океаном,
сокращалась, т.е. происходили регрессии, и
накопленные на морском дне осадки начинали
размываться.
Толщина осадочного чехла плит неравномерна.
Там, где земная кора прогибалась в течение
длительного времени, накопился очень мощный
чехол — до 20 км. В нём встречаются пласты
натриевых и калийных солей. Под неравномерной
нагрузкой перекрывающих пластов соли начинают
Возраст пород:
архейский и
Щ нижнепротерозойский
верхне протерозойский
■:
1 нижнепалеозойский 1 мезозойский
верхнепалеозойский 1 кайнозойский
ы
разломы
магматические
образования
61

Энциклопедия для детей
медленно «всплывать» вверх,
прорывая осадочные породы, и даже
иногда выходят на поверхность.
Возникают соляные купола. Каменная соль, очутившись
на земной поверхности, начинает растворяться
дождевой водой. Иногда над куполами образуются
озёра с очень солёной водой, такие, например, как
озёра Баскунчак и Эльтон в Прикаспийской
впадине. Вода в них, насыщенная солями, такая
тяжёлая, что человек, не умеющий плавать,
выталкивается на поверхность, как поплавок, и не
тонет.
Медленные и спокойные колебательные
движения платформ вверх и вниз иногда прерываются
более интенсивными движениями. Это означает,
что наступил период активной жизни платформ.
Как правило, такие периоды обусловлены
проявлениями рифтогенеза, который на платформах
сопровождается подземными толчками
(землетрясениями) и образованием активных вулканов.
Иногда он приводит к расколам континентов и
удалению друг от друга вновь образовавшихся
блоков. Подробнее об этом будет рассказано в
разделе «Рифтогенез».
Кроме того, на платформы оказывают влияние
активные тектонические процессы, происходящие
в смежных орогенных, или горных, областях.
Землетрясения в горных областях вызывают
колебания фундамента платформ. Так,
происшедшее в Румынии в 1977 г. землетрясение привело к
большим разрушениям в Бухаресте, затронуло
молдавские города и даже ощущалось в Москве, на
расстоянии более чем 1500 км от эпицентра.
Соседние с платформами орогены влияют на
них и другими способами, для понимания которых
необходимо рассмотреть сами орогены.
ОРОГЕНЫ
Слово «орогены» в переводе означает
«рождающиеся горы». Это очень неспокойные области
Земли. Они протягиваются широкими поясами по
окраинам или внутри континентов, отделяя
платформы друг от друга. В орогенах находится боль-
62
К. Д. Фридрих. «Сельский ландшафт». XIX в

шая часть действующих вулканов. Здесь часто
происходят сильные землетрясения.
Вспомните волны, которые возникают на море
во время шторма. Пласты осадочных пород в
орогенах образуют нечто похожее на гигантские
застывшие волны. Ещё здесь есть лавы и туфы,
тоже смятые и разорванные. Волны-складки
покрыты сетью трещин и разломов, по которым
поднявшаяся из глубин магма проникла внутрь
земной коры и застыла. Продолжая сминаться,
складки наваливаются друг на друга и образуют
многослойные пакеты из пластин, которые
называются тектоническими покровами.
Прочные платформы сдавливают и сжимают
податливые осадочные массы. Если они,
сближаясь, сталкиваются, то горные пояса
располагаются внутри континентов и называются внутри-
континентальными.
Чем выше скорость сближения, тем сильнее
сжатие и выше скорость поднятия горных
сооружений. Если сближаются континентальная
платформа и земная кора под океаном, то образуется
окраинно-континенталъный орогенный пояс.
Здесь происходят более сильные извержения
вулканов и землетрясения, чем во внутрикон-
тинентальных поясах.
Континенты неоднократно меняли свои
очертания и направления движения, не раз они
сталкивались между собой. Поэтому
горно-складчатые пояса образовались в разное время и имеют
различный возраст. На тектонической карте они
окрашены в разные цвета. Жёлтая окраска отдана
молодым мезозойским и кайнозойским
складчатым поясам, появившимся 200—250 и 50—
100 млн лет назад соответственно. Коричневым
цветом показано распространение более древних
горных поясов, возникших в палеозое. Возраст их
до 600 млн лет.
Чем выше горы, тем интенсивнее они
разрушаются. Удаляющиеся с них обломки не уносятся
далеко, а накапливаются в прогибах земной коры,
возникающих по краям поднимающихся горных
систем.
Под молодыми горными поясами земная кора
очень толстая — до 70 км. У них есть как бы
глубокие корни из относительно лёгкого вещества
земной коры, опущенного в более тяжёлую
мантию. Попробуйте погрузить в воду надутый
воздухом резиновый шарик. Его начинает
выталкивать известная Архимедова сила. То же самое
происходит и с толстой земной корой орогенов.
Только всплывает она гораздо медленнее, чем
шарик. Это продолжается довольно долго после
сближения литосферных плит.
По мере подъёма и разрушения гор толщина
земной коры орогенов уменьшается до обычных
для платформ 40 км. Поднятия прекращаются.
Горы разрушаются и превращаются во
всхолмленную равнину. Бурная жизнь земной коры в этой
области на время приостанавливается, и бывшая
горная страна — ороген — становится молодой
континентальной платформой. Она начинает мед-
Земля среда планет Солнечной системы
ленно погружаться, и на ней накапли- з5Л^
ваются толщи морских осадков, ко- ffiBf \
торые часто содержат крупные запасы
нефти и газа. Ими богата, например, Западно-
Сибирская равнина — огромная плита одной из
таких молодых платформ.
Итак, мы познакомились с тем, как устроены
надводные части континентов; побываем теперь на
их подводных продолжениях — континентальных
окраинах.
ПОДВОДНЫЕ
КОНТИНЕНТАЛЬНЫЕ
ОКРАИНЫ
Для того чтобы узнать об устройстве
континентальных окраин, совершим путешествие на
фантастическом подводном вездеходе — океаноходе,
созданном наподобие уже существующего
лунохода, который по командам с Земли передвигался
по Луне.
Путешествие начинается от Арктического
побережья России на север, но аналогичную картину
можно видеть, если двигаться от восточных
берегов Северной или Южной Америки. Сначала
океаноход погружается на подводное продолжение
низменной прибрежной равнины. Глубина моря
медленно возрастает до 200 м. Подводная равнина
такая же плоская и ровная, поэтому получила
название шельф, что в переводе с английского
языка означает «полка». Подобно плитам
материков, шельф богат нефтью и газом. Некоторые
страны, например Англия и Норвегия, полностью
снабжают себя жидким топливом из подводных
месторождений на шельфе Северного моря.
Путешествие продолжается, но погружение
происходит быстрее, потому что уклон дна
увеличился до 3—5°. Мы попали на континентальный
склон, обращенный в сторону открытого океана.
Он изрезан глубокими долинами — каньонами,
размытыми придонными течениями, которые
сносят с шельфа и склона осадочный материал
подобно рекам суши. На континентальном склоне
земная кора ещё тоньше — до 10—15 км. Здесь
гранитный слой, покрывающий материки и их
подводные продолжения, оканчивается.
Теперь, спустившись со склона, погружаемся на
глубину 3—4 км. Здесь располагается
континентальное подножие. Оно слегка всхолмлено от
неравномерного выпадения осадков из потоков,
стекающих сюда по каньонам с континентального
склона.
Континентальное подножие — это настоящее
океанское дно и в геологическом отношении.
Мелкие частицы, которые в изобилии сносятся с
шельфа, откладываются и на склоне, и на его
подножии, постепенно засыпая их. Континент как
бы разрастается вширь.
Во время путешествия мы пока не видели ни
одного вулкана и нас не беспокоили
землетрясения. Про такие области говорят, что здесь
спокойная тектоническая обстановка. Такой тип
63

ТЕКТОНИЧЕСКАЯ КАРТА
Участки распространения платформенного чехла (плиты)
Н| с относительно неглубоким залеганием фундамента
—I с глубоким залеганием фундамента
Области байкальской складчатости
rr"j Области каледонской складчатости
| Области герцинской складчатости
| I Герцинские краевые прогибы
I Области мезозойской складчатости
| | Срединные массивы
| j Мезозойские краевые прогибы
Эпипалеозойские и эпимезозойские плиты
(чехол молодых платформ)
Г I с относительно неглубоким залеганием фундамента
с глубоким залеганием фундамента
&Z7] к
I о
ТЕК!
j Области кайнозойской складчатости
I I Кайнозойские краевые прогибы
CZ)
140е
120е ЮО* 80е 60е 40* 20* О'

и «улканическии пояс
анический пояс
конического типа, поднятые над уровнем моря
ВЛАСТИ ДНА МОРЕЙ И ОКЕАНОВ
ной корой материкового типа
ы материков
Области с земной корой океанического типа
| | Океанические платформы
I fl Краевые океанические желоба
I Срединноокеанические хребты
_^^" Разломы
40е 60' 80е 100* 120* 140*
160°
180*
Масштаб 1:100 000 000 (в 1 см 1000 км)
1000 0 1000 2000 3000 4000 5000 км
На тектонической карте
мира изображены
«составные части» земной
коры: возвышающиеся над
океаном и погружённые
неглубоко под воду
складчатые сооружения
материков, вулканические
пояса и тектонические
структуры дна океанов.

Энциклопедия для детей
континентальных окраин широко
распространён в Атлантическом океане.
Путешествие в глубь Тихого океана
от берегов Южной Америки, Азии или Новой
Зеландии было бы более опасным и сложным.
Двигаясь от Азии и пересекая шельф и
континентальный склон, сначала увидим знакомую
картину. Но спуститься здесь предстоит в уменьшенное
подобие океана — глубоководную котловину
окраинного моря. Над её ровным дном
возвышаются отдельные подводные горы — потухшие
вулканы. Пересечём котловину и начнём
подниматься по склону гигантского хребта, отдельные
вершины которого выступают над водой и
образуют архипелаги островов — островные дуги. На
самом склоне встречаются действующие вулканы.
Во время извержений лава изливается из них на
дно и быстро затвердевает, принимая причудливые
формы.
Взберёмся ненадолго на вершину: с неё хорошо
видно, что цепочки островов образуют дуги,
выгнутые в сторону открытого океана. Острова
увенчаны многочисленными вулканами,
большинство которых действующие. Наш океаноход
часто потряхивает — сказываются землетрясения,
которые сотрясают вулканический хребет.
Посмотрим, что же под нами. Толщина земной
коры, которая под котловиной окраинного моря
составляла всего около 10 км, под островной дугой
вновь возрастает до 25 км.
Перевалив завершённый островами подводный
хребет, продолжаем путешествие в глубь океана.
КОНТИНЕНТАЛЬНЫЕ ОКРАИНЫ ПАССИВНОГО
(АТЛАНТИЧЕСКОГО) ТИПА
КОНТИНЕНТАЛЬНЫЕ ОКРАИНЫ АКТИВНОГО
(ТИХООКЕАНСКОГО) ТИПА
глубоководный
жёлоб
базальтовый слой
| гранитный слой
осадочный слои
Вновь начинаем спускаться по склону, но уже
более крутому. Океаноход погружается теперь
гораздо глубже, чем раньше. Мы спускаемся в
глубоководный жёлоб. Наш подводный аппарат
испытывает сильное давление — ведь на него
«давит» 10-километровая толща воды. В самом
глубоком месте предстоит пересечь границу
сближающихся литосферных плит.
В глубоководных желобах океанические плиты
погружаются под островные дуги. След
погружения в земной коре под островами отмечен
сильной сейсмичностью, сосредоточенной вдоль
узких зон, наклонённых в сторону континента.
Такие высокосейсмичные зоны принято называть
в честь геологов, их изучавших, зонами Вадати —
Заварицкого — Беньоффа. Часть пород,
находящихся под океанической плитой, расплавляется
от трения, поднимается в виде магмы и
извергается. Вот почему на островных дугах и рядом с ними
много вулканов. Действующие вулканы и высокая
сейсмичность позволяют назвать такой тип
континентальных окраин активным, или
тихоокеанским.
Окраины Американских континентов
несколько иные. Здесь нет морей. Действующие вулканы
размещены на побережье материка. Шельф очень
узок, сразу переходит в континентальный склон,
который опускается в глубоководный жёлоб.
На активных окраинах взаимодействие
континентов и океана не такое спокойное, как на
пассивных. В одном месте океан создаёт
небольшие, окраинные моря на краю континента. В
другом месте континент подминает под себя край
океанского дна. Идёт настоящая борьба, которая
сопровождается извержениями вулканов и
землетрясениями.
РИФТОГЕНЕЗ
Прежде чем начинать знакомство со строением дна
Мирового океана, рассмотрим, что представляет
собой процесс рифтогенеза, о котором часто
упоминалось при знакомстве со строением
континентов.
Простой опыт поможет лучше понять механизм
действия рифтогенеза. Достаньте кусок льда из
холодильника, положите его на лезвие разогретого
ножа. Лёд начнёт плавиться. Если нож сильно
нагрет, то он проплавит кусок льда насквозь и
разделит на две части. Если же нож нагрет слабо,
то в куске льда образуется лишь вытянутая
вмятина. Примерно так же развивается рифто-
генез, но в качестве ножа выступает горячая
магма, а в качестве льда — земная кора.
Рифтогенез — это процесс, приводящий к
образованию рифта. Слово «рифт» в переводе с
английского языка означает «расселина»,
«открытое пространство», «расхождение». Рифтогенез
начинается с подъёма горячей мантии к подошве
земной коры, которая растягивается. Кора при
этом раскалывается. Глубокие разломы,
доходящие до мантии, приводят к падению давления в
66

Земля среди планет Солнечной системы
ней, вызывая её плавление. Расплавленное
вещество мантии (магма) поднимается по этим разломам
к поверхности Земли и, если изливается, вызывает
вулканическую деятельность.
На поверхности формируются ограниченные
разломами прогибы, которые называются
грабенами. Если к подошве земной коры не поступает
новая порция горячей магмы, мантия начинает
остывать, уменьшаться в объёме, что приводит к
прогибанию земной коры. Образовавшийся прогиб
заполняется осадками. Так возникают наиболее
глубокие прогибы на древних и молодых
платформах.
В том случае, если горячая магма продолжает
поступать к подошве земной коры, кора ещё
больше растягивается, затем разрывается на части,
которые удаляются друг от друга. Пространство
между расходящимися блоками заполняется
остывающим мантийным веществом. Формируется
новый, океанический тип земной коры, более
тонкой и тяжёлой, чем земная кора континентов.
По мере удаления от центра рифтовой структуры
мантия и вновь образованная океаническая кора
всё больше охлаждаются и погружаются. Таким
образом возникают океанские котловины. Ряфто-
генез, а следовательно, растяжение в
геологической истории проявлялись неоднократно.
Благодаря рифтогенезу сформировались наиболее
глубокие прогибы в древних платформах. Он играл
ведущую роль при переходе разрушенных
палеозойских орогенов в прогибы, давшие начало
молодым плитам. Наконец, этот процесс вызвал
интенсивные тектонические движения на древних
платформах и в складчатых областях.
Наиболее крупными и активными
современными рифтами на континентах являются
Байкальский рифт на краю Сибирской
платформы и Восточно-Африканский
рифт на Африканской платформе.
Но особенно активно рифтогенез проявился и до
сих пор продолжает действовать в океанах.
Процесс рифтогенеза оказал большое влияние на
развитие океанов.
дно ОКЕАНОВ
В геологическом отношении Мировой океан
занимает около 60% площади планеты, т.е. несколько
меньше той площади, которая на географических
картах закрашена голубым цветом. Разница
приходится на шельф — подводное продолжение
материков, о котором было рассказано выше.
Мировой океан отличается от континентов по
строению земной коры. Она под ним более
тонкая — всего около 10 км толщиной, т.е. в
среднем в четыре раза тоньше, чем земная кора
континентов. Кора океанов состоит из трёх слоев.
Верхний из них сложен преимущественно
тонкозернистыми осадками толщиной до 3 км. Всё ложе
Мирового океана подстилается базальтами,
составляющими второй слой толщиной 2—3 км. Третий
слой океанической коры образован
магматическими породами основного и ультраосновного
состава, а это уже верхняя мантия.
ВЕЛИКИЕ РАВНИНЫ
НА ДНЕ ОКЕАНА
Вновь воспользуемся океаноходом и продолжим
наше первое путешествие, которое мы начали на
подводной окраине континента. Итак, мы
спустились с континентального склона к его подно-
Карто рельефа морского дна.
67

Энциклопедия для детей
ЧЭ^ жию. Там начинаются великие оке-
I $Щ анские абиссальные котловины. Слово
«абиссаль» происходит от греческого
слова «абисос» — «бездна».
На глубине 4—6 км простираются огромные
равнины. На дно котловин не проникает
солнечный свет. Только фары океанохода освещают наш
путь. Температура здесь всегда постоянная: около
+2° С. Остановимся на некоторое время и
посмотрим в иллюминатор. В свете фар океанохода можно
увидеть множество мелких частиц, медленно
опускающихся на дно. Это явление называется
сестоном — «снегопадом» из отмерших
организмов; оно действительно напоминает снегопад в
тихую зимнюю ночь. Только «снежинками» здесь
являются нерастворимые остатки мелких морских
организмов и минералов. Опускаясь на дно, они
наращивают верхний слой океанической земной
коры.
Продолжим путешествие. Довольно часто на
нашем пути встречаются отдельные подводные
горы — потухшие вулканы. У многих из них
плоские вершины. Такие горы называются гайо-
ты. Их плоские макушки образовались в период,
когда вулканы возвышались над водой и верхняя
часть конусов была срезана волнами.
Иногда такие подводные горы объединяются,
образуя целые хребты. Некоторые из них
протягиваются на тысячи километров, например
Императорский и Гавайский хребты в Тихом океане.
Вершины хребтов могут подниматься над уровнем
океана в виде цепочки островов. Под водой на
вершинах потухших вулканов иногда вырастают
колонии кораллов, образуя атоллы — острова в
форме сплошного или разорванного кольца с
внутренним водоёмом (лагуной). Атоллы нередко
становились приютом людей, потерпевших
кораблекрушение. Однако не все вулканы на подводных
хребтах «уснули». Многие из них продолжают
извергаться, например вулканы Гавайских
островов.
Однообразие ландшафта глубоководных
котловин нарушается глубокими ущельями с
приподнятыми краями. Такие ущелья протягиваются на
тысячи километров. Они возникли вдоль разломов,
рассекающих земную кору на дне океанов.
Океаноход оставляет за собой «облако» мутных
осадков, совсем как пыль на дороге, поднятая
грузовиком. Но вот океаноход начинает
потряхивать, мы выехали на поле, усеянное плотными
лепёшками — железомарганцевыми конкрециями.
Иногда они так близко расположены друг к другу,
что напоминают булыжную мостовую.
Эти лепёшки, или шары, имеют
концентрическое строение. Они похожи на луковицу и состоят
из гидрооксидов железа и марганца с заметными
примесями таких металлов, как никель, медь,
кобальт. Слои конкреции нарастают очень
медленно — несколько миллиметров за 1 млн лет, но при
этом сами они не засыпаются осадками, а остаются
на поверхности океанского дна.
По пробам базальтов из второго слоя коры
учёные научились определять их возраст. В
результате была выявлена такая закономерность:
по мере удаления от берега они становятся всё
моложе. Значит, в начале нашего пути их возраст
оценивали бы в 170 млн лет, затем — в 150, 100,
50 и т.д.
СРЕДИННО-ОКЕАНИЧЕСКИЕ
ХРЕБТЫ
Наконец мы пересекли абиссальную котловину и
начинаем подниматься на огромную подводную
горную цепь, состоящую из параллельных гор и
разделяющих их долин. Такие подводные горы
располагаются обычно посреди океанов и поэтому
называются срединно-океаническими хребтами.
Они образуют единую горную систему общей
протяжённостью более 60 тыс. км, имеют ширину
около 1000 км и возвышаются над абиссальными
котловинами на 2,5—3 км. По высоте эти
подводные горы сравнимы с горными хребтами
суши, например Саянами. Срединно-океанические
хребты сложены плотными и тяжёлыми
магматическими (т.е. застывшими на поверхности дна
океана) горными породами.
Под центральными частями хребтов
поднимаются горячие мантийные расплавы (магма). Они
растягивают земную кору и дробят её разломами.
Изливаясь на дно, расплавы остывают. Новая
порция горячей магмы раздвигает застывшие
лавы, и всё повторяется снова. Так разрастается
океаническая земная кора. Этот процесс
называется английским словом спрединг (от англ.
spread), что в переводе на русский язык означает
«растягивание», «расширение». Так происходит
омоложение земной коры под океанами в области
срединного хребта — в его центральной части, где
кора моложе, рождаются новые её порции.
Скорость поступления горячей магмы может
быть различной. Если она поступает медленно, то
среди хребтов успевает образоваться рифтовая
долина — глубокая расселина, на дне которой
множество активных вулканов. Хребты с такими
долинами разрастаются медленно, скорость раз-
движения их на дне Атлантического и Индийского
океанов составляет 2—4 см в год.
Если магма поступает быстро, то такая долина
не успевает сформироваться и скорость
образования новой земной коры океанического типа
достигает 18 см в год. Таков подводный хребет на
востоке Тихого океана.
Срединно-океанические хребты рассечены
поперечными (трансформными) разломами. Разломы
смещают и рифтовые долины, и сами хребты.
Вдоль разломов в хребте также встречаются
действующие вулканы. Продолжения этих
разломов встречались на нашем пути, когда мы
пересекали абиссальные котловины. В срединно-
океанических хребтах землетрясения бывают
довольно часто, но не очень сильные.
В центральной части срединно-океанических
хребтов в 70-х гг. XX в. были обнаружены
68

Земля среди планет Солнечной системы
замечательные творения природы — чёрные
курильщики. Там, где на дне океана изливается
горячая лава, морская вода разогревается до
350° С. Такие разогретые воды немедленно бы
превратились в пар, если бы не огромное давление
многокилометровой толщи воды.
Растворённые в водах химические вещества
излившихся лав взаимодействуют друг с другом,
образуя горячую серную кислоту. Эта кислота
растворяет минералы лав и взаимодействует с
ними, в результате возникают соединения серы с
металлами (сульфиды). Они выпадают в осадок,
создавая конусообразные постройки, внутри
которых реакции продолжаются. Очень горячие
растворы поднимаются по * трубам» в центральных
частях конусов к их вершинам и там, остывая,
освобождаются от сульфидов. Над конусами они
образуют чёрные облака (растворы сульфидов
имеют чёрный цвет).
При освещении такого конуса прожекторами
создаётся впечатление, что работает подземный
завод, выпускающий чёрные клубы дыма. Эти
курящиеся конусы достигают 70-метровой высоты
над уровнем океанского дна, но скрытая часть их
постройки составляет сотни метров и превышает,
например, высоту Останкинской телебашни
(540 м). Они имеют причудливую форму и
встречаются группами, которые получили название
«венский лес».
Группа чёрных курильщиков,
получившая название «венский лес».
Зарисовка сделана русским океанологом
ЮЛ Богдановым.
Пробы, взятые из такого конуса титановым
пробосборником (железо в такой агрессивной среде
разрушается), показали высокое содержание меди,
свинца, цинка, золота и других металлов. Таким
образом, чёрные курильщики — действительно
природные фабрики руды. Так впервые люди
увидели, как образуются месторождения
некоторых полезных ископаемых.
Весгиментиферы —
недавно
обнаруженные
уникальные
организмы,
живущие только
вблизи чёрных
курильщиков.
Представляют собой
самостоятельный тип
животных, близких
к червям.
Однако очень близко подходить к чёрным
курильщикам на океаноходе опасно. Но даже на
относительно большом расстоянии от них можно
обнаружить на дне океана колонии крупных
моллюсков, обычно не встречающихся на таких
глубинах. Эти и другие морские организмы
питаются бактериями, обмен веществ которых
основан не на фотосинтезе, а на хемосинтезе, т.е.
усвоении окиси углерода за счёт окисления
неорганических соединений. Таких бактерий в
тёплых водах вблизи курильщиков содержится
очень много. В последнее время чёрные
курильщики приковали к себе внимание учёных, и скоро о
них станет известно ещё много нового.
Спускаться в рифтовую долину опасно. Поэтому
поговорим ещё об одном очень интересном и
загадочном явлении — о так называемых горячих
точках, или пятнах (по-английски — hot spot).
Хорошо известны Гавайские острова Тихого океана
с их действующими вулканами — Килауэа,
Мауна-Кеа, Халемаумау и др. Цепочка древних
подводных вулканов тянется от них на северо-
запад. Их возраст постепенно увеличивается по
мере удаления от действующих вулканов в
северо-западном направлении. Такую интересную
особенность длинного вулканического хребта
можно объяснить, если предположить, что из недр
Земли, из мантии, идёт поток сильно нагретого
вещества в виде мощной струи. А литосферная
океаническая плита церемещается над этой
неподвижной струёй, которая, как газовая
горелка, прожигает плиту. Сейчас след этой
горячей струи находится в районе действующих
вулканов, а более ранний «шов» от неё
представляет собой цепочку слившихся друг с другом
вулканов.
69

Энциклопедия для детей
Такие горячие струи, поступающие
из недр Земли, называют ещё
мантийными плюмажами, потому что они
по своей форме напоминают плюмажи — метёлки
из перьев, которыми в прошлые века украшали
головные уборы или конские сбруи.
Если горячие мантийные потоки поднимаются
под относительно неподвижными
срединно-океаническими хребтами, то они образуют огромные
постройки, состоящие из уснувших и
действующих вулканов. Наиболее яркий пример такой
постройки — остров Исландия.
Итак, океаны располагаются симметрично
относительно оси срединно-океанических хребтов.
Новая океаническая кора с одинаковой скоростью
перемещается в разные стороны от центральной
части хребта. Если будем двигаться на океаноходе
дальше, то увидим ту же картину, только в
обратном порядке. Лучше поднимемся наверх и
побываем на борту необычного судна, на палубе
Водяная струя
Ультразвуковой луч
Ультразвуковой маяк
Сканирующий сонар
Воронка для повторного
попадания в скважину
Звуковые отражатели
^^^Зй^
Осадочные трубы
70
Научное буровое судно

Земля среди планет Солнечной системы
которого возвышается буровая вышка. Это научное
судно «Джоидес Резолюшн». Корабль постоянно
находится на одном месте, хотя якоря подняты.
Действительно: зачем якоря, когда под килем
глубина 5 километров?
Ещё в 1966 г. в США было построено
специальное буровое судно «Гломар Челленджер»,
с которого в течение почти 15 лет проводилось
бурение океанского дна. Исследования были
международными, в них принимали участие
учёные разных стран. Это очень сложно. Бурению
мешают и 4—5-километровая толща воды, и
океанские течения, и ветры. Учёные создали
особые приборы, работающие от спутниковой
системы и автоматически включающие двигатели
судна, если его начинает сносить в сторону.
На дно опускается тяжёлая воронка, под
собственной тяжестью погружающаяся в рыхлые
С «первых дней творенья» Земли в её недрах
начались самые разнообразные физические и
химические процессы. Полагают, что
первоначально она была холодной. Под влиянием
гравитационного сжатия (обусловленного
действием сил всемирного тяготения), энергии
падавших на поверхность планеты твёрдых тел и
тепла, выделявшегося в ходе распада
радиоактивных элементов, Земля постепенно
разогревалась. В этих жёстких, как говорят, экстремальных
условиях осуществлялись многочисленные
химические реакции. Тем более что веществ,
участвовавших в них, было много — почти вся
современная таблица Менделеева.
И так — на протяжении миллиардов лет.
Постепенно планета остывала, начинала
приобретать современный облик. Земной шар становился
таким, каким мы его знаем теперь.
Но лишь сравнительно недавно стало
возможным взглянуть на Землю не только глазами
географа и геолога. Химический состав планеты
начали исследовать всего 200—250 лет назад. А
изучение закономерностей этого состава стало
одной из научных проблем XX в.
ВАЖНЕЙШАЯ ЗАДАЧА
ГЕОХИМИИ
...Всё то, что составляет «земную твердь»,
необозримые водные пространства, наконец, воздушную
оболочку Земли (атмосферу), — всё это колос-
осадки на дне океана. По краям \ggT
воронки располагаются специальные | Щщ
приборы, которые управляют
спускающейся с корабля буровой колонной, заставляя её
попадать прямо в центр воронки. После этого
начинается бурение. Самые глубокие скважины
проникли в океанское дно на 2 км. Из них
извлекают образцы горных пород, которые дают
ценные сведения о том, как устроено дно океана,
каковы возраст и состав пород, слагающих
океаническую кору.
Судно, встреченное нами, продолжает
глубоководное бурение дна океана и в настоящее время.
Оно ещё более мощное и лучше оснащённое, чем
корабль «Гломар Челленджер». По своим
масштабам программа глубоководного бурения может
сравниться разве только с программой освоения
космоса.
сальное богатство неживой материи состоит из
самых разнообразных сочетаний сравнительно
ограниченного числа химических элементов.
Каждый элемент соответствует определённому виду
атомов с одним и тем же зарядом ядра. Таких видов
насчитывается в природе около 90.
Из подобных «кирпичиков» и построены все
минералы и горные породы. Их эволюцию во
времени, их распределение в земной коре и
элементный состав изучают различные научные
дисциплины. Среди них главенствующая роль
принадлежит геохимии, которая могла бы быть
названа и химией Земли.
По сравнению со своими научными «сестрами»
геохимия — довольно молодая наука. Её основы
начали закладываться в конце XIX столетия, а
современным содержанием она наполнилась в
20—30-е гг. XX в. Крупнейшими среди
основателей геохимии были русские учёные Владимир
Иванович Вернадский и Александр Евгеньевич
Ферсман. Вот как характеризовал её суть
Вернадский: «Геохимия научно изучает химические
элементы, т.е. атомы земной коры и, насколько
возможно, всей планеты. Она изучает их историю,
их распределение и движение в пространстве —
времени, их генетические на нашей планете
соотношения».
Даже и сейчас химия Земли остаётся во многом
«поверхностной» наукой в том смысле, что ей
доступен лишь тонкий поверхностный слой
Земли — земная кора. Парадоксально, но факт: о
строении и свойствах атомных ядер, об «устройст-
ПЛАНЕТА ЗЕМЛЯ
КАК ХИМИЧЕСКАЯ
ЛАБОРАТОРИЯ
71

Энциклопедия для детей
Американского учёного Уильяма Дрепера Харкинса
научный мир знал как видного специалиста в области
физической химии. Уже в зрелом возрасте он
заинтересовался вопросами, касающимися распространённости
химических элементов и ядерной физики. И именно эти
области исследования увековечили его имя в истории
науки.
В апреле 1916 г. он сформулировал правило, носящее
ныне его имя: элементы с чётными порядковыми
номерами всегда более распространены, чем элементы с
нечётными номерами. Оно прекрасно подтверждается на
примере «восьмёрки» наиболее распространённых
элементов: на долю элементов с чётными номерами
приходится более 86% массы земной коры, и только
около 13% составляют элементы с нечётными
порядковыми номерами.
Харкйнс, пожалуй, был первым, кто сделал вывод,
что распространённость химических элементов — это
своеобразное отражение стабильности ядер их атомов.
Он говорил: «В процессе эволюции элементов гораздо
больше материалов перешло в чётные элементы, чем в
нечётные, потому что нечётные элементы менее
стабильны...» Он подметил и ещё одну закономерность:
радиоактивные элементы с чётными порядковыми номерами
имеют большие времена жизни и большее число изотопов,
чем элементы с нечётными номерами.
Конечно, правило Харкинса не носит абсолютного
характера. В этом можно убедиться, взглянув на
последовательность изменения клерков. Но оно отражает
главное.
Фрэнк Уиглсуорт Кларк (1847—1931) вошёл в историю
науки не только своими расчётами содержания элементов
в земной коре. Он проделал и другую колоссальную
работу, пожалуй, не меньшую по значимости — привёл в
систему величины атомных весов химических элементов.
Определением этих важнейших для науки величин
занимались многие исследователи, получая значения,
зачастую сильно отличающиеся друг от друга.
Будучи профессором университета в Цинциннати,
Кларк в начале 80-х гг. XIX в. решил провести глобальный
пересчёт атомных весов, чтобы вывести их усреднённые
значения. Он объединил результаты, полученные
различными учёными, а затем рассчитал средние величины для
атомных весов каждого элемента.
Этой отнюдь не романтической, а сухой и нудной
работе Кларк отдал почти 40 лет своей жизни. Значение её
не требует комментариев. Составленные им таблицы
атомных весов элементов стали классическими, и остаётся
только удивляться, что за свой беспримерный труд Фрэнк
Кларк не был удостоен Нобелевской премии. Кстати, в
1914 г. она была присуждена его соотечественнику
Теодору Ричардсу, определившему с помощью
разработанных им самим методов атомные веса 2S элементов.
Приоритет был отдан экспериментатору, хотя «теоретик»
Кларк заслуживал награды не в меньшей степени.
Первые итоги своей «бухгалтерии» Кларк подвёл в
книге «Пересчёт атомных весов», увидевшей свет в 1883 г.
Она ещё трижды переиздавалась — в 1897, 1910 и 1920 гг.
И в каждое издание Кларк вносил дополнения и
уточнения.
В 1900 г. он стал первым председателем
Международной комиссии по атомным весам и оставался
на этом посту более 20 лет.
72
ве» звёздных миров и других астрономических
объектов мы зачастую можем рассуждать с
большей уверенностью, чем о многих
характеристиках глубоких недр планеты. «Если бы земной
шар был величиной с арбуз, то наше
проникновение в глубь его измерялось бы десятыми долями
миллиметра», — тонко заметил однажды Ферсман.
Только в последние десятилетия учёные
приступили к бурению сверхглубоких скважин, чтобы
узнать, наконец, что же творится там, за
пределами пресловутых «десятых долей
миллиметра». В фантастических романах
рассказывалось о дерзких путешествиях к центру Земли: в
этих повествованиях, говоря словами академика
Обручева, «было больше воображения, чем
соображения». Но ведь в самом деле: достичь земных
полюсов, опуститься на дно Марианской впадины,
ступить на поверхность Луны оказалось проще,
чем «заглянуть поглубже под собственные ноги».
Туда, где простирается и поныне во многом
загадочный «раздел Мохоровичича», отделяющий
земную кору от мантии — ещё более загадочной
земной «сферы» толщиной почти 3 тыс. км. И
наконец, проникнуть в «сердце планеты» — её
ядро...
Одна из главных задач геохимии — определить,
как распространены химические элементы в
земной коре.
Чтобы легче было следить за нашими
рассуждениями, положите перед собой
периодическую систему Дмитрия Ивановича Менделеева. Это
великое творение русского учёного привело именно
в систему все существовавшие знания о
химических элементах. Ни изучать химию, ни проводить
разнообразные химические исследования, не
заглядывая постоянно в таблицу Менделеева,
невозможно.
Если посмотреть на неё сверху, то можно
обнаружить, что она как бы расчерчена на
горизонтальные и вертикальные «полосы»,
которые называются соответственно периодами и
группами элементов. Каждая её клетка имеет свой
порядковый номер. Первую занимает водород с
номером 1. Порядковые номера элементов
численно равны величинам зарядов ядер их атомов.
Без периодической системы все геохимические
наблюдения и рассуждения носили бы весьма
отвлечённый характер.
Почему одни элементы широко распространены
в природе, другие — значительно меньше, а третьи
являются прямо-таки «музейными редкостями»?
ГЕОХИМИЧЕСКАЯ
«БУХГАЛТЕРИЯ»
Раньше считали, что чем шире применяется на
практике химический элемент, тем больше его в
земных недрах. Издавна известны железо, золото,
серебро, медь, ртуть, сера. Люди познакомились с
ними так рано потому, что эти элементы или
встречаются на Земле в самородном состоянии (в

Земля среда планет Солнечной системы
1
2
3
4
5
6
7
1а
н
3
Li
8.2Ч03
11
Na
2,5
19
К
37
Rb
1.5-id4
55
Cs
3.7-104
87
На
4
Be
3.8* «О4
12
Mg
1,87
20
Ca
2,96
38
Sr
3,4»10"*
56
Ba
e,B-ids
88
Ra
* лантаноиды
* * актиноиды
1116 1V6 V6 VI6 VII6 | VIII6 1 16 116
2t
Sc
wo*
39
Y
2,9*109
57
La*
2,8-ld3
22
Ti
4,5-10'
40
Zr
1.7-I0a
72
Hf
l-IO4
89 104
Acl(Ku)
, (».»"*4j
23
V
9-10*3
41
Nb
73
Та
2,5-10'
105
(Ns)
24
Cr
8.8-Ю*
42
Mo
I.M04
74
w
1,3-id4
106
25
Mn
mo"
43
Tc
75
Re
7-ie"
107
26
Fe
I 4,65
44
Ru
(5-W"7)
76
Os
ks-jo6 >
108
27
Co
1.8*i0~*
45
Rh
(i-iov)
77
lr
!Mrf7>
109
58
Ce
TOO"3
59
Pr
9-10*'
60
Nd
3,7*10 3
61
Pm
62
Sm
8Ч0"4
63
Eu
1.3-id4
64
Od
8'10*4
28
N)
5.8-10 3
46
Pd
l,3-10e
78
Pt
<5-f(f7>
29
Cu
4,7*103
47
7-10"8
79
Au
4f3-10'V
30
Zn
8,3-Ю3
48
Cd
1.3105
180
8,3* 10*
Ilia IVa Va Via
15
В
13
Al
8,05
31
Ga
1,9-Ю3
49
In
2,5-10*
81
TI
ио4
в
С
2,3-1б2
14
Si
29,5
32
JGe
1.4-id4
50
Sn
2,5-tO4
82
Pb
1,8*40 *
7
N
i,9-id3
15
P
9,3 >l6*
33
As
1,7'id4
51
Sb
j 5-Ю"*
83
Bi
9-Ю7
[8
0
1 47.0
Il6
s
4.7-10"3
34
Se
5-l0"
52
Те
1 i-i?
Ь.
Vila Villa
|l'
H
| 1,5-10'1
19
FJ
17
CI
35
Br
2Ы04
53
1
4.10"S
85
Л.
He
110 1
Ne
v
36
Kr j
54
Xe
88
65
Tb
4 3104
.
90
Th
91
Pa
u-iow>
- _
92
U
2,5-10 4
i
93
Np
94
Pu
95
Am
96
Cm
97 1
Bk
66
Dy
5«Uf*
98
Cf
67
Ho
1.7*10'4
68
Er
3.3-Kf4
69
Tin
2tM0-S
70
Yb
3,3*10 S 1
7'
Lu
8*10"
99
Es
IOO
Fm
101 |
Md
102
No
103 1
(Lr)
Ha этом рисунке изображена периодическая система химических элементов. Около символа элемента в каждой клетке
приведены его порядковый номер (число слева вверху) и кларк (содержание данного элемента в процентах от массы земной коры).
Клетки таблицы раскрашены в разные цвета, причём каждый цвет соответствует определённым значениям кларков. Эти цвета
могут быть произвольными, но в данной таблице они систематизированы. А именно используется последовательность цветов, на
которые разлагается белый цвет при прохождении через призму. Или семь цветов радуги: красный — оранжевый — жёлтый —
зелёный — голубой — синий — фиолетовый. Когда-то для запоминания их последовательности придумали немудрёную фразу:
«Каждый Охотник Желает Знать, Где Сидит Фазан».
Как же эта цветовая гамма воплощена в таблице?
Красный цвет характеризует элементы, наиболее распространённые в природе: кислород, кремний, алюминий, железо,
кальций, натрий, калий и магний — хорошо знакомая «восьмёрка». Величины их кларков больше 1.
Оранжевые клетки соответствуют элементам, чьи кларки измеряются десятыми долями процента (10~1): водороду, титану,
марганцу.
В жёлтых клетках размещаются элементы, кларки которых измеряются сотыми долями процента (10~2). Это — углерод, фтор,
фосфор, сера, хлор, рубидий, стронций, цирконий и барий.
Зелёному цвету отвечают 18 элементов, среди которых такие известные, как азот, хром, медь, цинк, свинец. Здесь счёт идёт
уже на тысячные доли процента (10~3). 39 элементов, существующих в природе, имеют кларки, расположенные в интервале 10~ —
/0"8%. Большинство из них размещается в пятом и шестом периодах периодической системы — это действительно редкие
элементы. В таблице они обозначены голубым цветом.
В синий цвет окрашены клетки вторичных радиоактивных элементов: полония, радона, франция, радия, актиния и протактиния.
Их кларки — числа со многими нулями после запятой.
И, наконец, «печальный» фиолетовый цвет соответствует благородным газам: гелию, неону, аргону, криптону и ксенону.
Таким образом раскрашенная периодическая система представляет собой своеобразный «спектр», отражающий
распространённость химических элементов в земной коре. Несколько клеток, которые соответствуют элементам, в природе не
существующим и полученным искусственно — технецию, прометию, астату и трансурановым элементам, — остались неокрашенными.
Так и хочется воскликнуть: «Как причудлив этот «спектр»!» Он в самом деле необычен и причудлив, но зато наглядно
показывает, «кто есть кто» среди элементов с точки зрения их содержания в земной коре.
Различная распространённость химических элементов на Земле, отличающаяся на много порядков, в конечном счёте
объясняется сложнейшими закономерностями, управляющими процессами синтеза элементов на звёздах.

Энциклопедия для детей
свободном виде, т.е. в виде простых
веществ), или же их (например, олово
и свинец) было легко выделить из
природных соединений.
Современное понятие «химический элемент»
начало складываться лишь около двух столетий
назад. Геохимия как новая область знаний стала
зарождаться только тогда, когда было открыто
достаточно большое число элементов.
Изучение химического состава десятков и сотен
минералов позволяло, говоря языком экономистов,
«набрать статистику», сделать самую
предварительную «прикидку», какие элементы
встречаются чаще, а какие — реже.
Пожалуй, первым дерзнул дать оценку состава
земной коры малоизвестный английский
минералог XIX в. В. Фил липе. Правда, он отобрал лишь
десять элементов, которые чаще других
встречаются в природе. Однако попадание в цель было
довольно удачным. В неорганической природе,
полагал Филлипс, существенно преобладают
кислород, кремний, алюминий и железо, а в живой
природе царствует четвёрка элементов —
«органогенов» (т.е. тех, которые являются главными
составными частями органических веществ):
кислород, водород, углерод и азот.
Подсчёты Филлипса не вызвали интереса.
Многие учёные считали, что следует изучать
особенности химического состава минералов и
горных пород, а не определять какие-то никому не
нужные — с их точки зрения — отвлечённые
цифры. С подобным непониманием столкнулся на
первых порах главный химик Геологической
службы США Фрэнк Кларк, когда в 70-х гг. XIX в.
он начал долголетнюю работу по оценке
содержания элементов в земной коре. Только со
временем стало ясно, что он совершил настоящий
научный подвиг.
Кларк сам проводил немного химических
анализов — он занимался статистикой,
обобщением полученных ранее данных. Ход
рассуждений его был прост: чем больше
распространены те или иные горные породы, тем чаще
отбираются их образцы и, следовательно, тем
больше проводится их анализов. Если тщательно
обработать полученные результаты, то можно
составить представление об элементном составе
земной коры. Не всей, конечно, а её верхней части.
Кларк условно ограничил глубину её простирания
шестнадцатью километрами. Из такой «толщины»
исходят и в современных расчётах.
За 20 лет Кларк обобщил исследования более
тысячи учёных и результаты более 5 тыс. анализов.
И вот к каким выводам он пришёл. Если
оценивать среднее содержание элементов в
процентах от массы земной коры, то наиболее
распространёнными оказываются следующие:
кислород (47,00%), кремний (29,5%), алюминий
(8,05%), железо (4,65%), кальций (2,96%), натрий
(2,50%), калий (2,50%) и магний (1,87%). Это —
современные данные, но они в незначительной
степени отличаются от кларковских.
В сумме все эти числа дают 99,03%.
Следовательно, на долю всех прочих элементов приходится
менее 1% . Отсюда следует важнейшее заключение:
химические элементы в земной коре встречаются
крайне неравномерно. И ещё: все перечисленные
элементы располагаются в верхней части
периодической системы; из них наибольший
порядковый номер — 26 — имеет железо.
Состав земной
коры
Fe - 4,65%
Са-2,96%
Na- 2,50%
К -2,50%
М*- J,87%
Забегая немного вперёд, зададимся вопросом:
существует ли возможность оценить состав земного
шара в целом, а не только его «кожуры»? Ведь
никакой «статистикой» по отношению к мантии и
ядру мы не располагаем. Тем не менее
американский исследователь Б. Мэйсон предпринял
попытку такой оценки, основываясь на существующих
гипотезах о внутреннем строении Земли. По
Мэйсону, в первую десятку наиболее
распространённых элементов нашей планеты в целом
вошли железо (38,8%), кислород (27,17%),
кремний (13,84%), магний (11,25%), сера (2,74%),
никель (2,7%), алюминий (1,07%), кальций
(1,07%), натрий (0,51%) и кобальт (0,2%).
«Жар холодных числ» основательно подогрел
интерес к количественной геохимии. Содержание
химических элементов в земной коре стало такой
же важной их характеристикой, как порядковый
номер и атомный вес. В 1933 г. Ферсман
предложил называть эти величины кларками.
Немногие учёные удостаивались такой чести —
навечно сохранить своё имя в названии той или
иной количественной величины.
Многие существенные закономерности химии
Земли позволяет выявить и понять анализ клар-
ков. Да и не только Земли: ведь и в Солнечной
системе, и во всей Вселенной «живут» и находятся
в постоянном развитии те же самые химические
элементы, которые составляют нашу планету.
Обратите теперь внимание на таблицу
Менделеева, в которой под символами элементов
проставлены их кларки. Картина довольно пёстрая, но
разобраться в ней не так уж и сложно.
Внимательный читатель увидит, что содержание элементов в
земной коре уменьшается при движении от начала
таблицы к её концу. Конечно, не всё тут так просто,
но общее впечатление достаточно верное.
74

Земля среда планет Солнечной системы
Мы можем совершить путешествие по
периодической системе элементов, взглянув на неё
глазами геохимика.
Сначала познакомимся с элементами, которых
меньше всего. Обратим внимание на самую правую
колонку таблицы Менделеева. Она состоит из так
называемых благородных (или инертных) газов,
которые вместе с кислородом, азотом и водородом
входят в состав земной атмосферы. Это гелий, неон,
аргон, криптон, ксенон и радон. Под символами
этих элементов (за исключением радона) кларки
даже не проставлены. И не случайно: благородные
газы (и то не все) с большим трудом вступают в
химические взаимодействия. Это объясняется
особенностями строения их атомов. Немногим более
30 лет прошло с тех пор, как в лабораторных
условиях удалось получить химические
соединения ксенона и криптона. В природе же
благородные газы совершенно не способны
соединяться с другими элементами и входить в состав
минералов и горных пород, потому и не могут
задерживаться в них. Более того, они постоянно
рассеивались, улетучиваясь из атмосферы Земли в
космическое пространство. Лишь аргон имеет
своеобразный источник пополнения: он постоянно
образуется из калия благодаря радиоактивному
распаду одного из его изотопов (т.е.
разновидностей атомов с одинаковым числом протонов и
различными числами нейтронов). Поэтому
содержание аргона в 100 раз больше, чем всех
остальных инертных газов вместе взятых.
А вот другая область «геохимических
редкостей» — радиоактивные элементы: у них все
изотопы нестабильны и распадаются, превращаясь
в конце концов в изотопы свинца. Это элементы,
находящиеся в конце периодической системы,
начиная с полония (порядковый номер 84).
Следующий за ним астат вообще на Земле
отсутствует (он был получен искусственно в
результате ядерных реакций). Идём дальше: радон
(радиоактивный инертный газ), франций, радий,
актиний, протактиний... Посмотрите, как
ничтожно малы их кларки!
Объяснение этому простое. Первоначальные
«запасы» полония, радона, радия, актиния,
протактиния, которые имелись на планете в далёкие
времена её образования, давным-давно «съедены»
радиоактивностью. Те же их количества, которые
мы ныне обнаруживаем в земных минералах,
имеют вторичное происхождение. Они постоянно
воспроизводятся благодаря радиоактивному
распаду урана и тория. Торий и уран отличаются от
прочих элементов конца периодической системы
несравненно большей продолжительностью своей
жизни, которая измеряется миллиардами лет.
Поэтому «первозданные» уран и торий
сохранились на Земле. И их открывали в природных
минералах как обычные стабильные элементы. По
кларкам они принадлежат к элементам средней
распространённости. А вот тех вторичных
радиоактивных элементов, которые из них образовались,
в 16-километровой толще земной коры
ничтожно мало — немногим более
1 млн т.
Геохимики широко пользуются понятием
«редкие элементы». Обычно к ним относят те, чей
кларк имеет порядок 105%. Однако это понятие
не очень строгое. Наглядный пример: германий,
элемент с порядковым номером 32, один из тех,
которые были предсказаны Менделеевым. Кларк
германия составляет 104%, что позволяет отнести
его к элементам-«середнякам». Между тем он был
открыт только в 1886 г., гораздо позже, чем очень
многие куда менее распространённые его
«собратья». Ирония судьбы или закономерность?
Позвольте сделать маленький экскурс в историю.
Немецкий химик Клеменс Винклер извлёк
германий из очень редкого минерала аргиродита. Лишь
позже выяснилось, что аргиродит — представитель
весьма немногочисленных собственных минералов
германия, таких, в которые он входит в качестве
главной составной части. В основном же германий
буквально распылён, рассеян по минералам и
рудам различных элементов. Те элементы, которые
фактически не имеют собственных минералов,
получили название рассеянных. К их числу
помимо германия принадлежат скандий, галлий,
рубидий, цезий, индий, гафний и некоторые
другие.
ИЗОТОПЫ
Слово «атом» было произнесено в весьма далёкие
времена. То, что атом — мельчайшая частица
химического элемента, по существу стали признавать только в
XIX столетии. А современную модель атома предложил в
1911 г. английский физик Эрнест Резерфорд: заряженное
положительно ядро и вращающиеся вокруг него
отрицательно заряженные электроны. Это похоже на
планеты, вращающиеся вокруг Солнца. Потому и модель
получила название планетарно-ядерной.
Элемент — это вид атомов с определённым зарядом
ядра. Ядро состоит из протонов (положительно
заряженных частиц) и не имеющих заряда нейтронов.
Число протонов для ядра атома данного элемента
постоянно, а число нейтронов может быть различным.
Разновидности атомов с одинаковым числом протонов
(т.е. зарядом ядра) и различными числами нейтронов
получили название изотопов (от греч. «изос» — «равный»
и «топос» — «место*, т.е. занимающие одно и то же
место в периодической системе элементов).
Многие элементы — это совокупность изотопов. Но
почти четверть из них представлена в природе только
одной разновидностью атомов.
Современная геохимия и космохимия изучают и
распространённость различных изотопов элементов. Ведь в
сложнейших процессах «звёздного» синтеза элементов
как раз образуются различные их изотопы.
Наибольшее число стабильных изотопов имеют
элементы олово (10) и ксенон (9).
Изотопы почти неразличимы по своим химическим
свойствам, поскольку электронная оболочка их атомов
устроена одинаково. Но «почти» не означает
«абсолютно». И эту тонкость учитывает научная
дисциплина, которая называется геохимией изотопов.
х
75

Энциклопедия для детей
Ж ЧЕТЫРЕ
1 ' ГЕОХИМИЧЕСКИХ
«СООБЩЕСТВА»
В 20-х гг. XX в. норвежский геохимик Виктор
Гольдшмидт создал геохимическую
классификацию элементов, которая опирается на
периодическую систему и связана с особенностями построения
электронных оболочек атомов.
Четыре группы элементов предложил учёный.
Самая большая из них включает 54 элемента,
т.е. более половины из встречающихся в природе.
Они называются литофилъными, что в дословном
переводе с греческого означает ♦камнелюбивые».
Эти элементы с лёгкостью образуют содержащие
кислород минералы и составляют основу
большинства горных пород. ♦Литофилы» в свободном
состоянии в земной коре не встречаются. Среди
них — щелочные и щёлочноземельные металлы,
алюминий, кремний, титан, торий, уран и другие.
Далее следует группа из 19 халькофильных
(♦меднолюбивых») элементов. Так их назвали
потому, что в своём геохимическом поведении (т.е.
в процессе образования минералов) они похожи на
медь — например, охотно вступают в соединения
с серой. Наряду с медью к ♦халькофилам»
относятся серебро, золото, цинк, ртуть, германий,
свинец. Некоторые из них встречаются в природе
в виде простых веществ.
К 11 сидёрофилъным (♦железолюбивым»)
элементам принадлежат железо, кобальт, никель,
платиновые металлы, молибден и рений.
Самородное состояние для большинства из них вполне
обычно.
И наконец, 8 элементов — водород, азот,
кислород и благородные газы — составляют
земную атмосферу. Это — атмофильные (т.е.
♦любящие пар») элементы.
Такая классификация не только раскладывает
элементы по геохимическим * полочкам», она
позволяет нагляднее объяснить ход процессов,
которые в течение миллиардов лет формировали
состав и строение земных недр.
ПЛАНЕТА ЗЕМЛЯ
С ТОЧКИ ЗРЕНИЯ
МЕТАЛЛУРГА
Часто удаётся что-либо объяснить, если
использовать удачное сравнение. Воспользуемся и мы
этим приёмом. Так вот: процессы, протекавшие
некогда в недрах планеты, можно уподобить
протекающим... в доменной печи.
В самом деле, при работе печи расплавляется
вся смесь, которая была в неё загружена,
улетучиваются газы, в верхней части
расплавленного вещества всплывают лёгкие компоненты
— шлаки, под ними скапливаются сульфиды
(соединения серы с металлами), а на дне печи
образуется чугун, содержащий металлическое
железо. В домне как бы происходит своеобразное
разделение элементов на геохимические группы.
Покидают печь газы (♦атмофилы»). Вверху
располагаются шлаки (♦литофилы») — совокупность
разнообразных оксидов; под ними группируются
соединения серы (♦халькофилы»). И наконец, в
самом низу господствует железо (♦сидерофилы»).
Когда вещество планеты расплавилось, тогда и
заработала * доменная печь». В земном ядре
♦осело» железо с примесью никеля и кобальта.
♦Сульфиды» и * шлаки» образовали мантию и
земную кору. Выделявшиеся газы начали
формировать атмосферу.
Впрочем, ♦железное» ядро планеты — это всего
лишь гипотеза. Есть и другие предположения.
Согласно одному из них, ядро состоит из...
водорода, который под действием колоссальных
давлений находится в металлическом состоянии.
В ходе этой поражающей воображение
♦доменной плавки» происходило образование
всевозможных минералов и руд, которые и составляют
♦тело» планеты Земля.
много ли
НА ЗЕМЛЕ
МИНЕРАЛОВ?
Минералогический состав земной коры — это не то
же самое, что её химический состав. Ведь она
сложена не из отдельных разобщённых атомов, а
из самых различных их сочетаний — природных
химических соединений, какими и являются
минералы.
В настоящее время известно примерно 3 тыс.
минералов. Но лишь около 500 широко
распространены. Много это или мало? Всё познаётся в
сравнении. Одно дело, когда соединения
синтезируют в химических лабораториях, другое —
когда они образуются в природе. Число известных
органических соединений, полученных химиками,
ныне перевалило за 10 млн; неорганических же —
существенно меньше, но и здесь счёт идёт на
десятки тысяч. Искусственное создание
разнообразных минералов стало совершенно обыденным
делом.
Химик в лаборатории имеет существенное
преимущество перед Землёй-♦химиком». Он может
взять нужные вещества в любых соотношениях и
концентрациях. В природе же действует строгий
ограничитель: чем выше кларк того или иного
элемента, тем больше образуется минералов, в
состав которых этот элемент входит (и наоборот,
чем ниже кларк, тем меньше образуется
минералов).
Наивысший ♦кларковый рейтинг» — у
кислорода. Поэтому этот элемент входит в состав 1364
минералов, т.е. почти половины всех известных.
Вторым по значению ♦минералообразующим»
элементом оказывается кремний: известно более
430 минералов, в которых он содержится. Затем
следуют алюминий, железо, кальций, калий,
76

Земля среда планет Солнечны системы
натрий, магний — каждый из них образует
внушительное число минералов. Словом,
♦великолепная восьмёрка» почти безраздельно
владычествует в минеральном царстве.
Но, рассуждая о количестве, нельзя забывать и
о качестве. На «арифметику» образования
минералов в природе влияет не только содержание
элементов в земной коре, но и другие факторы, в
первую очередь химические свойства элементов.
Вспомним, что говорилось о благородных газах.
Из-за своей инертности (т.е. отсутствия
химической активности) они не образуют ни одного
соединения в земной коре.
Иначе говоря, способности различных
элементов к образованию минералов проявляются в
высшей степени неравномерно.
Эти рассуждения можно проиллюстрировать с
помощью графика. На оси абсцисс отложены
порядковые номера химических элементов; на оси
ординат — количество минералов, в состав
которых входит тот или иной элемент. Заметим,
однако, что ордината представляет собой
логарифмическую шкалу (берутся десятичные логарифмы
чисел, обозначающих количество
минералов; если были бы отложены сами
числа, то график занял бы слишком
много места).
Из этого графика следует, например, что все
элементы, расположенные выше пунктирной
линии, образуют 100 и более самостоятельных
(собственных) минералов.
...Много лет назад Ферсман писал: ♦Значение
кларков вышло за пределы частной геохимической
задачи — оно играет огромную роль в понимании
геохимии Космоса».
Элементный состав земной коры не является
более загадкой. Количества элементов «разложены
по полочкам», скрупулёзно расписаны по
справочным таблицам. Можно даже подсчитать число
атомов того или иного элемента. Ныне кларки
часто выражаются в атомных процентах, т.е. в
процентах от общего числа атомов земной коры.
Но почему, собственно, распространённость
того или иного элемента именно такая, а не
какая-либо другая? Почему всего лишь восемь
элементов составляют почти всю массу земной
о
с;
и
т
см "Ч" «с со
ocM^eoooN'veooooi^weooM'* «с со о <м t «о во о см«<г-х>ссогмчг<£> ОООМ « (ООООМ
Номера химических элементов
График, поясняющий способность химических элементов образовывать минералы.
77

Энциклопедия для детей
jy*L коры? Почему, далее, содержание эле-
I $Щ ментов в земной коре в общем и целом
уменьшается с увеличением
порядковых номеров элементов в периодической
системе? И почему, наконец, для элементов, не
принадлежащих к пресловутой «восьмёрке»,
разброс кларков столь велик?
ДАЛЁКАЯ РАДУГА
ы никогда не узнаем, из чего состоят далёкие
небесные тела, звёзды и Солнце», — утверждал в
середине XIX в. видный французский философ Огюст
Нонт. Он выражал широко распространённое мнение.
Но прошло совсем немного времени, и выяснилось,
что «познать непознаваемое» в действительности не так уж
сложно. В 1859 г. двое немецких учёных — химик Роберт
Бунзен и физик Густав Кирхгоф — изобрели простой и
чрезвычайно чувствительный метод анализа. Он позволил
изучать состав небесных светил с такой же степенью
достоверности, с какой в земных лабораториях
определялся состав минералов и руд.
Исследователи уже давно знали: различные вещества,
помещённые в пламя горелки, окрашивают его в разные
цвета. Например, поваренная соль окрашивала пламя в
жёлтый цвет, медный купорос — в зелёный. Однако
однозначно определить состав вещества по цвету пламени
всё же оказывалось невозможно. Часто бывало так, что
вещества разного состава окрашивали пламя одинаково.
Бунзен и Кирхгоф нашли выход из положения. Они
предложили пропускать свет пламени через стеклянную
призму. Призма разделяла цветные лучи на мо но хромат и-
чес кие (т.е. одноцветные). Например, литий и стронций
окрашивают пламя в один и тот же малиново-красный цвет.
Призма же позволяет обнаружить неоднородность
литиевого и стронциевого пламени. В первом случае
наблюдаются две линии — ярко-малиновая и рядом с ней
бледно-оранжевая; во втором — голубая, две красные и
оранжевая линии. .
Так выяснилось, что светящиеся пары любого
химического элемента испускают лишь одному ему свойственный
спектр — определённый набор монохроматических
излучений, каждому из которых отвечает своя линия.
Прибор, сконструированный Бунзеном и Кирхгофом,
получил название спектроскопа, а разработанный ими
метод — спектрального анализа.
Спектроскоп в сочетании с телескопом позволил
анализировать излучение Солнца и звёзд и устанавливать их
состав. Оказалось, что там присутствуют те же элементы,
которые существуют на Земле.
Так начиналась наука космохимия. Нашлось дело для
спектроскопа и на Земле. С помощью спектрального
анализа определяют химический состав минералов и
горных пород, поскольку этот метод оказался достаточно
простым в применении.
78
Эти вопросы не получили бы ответа, если бы
представления о распространённости элементов
оставались, образно говоря, «заземлёнными», если
бы мысль исследователя ограничилась изучением
состава Земли.
Наша планета — лишь мельчайшая песчинка в
бесконечном пространстве Вселенной. Долгое
время телескопы позволяли людям лишь наблюдать
небесные светила. О том, чтобы узнать, из какой
материи они состоят, не могло быть и речи.
ЭЛЕМЕНТЫ В КОСМОСЕ
Исследования «заоблачных далей» позволили
нарисовать отчётливую картину распространённости
элементов в космосе.
«Небесная» последовательность кларков
заметно отличается от земной. Лидерами являются
самые первые элементы периодической системы —
водород и гелий. По существу Вселенная состоит
на 75% из водорода и на 24% — из гелия. Таким
образом, место земной «восьмёрки» занимает
космическая «двойка».
Но есть и безусловное сходство: кислород и
другие элементы из этой «восьмёрки»
принадлежат к числу элементов, широко распространённых
в космосе. Выдерживается и другая «земная»
традиция: чем больше порядковый номер
элемента, тем меньше его содержание.
Закономерен прежний вопрос: почему?
Тут мы вплотную сталкиваемся с одной из
величайших проблем мироздания, смысл которой
выражается в трёх словах: происхождение
химических элементов. Собственно химия оказывается
уже ни при чём — это сфера, подвластная ядерной
физике. И не только ей: нужно принимать во
внимание представления об эволюции Вселенной и
прежде всего звёзд.
Именно звёзды и есть те гигантские «фабрики»,
где происходил и происходит грандиозный процесс
образования различных изотопов химических
элементов в результате разнообразных ядерных
реакций. Современные теории рассматривают
несколько стадий образования элементов. Первая из
них — термоядерная реакция превращения
водорода в гелий. Затем наступает стадия слияния ядер
гелия и образования при этом ядер более тяжёлых
элементов (т.е. элементов с большими
порядковыми номерами), в том числе кислорода, магния,
кальция, алюминия, кремния. Энергетически
«выгодным» оказывается образование железа.
Много раз упоминавшаяся «восьмёрка» элементов
образуется именно на этой стадии звёздного
синтеза.
Далее процессы рождения элементов
существенно усложняются; поэтому их объяснение «на
пальцах» просто не имеет смысла. Добавим лишь,
что наряду с ядерными реакциями синтеза учёные
рассматривают и другую возможность:
образование элементов, находящихся в середине
периодической системы, в результате деления очень

Земля среди планет Солнечной системы
тяжёлых ядер с большими зарядами. При
космических «катастрофах», например при взрывах так
называемых сверхновых звёзд (о них будет
рассказано в томе «Энциклопедии», посвященном
астрономии), обретают жизнь и такие элементы,
которые, видимо, никогда не удастся
синтезировать в земных лабораториях. Эти «монстры»
чрезвычайно неустойчивы и распадаются на
несколько гораздо более лёгких «осколков» (т.е.
элементов середины периодической системы).
По одной из распространённых версий
Солнечная система, а стало быть, и планета Земля,
сформировались из того «облака» космической
материи, которую выбросил в мировое
пространство взрыв сверхновой звезды.
Прошёл долгий срок, прежде чем земной шар,
пройдя различные стадии формирования, достиг
современного состояния. Многое изменилось за это
время. Исчезли элементы, следующие в таблице
Менделеева за ураном. Безвозвратно улетучилось
большое количество водорода, гелия и других
благородных газов. Наконец, в недрах планеты
заработала «доменная печь», начавшая
сортировать различные элементы.
Но, как бы там ни было, химический состав
Земли оказывается своеобразным «слепком»,
«отпечатком» тех невообразимо далёких событий,
которые происходили во Вселенной.
ВЕРНЁМСЯ С НЕБА
НА ЗЕМЛЮ...
Что же, земные кларки «заданы» раз и навсегда?
Вспомним: почти все радиоактивные элементы
в земной коре имеют вторичное происхождение,
поскольку постоянно образуются в результате
радиоактивного распада урана и тория.' Так как
уран и торий сами радиоактивны, то, если они в
конце концов исчезнут, периодическая система
оборвётся на висмуте — последнем стабильном
элементе. Однако периоды полураспада (так
называется время, за которое данное количество
радиоактивного элемента распадается наполовину)
урана и тория составляют около 5 млрд лет. Можно
представить, какой огромный срок потребуется,
чтобы они «съели сами себя». Сохранится ли к
этому времени сама наша планета?!
Восточная мудрость гласит: «Прежде чем
считать звёзды, внимательно посмотри под ноги».
У геохимиков будущего остаётся непочатый
край работы. Пока ещё недоступны и непред
ставимы методы, которые позволили бы, образно
говоря, «пробурить планету насквозь».
Несомненно, чем глубже будет проникать человек в недра
Земли, тем чаще придётся сталкиваться с новыми
загадками и неожиданностями. Наверное, если бы
мы смогли узнать действительный химический
состав земного ядра, то существующие ^Ь|^
представления о нём подверглись бы ^^
пересмотру.
И ведь всплывает совершенно неожиданная
проблема.
По мере углубления в недра Земли
увеличивается сжатие, которому подвергается вещество.
По расчётам в земном ядре давление должно
достигать 3 млн атмосфер. При таком
колоссальном давлении свойства многих веществ
должны существенно изменяться. Даже если бы ядро
Земли состояло из газов, то в подобных условиях
они перешли бы в металлическое состояние. На
этом соображении построена, в частности, гипотеза
о земном ядре, образованном металлическим
водородом.
Пусть, как обычно считается, ядро имеет
железоникелевый состав: свойства этих металлов
в условиях сильнейшего сжатия, очевидно,
должны быть необычными.
Почему? Вот некоторые сведения из области
строения атомов. Например, вокруг ядра атома
калия с зарядом, равным 19, вращаются 19
электронов.
По четырём электронным оболочкам они
распределяются в следующей последовательности:
2 — 8 — 8 — 1. Единственный электрон на
четвёртой, внешней, оболочке и определяет
важнейшие химические свойства калия. На
предыдущей, третьей, содержатся свободные места:
согласно теории строения атома, эта оболочка вмещает
максимум 18 электронов. И вот что предполагают
теоретики: при сверхвысоких давлениях одинокий
внешний электрон калия может «перекочевать» с
четвёртой оболочки на третью. Образуется
необычный атом: он имеет тот же заряд, то же число
электронов, но иное их распределение: 2 — 8 — 9.
А следовательно, такой «неокалий» обладал бы
принципиально иными химическими свойствами.
И прочие, обычные в нормальных условиях
элементы, испытали бы подобные превращения.
Ещё более высокие давления могли бы вообще
«смять» электронные конфигурации (т.е.
строение) атомов, по существу лишив элементы
химических свойств. Такую необычную картину
нарисовал лет сорок назад русский термохимик и
геохимик Анатолий Фёдорович Капустинский
(1906—1960). Он предложил выделять в земном
шаре три «химические» зоны, сменяющие друг
друга по мере увеличения сжатия: зону обычного
химизма, зону вырожденного химизма и зону
«нулевого» химизма.
Насколько неожиданна и привлекательна эта
гипотеза, настолько же она и спорна. Найти ей
подтверждения или отбросить напрочь можно
лишь при условии, что удастся «потрогать
руками» образцы вещества земных недр, добытого с
очень больших глубин.
79

Энциклопедия для детей
ПУТЕШЕСТВИЯ
ХИМИЧЕСКИХ
ЭЛЕМЕНТОВ
ВСЕ ПУТЕШЕСТВИЯ
ПОДЧИНЯЮТСЯ
ОБЩИМ ЗАКОНАМ
Химические элементы путешествуют, как и
люди. Однако средств передвижения у
химических элементов больше, потому что
они используют транспорт, созданный и природой,
и человеком. В природе химические элементы
передвигаются в земной коре вместе с
магматическими расплавами, по земле — в виде обломков
горных пород, с глубинными и поверхностными
водами, с живыми организмами.
Химическим элементам помогают
путешествовать люди, отправляя их с продуктами питания
(зерном, фруктами, овощами), с сырьём для
промышленности (железной рудой, древесиной,
углем) по железным дорогам, на самолётах и
морских судах. По воле человека земные элементы
достигают космоса и даже переносятся на другие
планеты.
Путешественникам часто приходится делать в
пути пересадки. Химические элементы — не
исключение, они тоже делают «пересадки». В
начале 50-х гг. XX в. в японском городе Миномата
появилась страшная болезнь, от которой погибло
сто человек. Причиной болезни оказалась ртуть-
«путешественница». Из недр Земли ртуть
поступила с рудами на заводы, где была использована, а
затем с отходами производства сброшена в
прибрежные морские воды. В воде ртуть сделала
пересадку: сменила водный транспорт на живой
организм, проникла внутрь промысловых рыб.
Отравленную рыбу употребили в пищу жители
города Миномата. Последняя пересадка ртути в
организм человека стала роковой для многих
жителей города.
Наши путешествия часто задерживают разные
обстоятельства: нелётная погода, отсутствие
билетов, аварии. В таких случаях на вокзалах, в
аэропортах скапливается очень много народу.
Иногда дальнейшее путешествие может вообще не
состояться. И на пути химических элементов тоже
могуть возникнуть препятствия — геохимические
барьеры, заставляющие их накапливаться в
земной коре, почвах, илах и живых организмах.
Ещё один закон всех путешествий — выбор
спутников. Ведь гораздо веселее путешествовать в
компании, членов которой объединяют общие
интересы, привычки. Поэтому, отправляясь в
походы и поездки, мы тщательно подбираем
попутчиков. Так и химические элементы: одни
всегда путешествуют вместе, другие даже никогда
не встречаются.
ПУТЕШЕСТВИЯ
ХИМИЧЕСКИХ
ЭЛЕМЕНТОВ
С ЖИВЫМ ВЕЩЕСТВОМ
Перемещение химических элементов в земной коре
и на её поверхности, связанное с живыми
организмами, называют биогенной миграцией. Ей
способствуют все животные, включая самых
мельчайших — бактерий. Организмы перемещают
химические элементы по воздуху, воде, внутри земной
коры.
Самый короткий отчёт о путешествиях
химических элементов с живыми организмами по воздуху
написал Александр Сергеевич Пушкин. Во время
Одесской ссылки поэт числился на службе в
канцелярии графа Воронцова. Весной 1824 г. на
степи Одесской губернии налетели огромные тучи
саранчи, и чиновники канцелярии графа
Воронцова были посланы для истребления ползающих
насекомых. В числе посланных был и Пушкин. Эта
командировка была своего рода унизительным
наказанием для поэта. В результате появился
отчёт:
Саранча
Летела, летела
И села,
Сидела, сидела,
Всё съела
И вновь улетела.
Вместе с саранчой отправились в путешествие и
химические элементы, съеденные с растениями.
Отчёт Пушкина дополняют данные английского
учёного Карутерса: «Вес тучи саранчи,
пролетевшей в течение одного дня над Красным морем,
составил 4,4107 тонн». О таком путешествии
писал и Владимир Иванович Вернадский: «Эта
туча саранчи, выраженная в химических
элементах и в метрических тоннах, может считаться
Химические элементы, «путешествуя» в составе
растворённых органических веществ, окрашивают
воды рек и озёр в чёрный цвет.
80

Земля среди планет Солнечной системы

Энциклопедия для детей
NL& аналогичной горной породе или, вер-
I <™зУ нее, движущейся горной породе».
♦В Мещёре почти у всех озёр вода
разного цвета. Больше всего озёр с чёрной водой.
В иных озёрах (например, в Чёрненьком) вода
напоминает блестящую тушь. Трудно, не видя,
представить себе этот насыщенный густой цвет. И
вместе с тем вода в этом озере совершенно
прозрачна», — с удивлением отмечал русский
писатель Константин Георгиевич Паустовский.
Чёрной речкой — Рио-Негро — назван
крупнейший приток Амазонки; на Чёрной речке под
Санкт-Петербургом погиб Пушкин. Оказывается,
тёмный цвет воде рек и озёр лесной зоны придают
химические элементы, путешествующие в составе
растворённого органического вещества. Многие
живые обитатели рек, озёр, морей, океанов —
большие любители путешествовать. Они тоже
служат средством перемещения химических
элементов в воде.
На поверхности земной коры химические
элементы перемещаются почвенными животными,
например дождевыми червями, землеройками. На
чернозёмах степи часто встречаются
многочисленные земляные холмики более светлого цвета. Эти
холмики вырыты степными зверьками —
слепышами — и сложены верхними тёмными и
глубинными светлыми слоями почвы.
В глубинах земной коры химические элементы
перемещаются исключительно бактериями.
Воды, почва и атмосфера вокруг месторождения
обогащаются химическими элементами,
входящими в состав руды. Растения поглощают их. На
этой способности растений основан
биогеохимический метод поиска полезных ископаемых.
Повышенные содержания химических элементов
наблюдаются в листьях, коре, надземных частях и
корнях практически всех растений над рудным
месторождением. В Красноярском крае листья
берёзы на участках месторождений пирита
(сульфида железа) содержат больше железа, чем берёзы
безрудных участков.
путешествия
по воздуху
В атмосфере химические элементы путешествуют
не только с живым веществом, но и в частицах
пыли, капельках воды, в виде свободных атомов и
молекул. Химические элементы постоянно
поступают в атмосферу с поверхности почвы, рек, морей,
океанов. Выделяются они и живыми организмами.
Большое количество элементов отправляется
путешествовать в атмосферу из жерл вулканов. В
начале XX в. появился мощный поток химических
элементов в атмосфере, связанный с
промышленной деятельностью человека.
Перемещение химических веществ по воздуху
особенно велико в степях и пустынях, где мало
растительности и почва часто открыта для ветров.
Пыльные бури поднимают в воздух огромное
количество твёрдых частиц. В Туркмении во время
одной такой бури в воздух поднялось 100 тыс. т
пыли. А с дождём, сопровождавшим бурю, за 10
мин на каждый квадратный километр площади
выпало Ют пыли.
Во время морских волнений, особенно штормов,
в атмосферу выбрасывается * водяная пыль». Когда
вода испаряется, образуется ♦ солёный воздух
моря», содержащий мельчайшие кристаллики
солей и пахнущий йодом. Морские соли обогащают
прибрежные районы йодом, натрием, хлором.
Принесённые с моря на сушу химические
элементы вымываются атмосферными осадками из почвы
и с речными водами снова возвращаются в океан.
Жители приморских районов никогда не
испытывают недостатка йода в организме, а жителям
удалённых от морей районов приходится
добавлять йод в продукты (например, в поваренную
соль) и употреблять продукты, богатые йодом
(например, морскую капусту).
Ни один природный процесс не может поднять
в атмосферу столько химических элементов, как
извержение вулкана. В 1883 г. произошло
сильнейшее вулканическое извержение. Взорвался
вулканический остров Кракатау в Зондском
архипелаге в Индонезии. Химические элементы,
содержащиеся в пепле, выброшенном вулканом,
поднимались на высоту до 80 км. Подхваченные
воздушными потоками мельчайшие частицы
вулканического стекла облетели вокруг Земли почти
два раза. Пепловое облако охватило весь земной
шар. Из-за сильной запылённости воздуха во всём
мире наблюдались серебристые облака, светлые
ночи и живописные зори. Пепел, выброшенный
вулканом, выпал на площади 1 млн км2. В
Зондском проливе его накопилось так много, что
это мешало судоходству.
С частичками пепла химические элементы,
содержащиеся в них, постепенно оседают на почву
и растения, изменяя их химический состав. По
количеству поставляемых соединений различных
металлов вулканы можно сравнить с
современными промышленными предприятиями.
Действующий вулкан Этна на острове Сицилия в
Средиземном море во время активизации
выбрасывает в течение года 130 т свинца, 10 т кадмия, 365 т
меди, 1100 т цинка и 3 т серебра. Воздух вокруг
действующих вулканов приобретает особый запах,
потому что из жерл отправляются в воздушные
путешествия многие химические элементы и их
соединения в виде газов: водород, хлор, азот, сера,
углерод, кислород, бром, фтор и др. На большие
расстояния распространяется удушливый запах
сернистых газов.
ВОДНЫЕ ПУТЕШЕСТВИЯ
ХИМИЧЕСКИХ
ЭЛЕМЕНТОВ
Геохимик А.И. Перельман назвал воду «кровью»
земной коры. Поверхностные и глубинные воды,
82

Земля среди планет Солнечной системы
пронизывая и промывая толщи горных пород,
вовлекают в путешествие большую часть химических
элементов периодической системы Менделеева.
Соприкасаясь с горными породами, природные воды
разрушают их. Освобождённые химические
элементы начинают своё путешествие — в виде
растворённых веществ, во взвешенном состоянии в виде
мути и более крупных частиц. Наиболее далёкие
путешествия совершают химические элементы в
растворённой форме. Например, хлор, натрий,
сера, освобождённые из горных пород, могут пройти
с речной водой тысячи километров и достичь
океана. Но далеко не все химические элементы
обладают такой способностью к передвижению.
Большинство из них малоподвижны в воде и способны
мигрировать на небольшие расстояния и только
при особых условиях водной среды. Например,
железо и марганец не могут передвигаться в водах,
богатых кислородом. Железо, свинец, цинк, медь,
серебро становятся неподвижными, если в водах
появляется сероводород (H2S). В «кислых» водах
хорошо передвигаются кальций, стронций, барий,
радий, медь, цинк, кадмий. В «щелочных» водах
многие из этих элементов становятся
малоподвижными, а пятивалентные (ванадий и мышьяк) и
шестивалентные (хром, селен,
молибден) «весело» пускаются в путь.
Путешествуя с водами, химические
элементы могут делать добрые и злые дела. В
Индии в религиозные праздники к берегам Ганга
приходят тысячи паломников. Они, как требует
того религиозный обряд, совершают омовение в
водах священной реки. В Ганг погружаются не
только здоровые, но и больные люди, надеясь на
исцеление. В жаркой стране большая река — место
и для купания, и для мытья, и для стирки белья.
Огромное скопление народу на реке при отсутствии
простейших санитарных условий приводит к
вспышкам разнообразных эпидемий — прежде
всего холеры. Но эпидемии на Ганге не достигают
тех размеров, каких можно было бы ожидать при
таком огромном количестве больных людей. Когда
учёные провели химический анализ воды Ганга, то
обнаружили в ней высокое содержание серебра,
хорошо известного своими бактерицидными
свойствами, Ганг на долгом пути с вершин Гималаев
проходит через породы, содержащие серебро.
Благородный химический элемент покидает
родные места и отправляется в путешествие, чтобы
творить добрые дела. Серебро борется с бактериями
Паломники омываются в водах священной реки Ганг.
83

Энциклопедия для детей
NB^ I до тех пор, пока не иссякает его
&Ш I источник на пути реки, пока все его
запасы не вымываются рекой из пород
и не рассеиваются в океане.
Другой химический элемент — стронций,
отправившись в путешествие с природными
водами, принёс тяжёлое заболевание жителям долины
забайкальской реки У ров. По названию реки и
заболевание стало называться уровским. Учёные
установили, что уровская болезнь возникает при
избытке в воде стронция и недостатке кальция.
Кальций и стронций путешествуют вместе.
Кальций — элемент, необходимый для построения
скелета. Когда кальция мало, стронций пытается
заменить его в костных тканях. Но стронцию не
хватает * усидчивости» кальция. Он не
закрепляется в организме, как кальций, и спешит опять
вернуться в природу. А кости людей становятся
рыхлыми, деформируются. Болезнь поражает и
людей, и животных.
ЭЛЕМЕНТЫ-
ПУТЕШЕСТВЕННИКИ»
И ЭЛЕМЕНТЫ-
«ДОМОСЕДЫ»
Химические элементы, как и люди, разделяются
на путешественников и домоседов. Мы уже
говорили о том, что одни элементы, освобождаясь из
горных пород, пускаются в дальние путешествия,
начинающиеся внутри континентов и
оканчивающиеся в далёких морях, а другие —
передвигаются на небольшие расстояния или вообще
предпочитают не двигаться с места. Самые
непоседливые в верхней части земной коры — хлор, бром,
йод, сера. За ними следуют кальций, натрий,
магний, калий. Относительно равнодушны к
путешествиям кремний, фосфор, марганец. Очень не
любят путешествовать железо, алюминий, титан.
Но даже большой любитель путешествовать порой
вынужден сидеть дома. Не выпускают разные
обстоятельства, например болезнь или обилие
неотложных дел. Так же и подвижность химического
элемента зависит от того соединения, в состав
которого он входит.
Например, очень активный путешественник
натрий, заключённый в кристаллическую решётку
минерала альбита, становится инертным, т.е.
малоподвижным, из-за нерастворимости в воде.
Другое дело — натрий в минерале галите (хорошо
известном нам в виде поваренной соли). Он хорошо
растворяется. Достаточно лишь немного воды,
чтобы натрий из него перешёл в подвижную форму
и отправился в путь.
природные художники
Передвигаясь в земной коре, по воздуху, с водами,
живыми веществами, химические элементы
участвуют в создании красок Земли. Пейзажи северных
и средних широт отличают серые и серо-бурые
краски. И это не случайно. Недостаток тепла и
избыток влаги приводят к тому, что агрессивные
кислоты, образующиеся при разложении
растительных остатков, разрушают минералы и
отправляют в далёкие путешествия к морям и океанам
весь содержащийся в них натрий, кальций,
магний. В результате почвы приобретают серый и
серо-бурый цвет. А просёлочные дороги и пашни
придают серо-бурый цвет всему ландшафту.
К югу серые тона ландшафтов темнеют. Если
выехать вечером из Подмосковья на поезде в
южном направлении, то уже утром по обе стороны
от железной дороги будут бежать вслед за поездом
чёрные пашни. Здесь простирается лесостепь —
становится меньше влаги, больше солнечного
тепла. Из ландшафтов не выносятся кальций и
магний. При таком сочетании природных условий
в почвах образуются темноокрашенные
органические соединения — гумусовые вещества,
связанные с кальцием и отчасти с магнием. Они придают
почве тёмно-серый цвет, а называются эти почвы
чернозёмом. В лесостепях вынуждены сделать
остановку вместе с кальцием и магнием некоторые
другие химические элементы.
Ещё дальше на юг, в южных степях, где влаги
становится всё меньше, задерживаются уже
натрий и хлор. Земля светлеет, становится
шоколадной, каштановой. Если наше южное путешествие
закончится на Черноморском побережье Кавказа
около города Батуми, то мы попадём во влажные
субтропики, в царство ярко-красной коры
выветривания. Много тепла круглый год и большое
количество осадков, вновь появляются
агрессивные кислоты, которые выгоняют из горной
породы практически все химические элементы. Но
всё же они бессильны против оксидов железа и
алюминия, которые остаются в почве и придают
всему ландшафту красный цвет.
Самые же контрастные и замечательные краски
ландшафтов Александр Евгеньевич Ферсман,
геохимик, путешественник, организатор многих
экспедиций, наблюдал в песках среднеазиатских
пустынь Каракумы и Кызылкумы.
В книге * Цвета минералов» учёный писал:
♦Контрасты и крайности определяют природу
пустыни: тёмные цветущие оазисы и отрезанные
от них, как ножом, безжизненные пески и адыры
(так называются холмистые предгорья Тянь-
Шаня. — Прим. ред.) Средней Азии; чёрные,
тёмные, красные краски камней и скал и
белоснежные поля солей; жёлтые краски
самородной серы и ярко горящие золотистые сульфаты
железа в районах месторождений серы». А если
«подняться на самолёте над пустыней, то можно
увидеть, как разнообразны оттенки песков, как
многолики серые, розовые, жёлтые, красные
пятна, полосы, тени... Картина пёстрых ярких
тонов незабываема, и геохимик видит прежде
всего, что все соединения находятся в сильно
окисленном виде, и самые высокие степени
окисления марганца, железа, ванадия, урана,
84

Земля среди планет Солнечной системы
меди характеризуют эти минералы; он знает, что
этим они обязаны южному солнцу,
ионизированному воздуху с его кислородом и озоном».
Химические элементы влияют на цвет горных
пород и всего ландшафта, а в некоторых областях
создают поистине чарующие краски отдельных
минералов. Кольский полуостров славится своими
фиолетовыми флюоритами и аметистами,
восточное побережье Крыма — красными сердоликами,
а Урал — самоцветами. Недаром ювелиры и
любители красивых камней восхищаются
насыщенным зелёным цветом уральских изумрудов,
кроваво-красными гранатами и нежной зеленью
узорчатых малахитов.
ГЕОХИМИЧЕСКИЕ
БАРЬЕРЫ НА ПУТИ
ЭЛЕМЕНТОВ-
« ПУТЕШЕСТВЕННИКОВ»
Химические элементы задерживаются и отдыхают
от путешествий у природных препятствий —
геохимических барьеров. Затянувшийся отдых может
привести к накоплению химических элементов и
даже к образованию месторождений полезных
ископаемых. Причин для этого много.
В России с древних времён и до конца XIX в.
широко использовались озёрные и болотные
железные руды как сырьё для местного
металлургического производства. Скопления болотных руд
давали названия населённым пунктам, например
Гусь-Железный в Рязанской области. При
переувлажнении почвы в ней резко снижается
содержание кислорода. В таких условиях железо и
марганец начинают растворяться в почвенных
водах, вместе с которыми направляются в
понижения рельефа. Далее они поднимаются наверх,
где содержание кислорода снова увеличивается,
тогда железо и марганец опять
переходят в нерастворимые
химические соединения и
накапливаются. В местах встречи с
кислородом образуются чёрные
или тёмно-коричневые
скопления соединений железа и
марганца, ржавые слои, которые
♦цементируют» почву в
железистую или железисто-марганцевую
плиту. Так по берегам озёр и на
окраинах болот образуются
озёрные и болотные руды, которые в
прошлом служили сырьём для
местных металлургов.
Во влажных субтропиках и
тропиках ожелезнение почв
достигает ещё больших масштабов.
При встрече обогащенных
металлами грунтовых вод с
кислородом образуются массивные
железистые плиты или панцири —
латериты (от лат. «later» —
«кирпич»). Местное население использует
латеритные плиты как строительный
материал.
Таким образом, благодаря кислороду, или
кислородному геохимическому барьеру,
останавливающему путешествия железа и марганца,
жители таёжной зоны имеют руды металлов, а
жители субтропиков и тропиков — строительный
материал. Если на своём пути воды, несущие
растворённые железо, марганец, цинк, медь,
свинец, встречают сероводород, то препятствием
для дальнейшего путешествия элементов
становится сероводородный геохимический барьер.
На этом барьере металлы накапливаются в виде
сульфидов — соединений с серой.
В тайге растениям и животным не хватает
многих химических элементов, потому что они
активно вымываются водой. Почва приобретает
серый цвет золы. И вдруг в той же местности
пейзаж резко преображается. Почва сильно
темнеет, растительный покров становится более
богатым, что свидетельствует об улучшении условий
жизни растений. Причина такой перемены —
выход на поверхность земли карбонатных пород:
известняков, доломитов, содержащих много
кальция. Так в земной коре, почвах, водах создаётся
щелочной геохимический барьер. Он
останавливает многие химические элементы. Здесь
накапливаются медь, кобальт, цинк, магний, барий,
никель и другие элементы.
В Таджикистане есть удивительные природные
образования — «соляные грибы». Они очень
разнообразны по величине и форме. «Гриб» сидит
на толстой белой соляной ноге; «шляпка» его —
буро-коричневая (точь-в-точь гриб-боровик),
потому что сложена гипсово-ангидритовыми породами.
В них закончили путешествие многие химические
элементы, и прежде всего натрий и хлор,
застывшие в минерале галите — каменной соли. В
Соединения никеля и кобальта скапливаются на щелочном
геохимическом барьере
[Магматические
горные породы
85

Энциклопедия для детей
з51ь глубинах земной коры под большим
I щзщ I давлением вышележащих пластов
горных пород каменная соль становится
пластичной и начинает течь в сторону уменьшения
давления, к земной поверхности. Толщи пород как
бы выдавливают пласты каменной соли вверх.
Когда давление резко падает, каменная соль теряет
свойство пластичности, становится неподвижным
соляным куполом — месторождением соли.
Соляные купола есть и на территории России, но не
везде выходят на поверхность. Особенно много
соляных куполов в Прикаспийской низменности,
где их выходы образуют даже небольшие
возвышенности. Одна из таких «гор» — Улаган — питает
своими солями известное солёное озеро Эльтон.
В Пятигорске, у подножия горы Машук, на
выходе углекислого источника образовалась гора
Горячая. В глубинных водах земной коры с
увеличением давления увеличивается
растворимость газов. При высоком содержании углекислого
газа минерал кальцит легко растворяется. При
выходе таких вод на поверхность давление в них
резко падает, углекислый газ выделяется в
атмосферу, а кальцит снова выпадает в осадок и
образует известковые туфы — травертины,
которыми и сложена гора Горячая.
Создаёт соляные купола и строит горы из
травертина термодинамический геохимический
барьер. Условия его появления — резкое
изменение давления или температуры на пути
путешествующих химических элементов.
В сухом жарком климате, особенно в пустынях,
химические элементы задерживаются там, где
испаряется вода, т.е. на испарительных
геохимических барьерах. Там могут скапливаться
практически все химические элементы и даже такие
«неуловимые путешественники», как хлор и
натрий. Насыщенные растворы солей как бы
♦подтягиваются» в жарком сухом грунте к
поверхности и испаряются. Соли выпадают в
осадок и образуют сильно засоленные почвы —
солончаки, шоровые (т.е. солёные) и грязевые
озёра с коркой соли на поверхности.
Часто на пути химических элементов
встречаются ловушки — твёрдые или жидкие вещества,
способные поглощать их. Такие вещества
называют сорбентами. Тогда путешествие химических
элементов заканчивается на сорбционном
геохимическом барьере, которым могут быть глина,
торф, ил.
Химические элементы обладают способностью
надолго задерживаться в живых организмах.
Такая «остановка» в пути химических элементов
называется биогеохимическим барьером. В стволах
и ветвях деревьев химические элементы
задерживаются на несколько сотен лет. Огромное
количество химических элементов сохранялось в
залежах каменного угля и нефти миллионы лет. Везде,
где есть живые организмы, есть и
биогеохимические барьеры.
К сожалению, живые организмы, в том числе и
организм человека, становятся пристанищем очень
вредных для здоровья химических элементов. С
древних времён много бед человеку приносит
свинец. Свинцовые трубы водопроводов Древнего
Рима и Московского Кремля XVII в., свинцовая
посуда, свинцовые белила, выбросы современной
промышленности, автотранспорта — всё это
источники многовекового поступления свинца в живые
организмы.
Организмы приспосабливаются к
вынужденному потреблению свинца. Они переводят его в
неподвижное состояние и накапливают в
отдельных органах. Например, свинец, оседающий из
атмосферы на листья, закрепляется в их восковом
налёте и дальше не перемещается. Так растения
защищают свои плоды и семена. В организме
человека свинец тоже переводится из крови в
волосы, ногти, а значит, при их стрижке и бритье
этот металл частично выводится из организма. Но
большая часть этого опасного элемента
накапливается в костных тканях. Чтобы свинец,
содержащийся в костях, не вредил здоровью,
человек должен быть ограждён от стрессовых
ситуаций. Такое предостережение дают
наблюдения над подопытными обезьянами. При сильных
стрессах в крови обезьян резко увеличивалось и в
течение длительного времени поддерживалось
повышенное содержание свинца, ухудшая
здоровье животных.
маршруты
ПУТЕШЕСТВИЙ
ХИМИЧЕСКИХ
ЭЛЕМЕНТОВ
Замечательный русский геохимик, почвовед
Б.Б. Полынов обратил особое внимание на то, что
всё в природе — рельеф, горные породы, климат,
растительность, животные — тесно связано между
собой. Учёный писал: «...Причинная связь тянется
от одного из них к другому, возвращается обратно
и, охватывая... несколько раз каждый из этих
элементов, образует сложную бесконечную цепь,
образ которой сыграл такую яркую роль в
прекрасной и могучей поэтической картине
мироздания, некогда нарисованной Гёте:
И крепкой цепью сил природы
Весь мир таинственно объят... »
По каким же маршрутам «путешествуют»
химические элементы?
Самый длинный маршрут начинается в недрах
Земли. На глубине в десятки километров горные
породы и минералы подвергаются воздействию
высоких давлений и температур. В результате
происходит метаморфизм (изменение) их
структуры, минерального, а иногда и химического
состава, что приводит к образованию
метаморфических пород. Опускаясь ещё дальше в глубь Земли,
метаморфические породы могут расплавиться и
образовать магму. Внутренняя энергия Земли (т.е.
эндогенные силы) поднимает магму к поверхности.
86

Земля среда планет Солнечной системы
С расплавленными горными породами, т.е.
магмой, химические элементы выносятся на
поверхность Земли во время извержений вулканов,
застывают в толще земной коры в виде интрузий.
Процессы горообразования поднимают глубинные
горные породы и минералы на поверхность Земли.
Здесь горные породы подвергаются воздействию
солнца, воды, животных и растений, т.е.
разрушаются, переносятся и отлагаются в виде осадков
в новом месте. В результате образуются осадочные
горные породы. Они накапливаются в подвижных
зонах земной коры и при прогибании снова
опускаются на большие глубины (свыше 10 км).
Вновь начинаются процессы метаморфизма,
переплавления, кристаллизации, и химические
элементы возвращаются на поверхность Земли. Такой
♦маршрут» химических элементов называется
большим геологическим круговоротом.
Геологический круговорот не замкнут, т.к. часть
химических элементов выходит из круговорота: уносится
в космос, закрепляется прочными связями на
земной поверхности, а часть поступает извне, из
космоса, с метеоритами.
Геологический круговорот — это глобальное
путешествие химических элементов внутри
планеты. Более короткие путешествия они совершают на
Земле в пределах отдельных её участков. Главный
инициатор — живое вещество. Организмы
интенсивно поглощают химические элементы из почвы,
воздуха, воды. Но одновременно и
возвращают их. Химические элементы
вымываются из растений дождевыми
водами, выделяются в атмосферу при дыхании и
отлагаются в почве после смерти организмов.
Возвращённые химические элементы снова и снова
вовлекаются живым веществом в * путешествия ».
Всё вместе и составляет биологический, или
малый, круговорот химических элементов. Он
тоже не замкнут. Часть
элементов-♦путешественников» уносится за его пределы с
поверхностными и грунтовыми водами, часть — на разное
время «выключается» из круговорота и
задерживается в деревьях, почве, торфе.
Ещё один маршрут химических элементов
проходит сверху вниз от вершин и водоразделов к
долинам и руслам рек, впадинам, западинам. На
водоразделы химические элементы поступают
только с атмосферными осадками, а выносятся
вниз и с водой, и под действием силы тяжести.
Расход вещества преобладает над поступлением, о
чём говорит само название ландшафтов
водоразделов — элювиальные (от лат. eluo — *вымываю»).
На склонах жизнь химических элементов
изменяется. Скорость их передвижения резко
увеличивается, и они «проезжают» склоны, как
пассажиры, удобно устроившиеся в купе поезда.
Ландшафты склонов так и называются —
транзитными.
Водными потоками вещество сносятся из верхних (элювиальных) в нижние (аккумулятивные) ландшафты
А ветры и животные переносят их обратно.
87

Энциклопедия для детей
M-g^ «Отдохнуть» от дороги химическим
F^$ I элементам удаётся лишь в
аккумулятивных (накапливающих)
ландшафтах, расположенных в понижениях рельефа. В
этих местах они часто и остаются, создавая для
растительности хорошие условия питания. В
некоторых случаях растительности приходится
бороться уже с избытком химических элементов.
Кому в лесу не докучали комары? А в тайге, где
к комарам прибавляются мошка7 и мокрец, просто
невозможно работать без защиты от гнуса —
кровососущих насекомых. Вроде бы не вызывает
сомнений необходимость самой решительной
борьбы с этими врагами, если бы не одно
обстоятельство. Таёжные водоразделы обеднены химическими
элементами, необходимыми растениям для
нормального развития: молибденом, кобальтом,
марганцем. Они вымываются водой и уходят вниз.
Именно в поймах рек, в болотах, где
накапливаются смытые сверху микроэлементы, рождается
гнус. Поднимаясь из пойм и болот на водоразделы,
он возвращает наверх смытые оттуда вещества. Вот
и стоит задуматься: друг комар или враг? Может
быть, не стоит его убивать, а достаточно просто
смахнуть? Ведь без него не смогли бы нормально
жить на водоразделах многие растения.
ХИМИЧЕСКИЕ
ЭЛЕМЕНТЫ — ДРУЗЬЯ
И ВРАГИ
Природа не всегда бывает добра к живым
созданиям. Она часто создаёт недостаток или избыток
подвижных, доступных растениям и животным
химических элементов. Это влияет на их
состояние. Например, там, где быстро выносится
кальций, необходимый для построения скелета, все
животные — и домашние, и дикие — вырастают
не такими крупными, как в тех местах, где
кальция достаточно. Резкий же дефицит или избыток
земля — это
ОГРОМНЫЙ
МАГНИТ
■уд l гагнитное поле простирается на 20—25
I \/ радиусов Земли и образует третий, «броне-
X*-_Lbou», пояс, окружающий нашу планету
наряду с атмосферой и ионосферой. Оно защищает
Землю от мощного потока космических частиц —
протонов, альфа-частиц, небольшого количества
электронов и других, которые только в районах
химических элементов приводит к заболеваниям
растений, животных и человека. Известно, что
многие микроэлементы отвечают за
жизнедеятельность определённых органов. В повышенных же
концентрациях они становятся врагами
организма. Хорошо известное заболевание кариес (от лат.
caries — «гниение») связано с недостатком в воде
и пище фтора и сопровождается постепенным
разрушением зубов. Поэтому мы с радостью покупаем
зубную пасту с фтором. Но тот же фтор в избытке
становится врагом: вызывает другое заболевание
зубов — флюороз (от лат. fluorum — «фтор»).
Уже много лет назад в распределение
химических элементов вмешался человек. С начала
XX столетия деятельность человека стала главным
способом их путешествия. При добыче полезных
ископаемых огромное количество веществ
изымается из земной коры. Их промышленная
переработка сопровождается выбросами
химических элементов с отходами производства в
атмосферу, воды, почвы. Это загрязняет среду обитания
живых организмов. На земле появляются новые
участки с высокой концентрацией химических
элементов — рукотворные геохимические
аномалии. Они распространены вокруг рудников
цветных металлов (меди, свинца, цинка, никеля).
Эти участки иногда напоминают лунные пейзажи,
потому что практически лишены жизни из-за
высоких содержаний вредных элементов в почвах
и водах.
Остановить научно-технический прогресс
невозможно, но человек должен помнить, что
существует порог в загрязнении природной среды,
переходить который нельзя, за которым
неизбежны болезни людей и даже вымирание
цивилизации. Создав биогеохимические «свалки»,
природа, возможно, хотела предостеречь человека
от непродуманной, безнравственной деятельности,
показать ему на наглядном примере, к чему
приводит нарушение распределения химических
элементов в земной коре и на её поверхности.
магнитных полюсов могут достичь атмосферы.
Чтобы узнать всё это, людям потребовалось не одно
столетие.
Знакомство человека с магнитными свойствами
горных пород восходит к античным временам. Уже
тогда был известен магнетит — невзрачный на вид
тёмно-серый минерал, который ещё называют
магнитным железняком. Одни исследователи
считают, что минерал обязан своим названием
древнему городу Магнесиа в Македонии, хотя там
и не обнаружено магнитных руд. Другие
связывают его с легендой о пастухе Магнусе, который в
тайны земного
магнетизма
88

Земля среда планет Солнечной системы
КИТАЙЦЫ —
ИЗОБРЕТАТЕЛИ КОМПАСА
в 1110 г. до н.э. послы правителя Вьетнама совершили
поездку на северо-восток, к китайскому императору
Чеу Куну. Из предосторожности независимо друг от
друга были направлены три посла, т.к. один посол мог
не достигнуть места назначения. Однако все трое
благополучно добрались до Китая, были торжественно
приняты императором... но заблудились на обратном
пути во Вьетнам. Им пришлось возвратиться в Китай,
объяснить всё императору, и Чеу Кун подарил им пять
дорожных колесниц с указателями направления на юг.
Послы отправились в путь на этих колесницах и год
спустя прибыли к себе на родину. На каждой колеснице
помещалась деревянная фигурка, рука которой всегда
указывала на юг. Куда бы ни ехала колесница, в какую
бы сторону она ни поворачивала, рука фигурки по-
прежнему показывала то же направление. Внутри
фигурки, укреплённой на вертикальной оси с опорами,
находился кусок магнитной железной руды, а сама
фигурка была не чем иным, как прообразом
современного компаса.
давние времена пас коз. Однажды
опёрся он посохом с железным
наконечником о камень, от которого потом
с трудом оторвал его. Камень притягивал к себе
железный наконечник посоха... Возможно, от
имени пастуха и произошло слово * магнит». А
РУДУ» обнаруженную Магнусом, назвали
магнетитом. О магнитной скале рассказывала в своих
сказках и Шахерезада. Следующий сюжет взят из
рассказа Плиния Старшего об опасности,
подстерегающей мореплавателей в Эфиопском (Красном)
море. Корабль, проплывавший мимо загадочной
горы, находящейся в этом море, будто бы
рассыпался, т.к. железные гвозди выдёргивались
силой магнита.
Земное магнитное поле интересовало многих
учёных, которые пытались использовать его для
ориентирования по сторонам света. В Китае уже
почти 4 тыс. лет назад было известно свойство
естественного магнита устанавливаться одним
концом на юг, а противоположным — на север.
♦Магнит — это камень, который даёт направление
железной игле» — такое определение
естественного магнита приводили китайские учёные в
энциклопедии, составленной во II в. н.э. В 1187 г.
английский монах Александр Некэм писал в своём
Посох пастуха Магнуса железным наконечником «примагнитился» к глыбе магнегига
89

Энциклопедия для детей
Ж трактате: «В пасмурные дни или
_J тёмные ночи, когда не видно небесных
светил, моряки намагничивают
железную иглу, продевают её сквозь соломинку,
плавающую на воде, и таким образом определяют, где
север».
В 1269 г. французский учёный Пьер де
Мерикур, по прозванию Перегрин, написал
трактат «Письмо о магните». Это был первый в Европе
труд по магнетизму. Перегрин изложил в своём
сочинении свойства магнитного камня, указал, как
находить у него полюса и как намагничивать
железную иглу. Учёный предложил назвать конец
намагниченной стрелки, указывающий на север,
северным, а противоположный — южным. Он
усовершенствовал компас, соединив его с морской
астролябией (специальным прибором для
определения широт и долгот), а также сконструировал
два магнитных компаса. Один из них содержал
плавающий магнит, другой — «сухую»
намагниченную стрелку, вращавшуюся вместе с
вертикальной осью. Во втором компасе было 360
делений и линейка для измерения азимутов.
Многие естествоиспытатели считали, что
компасную стрелку направляет точно на север сила
притяжения Полярной звезды. Перегрин первый
догадался, что сама Земля создаёт силу,
заставляющую стрелку магнитного компаса двигаться. Но
все эти открытия целых три века почти никому
были не известны. Книга Перегрина была
опубликована только в 1558 г. в Германии.
Многие учёные и мастера старались
усовершенствовать изобретённый китайцами компас.
История сохранила далеко не все имена, но
некоторые изобретатели нам известны. В Италии
есть памятник Флавио Жиойя, сумевшему в XIV в.
улучшить существовавшую тогда конструкцию
магнитного компаса. Из поколения в поколение
передавалась легенда о молодом моряке Флавио,
полюбившем красавицу Анжелику. Отец девушки
был капитаном корабля. Однажды из-за густого
тумана его корабль сбился с курса и ударился о
скалы. Капитан оказался единственным
спасшимся из всей команды и поклялся отдать дочь в
жёны только тому, кто создаст прибор,
позволяющий отыскивать путь в ночи и тумане. Флавио
Жиойя сделал такой прибор, и отец сдержал слово.
Юноша скрепил магнитную стрелку с бумажным
кругом (картушкой), нанёс градусные деления, к
центру круга провёл лучи, соответствующие 32
направлениям (румбам). На картушку был нанесён
рисунок, получивший название «роза ветров».
В 1492 г. моряки экипажа экспедиции
Христофора Колумба через несколько дней после выхода
из Европы в Америку с беспокойством обнаружили
отклонение стрелки компаса на 5° от направления
на Полярную звезду. Колумб с трудом успокоил
свою команду и убедил продолжать путешествие.
Он установил, что угол отклонения стрелки от
направления на географический север (склонение)
в различных участках земного шара неодинаков.
Причины этого ему объяснить не удалось.
Значительно позже определили, что в Японии
склонение мало, а в центральной части Гренландии
оно достигает 60° (в западном направлении), так
что в Гренландии по направлению магнитной
стрелки едва ли можно определить положение
Северного полюса. Только там, где склонение
равно нулю, стрелка компаса действительно
указывает на север. Европейцы сделали и другое
важное открытие. В 1544 г. Гартман, пастор из
Нюрнберга, работавший в молодости механиком,
установил, что северный конец намагниченной
стрелки всегда наклоняется вниз. Английский
моряк Норман в 1576 г. определил, что в Лондоне
стрелка устанавливается под углом 71°50'
относительно горизонтальной плоскости. В высоких
широтах наклонение достигает ещё больших
величин. В Южном полушарии Земли наклоняется
вниз южный конец стрелки. В связи с этими
важными открытиями исследователи
предположили, что стрелка компаса реагирует на
источники магнетизма, скрытые в недрах Земли, т.е. на
магнитные аномалии (от греч. «аномалиа» —
«отклонение от нормы»).
Придворный лекарь английской королевы
Елизаветы I, выдающийся естествоиспытатель того
времени Уильям Гильберт затратил 18 лет жизни
и почти всё своё состояние на опыты по изучению
магнетизма. Результаты он изложил в книге «0
магните, магнитных телах и большом магните —
Земля», вышедшей в свет в 1600 г. Гильберт
подверг исследованию все лечебные и другие
свойства магнитов, упомянутые в древних
трактатах. Он экспериментально доказал, что Земля —
огромное намагниченное тело с двумя полюсами.
Гильберт выточил из магнитной железной руды
шар, названный им «терелла» — «маленькая
Земля». Магнитные стрелки располагались вокруг
магнитного шара, как и вокруг земного, на
различных широтах. Учёный считал, что
магнитные полюса Земли совпадают с географическими.
Мы знаем, что это предположение не
подтвердилось.
В 1694 г. англичане были потрясены гибелью
своей эскадры на пути к Гибралтарскому проливу.
Для выяснения причин катастрофы и проведения
магнитных измерений в Атлантическом, а затем в
Тихом океанах правительство Британии отправило
экспедицию под руководством астронома и
геофизика Эдмунда Галлея. Вернувшись в Англию,
Галлей издал в 1701 г. первую в мире магнитную
карту, нанеся на неё линии равного склонения.
Большой вклад в изучение земного магнетизма
внёс великий русский учёный Михаил Васильевич
Ломоносов (1711—1765). Он усовершенствовал
астрономические и навигационные приборы,
создал первый в мире самопишущий компас,
позволяющий в любое время определять изменения
движения корабля за счёт действия ветра,
оплошности рулевого и т.п. С помощью часового
механизма, двигавшего бумажную ленту, компас
Компас китайского императора
90

Земля среда планет Солнечной системы

Энциклопедия для детей
автоматически вычерчивал на ней все
отклонения от заданного румба.
В 1838 г. немецкий учёный Карл
Фридрих Гаусс путём строгих математических
расчётов показал, что постоянное магнитное поле
Земли очень мало зависит от околоземного
пространства, а источник магнетизма заключён внутри
земного шара.
По инициативе немецкого естествоиспытателя
Александра фон Гумбольдта в XIX в. в разных
странах были созданы магнитные обсерватории
для постоянной регистрации изменений элементов
земного магнетизма. Такие обсерватории были
открыты и в России.
Первая систематическая магнитная съёмка
океанов была выполнена на американской
немагнитной шхуне «Карнеги» в 1910 г., названной так
по имени миллиардера, пожертвовавшего большую
сумму денег на научные исследования. Все её
части, включая двигатель, якорь, цепи, были
сделаны из латуни, бронзы, марганцевой
немагнитной стали и дерева. Она была оснащена
довольно точной для того времени аппаратурой.
После 20-летнего плавания на судне возник пожар,
и знаменитая шхуна затонула.
МАГНИТНЫЕ ПОЛЯ И
ПСИХИЧЕСКИЕ ПРОЦЕССЫ
все населяющие Землю живые существа возникли и
постоянно находятся под воздействием её магнитного
поля. Как будет себя чувствовать человек вне зоны
магнитного поля Земли?
Психоневрологи различных стран мира давно
обратили внимание на то, что в периоды магнитных бурь,
когда напряжённость геомагнитного поля начинает быстро
меняться, люди чаще страдают нервно-психическими
расстройствами. Статистика подтвердила и связь количества
автомобильных аварий с периодом мощных взрывов на
Солнце, которые вызывают сильные магнитные бури.
Люди со слабым типом нервной системы чувствуют себя
крайне подавленными в последующие после взрывов на
Солнце дни.
Как известно, магнитное поле Земли «пульсирует» с
частотой от В до 16 колебаний в секунду. Некоторые
учёные высказали предположение, что именно с влиянием
такой пульсации связан и основной ритм биопотенциалов
головного мозга, так называемый альфа-ритм, имеющий
ту же частоту. Хаотически изменяющаяся частота
колебаний магнитного поля Земли может навязывать
биологическим процессам несвойственные им ритмы. У
здорового человека нервная система хорошо приспосабливается к
изменениям окружающей среды. Ослабленная нервная
система не справляется с возросшей нагрузкой,
вызванной «беспорядком» в изменениях геомагнитного
поля.
В процессе эволюции земной жизни, по мнению
медиков, у организмов выработались стойкие ритмы
биохимических реакций, которые, возможно, могут в той или
иной мере «справиться» с нарушениями ритмики в
изменённом магнитном поле.
Воздействие геомагнитного поля и его изменений на
организм человека требует дальнейшего глубокого
изучения, особенно при освоении космоса.
ш
92
X
В 1952 г. в СССР был спущен на воду новый
немагнитный корабль — шхуна «Заря». Корпус её
был изготовлен из сосны и дуба, а все крепления —
из немагнитных сплавов (латуни и бронзы). Шхуну
оснастили научным оборудованием, позволяющим
непрерывно и с высокой точностью регистрировать
основные элементы земного магнетизма.
Постоянные записи любой магнитной
обсерватории показывают, что земное магнитное поле
изменяется со временем. Отмечаются небольшие
ежедневные циклические изменения — суточные
вариации. Вариации склонения составляют угол в
несколько минут, вариации напряжённости
земного магнитного поля — около 10 4 Гс
(напряжённость магнитного поля измеряется в гауссах —
единицах, которые получили название по имени
великого немецкого математика Гаусса и
обозначаются Гс). Магнит небольшого размера обычно
создаёт магнитное поле напряжённостью в
несколько десятков гауссов. Земное поле весьма
слабое — около 0,3 Гс вблизи экватора и около
0,7 Гс в полярных районах.
В некоторые дни наблюдаются значительные
изменения магнитного поля — до нескольких
градусов по склонению и до 0,1 Гс по
напряжённости. Такие сильные возмущения названы
магнитными бурями. Магнитная буря,
продолжающаяся несколько суток, часто сопровождается
нарушениями радиосвязи, а в высоких широтах —
полярным сиянием; отрицательно влияет на
здоровье людей. Почему же возникают магнитные
бури?
Верхние слои атмосферы, находящиеся в
нескольких сотнях* километров над поверхностью
Земли, называются ионосферой. Под действием
магнитного поля Земли и её вращения вокруг своей
оси в ионосфере возникают электрические токи.
Они поддерживаются за счёт постоянного
образования большого количества заряженных частиц —
ионов и свободных электронов — из расщепляемых
солнечной радиацией молекул атмосферных газов.
Эти электрические токи оказывают существенное
влияние на формирование магнитного поля Земли.
В периоды повышенной солнечной активности
всплески радиационного излучения вызывают
соответствующие усиления электрических токов
ионосферы, которые и являются причиной
возникновения магнитных бурь.
ЗЕМЛЯ
ПОЧЕМУ
— МАГНИТ?
Учёные пока считают этот вопрос одной из самых
больших научных загадок. Для создания
магнитного поля необходимо либо намагниченное тело,
либо электрический ток. Долгое время учёные
думали, что земное поле создано огромным
магнитом, находящимся в земных глубинах. Много
гипотез было предложено и отвергнуто. Наиболее
правильный ответ в настоящее время таков: магнитное
поле Земли создаётся электрическими токами в

ядре; эти токи, вероятно, вырабатываются и
поддерживаются механизмом, подобным
самовозбуждающемуся динамо. Теория динамо впервые была
предложена в 1919 г. английским учёным
Джеромом Лармором. А в 1945 г. советский физик Яков
Ильич Френкель выдвинул гипотезу земного
динамо применительно к геомагнитному полю,
считая главной причиной наличие жидкого внешнего
ядра. Температура внутри ядра должна быть
несколько выше, чем на его периферии, за счёт
радиоактивного распада неустойчивых элементов.
Холодные массы при этом устремляются к центру
ядра, горячие — из центра ядра движутся им
навстречу. Земля вращается, скорость движения
масс на периферии ядра больше, чем в его
глубинах. Поэтому движущиеся из центра элементы
жидкости тормозят вращение периферийных слоев
ядра, а встречные потоки, наоборот, ускоряют
внутренние слои. Тогда внутренняя часть ядра
вращается быстрее внешней и играет роль ротора
(вращающейся части) генератора, в то время как
внешняя — роль статора (неподвижной части). В
соответствии с расчётами в такой системе
оказываются возможными самовозбуждение и появление
электрических токов. Именно эти токи и создают
магнитное поле Земли. Сторонники этой гипотезы
считают, что правильнее было бы называть Землю
большой динамо-машиной, чем большим
магнитом.
Магнитное поле существует на Земле
повсеместно. Его элементы, измеренные специальными
приборами, изображают на картах. Магнитное
поле Земли непрерывно меняется, поэтому карты
нормального магнитного поля составляют через
несколько лет, а некоторые даже ежегодно.
Горные породы в земной коре намагничены
по-разному. Крупные блоки пород с повышенной
намагниченностью влияют на магнитное поле.
Поэтому при поисках месторождений полезных
ископаемых особое значение имеют отклонения от
нормального поля, называемые магнитными
аномалиями. Магнитными аномалиями называют
отклонения магнитного поля от значений, условно
принятых для всего участка за нормальные.
Наибольшую намагниченность горных пород
создают минералы, содержащие железо. Осадочные
породы обычно слабомагнитны.
Магниторазведка основана на изучении тех
изменений магнитного поля на поверхности Земли,
которые зависят от магнитных свойств полезных
ископаемых и окружающих горных пород. Этот
метод особенно эффективен при поисках рудных
залежей. Метод магниторазведки зародился давно.
В XVII в. в Швеции и в России (на Урале) уже
использовали компас для поиска железорудных
тел. В 20-х гг. XX в. были обнаружены магнитные
породы, образующие Курскую магнитную
аномалию, открытую ещё в 1783 г.
Геологи-геофизики, изучающие аномальное
магнитное поле Земли, называются магнитораз-
ведчиками. Они исследуют аномалии
высокоточными измерительными приборами — магнито-
Земля среди планет Солнечной системы
метрами. Магнитометры бывают на- з51^
земные и воздушные. Основная часть | F&EI
магнитометра — вращающаяся рамка
с измерительной обмоткой. При вращении рамки
вблизи магнита в ней возникает электрический
ток. Витки провода пересекают силовые
магнитные линии, а в рамке образуется
электродвижущая сила. Измеряя величину этой силы, можно
обнаружить магнитную аномалию.
Магниторазведка играет важную роль при поисках бокситовых
и никелевых месторождений, а также россыпных
месторождений золота. Но наиболее
эффективными оказываются её результаты для нахождения
железорудных месторождений.
В геологии используется ещё одна
замечательная особенность горных пород —
удивительное свойство сохранять в своей * памяти»
магнитное поле тех далёких времён, когда эти
породы образовались. Такая намагниченность
называется остаточной, а наука, которая
занимается магнитным полем древних эпох, —
палеомагнетизмом.
Рождение горных пород сопровождалось их
намагничиванием после нагрева до высокой
температуры и последующего охлаждения в
геомагнитном поле. Это обеспечивало стойкость их
остаточного намагничивания к дальнейшим
изменениям в земной коре в течение огромных
промежутков времени. Остаточная
намагниченность очень устойчива и соответствует
интенсивности и направлению магнитного поля Земли
того времени в месте образования пород. Поэтому
«магнитная память» помогает восстановить кар-
«И рассыпаются корабли, кованые гвозди и скобы
притягиваются к магнитной скале».
Предания эти кочуют из сказки в сказку со времён
Плиния Старшего
93

Энциклопедия для детей
■» р^ наш космический век часто говорят о
\*глневесомости. Вспомним, что такое вес. Это —
i 1 ^сила, с которой тело, притягиваясь к Земле,
либо давит на опору, либо натягивает нить, на
которой висит. Когда тело ничто не удерживает,
оно свободно падает, вес исчезает — наступает
невесомость. Вес может отсутствовать, но сила
тяжести — никогда. И космический корабль, на
котором господствует невесомость, всё равно
притягивается Землёй — сила земного
притяжения и удерживает его на орбите вокруг
Земли.
Маятниковые часы стали первым прибором,
который показал, что сила тяжести, равно как и
ускорение свободного падения, на Земле не везде
одинакова. В 1676 г. французский натуралист Жан
Рише, переехав из Парижа (49° северной широты)
в Кайенну — столицу Французской Гвианы,
колониального владения в Южной Америке (5°
северной широты, вблизи экватора), обнаружил,
что его маятниковые часы отстают на две с
тину распределения древнего земного магнитного
поля для разных эпох.
Но не только горные породы помогают раскрыть
тайны прошлого. Древние керамические
изделия — кирпичи, посуда — тоже «запоминали» ту
намагниченность, которую получали при обжиге.
Палеомагнитные исследования позволили
установить, что направление магнитного поля Земли
изменялось довольно сильно. Исследователи
поначалу были озадачены тем, что направление
естественной остаточной намагниченности
некоторых горных пород оказалось противоположным
современному магнитному полю. Впервые такие
породы были обнаружены во Франции в 1906 г.
Теперь известно, что обратно намагниченных
пород так же много, как и намагниченных в
прямом направлении. Во время намагничивания
таких пород направление земного магнитного поля
было противоположным современному:
современный северный магнитный полюс был тогда
южным, и наоборот. Оказывается, магнитные
полюса меняются местами. Конечно, это не такой
уж быстрый процесс. На это уходит не менее 10
тыс. лет. Причина этого явления до сих пор не
разгадана учёными. Многие исследователи
считают, что к этим периодам приурочена резкая
смена животного и растительного мира:
исчезновение одних видов, появление других.
Возможно, во время перемены полярности магнитное поле
сильно ослабевает и даже исчезает. Тогда на
Землю, не защищенную магнитным полем,
свободно проникает космическое излучение, влияющее
на флору и фауну. Некоторые учёные даже
высказывают смелое предположение, что и
человек своим появлением обязан именно такой смене
полярности магнитных полюсов.
о половиной минуты в сутки. Чтобы они не
— отставали, маятник пришлось укоротить. По
в, возвращении в Париж потребовалось вновь вос-
ia становить его первоначальную длину, чтобы часы
г, не «бежали». Рише очень удивился тому, что у
гт экватора маятниковые часы идут медленнее, чем в
[а Париже. Французские академики осмеяли Рише и
ia решили, что виновата тропическая жара. И
[о напрасно. Этот случай лёг в основу сделанного
"о позже вывода: ускорение свободного падения на
гт экваторе и вблизи него меньше, чем на полюсах.
По современным данным его значение на экваторе
л, составляет 978 Гал, а на полюсах — 983 Гал.
и (Гал — единица измерения ускорения свободного
\е падения, названная в честь Галилео Галилея;
lh 1 Гал = 1см/с2.) Причина этого в том, что Земля
j) немного сплюснута у полюсов.
j, Всё, что обладает массой, должно испытывать
5° действие гравитации. Оно передаётся через любые
я, тела. Преград для всемирного тяготения не
с существует. Поэтому физики называют гравитаци-
ПРИТЯЖЕНИЕ ЗЕМЛИ
94

Земля среда планет Солнечной системы
ОББые силы дальнодействующими. Гравитация
связывает все тела во Вселенной.
Правда, мы не ощущаем притяжения
большинства тел. Даже сила притяжения самых
высоких гор составляет тысячные доли процента
от притяжения Земли. Сила взаимного
притяжения двух человек, находящихся на расстоянии
1 м друг от друга, составляет 0,02—0,03 мГал.
Гравитационные силы слабы. Однако они
многократно усиливаются, когда взаимно
притягиваются такие огромные массы вещества, как
планеты. Взаимное притяжение Луны и Земли
имеет силу приблизительно 21016 т.
Гениальный Ньютон описал гравитацию, но не
смог найти объяснение действия этих сил. В
настоящее время природа гравитации тоже неясна,
хотя гипотез на этот счёт вполне достаточно.
Ньютон же к гипотезам относился отрицательно,
считая, что «гипотезам нет места в
экспериментальной физике».
Закон всемирного тяготения стал основой
гравиметрии — одного из методов современной
геофизики, который сегодня способен обнаружить
изменение силы тяжести менее чем на одну
стомиллионную.
В гравиметрии маятник был первым
инструментом, с помощью которого начали измерять силу
тяжести. Впервые сила тяжести была измерена в
начале XIX в. с помощью маятниковых приборов
в Америке, на островах Атлантического и Тихого
океанов. Российский учёный Фёдор Петрович
Литке (1797—1882) сделал вывод о том, что
неоднородности геологического строения земной
коры влияют на силу тяжести.
До конца XIX столетия маятниковые приборы
были единственным средством измерения силы
тяжести. Но их применение было сопряжено с
некоторыми трудностями и невысокой
производительностью. Превосходным дополнением к
маятниковым приборам оказался гравитационный
вариометр, созданный в 1896 г. венгерским
физиком Лорандом Этвёшем. Он основан на
принципе крутильных весов Кулона. Лёгкий
стержень (коромысло) с тяжёлыми грузиками на
концах подвешен на упругой нити. Степень
закручивания нити от нулевого положения служит
мерой неоднородности гравитационного поля.
Показания вариометра регистрируются на
фотопластинке.
После того как Этвёш впервые применил
гравитационный вариометр в Венгрии, он стал
успешно исдользоваться и в других странах для
поисков месторождений нефти. Позже появляются
первые гравиметры — высокоточные пружинные
весы. В 40-х гг. XX в. они вытесняют маятниковые
приборы и вариометры. В гравиметре есть грузик,
подвешенный на пружинке. При увеличении силы
тяжести пружинка несколько растягивается, при
уменьшении — сжимается, а отсчётное устройство
это отмечает.
Зная истинные значения силы тяжести для
данной области, обнаруживают и исследуют
отклонения от них — аномалии силы
тяжести, которые вызваны
различными породами, залегающими на
глубине. Это позволяет судить о строении недр, не
прибегая к дорогостоящему бурению. Над
плотными породами сила тяжести больше, над
лёгкими — меньше. Разница эта невелика. Но
приборы позволяют измерять изменение силы
тяжести с удивительной точностью.
Обычно полезные ископаемые сильно
отличаются по плотности от вмещающих пород (т.е.
пород, в которых они заключены). Чем больше это
НУЖНА ЛИ РАСТЕНИЮ СИЛА
ТЯЖЕСТИ?
ССЛН держать побег какого-нибудь обыкновенного
«Г С растения в темноте, поместив его в наклонном
положении в стакан с водой, то верхушка через несколько
часов загнётся кверху, а если затем перевернуть побег
(верхней стороной вниз), то наклонённый книзу побег
перегнётся в обратную сторону...
Направляющим стимулом в этом случае без сомнения
служит действие силы тяжести». Так более ста лет назад
описывал свои наблюдения Чарлз Дарвин. За время,
прошедшее с тех пор, исследователи убедились в правоте
великого естествоиспытателя.
При применении клиностата (установки для имитации
невесомости) растения не ощущали силы тяжести.
Безостановочно поворачивая саженцы, их «запутали», не давая
времени на то, чтобы «сообразить», где низ, а где верх.
Под действием силы тяжести изгибается не только
стебель растения, но и корень. Однако если стебель
стремится при этом вверх, то корень всегда тянется вниз.
Опыты, проделанные Дарвином, поразили его самого.
Оказалось, что гравитационное воздействие (т.е. воздействие
силы тяжести) воспринимает только самая крайняя часть
корня, длина которой всего несколько десятых долей
миллиметра. Но изгибается при этом не сам кончик, а
соседний участок, значительно от него отстоящий.
Следовательно, сделал вывод учёный, кончик корня
передаёт воздействие силы тяжести самому корню, и это
заставляет его изгибаться.
Оставляя корень в несвойственном ему горизонтальном
положении на час-полтора, чтобы кончик успевал передать
всему корню свои необычные «ощущения», Дарвин затем
отрезал эту чувствительную верхушку корня. Растение
переводили в нормальное, вертикальное положение, но
корешок, как бы «по памяти», изгибался под прямым углом.
О силах природы, заставляющих корень стремиться к
центру планеты, а стебель — в прямо противоположном
направлении, думали ещё французские материалисты
XVII в. и признавали единственной причиной этого земное
притяжение. Английский естествоиспытатель Т.Э. Найт
устроил «огород» на ободе колеса действующей водяной
мельницы. Семена фасоли все как одно выбросили стебли
к ступице колеса (т.е. к его центральной части), а корни —
наружу: растения простодушно приняли центробежную
силу за силу тяжести. С тех лор центрифуга (устройство,
создающее перегрузки под действием центробежной силы)
вошла в технический арсенал ботаников.
Растения реагируют на центробежную силу даже тогда,
когда она в несколько тысяч раз меньше нормальной силы
земного притяжения. Многие учёные считают, что вся
эволюция флоры проходила в условиях явного избытка
земного тяготения. Для развития высших растительных
организмов тяготение, пусть даже неуловимо малое,
жизненно необходимо. Понять истинную роль силы тяжести
в жизни растений стало возможным после того, как
человек оторвался от своей планеты и проник в мир
невесомости.
95

Энциклопедия для детей
ш£ отличие, тем отчётливее аномалии
$Щ силы тяжести, тем эффективнее
применение гравитационного метода для
поисков полезных ископаемых.
Наиболее широко применяется гравиметрия
при поисках нефти и газа. При разведке рудных
месторождений прямым поисковым методом
нередко становится гравиметрический, т.к. с его
помощью ищут непосредственно само рудное тело.
Залегает оно, как правило, неглубоко,
протяжённость залежи невелика, зато плотность рудного
тела значительно превосходит плотность
вмещающих пород.
Успешно применяют гравиметрию при поисках
месторождений руд, содержащих серу, медь, а
также для разведки месторождений апатитов,
угля, соли. С помощью гравиразведки можно
определить мощность (толщину) льда — это
делается при исследованиях ледников Антарктиды
и Гренландии.
Кроме того, данные гравиметрии — это важный
источник сведений о структуре земной коры. С их
Г ДЛЯ ЧЕГО НУЖНЫ ТОЧНЫЕ
ИЗМЕРЕНИЯ РАССТОЯНИЯ ОТ
ЗЕМЛИ ДО ЛУНЫ?
во-первых, это позволит точнее определить лунную
орбиту, а также малые нерегулярные колебания Луны
вокруг своего центра тяжести. Именно эти
непериодические покачивания, называемые либрациями, позволяют нам
наблюдать больше половины лунной поверхности. По
мнению учёных, либрации обусловлены не только тем, что
Луна имеет эллиптическую орбиту, но и неравномерным
распределением масс в недрах Луны. Получив более
надёжную основу для того, чтобы точно определить
внутреннюю структуру Луны, мы сможем заглянуть в
прошлое нашего естественного спутника.
Во-вторых, это поможет пополнить наши знания о
Земле. Существует много различных теорий, пытающихся
объяснить дрейф континентов. Многократные измерения
расстояния до Луны с нескольких наблюдательных станций,
расположенных в разных местах земного шара, могут
помочь проверить, насколько верны эти гипотезы.
Известно, что Северный полюс нашей планеты не
«стоит» на одном месте. За год он может, совершая сложные
круговые движения, «пройти» путь до 100 м. Одни учёные
связывают движение полюса с перемещениями
атмосферных масс, другие — с взаимодействием между ядром
Земли и её мантией, третьи ищут объяснение в перемещениях
земной коры. Последняя гипотеза предполагает
существование определённой связи между смещениями полюса и
крупными землетрясениями. Если это так, то длительные и
точные измерения расстояния от Земли до Луны позволят
лучше понять природу землетрясений и, может быть, даже
помогут предсказывать землетрясения.
Наконец, высокая точность измерений даёт
возможность снова «использовать» Луну, как это делал Ньютон, в
качестве своеобразного «прибора» для проверки
некоторых положений теории гравитации. Наука получит
ответ на вопрос: остаётся ли ускорение свободного
падения неизменным или медленно убывает со временем?
По мнению некоторых физиков, такое убывание может
происходить в связи с расширением Вселенной.
96
помощью определяют границу между осадочным
чехлом и кристаллическим фундаментом на
платформах, а также глубину залегания нижней
границы земной коры — поверхности Мохо.
До сих пор речь шла об изменениях силы
тяжести в пространстве. Однако она изменяется и
во времени. Самое простое и общеизвестное
изменение силы тяжести связано с
гравитационным влиянием Луны и Солнца. Эти изменения
вызывают на Земле приливы и отливы.
Однако сила тяжести может изменяться и
благодаря некоторым природным процессам,
происходящим на самой Земле. Если где-либо на
глубине есть большая пещера — карстовая
полость, весной её заполняют талые воды, и сила
тяжести увеличивается, а летом, когда полость
освобождается, сила тяжести уменьшается. Таким
образом она будет меняться в течение года. С
помощью гравиразведки можно даже следить за
ростом подземных полостей.
На Красной площади в Москве с помощью
гравиметрической съёмки установили место, где
раньше располагались фундаменты сооружений.
Полагали, что фундаменты торговых рядов, на
месте которых затем построили ГУМ, остались
целиком под его зданием. Однако съёмка
установила, что это не так: торговые ряды занимали
также и часть современной Красной площади
перед ГУМом. На карте, построенной по
результатам этой съёмки, отчётливо выделяется
местоположение одной из уже не существующих церквей
«на валу» — над засыпанным рвом, окружавшим
Кремль. На Боровицкой площади, примыкающей
к Кремлю с юго-западной стороны, аномалии силы
тяжести показали, что здесь находятся туннель
метро и река Неглинка.
Иногда случались и казусы. Археологи
обратили внимание на две аномалии силы тяжести
на Боровицкой площади, там, где стоял храм
Святого Николая Стрелецкого. Одна из этих
аномалий действительно соответствует подклету
(части фундамента) церкви, другая же оказалась
просто колодцем линии связи.
В подвале одной из церквей Успенского
монастыря в городе Александрове (Владимирская
область) была обнаружена гравитационная
аномалия. Это позволило предполагать, что под полом
подвала существует некое небольшое сооружение.
Когда же пол вскрыли, то выяснилось, что более
двух веков назад в грунт очень плотно забили
десятка полтора деревянных свай. Они полностью
сгнили и оставили после себя вертикальные
цилиндрические отверстия. На дне их осталась
древесная труха, позволившая установить, что
сваи были сосновые...
Гравиметрический метод исследования
сравнительно дёшев, оперативен в применении и
совершенно безвреден. Он имеет хорошие
перспективы. Неудачи и ошибки, как и в любом другом
методе, могут быть всегда. Один из путей их
устранения — применение совместно с
гравиметрией и других методов.

ВНЕШНИЕ СИЛЫ
ЗЕМЛИ
ВЫВЕТРИВАНИЕ.
РАЗРУШЕНИЕ
ГОРНЫХ ПОРОД
НА ПОВЕРХНОСТИ ЗЕМЛИ
^>i давних времён гранит был олицетворением
i I стойкости, прочности. Выражение «стойкий
^■/как гранит» можно было в равной степени
отнести к волевому, несгибаемому человеку,
дружбе или какому-нибудь сооружению. Однако
даже гранит рассыпается в мелкий щебень,
крошку и песок, если его длительное время
подвергать воздействию перепада температур,
активных кислот, замерзающей и оттаивающей
воды. Ничто не вечно на нашей Земле, и всё
изменяется, включая самые крепкие горные
породы.
С первыми лучами солнца высоко в горах
начинают таять снег и лёд. Капли воды, сливаясь
в тоненькие ручейки, текут по склонам, образуя
ручьи и, наконец, горные реки. Вода проникает в
мельчайшие трещины и углубления горной
породы. Ночью температура падает на несколько
градусов ниже нуля, и вода в трещинах
превращается в лёд, увеличиваясь в объёме на 9%,
раздвигая стенки трещины, расширяя и углубляя
её. Так продолжается день за днём, год за годом.
Постепенно трещина разовьётся настолько, что
отделит кусок горной породы от основного
массива, и тот скатится вниз по склону. Этот процесс,
идущий постоянно и приводящий к медленному,
но верному разрушению горных пород, называется
выветриванием. Как видим, это отнюдь не работа
ветра, а разрушение горных пород в самой
поверхностной зоне земной коры под влиянием
разных причин. Эту зону иногда называют зоной
гипергенеза (от греч. «гипер» — «над», «сверху» и
«генезис» — «рождение», «происхождение»).
Конечно, выветривание — не только действие
расширяющейся при замерзании воды, а
совокупность многих факторов: колебаний
температуры; химического воздействия различных газов и
кислот, растворённых в воде; воздействия
органических веществ, образующихся при
жизнедеятельности растений и животных и при их
разложении после смерти; расклинивающие
действия корней кустарников и деревьев. Иногда эти
факторы действуют вместе, иногда по отдельности,
но решающее значение имеют резкая смена
98

температуры и водный режим. Поэтому в
зависимости от преобладания тех или иных факторов
выделяют физическое, химическое и биогенное
выветривание.
ФИЗИЧЕСКОЕ
ВЫВЕТРИВАНИЕ
Для чего на стыках рельсов делается зазор в
несколько сантиметров? Чтобы при нагревании в
жаркую летнюю погоду, когда рельсы расширятся
и удлинятся, железнодорожный путь не
искривился. Стальные и железные мосты тоже
расширяются в жару, поэтому в их конструкциях также
предусмотрены зазоры.
В пустынях, где днём невозможно притронуться
к камню — такой он горячий, — ночью
температура резко падает. Горные породы, как и рельсы,
подвергаются то нагреванию, то охлаждению и
соответственно расширению и сжатию. Но в
отличие от рельсов горные породы, например
граниты и базальты, состоят из разных минералов,
которые обладают различным цветом, строением и,
что самое главное, различной теплопроводностью.
За счёт разного расширения в этих минералах
возникают большие напряжения, неоднократное
действие которых приводит в конце концов к
ослаблению связей между минералами, и порода
рассыпается, как говорят, в труху, превращаясь в
дресву — скопление мелких обломков, щебня,
грубого песка.
Подобное температурное выветривание
особенно эффективно в магматических и
метаморфических породах, состоящих из разнообразных по
своим свойствам минералов, которые имеют
различную теплопроводность. Эти минералы, то
расширяясь, то сжимаясь, «раскачивают»
прочные связи между собой, и, наконец, утратив их
совсем, порода рассыпается, превращаясь в щебень
и грубый песок.
В пустынных районах Сирии несколько
тысячелетий назад происходили излияния базальтовых
лав. В наши дни пейзаж этих мест поражает своей
мрачностью: вокруг лишь бесконечный хаос
грубых чёрных обломков базальтов, образовавшихся
на лавовых потоках за счёт температурного
выветривания. Температурное выветривание
особенно активно происходит в областях с жарким
континентальным климатом — в пустынных
районах, где очень велики суточные перепады
температуры.
Различные породы разрушаются с разной
скоростью. Так, Великие пирамиды в Гизе,
недалеко от Каира (Египет), сложенные из глыб
желтоватых песчаников, ежегодно теряют 0,2 мм
своего наружного слоя, что приводит к
накоплению осыпей (например, у подножия
пирамиды Хуфу образуются осыпи объёмом 50 м3 в год).
Скорость выветривания известняков составляет
2—3 см в год, а гранит разрушается намного
медленнее. На гранитных блоках, высеченных в
Внешние силы Земли
Асуане 5400 лет назад, в результате I^Gpwv
выветривания образовался рыхлый |ВиВйай1|
слой толщиной 5—10 мм. А блоки
известняка, из которых примерно 250 лет назад
построена крепость Кременец на Украине, за это
время успели разрушиться почти на 25 см, и
рыхлый материал был унесён дождями и ветром.
Физическое выветривание каменные шары,
сформированные под действием ветра,
дождя и перепадов температуры (Австралия).
«Каменная боба» — одна из форм выветривания {Австралия)
99

Энциклопедия для детей
10 м
Образование шаров при выветривании базальтовых
интрузий — силлов — в долине реки Нижняя Тунгуска.
Иногда выветривание приводит к своеобразному
шелушению, или десквамацхш (от лат. desquama-
ге — «снимать чешую»), — отслаиванию тонких
пластинок от поверхности обнажения горных
пород. В результате неправильные по форме глыбы
со временем превращаются в почти правильные
шары, напоминающие каменные пушечные ядра.
В Восточной Сибири, в долине реки Нижняя
Тунгуска, на пластовых базальтовых интрузиях —
силлах — такие шары разбросаны в огромном
количестве. Их даже принимали за валуны,
обкатанные рекой *
Разрушающее действие на горные породы в
пустыне оказывают кристаллики солей,
образующиеся при испарении воды в тончайших
трещинках и увеличивающие давление на их стенки.
Капиллярные трещинки под действием этого
давления расширяются, и монолитность породы
нарушается.
В полярных областях расклинивающее
воздействие замерзающей воды на горные породы
особенно велико. Чем больше в породе пор,
способных заполняться водой, тем быстрее она
разрушается. В высокогорных областях скалистые
вершины, как правило, разбиты многочисленными
трещинами, а их подножия скрыты шлейфом
осыпей, которые сформировались за счёт
выветривания.
Поскольку прочность и монолитность даже у
одной и той же горной породы разная, то одни её
участки поддаются выветриванию быстрее, чем
Д Роберте. «Сфинкс» XIX в
100

другие. Такое избирательное выветривание
приводит к образованию углублений, ямок, ниш, и
горные породы приобретают ячеистый облик. Так,
например, в Крыму, в окрестностях Бахчисарая, в
песчанистых известняках верхнемеловой эпохи
наблюдается неравномерное окремнение (т.е.
замещение кремнезёмом). Более плотные, окремнённые
участки горных пород выступают, а более рыхлые
выветриваются быстрее и образуют небольшие
углубления — ячеи.
Благодаря избирательному выветриванию
появляются разнообразные «чудеса природы» в виде
арок, ворот и т.д., особенно в пластах
песчаников, — например, знаменитая гора Кольцо
около Кисловодска на Северном Кавказе, которой
любовался Михаил Юрьевич Лермонтов.
На склоне горы Демерджи в Крыму находится
заповедник с каменными «истуканами» —
огромными столбами высотой в десятки метров,
образованными в конгломератах (т.е. сцементированных
галечниках) верхней юры. Неравномерная
цементация конгломератов в результате избирательного
выветривания привела к формированию
разнообразных колонн, «грибов», «идолов» и других
причудливых форм рельефа.
Для многих районов Кавказа и других гор очень
характерны так называемые «истуканы» —
пирамидальные столбы, увенчанные крупными
камнями, даже целыми глыбами размером 5—10 м и
более. Эти глыбы предохраняют от выветривания
и размыва нижележащие отложения (образующие
столб) и похожи на шляпки гигантских грибов.
На северном склоне Эльбруса около знаменитых
горячих источников Джилысу есть овраг,
называемый Кала-кулак, что по-балкарски означает
«овраг замков». «Замки» представлены
огромными столбами, сложенными относительно рыхлыми
вулканическими туфами. Эти столбы увенчаны
крупными глыбами лав, раньше слагавшими
морену — ледниковые отложения, возраст которых
50 тыс. лет. Морена впоследствии разрушилась, а
часть глыб сыграла роль «шляпки» гриба,
предохранившей «ножку» от размыва. Такие же
«пирамиды» есть и в долинах рек Чегем, Терек и
в других местах Северного Кавказа.
Необходимо напомнить, что и современная
хозяйственная деятельность человека также
усиливает процессы физического выветривания.
Когда при вспашке сдирается дёрн на миллионах
гектаров, вырубаются леса, кустарники,
осушаются болота, прокладываются дороги, туннели,
роются гигантские карьеры, всё это нарушает
природное равновесие. Эрозия (разрушение пород
водными потоками) и выветривание начинают
происходить быстрее.
ХИМИЧЕСКОЕ
ВЫВЕТРИВАНИЕ
Химическое выветривание связано с процессами
химического изменения горных пород и образо-
Бнешнае силы Земли
ванием новых минералов. Особенно IdfipL^J
благоприятные условия для такого вы- |ВЕшЯ|
ветривания создаются во влажном
тропическом климате, в местах с обильной
растительностью. В результате переработки огромной
биомассы, её гниения и разложения в избытке
образуются агрессивные органические кислоты,
которые энергично преобразовывают различные
минералы. На важную роль биосферы в
геологических процессах указывал наш выдающийся
учёный Владимир Иванович Вернадский.
Когда говорят о химическом выветривании, то
обычно имеют в виду процессы окисления,
растворения, гидратации и гидролиза. Окисление
(соединение минералов с кислородом) хорошо
развито, например, в железных рудах Курской
магнитной аномалии, где минерал магнетит
(FeFe204) превращается в химически более
устойчивую форму — гематит (ГегОз), образующий
богатые рудные «железные шляпы», т.е.
скопления хорошей руды. Пирит (FeS2) при окислении
Карл Бодмер
«Скалистые образования на Верхней Миссури» XIX в.
101

различных гидроксидов железа). Гидратация
связана с присоединением воды к минералу. Таким
образом ангидрит (CaSC^) превращается в гипс
(CaS04 • 2Н2О), содержащий две молекулы воды.
При гидролизе, т.е. разложении сложного
вещества под действием воды, полевые шпаты переходят
в конце концов в минералы группы каолинита —
белые пластичные глины (из них делают лучший
фарфор), содержащие алюминий, кремний и
молекулы воды. Гора Каолинь в Китае сложена
именно такими глинами.
При растворении из горной породы удаляются
некоторые химические компоненты. Такие
породы, как каменная соль, гипс, ангидрит,
растворяются в воде очень хорошо. Известняки, доломиты
и мраморы растворяются несколько хуже. В воде
всегда содержится углекислота, которая, вступая
во взаимодействие с кальцитом, разлагает его на
ионы кальция и гидрокарбоната (НСОз). Поэтому
известняки всегда выглядят как подвергшиеся
травлению, т.е. избирательному растворению. На
них образуются желобки, бугорки, выемки. Если
известняк местами испытывает окремнение
(замещение кремнезёмом) и становится более прочным,
то эти участки при выветривании всегда будут
выступать, образуя, например, такие формы
рельефа, как возвышенности.

Внешние силы Земли
БИОГЕННОЕ
ВЫВЕТРИВАНИЕ
Биогенное выветривание связано с активным
воздействием на горные породы растительных и
животных организмов. Наверное, многие наблюдали,
как в трещинах камней, на старых домах, на
асфальте растут трава, кусты и даже деревья. Их
корни, которые углубляются в трещины,
расталкивают в стороны куски породы или кирпичи.
Асфальтовое покрытие над такими корнями
вздувается и, наконец, разрушается. Поваленные бурей
деревья с вывернутой корневой системой обнажают
более глубокие слои пород, которые начинают
быстрее разрушаться. После сильных дождей
набухшие корни деревьев оказывают сильное
расклинивающее действие на породы.
В давние времена, чтобы расколоть большие
камни, в трещины в камнях вбивали деревянные
клинья и обильно поливали их водой. Клинья
разбухали и разрывали камни.
Разрушению пород способствуют разнообразные
животные. Грызуны роют огромное количество
нор, рогатый скот вытаптывает растительность;
даже черви и муравьи разрушают поверхностный
слой почвы.
Выделяющиеся при разложении
органических остатков углекислый газ
и гуминовые кислоты попадают в воду,
которая при этом резко усиливает свою
растворяющую способность. Растительный покров
способствует накоплению влаги и органических
веществ в почве, благодаря чему увеличивается
время химического выветривания. (Надо сказать,
что под покровом почвы выветривание происходит
интенсивнее, т.к. горную породу растворяют также
и органические кислоты, содержащиеся в почве.)
Бактерии, которые распространены повсеместно,
образуют такие вещества, как азотная кислота,
углекислый газ, аммиак и другие, способствующие
скорейшему растворению минералов,
содержащихся в горных породах.
Таким образом, процессы физического,
химического и биогенного выветривания идут
постоянно и повсеместно. Под их влиянием медленно,
но неотвратимо разрушаются даже самые прочные
горные породы, постепенно превращаясь в дресву,
песок и глину, которые водными потоками
переносятся на огромные расстояния и в конце
концов вновь отлагаются в озёрах, океанах и
морях.
Следует сказать ещё об одном крайне важном
явлении, связанном с процессами выветривания.
Выветривание слоистых горных пород. Пустыни Северной Америки.
юз

Энциклопедия для детей
Это образование так называемых кор
выветривания, особенно хорошо
выраженных в тропических областях, где
почти везде присутствует мощный, до нескольких
десятков метров толщиной, слой переработанных
горных пород обычно красного цвета. Он
представляет собой сложное сочетание разнообразных,
в основном глинистых, минералов, содержащих
оксиды и гидроксиды алюминия и железа. Такая
кора выветривания получила название лате-
ритной (от лат. later — «кирпич»); своим
красным цветом она напоминает раздробленные
кирпичи. Кроме современных кор выветривания
выделяются и древние коры, образованные в
условиях выровненного рельефа (иначе кора была
бы размыта) при жарком и влажном климате. С
такими корами связаны крупные месторождения
бокситов, из которых получают алюминий. В
корах выветривания встречаются также большие
скопления руд кобальта, никеля, марганца, железа
и других ценных полезных ископаемых.
ЦИВИЛИЗАЦИИ НА ВУЛКАНАХ
в центре Анатолии (азиатская часть современной Турции)
находится совершенно уникальный район — Каппадокия.
Это место существования древнейших цивилизаций и вместе
с тем природный геологический музей. Примерно 5—7 млн
лет назад здесь происходили грандиозные взрывные
извержения вулканов. В результате этого образовались мощные,
десятки и сотни метров толщиной, покровы пемзовых туфов
белого или слегка желтоватого цвета, распространявшиеся
потоками во все стороны от центров извержений. Спустя
несколько миллионов лет на этом туфовом пьедестале вы-
росли крупные вулканы: Мелендиздаг, Эрджиясдаг, Хасан-
даг, чьи великолепные конусы высотой более 3 км
увенчаны снежными шапками, резко выделяющимися на фоне
безоблачного неба Анатолии. Последние извержения этих
вулканов происходили всего несколько тысяч лет назад. На
стенных росписях в древнейшем поселении Чатал Хююк,
относящемся к VII тыс. до н.э., изображено извержение
вулкана Хасандаг.
За миллионы лет в пемзовых туфах эрозия выработала
совершенно фантастический рельеф. Благодаря тому что
пласты туфов имеют разную плотность, природа создала
невероятные по своей форме а башни», «крепости», «дворцы»
и т.д. Так как плотные туфы бронируют, прикрывают от
Древний город, прекрасно сохранившийся в туфах. Каппадокия Турция).
104

Внешние силы Земли
разрушения более мягкие,
образовывались «крыши», «шляпки грибов».
Символом Каппадокии являются три
столба со «шляпами», которые
называются «сказочными каминными
трубами». Там, где нет слоев прочных
туфов, образуется изумительный
рельеф — белые пики или островерхие
гряды, рассечённые глубокими
рытвинами. Вид такого пейзажа напоминает
фантастические изображения каких-
то планет, но не привычный нам
рельеф Земли.
В этих туфах, очень мягких и
пригодных для рытья в них пещер,
издревле существовали поселения,
причём ещё со времён неолита и
бронзового века. На протяжении
тысячелетий разные племена, очутившиеся
здесь на перекрёстке путей с запада
на восток, с востока на запад и с
севера на юг, строили деревни и целые
города в этих туфовых обрывах. Во
многих местах туфы сплошь
«изъедены» пещерами разного размера, и
скалы выглядят, как швейцарский сыр
с дырками. В деревне Каймакли
расположен прекрасно сохранившийся
4-этажный подземный город, в
котором жили многие поколения людей
ещё задолго до нашей эры.
Около деревни Горем поражают
воображение древние христианские
церкви X—XII вв. н.э., вырубленные в
туфовых скалах и украшенные
великолепными фресками. Если подняться
на вершину одного из холмов в
долине Горема, то взору откроются
бесконечные «башни», остроконечные
выступы, белые гряды, между
которыми виднеются редкие рощицы и
деревни. А завершает этот пейзаж
синевато-белая громада вулкана Эрджияс-
дага на горизонте.
ш
Голец — плоская вершина одного из горных хребтов в Забайкалье.
Мороз, лёд, вода и сила тяжести разрушили острый гребень,
раздробив крепкие горные породы — аргиллиты и алевролиты — на тонкие
пластинки и переместив их вниз по склону.
РЕКИ — РАЗРУШИТЕЛИ
И СОЗИДАТЕЛИ
щ ГТ)ода везДесУЩа- Поистине Земля — это
г^! планета воды. Вода не только покрывает
-_и^более 3/4 всей её поверхности, не только
парит над ней в воздухе в виде облаков, но и
наполняет живительной влагой сушу. Каким
образом она попадает на сушу — известно.
Потоки, низвергающиеся с небес в виде дождей,
и лёгкие снежинки, зимой покрывающие всё
вокруг белым ковром, — это та влага, которую
море посылает на сушу через атмосферу.
Однако с геологической точки зрения дар моря
скорее напоминает легендарного троянского коня,
которого данайцы отправили доверчивым
защитникам древней Трои. Для суши вода —
сильнейший разрушитель той части земной коры, которая
возвышается над уровнем моря. Вспомним, что она
поднимается над водой только благодаря
активности внутренних сил Земли. Континенты и
острова — порождение эндогенных процессов, и
поэтому не случайно именно на сушу направлена
основная мощь противостоящей «армии»
экзогенных внешних процессов, которые используют
энергию атмосферы и гидросферы. Главной их
«ударной силой» выступает текучая вода.
Какую же работу производят на суше водные
потоки? С первого взгляда всё достаточно просто.
Повинуясь силе тяжести, вода собирается в
понижениях и устремляется обратно к морю. По
пути она отчасти растворяет горные породы; но
главное — вода прихватывает с собой
нерастворимые минеральные частицы. Часть
захваченного материала текучая вода оставляет по пути,
105

Энциклопедия для детей
Ущелье в горох Западного Памира,
прорезанное небольшой рекой
Петляющая (меандрирующая) река
в широкой горной долине
остальное выносит в море. Подсчитано, что все
реки таким образом за год «облегчают» сушу
(размывая её) примерно на 20 млрд т. Если бы не
постоянные поднятия земной коры, все
выступающие над уровнем моря её участки были бы
размыты водой за весьма короткий (в
геологическом масштабе) срок — за 200 млн лет. И тогда на
всём пространстве планеты плескался бы единый
безбрежный океан.
РЕКА И ДОЛИНА
Большая часть форм рельефа суши создана или
самими текучими водами, или при их активном
участии. Наибольшее разнообразие облику суши
придают бесчисленные речные долины. Они
пересекают материки во всех направлениях, то едва
заметные среди бескрайних равнин, то зияющие
среди гор глубочайшими ущельями. Река
немыслима без долины, как, впрочем, и долина
немыслима без реки. И реки, и долины, вероятно,
существуют с тех давних пор, как первые капли
дождя упали на отвердевшую сушу.
Миллиарды лет «вгрызаются» реки в земную
твердь. Много раз они исчезали и появлялись
вновь, меняли направление своего течения. Как
оценить размеры преобразований, которые
произвели реки и вообще все текучие воды на суше?
Давайте мысленно взойдём на горный гребень,
возвышающийся над одним из многочисленных
ущелий, и оглядимся вокруг. В этом путешествии
нам помогут подходящая фотография или рисунок
горной долины.
Вглядитесь в очертания долины. Оцените
плавные изгибы русла реки и геометрически
правильные контуры площадок — террас над ней.
Переведите взгляд на склоны, которые образуют
борта долины. Очень важно понять тот факт, что
всё пространство между склонами некогда
заполнял единый с ними массив горных пород. Куда же
они исчезли? Их — песчинка за песчинкой, камень
за камнем — вынесла та река, что вьётся змейкой
внизу. Только теперь, спустя сотни тысяч лет, в
течение которых неустанно трудился этот водный
поток, мы можем как бы заглянуть в недра Земли
на глубину до 6 км — такие глубокие ущелья
встречаются в высокогорьях.
Грандиозно? Бесспорно. Это впечатляет всякий
раз — и неискушённого наблюдателя, и опытного
исследователя, — когда приходится задумываться
о том, как появились эти долины. Часто бывает,
что чем больше долина, тем крупнее речка,
которая струится по её дну. Только рассматривать
этот факт надо иначе: большая река и долину для
себя образовала пошире и поглубже.
Как бы ни были высоки горные вершины,
следует мысленно нарастить даже высочайшие из
них, чтобы представить себе первоначальный
объём пород, из которого началось формирование
современного облика горной страны. Однако
справедливости ради надо сказать, что горы эти,
возможно, никогда и не достигали такой высоты.
106

Внешние силы Земли
Они росли постепенно. Так же постепенно и
одновременно с поднятием они разрушались, а их
обломки уносились прочь рекой.
И этого мало. Подлинные размеры того, что
совершил малосильный на вид поток, станут
очевидны только тогда, когда мы поймём: в
пространстве, открывающемся нашим глазам, вода
пронесла и весь материал, смытый с верховьев
реки и из долин её притоков. А это значит, что
очерченный мысленно объём горных пород надо
увеличить в десятки, сотни, а для крупнейших
рек — ив тысячи раз.
Какой же слой горных пород успела потерять
земная кора с тех пор, как «имела
неосторожность» приподняться над океаном? Конечно,
всё зависит от того, как долго и с какой скоростью
переносились различные горные породы,
слагающие земную кору, и как быстро поднималась
суша, — а эти величины для разных территорий
очень сильно различаются. Если же задаться
целью определить максимальную толщину слоя
разрушенных горных пород, то нужно упомянуть
следующее: есть на планете места, где можно
поднять и взять в руки обломок горной породы,
которая миллионы и миллиарды лет назад
находилась на глубинах в несколько десятков
километров. Она не вынесена наверх с магмой, она
«откопана», освобождена от залегавших выше
толщ совместным действием внешних сил Земли,
но в основном текучей водой. По некоторым
подсчётам толщина слоя разрушенных и смытых
водой горных пород местами достигает 40 км.
КАК РЕКА УГЛУБЛЯЕТ
И РАСШИРЯЕТ СВОЁ
русло
Текучая вода не может не работать. Образовав
единый поток, она начинает перемещать вниз по
течению всё, что попадается на её пути, — если
сможет. Сила потока в верховьях поначалу
невелика, и он часто бессилен сдвинуть крупный
обломок самостоятельно; но после того как поток
сольётся с другими ручьями, он уже способен
переносить не только песчинки, но и мелкие камни.
Энергия текучей воды зависит от величины уклона
русла. Горные реки в этом отношении намного
энергичнее равнинных. Кто стоял на берегу горной
реки, наверное, помнит неумолчный грохот
перекатывающихся камней.
Попавшие в русло реки обломки уносятся водой
вниз по течению далеко от места своего
«рождения». Берега становятся выше, дно углубляется.
На дне реки обнажаются прочные горные породы.
Они часто бывают пронизаны трещинами и в конце
концов поддаются тем усилиям, которые
прикладывает к ним агрессивная текучая вода, и
разрушаются. А ещё реке помогают камни и песчинки,
которые используются ею как абразив (от лат.
abrasio — «соскабливание») для истирания горных
пород. Разрушение и углубление дна водным
Большой Каньон Макет из Немецкого музея
Направление максимально быстрого течения
(стрежень) в реке.
А — в плане; Б — циркуляция воды
в русле в поперечном сечении
107

Энциклопедия для детей
Стадии размыва обрывистого берега и
накопление песка на более пологом
берегу.
Вода
с силой
бьёт в дно,
) )
/ У
1 1
\ V
4V
делая в нем нишу
Галечник и песок
Водопад на реке и его отступание
Подмытые блоки горных пород обрушиваются,
и бровка водопада отступает вверх по течению реки
Меондрирующее русло реки выступает и как природный
разрушитель, и как созидатель Размывая один берег и
наращивая другой, река распределяет обломочный материал
по крупности зёрен
БОКОВАЯ ЭРОЗИЯ РЕКИ
потоком называется эрозией (от лат. erodere —
«разъедать»).
Очень интересно трудится, углубляя дно,
водопад. Если уступ отвесный, а поток, который
обрушивается с него, мощный, то вода в реке под
водопадом начинает быстро вращаться. Она
вовлекает во вращение камни и с их помощью
высверливает на дне реки глубокую яму. Более
того, используя эти камни, она подкапывает
основание уступа, и таким образом его верхняя
часть нависает над ямой и через некоторое время
обрушивается в неё.
Не только дно, но и берега подвергаются атаке
воды. С ними происходит всё то же самое; отличие
лишь в том, что реке приходится справляться с
большим объёмом материала: надо не только
удалить часть горных пород, которые слагают сам
берег, но и то, что осыпается и обрушивается с
крутого берега. Опасное это место — такой берег:
здесь довольно глубоко, река ведёт
разрушительную работу, как правило, здесь самое сильное
течение. С нависающего обрыва то и дело рушатся
камни, осыпается почва вместе со всем тем, что на
ней находится. Часто можно видеть такую
картину: дерево наклонилось в сторону реки, из обрыва
уже торчат корни — ясно, что дни его сочтены.
Размыв берега называется боковой эрозией.
Река подмывает, как правило, один из берегов,
оставляя противоположный нетронутым, и часто
□ Песчаный прирусловый вал,
образующийся в результате
выноса песка с размываемого
противоположного берега
| Глинистые осадки
i заливаемой поймы
| Бывшее русло,
| заполненное
песком и гравием
108

Внешние силы Земли
отступает от последнего. Поэтому русло постепенно
смещается в сторону подмываемого берега.
Прекрасные песчаные речные пляжи, которые
привлекают летом множество любителей искупаться и
позагорать, располагаются как раз напротив
подмываемого берега. Поскольку подмываемые
берега вниз по течению чередуются — то правый,
то левый, — со временем русло становится всё
более и более извилистым. Река образует петли,
которые называются меандры (от греч. «Ме-
андрос» — древнее название очень извилистой
реки на полуострове Малая Азия, ныне Большой
Мендерес). С помощью такой «хитрости» поток
формирует долину, ширина которой намного
больше его собственной ширины. Временами
соседние излучины реки (меандры) изгибаются
настолько, что соприкасаются друг с другом.
Перемычка между ними прорывается, и река
таким образом спрямляет своё русло. Оставшаяся
«не у дел» часть излучины вскоре «отмирает»:
заносится песком и илом, частично зарастает. От
нее остаётся лишь серповидно изогнутое
продолговатое озерцо — старица. Это свидетель былых
блужданий реки по долине.
РЕЧНЫЕ ТЕРРАСЫ
Кроме размыва дна и берегов у реки всегда есть
ещё одна забота: надо постоянно переносить вниз
всё, что попадает в неё из верховьев, и то, что
Обрывистый
берег
Образование меандров и стариц при развитии реки
На пологом берегу накапливаются пески,
а обрывистый берег подмывается
Карл Бодмер «Вид Ниагары» XIX в
109

Энциклопедия для детей
dfipJ*\ приносят притоки. Хватит ли у неё сил
|BKifi3l| справиться с поступающей сверху
массой песка и камней? Это зависит от
многих причин. Если реке становится не под силу
переносить всё это, то ей приходится часть рыхлого
материала «складировать» на дне долины,
оставляя его до того времени, когда она снова будет в
состоянии врезаться в дно и унести часть
накопленного. Очень часто река, сместив в сторону
русло, начинает углублять долину в новом месте,
«забывая» часть накопленного материала на
берегу. Гуляя вдоль реки по удивительно ровной
площадке долины, мы должны знать, что раньше
здесь было дно той реки, которая течёт внизу
неподалёку. Речная терраса (от лат. terra —
«земля») может зарасти густой травой или
лесом — но, копнув поглубже, можно обнаружить
чистый речной песок и округлые камешки (галь-
Ущелье Кши-Аксу. Миллионы лет трудился над его
созданием небольшой горный поток, который струится по
дну, пропиливая поднимающийся участок земной коры и
унося далеко за его пределы обломки — продукты
разрушения горных пород (Западный Тянь-Шань)
ку), которые некогда перекатывались по речному
дну. Это может быть только в случае
аккумулятивных террас. Но бывают и эрозионные террасы, с
которых смыт весь рыхлый материал. Таких
террас может быть несколько — целая лестница. По
ним хорошо видно, как река постепенно углубляла
долину, потому земная кора в этом месте
поднималась.
КАК ДАЛЕКО РЕКИ
ПЕРЕНОСЯТ ЧАСТИЦЫ
ГОРНЫХ ПОРОД?
Если горная река короткая и бурная, то скорее
всего её «пленники» будут доставлены в то море,
в которое она впадает. Если же река длинная, с
плавным течением, — таковы, например, великие
реки, текущие по равнинам, — то судьба частиц,
подхваченных потоком в их верховьях, будет иная.
При этом весь путь — от истока до устья — без
задержки и в полном объёме пройдут лишь
вещества, полностью растворённые в воде.
Частички горных пород, поднятые со дна реки,
а также поступившие в поток с берега (т.е. весь
нерастворимый материал, который перемещается
рекой вниз по течению), называются аллювием (от
лат. alluvio — «нанос», «намыв»). Обломки могут
иметь разные размеры и форму. Дальнейшая их
судьба во многом зависит от того, в какую реку они
попали, что встретится на их пути, но главное —
от их собственных свойств. Нерастворимые
частицы поток рассортирует по размерам и удельному
весу. Самые мелкие — илистые частицы менее
0,1 мм и глинистые размером от 0,005 до
0,01 мм — будут путешествовать в потоке во
взвешенном состоянии. Они долго не оседают даже
в спокойной воде. Это та самая муть, которая так
портит внешний вид реки. Она может
путешествовать в потоке многие тысячи километров, вплоть
до озера или моря, куда впадает река. Часто
мутными бывают реки равнин, подмывающие
глинистые берега и собирающие дождевые потоки
с распаханных полей. Не случайно одна из
великих китайских рек называется Хуанхэ, что в
переводе на русский язык означает «жёлтая река»:
слишком много в её воде пылеватых частиц (т.е.
частиц размером от 0,01 до 0,1 мм), смытых с
полей на плато Ордо'с, что в среднем течении реки.
Горные реки тоже бывают переполнены
мельчайшими пылеватыми и глинистыми частицами,
отчего воды их окрашиваются в различные
цвета — от молочно-белого до коричнево-красного.
Такова, например, река Сурхоб в горах Памиро-
Алая — её название в переводе с таджикского
означает «красная вода».
Перекатываясь в потоке, крупные обломки
раскалываются и перетираются, образуя массу
песка, т.е. частиц размером от 0,1 до 1 мм. Реки —
главные производители песка. Бывает, что они
«заимствуют» его из береговых обрывов, где более
древний песок может иметь иное (озёрное, морс-
110

Внешние силы Земли
кое) происхождение или быть принесённым
ветром. Но чаще берега сложены речным песком. Это
любимый строительный материал, используемый
реками. В медленно текущей воде песок оседает на
дно, где перекатывается и перемещается вниз по
течению. Задерживаемый препятствиями, песок
передвигается вниз намного медленнее, чем
водный поток. Долго держать песок во взвешенном
состоянии может лишь быстрая горная река. Если
на пути не встретится ловушка — озеро или
водохранилище, — река в конце концов может
донести песок до устья, т.е. на расстояние
нескольких сотен, а то и тысячи километров.
Однако далеко не всем песчинкам удаётся
добраться до финиша. Там, где течение реки
замедляется, часть песка откладывается на дне.
Судьба обломков, которые крупнее песчинок,
более сложна. Прежде всего заметим, что, попав в
водный поток, они быстро лишаются острых углов,
становятся окатанными, превращаясь в гальку.
Это первый шаг к их измельчению и
последующему уничтожению. Если попались обломки
крепких горных пород — гранитов, гнейсов,
базальтов, — то быстро расправиться с ними не
удаётся и река начинает накапливать каменный
материал в своём русле. В первую очередь
останавливаются на дне валуны — округлые,
окатанные камни длиной более 10 см, затем
галька — обкатанные обломки помельче (от 1 до
10 см) и гравий — округлые частицы от 1 мм до
1 см в диаметре. Гальку и валуны в состоянии
передвигать только быстрый поток. И всё равно
они не могут надолго оторваться от дна и
совершают короткие прыжки вниз по течению.
Из-за такого своеобразного способа передвижения
речная галька становится плоской и слегка
удлинённой.
Валуны просто перекатываются по дну, и
сделать это под силу только бурному потоку.
Мощные горные реки, зажатые между скалами,
передвигают и огромные глыбы до 1 м в
поперечнике, но чаще валуны в горных реках
лежат неподвижно, омываемые водой. Они ждут
очередного паводка, который перекатит их вниз на
несколько десятков, в лучшем случае на несколько
сотен метров. Понятно, что скорость движения их
невелика. И путешествуют они в воде, как
правило, на небольшие расстояния, хотя известны
примеры, когда валуны проходили в общей
сложности и более 100 км (в реках Памира,
Кавказа, Алтая). Реки, выходя с гор на равнину,
практически полностью избавляются и от валунов,
и от гальки. Общая длина пути первых
исчисляется десятками километров, вторых —
максимум несколькими сотнями километров.
КУДА РЕКИ НЕСУТ
свой груз?
Мы уже говорили, что реки выносят в океан
20 млрд т вещества в год. Больше всего твёрдых
частиц поставляют реки самого круп- #5р*У
ного материка — Евразии: около 3/4 [мВшй!!
общего объёма материала, выносимого
реками всех континентов. Те вещества, которые
были полностью растворены в речной воде,
остаются в виде растворов и в морской воде. Глинистые
частицы обычно отлагаются на морском дне вдали
от берега, песок — ближе; гравий и галька могут
подхватываться морскими течениями, могут
разноситься прибоем вдоль берега.
Но некоторые реки приносят столько обломков,
что море уже не справляется с ними, и они
остаются в месте впадения реки в море — в устье.
Река таким образом начинает наступать на море,
шаг за шагом наращивая сушу. И вот она
выдвинулась далеко — на десятки километров —
за старую линию берега! Самый известный пример
того — устье великой африканской реки Нил. Уже
древние греки подметили, что он до впадения в
Средиземное море распадается на несколько рука-
Крупные глыбы и валуны, выстилающие дно небольшой
горной реки. Они лежат неподвижно, пока уровень воды в
реке невысок, и начинают перекатываться по дну во
время паводка.
in

Энциклопедия для детей
[d&ftJLl вов* ^ текут они среди низких берегов
JBBBbBSJJ по совершенно плоской равнине,
которая затапливается во время разлива.
По форме намытый Нилом участок суши
напоминает треугольник или заглавную греческую
букву «дельта». Это название закрепилось за
подобными устьями рек (такими, где равнины в
устье созданы самими реками), хотя нередко они
имеют другие очертания, нежели дельта Нила.
Дельта реки Лены, которую она образовала на
берегу моря Лаптевых, по форме близка к
полукругу. Дельта реки Тибр, что течёт по
Апеннинскому полуострову и впадает в Тирренское
море, похожа на птичий клюв. Дельта реки
Миссисипи вообще напоминает куриную лапку,
выдвинувшуюся в Мексиканский залив!
Гигантские «песочные часы» но горном склоне Вверху
распологоется водосборная воронко небольшого горного
водотока — сосуда, из которого «высыпается» каменный
материал. Обломки разрушенных горных пород поступают
в узкую «горловину» ущелья, через которую выносятся
вниз к подножию. Внизу они попадают
в нижнюю часть «часов» — но конус выноса,
где откладываются во время блуждания потока
БЛУЖДАЮЩИЕ РЕКИ
До моря доходит лишь небольшая часть обломков
горных пород, которые подхватывает поток по
пути от истока до устья. Вспомним, что многие
реки вообще теряются в пустынях или впадают в
бессточные озёра внутри континентов. Однако не
это главное: большая часть горных потоков
освобождается от влекомых водой обломков ещё по
пути, и тому есть несколько причин. Рядом с
горными хребтами или между ними часто
располагаются понижения — ловушки для речных
наносов, там, где земная кора опускается. Текучая
вода старается уничтожить и впадины с тем же
усердием, с каким она размывает горы, засыпая
впадины сносимым с гор материалом. Если долина
пересекает такой опускающийся участок земной
коры, то река замедляет свой бег и начинает
засыпать, заполнять обломками созданную ею ранее
долину. Затем русло реки расширяется, она
блуждает по дну долины или разветвляется на
несколько русел, всё более засыпая долину. Наконец
долина заполнена настолько, что река получает
возможность перевалить через водораздел и
вторгнуться в соседнюю долину.
Великая китайская река Хуанхэ за последнюю
тысячу лет не раз меняла своё русло в нижнем
течении, попеременно впадая то в Жёлтое, то в
Восточно-Китайское море. Среднеазиатская река
Амударья, спустившись с гор, течёт по краю
пустыни Каракумы, что в переводе означает
«чёрные пески». Она принесла эти пески (и таким
образом создала пустыню), блуждая по равнине и
засыпая её от края до края. И сегодня змеится
среди пустыни сухое русло, по которому Амударья
в прошлом текла на запад, в Каспийское море, а
не на северо-запад, в Аральское море.
«ПЕСОЧНЫЕ ЧАСЫ»
ГЕОЛОГИИ
При выходе реки из горного массива её долина-
ущелье обычно резко обрывается. Далее река
может следовать по плоской предгорной равнине,
которая сложена речными наносами. Это творение
реки весьма похоже на дельты, которые мы
рассмотрели немного раньше. Разница в том, что здесь
нет моря или озера, и потому река продолжает
следовать дальше, если у неё на то хватает сил, т.е.
если её вода не просочится и не уйдёт полностью в
речные наносы или её не используют всю для
орошения. В засушливых областях Центральной и
Средней Азии и то и другое случается часто.
«Сухопутные дельты» образуются там, где река
откладывает обломочный материал, попавший в
неё при разрушении гор. Она «сгружает» обломки
у подножия гор во всех возможных направлениях,
благо здесь мало препятствий для её созидательной
деятельности. Что же получается? Местность
заметно повышается, т.к. мощность (толщина)
речных наносов часто составляет многие сотни
метров. Равнина вроде бы сохраняется, но приобре-
112

Внешние силы Земли
тает при этом заметный уклон. Рельеф местности,
если рассматривать её с самолёта, напоминает
раскрытый веер, лежащий у подножия гор. Такие
♦веера» наносов называют конусами выноса
горных потоков. Они характерны для большинства
горных стран. Один из наиболее известных — в
Ферганской долине, широкой впадине, зажатой
между хребтами Тянь-Шаня и Алая. Прямые и
извилистые линии на конусах выноса,
расходящиеся лучами от горного ущелья, — сухие
русла, оставшиеся после блуждания реки по
предгорной равнине.
Посмотрите на бассейн реки в целом, т.е. на то
пространство, где собирает воды и где трудится
поток. Как правило, в нём можно чётко
разграничить область, откуда река берёт переносимый ею
материал, и область, где она его откладывает. Это
лучше всего видно на примере горных рек. Сверху,
в горах, располагается система, сходящихся
долин — ущелий, по которым рыхлый материал
♦ссыпается» к узкой горловине. Ниже ущелья, у
подножия гор, располагается «приёмный
резервуар» в виде конуса выноса, который постепенно
заполняется рыхлым материалом, поступающим
сверху. Всё вместе напоминает гигантские
песочные часы, которые ведут отсчёт времени жизни
гор. Геологические «песочные часы» идут
исправно, пока растут горы и трудится, размывая их,
водный поток.
По правде говоря, реки не достигли бы столь
впечатляющих успехов в разрушении гор и
возвышенностей суши, если бы у них не было
многочисленных помощников. Водные потоки,
сосредоточенные в русле, трудятся на ограниченной
территории. Действуя в одиночку, реки пропиливали
бы узкие глубокие щели с вертикальными
стенками, оставляя нетронутыми обширные пространства
между стенками. Нужно ещё раздробить
возвышающиеся над потоком массы горных пород и
доставить их к руслу в виде обломков, чтобы вода
могла переносить их дальше. Разрушение горных
пород на обширных пространствах междуречий
происходит в процессе выветривания, о котором
уже рассказывалось в статье «Выветривание.
Разрушение горных пород на поверхности земли».
Обломки перемещаются к руслу реки обвалами,
осыпями, оползнями, снежными лавинами, о
которых будет рассказано, в статьях «Обвалы и
оползни» и «Что может сделать снежная лавина».
Есть среди «поставщиков» обломков со склонов
и текучая вода, только не похожая на реки своим
непостоянством и кратковременностью действия.
После ливней или таяния снега земля ненадолго
покрывается тонкой плёнкой воды. Эти потоки не
имеют своих долин, и потому они свободно
стекают, меняя направление. Бывает также, что
поток распадается на тонкие ручейки, IdrapJ^» 1
которые продвигаются вниз между |ИШ|И81|
камнями и травой к руслу реки. Вода,
скатываясь вниз, увлекает с собой мелкие частицы
и переносит их по склону. Это явление так и
называется — плоскостной смыв. Материал,
накапливающийся в результате этого у подножия
склона, получил название делювий (от лат.
deluo — «смываю»). Действие дождевых капель,
может быть, не имело бы особого эффекта, если бы
человек не стал оказывать им услугу,
неожиданную для него самого. Он вырубает леса,
распахивает поля, пасёт скот, который своими копытами
разбивает дёрн. И таким образом человек своей
хозяйственной, а точнее бесхозяйственной,
деятельностью оголяет почву. Беззащитный
плодородный слой становится лёгкой добычей воды,
смывается в реку, окрашивая её в
грязно-шоколадный цвет, бесполезным грузом ложится на дно.
Регрессивная (пятящаяся) эрозия при росте оврага.
НЕЗАЖИВАЮЩИЕ
ЯЗВЫ ЗЕМЛИ
Беда не приходит одна. Ливневые потоки, о
которых было сказано выше, стекают по полю тонким
слоем лишь потому, что оно не имеет углублений.
Обширные пространства суши пока ещё обладают
этим замечательным свойством — выровненным
рельефом, — которое они приобрели в иных
условиях, в далёком прошлом. Ещё недавно, 100—150
лет назад, таких удобных, плодородных земель
было намного больше. Человек получил это
богатство даром и часто пользуется им, не задумываясь,
что может потерять его безвозвратно. И это
происходит ежедневно, ежечасно, ежеминутно...
Ливневые воды, обнаружив на вспаханном поле
углубление, тотчас собираются в поток. Для пашни
нет страшнее врага, чем этот ручеёк, порой
ЧТО ПОМОГАЕТ РЕКАМ
В ИХ РАЗРУШИТЕЛЬНОЙ
РАБОТЕ?
Плоскостное смывание рыхлого материала со склона
и образование делювия у подножия холма.
из

Энциклопедия для детей
jEiLX бегущий всего лишь час. С раз-
[КДша| рушительным действием, которое
оказывает на беззащитную землю вода, не
сравнятся ни опустошения, устраиваемые лисой в
курятнике, ни вред, наносимый колорадским
жуком огороду. Разрушения земельных угодий
зачастую непоправимы. После дождя на поле в том
месте, где протекал ручеёк, обнаруживается
длинная глубокая канавка, сбегающая в сторону реки.
Неудобно. Ни проехать теперь, ни пройти, если
только удастся перепрыгнуть. Главная беда,
однако, в том, что на теле Земли появилась ещё одна
«царапина», и в неё попала «инфекция» под
названием линейная эрозия. Теперь дождевые и
талые воды будут сбегать только по этой канавке,
расширяя и углубляя промоину, превращая её в
настоящий овраг. И вот что интересно: ручеёк
бежит по дну оврага всего несколько часов (после
ливня) или дней (весной, когда тает снег), но бед
приносит много. Обрушиваются склоны оврага,
вырастают его новые ответвления — отвершки.
Сокращается площадь пахотных земель,
приходится переносить дороги, под угрозой
оказываются постройки. Достаточно всего нескольких
лет, чтобы «царапина» превратилась в «язву»,
которая далее растёт с катастрофической
скоростью, поглощая гектар за гектаром плодородные
земли. (Подробнее см. раздел «Человек
вмешивается в дела природы».)
Наиболее впечатляют масштабы
разрушительной работы временных потоков в горных странах
(например, в горах Средней Азии). Известно, что
здесь некоторые овраги возникли ещё во времена
походов Александра Македонского, другие
образовались позже. Давайте рассмотрим, как они
Плодородные земли но пологих склонах
у подножия хребта Петра Первого (Таджикистан)
под угрозой исчезновения. Линейная эрозия в виде
многочисленных оврагов быстро разрушает первичный
выровненный рельеф и уничтожает почвенный слой.
Глубина оврага, изображённого на фотографии,
превышает 200 м, ширина — 300 м.
возникают, растут и продолжают свою
разрушительную работу.
Нелегка жизнь земледельца в Средней Азии.
Там, где нет гор, раскинулись огромные знойные
пустыни. В горах путешественник попадает в мир
сумрачных крутосклонных ущелий и
заснеженных вершин. Лишь кое-где, на полпути от пустынь
к вечным снегам, на склонах гор над глубокими
ущельями располагаются удивительно ровные,
взбегающие вверх ступенями площадки. Здесь не
так сухо, как внизу, на равнине, выпадает
достаточно благодатных дождей, но и не так
холодно, как в высокогорьях, закованных в лёд.
Плодородные земли природных «висячих садов»
издревле служили житницей для народов
Таджикистана, Узбекистана, Афганистана. Однако не
уберёг их человек.
Как всё началось? Видимо, разучился человек
жить в согласии с Природой. Прогнал скот по
тропе, проехал на тяжёлой машине несколько раз
по одному пути — а на следующий год на этом
месте образовалась глубокая рытвина. Ладно,
объедем, обойдём, протопчем рядом новую дорогу.
Размоет эту — проложим ещё одну. Тем временем
промоины растут, ширятся.
Теперь пора рассказать, где же таится главная
опасность. Глядя на небольшой растущий овраг на
горном склоне, человек может до поры до времени
тешить себя надеждой, что обуздает стихию.
Трудно, конечно, и очень дорого, но ещё есть
возможность защитить окрестные поля
специальными сооружениями. И вот с надеждами
приходится прощаться... В один «прекрасный» день
крутые склоны оврага обрушиваются и сползают
вниз. Вот и хорошо, казалось бы, завал станет
преградой на пути водного потока, примет на себя
его разрушительную мощь. Так нет, это только
подстёгивает его — да ещё как! Смешавшись с
камнями и глиной, вода с удесятерённой силой
устремляется вниз, в долину, сметая всё на своём
пути. Так люди нечаянно выпустили джинна из
бутылки, только он не похож на доброго и наивного
старика Хоттабыча из известной сказки. Он не
собирается выполнять ничьих желаний. Джинн-
овраг — един в двух лицах. И оба лика его ужасны.
Лик, обращенный вверх, в горы, — лик
разрушителя, поглотителя, «землееда». В горах
Памиро-Алая известны сотни гигантских оврагов
длиной в несколько километров, шириной и
глубиной в сотни метров. Они работают наподобие
хороших карьеров, в которых открытым способом
добывают полезные ископаемые. За год каждый из
них и уносит со склона гор прочь сотни тысяч тонн
породы. В результате этого овраг растёт вверх по
склону. Чьё желание исполняет обезумевший
джинн — неизвестно, только радости от его
«подвигов» никому нет.
Лик, обращенный вниз, в долину, — лик
безумного «созидателя». Поток, вырвавшийся из
оврага, насыпает широкий веер обломков, под
которыми оказываются погребёнными поля, сады,
дороги и строения. Овраг напоминает огромную
114

Внешние силы Земли
Гигантский овраг на северном склоне
хребта Петра Первого
(Памиро-Алай). Очевидно, он возник
на горной тропе, которая поднималась
на перевал (слева на снимке). В 1969 г.
из него вырвался катастрофический сель,
который покрыл камнями и грязью поля
у подножия и разрушил мост на
Памирском тракте. Справа и слева от
оврага видны борозды — промоины,
следующие по другим тропам.
пушку, которая расстреливает долину реки. После
очередной серии залпов остаются безжизненные
пространства, покрытые каменными развалами.
После того как крутые склоны оврага начинают
обваливаться внутрь, к руслу текущего по нему
потока, овраг начинает быстро увеличиваться в
размерах. Он меняет очертания, вместо привычной
щели на горном склоне появляется широкое
углубление — и это всего за несколько десятков
лет, в течение жизни одного поколения. Трагедия
заключается ещё и в том, что теперь рост оврага
невозможно остановить: он поглощает с тем же
успехом и нетронутые человеком земли. И они
исчезают целыми гектарами, обрушиваясь вниз.
Обычно овраги резко выделяются на фоне
окружающего ландшафта. Особенно сильное
впечатление они производят там, где природа не
поскупилась на краски. Например, породы,
слагающие многие хребты в Таджикистане и
возвышенности, окаймляющие Ферганскую долину,
окрашены в цвета от нежно-розового до кирпично-
красного. Это нелегко было бы обнаружить, если
бы они были сплошь покрыты пышной
растительностью. Однако в наше время склоны
нарушены многочисленными «порезами»—
оврагами. Они выглядят среди изумрудно-зелёных полей
на склонах как кровоточащие раны.
КАМЕННЫЙ ДРАКОН
ЖДЁТ СВОЕГО ЧАСА
Много удивительных тайн хранят в себе горы.
Невозможно не изумляться бесконечному
разнообразию их очертаний, устрашающему величию
дремлющих в них сил. Иногда встречается на пути
нечто, не поддающееся простому объяснению. Вот
стоит среди долины горной реки обломок скалы
величиной с хороший дом. Присмотримся
повнимательнее. Он не похож на ближайшие скалы ни
цветом, ни рисунком слагающих его пород.
Очевидно, что он доставлен сюда издалека. Какие силы
Каменная глыба,
оставленная селевым потоком
на берегу реки Сарбог
(Памиро-Алай, Средняя Азия).
115

с валунными отложениями
селевых потоков.
принесли его? Вокруг разбросаны глыбы
поменьше. Они должны подсказать нам разгадку.
Каменный «след» тянется, однако, не вдоль
главной реки, а уходит в боковое ущелье, в долину
притока. Оттуда сочится тоненький ручеёк, но мы
на верном пути. Всё дно теснины — узкой глубокой
речной долины с крутыми склонами — завалено
глыбами. И так всё дальше, дальше вверх по
течению, всё ближе к нависающим громадам
заоблачных вершин. И вот ручей иссяк. Мы в
самых верховьях. Сухое русло завалено
огромными обломками скал, а вокруг разбросаны
вырванные с корнем и поломанные кусты. Кто
здесь хозяйничал? Может быть, после хорошего
дождя соберётся много воды, которая могла бы
вынести отсюда каменные глыбы? Ничего
подобного. Между камнями недолго бегут небольшие
струи, не способные сдвинуть их даже на
миллиметр. Действительно, мирные ручейки и речки
116
здесь ни при чём. В глубоких ущельях изредка
возникает явление, сила которого во много раз
превосходит силу водных потоков. Своей
свирепостью и коварством оно напоминает сказочного
дракона, покрытого каменным панцирем.
Большую часть времени это чудовище дремлет и копит
силы, ожидая своего часа. Ужасно его
пробуждение. С диким грохотом проносится вниз по ущелью
грязекаменный поток — сель, который и несёт
огромные глыбы.
Почему же вдруг небольшая речка или сухое
русло превращаются в клокочущую массу жидкой
грязи и камней? Причины бывают разные. Высоко
в горах обвалы часто перегораживают речную
долину, и тогда выше по течению начинает
накапливаться вода и образуется озерцо. Плотина
может оказаться непрочной и в конце концов
рухнуть под напором воды. Тогда водяной вал
обрушивается вниз на долину, сдирая всё с её
склонов и насыщаясь по дороге грязью и камнями.
Плотину на несколько часов может создать
снежная лавина, сошедшая с горного гребня.
Известно также много случаев, когда виновником
трагедии был ледник, который выползал из
долины притока и перегораживал реку. И опять
тот же результат. Как тут не вспомнить
легендарного Геракла и его подвиг в Авгиевых
конюшнях: он направил в них воду двух рек,
изменив их русла, и смыл весь навоз. Это
равносильно прорыву подобной ненадёжной
плотины. Случается, что небольшие озёра под
горными кручами, мирно плескавшиеся сотни и
тысячи лет, неожиданно прорывают перемычку,
удерживавшую их воды, и выплёскиваются вниз.
Однако не всегда «каменный дракон» черпает
силу из озёр. Вспомним ещё раз об оврагах. Вот
откуда селевой поток может обрушиваться по
нескольку раз в год. На дне активно растущего
оврага всегда готова смесь из камней, песка и
глины, ожидающая очередного ливня.
Подхваченные ливневым потоком, грязь и камни
извергаются из оврага и могут продвинуться по долине
ещё на некоторое расстояние, а затем поток
иссякает, и каменный материал остаётся в долине.
Однако и мирные, ничем не примечательные
долины, без подозрительных озёр и оврагов, могут
грозить селем. Часто бывает достаточно, чтобы
склоны гор были одеты «плащом» из обломков
разрушенных горных пород. Неустойчиво их
положение на склонах, особенно если на нём
похозяйничал человек: вырубил лес, сжёг сухую
траву — уничтожил растительность, которая
своими корнями скрепляла почву. Во время
таяния снегов или затяжных дождей,
пропитавшись влагой, обломки, покрывающие склон,
приходят в движение, сползают в русло реки или
ручья, где смешиваются с водой и образуют
грязекаменный поток.
Почему во время именно этого ливня и именно
из этой ничем не отличающейся от других долины,
до сих пор сухой, вырвался каменный дракон —
часто бывает трудно определить. Вообще опасности

Внешние силы Земли
в горах следует ожидать повсюду. Надо вовремя
распознать её, определить наиболее вероятное
место действия селевых потоков. Выходя из
ущелья, селевые потоки «сгружают» материал в
долину главной реки. Часто река отступает к
другому «борту» долины, теснимая своим, с виду
таким незначительным притоком. В этом случае в
долине разрастается селевой конус выноса. Часто
они, эти конусы выноса, могут выглядеть так
обманчиво. Вдоль горной реки часто можно
увидеть ровные зелёные лужайки. Однако почему-
то на них не строят домов. Селения обычно жмутся
к крутым склонам или располагаются на горных
кручах. Обходит эти лужайки и дорога. Ибо
обманчива безмятежность заросших травой
селевых конусов выноса. Расположенное выше ущелье
грозит очередным выплеском селевого потока,
который покроет грязью и камнями эти зелёные
лужайки.
Отложения селевого потока в одной из долин Западного
Памира (Северный склон Шахдаринекого хребта).
НА КРАЮ ЗЕМЛИ.
ОБРАЗОВАНИЕ БЕРЕГОВ
щ г/| берегу подкатила волна. Стена воды с шумом
\*L обрушилась на песок, прокатилась, расплас-
-_1%/тываясь, по нему и, иссякнув, отхлынула
назад, оставив неровный пенный след. Не успело
море вобрать отступившую воду, как к берегу
подошёл новый вал. И всё повторилось, а потом
ещё и ещё раз...
Кто не любовался чарующим зрелищем
морского прибоя, то тихо шуршащего под ногами, то с
бешеным рёвом атакующего сушу? При этом
ритмично двигается не только вода, но и то, что
находится в ней и на дне: песчинки, камни,
ракушки. Они всё время передвигаются вперёд-
назад по полосе прибоя, вылизываемой волной.
Однако если посмотреть ещё внимательнее, то
можно заметить, что подхваченные водой частички
не возвращаются точно в то же самое место, откуда
их извлекла волна, а останавливаются на миг чуть
в стороне. И так постепенно, шаг за шагом,
влекомые водой, продвигаются вдоль берега. Если
через день-два вернуться обратно, можно
обнаружить, что берег изменился: в одном месте
отступил, а в другом «наоборот», пляж
выдвинулся немного в море. Это поработали неутомимые
труженики-волны, песчинку за песчинкой
перетащившие огромные массы вдоль берега.
Почему волнуется море? Что заставляет
колебаться водную гладь? Обычно волну гонит ветер
— и мелкую рябь, и штормовые валы. Даже если
ветер на время утих, накатывающиеся из-за
горизонта валы морской зыби окажутся
предвестниками ещё далёкого ненастья. Причиной может
быть также сотрясение земной коры, и тогда
возникают огромные волны — цунами. Океан
Глубина достигает
половины длины
волны
Волна становится круче
Волна забурунивается
Волна обрушивается
Волна, теряя скорость,
накатывается на пляж
Кок волна накатывается на пляж.
117

Энциклопедия для детей
ufipw\ может всколыхнуть и извержение под-
|BSBttS51| водного вулкана. Надо заметить, что
это довольно редкие и далеко не
повсеместные явления, а океаны и моря волнуются
постоянно и повсюду.
НЕУТОМИМАЯ
РАБОТА ВОЛН
Волны действительно великие труженики. Поле их
деятельности — узкая «нейтральная» полоса
между сушей и морем, протянувшаяся на несколько
сотен тысяч километров по планете. Волны — одни
из главных разрушителей и созидателей, те
природные скульпторы, которые непрерывно
подновляют лик Земли.
Что же конкретно делает прибой? Прежде всего
он разрушает нависающие скалы и заготавливает
материал для строительства берега. Прибой редко
Волны разделили обломки по величине. На берег/
скопились песок и гравий, на дне — галька и мелкие
валуны Южный берег озера Иссык-Куль (Тянь-Шань)
довольствуется только готовым материалом,
например песком, приносимым рекой с суши, или
раковинами умерших обитателей моря, которые
волны собирают на прибрежном мелководье. Чаще
ему приходится дробить и перемалывать огромные
— весом до нескольких тонн — глыбы, которые
волны откалывают от нависающих над берегом
обрывов. Мощные удары волн обрушиваются на
берег с интервалом в несколько секунд. Перед
ними не может устоять ничто. Прибойная волна
захватывает с собой воздух и сжимает его.
Расширяется он почти мгновенно и способен в этот
момент разорвать, расколоть, сдвинуть очень
прочные преграды, встающие на пути волн.
Прибрежная полоса представляет собой как бы
гигантскую мельницу, которая перемалывает всё
то, что в неё попадает. Интересно, что во время
шторма волны относят камни на дно, оставляя
песок на берегу. После шторма, когда волнение
уляжется, галька и валуны возвращаются обратно
на берег.
Гранитные шары — хорошо окатанные прибоем
валуны — на берегу Японского моря.
118

Внешние силы Земли
Всё перемолотое и собранное на берегу
аккуратно сортируется волнами. Если пройтись по
пляжу, можно увидеть, что в одном месте
скопились камешки покрупнее и потяжелее, в
другом — помельче и полегче, в третьем — берег
выстлан чистым мелким песком. Раскладывая по
размерам и передвигая обломки по пляжу, волны
не забудут округлить, обкатать всё то, что
оказалось в их власти. Острых углов лишаются
также и осколки стекла, и обломки кирпичей,
пенопласта, дерева — весь тот мусор, которым
человек в изобилии «наградил» море. Хорошо
обкатываются обломки прочных кристаллических
горных пород. На берегах, к которым подступают
гранитные скалы, например на Дальнем Востоке,
можно попасть на замечательные пляжи. Они
выложены одинаковыми по размеру, почти
правильной формы каменными шарами,
светлосерыми в крапинку, напоминающими скопления
яиц вымерших чудовищ — динозавров.
Волны действуют в неширокой полосе прибоя,
где впереди находится выступающая в сторону
суши так называемая зона заплеска (куда
достигают самые сильные волны) а сзади — мелкая
прибрежная часть моря. Однако положение полосы
прибоя может регулярно меняться из-за изменения
уровня моря — на многих берегах приливы
достигают высоты 10 м и более. И тогда волны
обрабатывают широкую — до нескольких
километров — полосу земной тверди.
Из измельчённых и отсортированных обломков
волны строят пляжи. Вообще-то и обработка
строительного материала, и само строительство
обычно идут одновременно, но наилучший
результат — столь знакомый отдыхающим пляж —
получается, если прибой уже основательно
потрудился.
То, что построили волны, на первый взгляд
довольно незамысловато, однако всё здесь не
случайно. И наклон полосы прибоя, и её ширина,
и положение строго выверены в соответствии с
силой волн и размером влекомых ими частиц. Если
человек попробует нарушить геометрию пляжа —
выроет в нём ямку или насыплет холм песка,
волны сразу займутся его исправлением и в конце
концов полностью сотрут следы человеческой
деятельности.
МОРЕ — РАЗРУШИТЕЛЬ
И СОЗИДАТЕЛЬ
Если бы море было разумным живым существом,
то можно было бы подумать, что оно поставило
перед собой цель переделать Землю «по своему
вкусу». Наверное, его заветная мечта — стереть с
лица Земли всю сушу, используя в качестве
главной ударной силы волны. Может быть, так бы и
случилось, если бы на планете не действовали иные
силы. История знает много примеров того, как
исчезали острова, размытые волнами. На дне
Тихого океана возвышается множество обезглавленных
гор с плоскими вершинами — гаиотов.
Это потухшие вулканы, вершины
которых срезаны прибоем. Море особенно
«неравнодушно» к очертаниям берегов. Его
идеал — прямая, как стрела, береговая линия.
Поэтому усилия волн направлены, как правило, на
уничтожение её неровностей — заливов, мысов,
бухт, полуостровов. «Как же так, — можно
возразить, — ведь их довольно много в большинстве
уголков земного шара!» Действительно, много; но
это всего лишь вопрос времени. В прошлом их было
больше, в будущем станет меньше. Дело в том, что
примерно 18 тыс. лет назад произошло событие,
резко изменившее отношения моря и суши.
Начали таять гигантские ледники, покрывавшие
огромные пространства материков Северного полу-
ШТОРМ В ПИЦУНДЕ
в 60-е гг. в Пицунде, прекрасном уголке Черноморского
побережья Абхазии, прямо за бровкой широкого галеч-
никового пляжа, в местах, недоступных для волн самых
сильных штормов, выстроили многоэтажные здания
пансионатов. Западнее Пицунды в море впадает небольшая река
Бзыбь, из устья которой много лет вынимали галечник для
строительных нужд. Перед пансионатами построили стену
из бетонных кубов, засыпали их землёй и засеяли
травой — получились волноотбойные стенки.
С 4 по 9 января 1969 г. на Чёрном море бушевал
небывалый по силе шторм. Волны, достигающие 10 м в высоту,
с такой силой ударялись о стенку, что дрожала земля, а
брызги поднимались на 20—30 м. Наконец ночью 7 января
ещё более усилившийся ураганный ветер достиг
небывалой силы. В могучем рёве сливались свист ветра,
летящие водяные брызги, грохот галек, удары волн,
которые уже разбивали стёкла нижних этажей пансионатов,
заливали комнаты.
Когда шторм утих, изумлению людей не было
предела — широкий пицундский пляж исчез. От него
осталась узенькая полоска, а новый шторм,
разразившийся 17 февраля, хотя и был слабее предыдущего, не
встречая пляжа, на котором волны могли бы гасить свою
силу, разрушил всё, что не удалось первому шторму.
Была размыта волноотбойная стенка, разворочена
набережная, оказались покорёженными рощи, в зданиях
выбиты стёкла до четвёртого этажа. Так только что
открывшийся курорт, превратился в развалины.
Что же произошло? Почему исчез пляж? Почему
волноотбойная стенка сыграла роль, противоположную
той, которая была ей предназначена? Всё дело в том, что
дно Чёрного моря за пляжем у Пицунды очень крутое, его
наклон достигает 30?I Подводный откос высотой в 50—75 м
полукругом опоясывает древний конус выноса — дельту
реки Бзыбь. Волны, подходя к берегу и не встречая
мелководья, где бы они могли уменьшить свою высоту и
энергию, как, например, на мелководье Рижского залива,
всей своей огромной массой, стеной воды обрушиваются
на пляж, производя гигантскую работу. Встретив на своём
пути волноотбойную стенку, волна разбивалась о неё, а
вся энергия волны шла на то, чтобы «утащить» с собой на
глубину галечник пляжа. Поэтому пляж исчез за несколько
дней. Если бы стенки не было, то волны, накатываясь на
пляж, гасили бы свою энергию постепенно и, быстро
впитываясь в галечник, вода не уносила бы его в море.
Кроме того, естественное пополнение пляжа галькой было
нарушено её добычей в устье реки Бзыбь. Так неразумная
деятельность человека привела к небывалой по силе
эрозии и разрушению и пляжа, и курорта.
'
х
119

Энциклопедия для детей
Волны выравнивают линию берега.
Раньше мыс выдавался в море гораздо
дальше Теперь на месте его разрушенной
волнами части видны скалы, едва выступающие
над водой. Берег Японского моря (Приморье).
Море разрушает берег (абразия).
Видны крутой обрыв — клиф — и скальная
волноприбойная площадка — бенч
Остров Попова (Японское море)
Песчаный поток,
несущийся по подводным каньонам, развивает высокую
скорость и обладает большой эрозионной силой.
Он, как экскаватор, выпахивает дно, оставляет на нём
борозды, ямки и нередко выжимает мягкий илистый грунт.
шария. Образовавшаяся вода постепенно, в
течение тысячелетий, подняла уровень Мирового
океана на 110 м, и он затопил прибрежную сушу.
Обширные равнины на севере Европы и Азии
превратились в мелководные моря: Северное, Карское,
Восточно-Сибирское и Чукотское. Северная
Америка отделилась от Азии, Британские острова — от
Евразиатского континента. Суша потеряла в общей
сложности около 20 млн км^ — это чуть меньше,
чем площадь России и Казахстана вместе взятых!
Море затопило понижения в рельефе — долины,
образовав многочисленные заливы, оставив
возвышения в качестве островов и полуостровов.
Особенно прихотливо извивается береговая линия
на севере Евразии и Северной Америки.
Как же море выпрямляет берега? Вот перед
нами участок побережья после подъёма уровня
океана. Сначала удары волн по новым берегам
будут достаточно равномерны и очень сильны.
Пенящийся поток со скоростью 6—8 м/с с размаху
ударяет в крутой берег. Всплески волн
поднимаются вверх на несколько метров, а во время
штормов — и на несколько десятков метров.
Но это ненадолго. Когда накопится достаточно
обломков, волны начнут передвигать их вдоль
берегов от выступающих мысов в сторону
углублений — бухт. Появятся песчаные и галечниковые
120

Внешние силы Земли
косы — пересыпи. Они постепенно отделят от открытого моря
заливы, из которых в конце концов образуются лагуны. (Лагуна —
бывший морской залив, полностью отделённый песчаной или
галечниковой косой от моря и превратившийся в прибрежное озеро.)
Удары волн теперь сосредоточиваются на заметно укоротившихся
мысах. На них появляются крутые обрывы, по которым в сторону
моря с грохотом скатываются камни. Они поставляют новый
материал для прибойной «мельницы». Перемолотые в песок и гальку
горные породы, некогда слагавшие мысы, вновь и вновь
растаскиваются по берегам в глубь заливов, засыпают эти заливы песком и
галькой, укорачивают, а подчас и полностью уничтожают их.
Береговая линия ещё не стала прямой, но изгибов заметно
поубавилось.
Пройдёт ещё несколько тысячелетий, мысы и заливы исчезнут,
прихотливые очертания берегов сменятся прямыми линиями. Волны
сделали своё дело, однако жизнь берега на этом не заканчивается.
Волны работают также на прилегающем к берегу морском
мелководье, если оно существует. Если же его нет и у берега очень
глубоко, их первейшая задача — создать подводное продолжение
пляжа, которое должно быть обустроено примерно так же, как и сам
J Отступание берега
Волны
Волны, приходящие в
золив Петра Великого
со стороны открытого
моря, атакуют остров и
разрушают один из его
выдающихся в море
мысов (справа но снимке).
Образующиеся обломки
переносятся вдоль берегов острова
и откладываются с противоположной
стороны в виде длинной косы
(слева но снимке). (Приморье).
МОРЕ АТАКУЕТ
СУШУ
Во время сильных штормов на
Чёрном море волны высотой до
5—8 м и более с гигантской силой
обрушиваются на берег. Мощность
удара таких волн составляет десятки
тонн на 1 м2, и они, как молотом,
разбивают берега, подмывая их и
образуя глубокие волноприбойные
ниши, которые подрезают берега и
делают их неустойчивыми. Штормы
обычно сопровождаются ливнями.
Вода, проникая в горные породы,
достигает глинистых слоев,
размягчает их и создаёт условия для
оползания располагающихся выше
пород. Эти породы, будучи
«подрезанными» штормом,
становятся очень неустойчивыми. Так
волновая эрозия, или абразия,
приводит к развитию массовых
оползней в Причерноморье.
Большая часть прибрежной Одессы
представляет собой сложный
гигантский оползень, ширина которого
несколько километров, а скорость
движения обычно составляет от 1 до
6—8 мм в год. Но бывали случаи,
как, например, в ночь с 13 на 14
октября 1963 г., когда мгновенная
подвижка составила 6—8 м.
Знаменитые Одесские катакомбы
выработаны в
известняках-ракушечниках, залегающих на толще глин,
которые и служат «смазкой» для
оползневых масс, сдвигающихся в
сторону моря.
Весь Южный берег Крыма — это
сплошные оползни, которых
насчитывается более 400, и половина
площади побережья является зоной
оползневого риска. А в ней
расположены шоссе, санатории,
жилые дома, пансионаты. Столь
живописные известняковые скалы на
крымском берегу представляют
собой не что иное, как древние
оползневые массивы. После сильных
зимних и весенних штормов и
ливней жди беды: берега приходят в
движение, затихающее только
жарким летом и сухой осенью.
Волноирибойная
ниша
5?
Абразия морского берега.

Энциклопедия для детей
пляж, согласно законам,
продиктованным волнами. Волны не терпят и
подводных неровностей — будь то
большая глубина у самого берега или выступающие
под водой скалы и подводные рифы. Если всё это
обнаруживается у берега — значит, волны ещё не
справились со своей задачей, им не хватило
времени. Чтобы выровнять подводный склон,
волны используют рыхлый материал, собранный
прибоем на берегу. Они сносят его на глубину, пока
полностью не засыплют её. Не повезло тому берегу,
к которому близко подступают большие глубины.
Здешние пляжи будут время от времени смываться
в бездонные пучины.
Со скалами волны поступают иначе. Они
обрушивают всю свою разрушительную мощь, а
также используют отделившиеся от скалы
песчинки и камни, чтобы царапать, скоблить, сверлить и
шлифовать скальные выступы, пока они
полностью не исчезнут и на их месте не образуется
ровная площадка. Поэтому сам процесс
разрушения волнами берегов и подводных возвышений
называется абразией (от лат. abrasio —
♦соскабливание >, * соскребание >).
Итак, подводное продолжение пляжа создано.
Теперь волны, разбиваясь на мелководье,
значительно ослабевают, не доходя до берега. Плоское
мелкое дно у берега обычно выстлано песком и
илом и покрыто песчаными грядами,
протянувшимися вдоль берега; но оно может быть и
каменистым. Здесь самое раздолье для подводной
жизни: много тепла и света, вода постоянно
перемешивается и насыщена живительным
кислородом. На мелководье благоденствуют
многочисленные моллюски, ракообразные и прочие морские
животные, которые зарываются в морской грунт
или прикрепляются к камням. После смерти их
домики и скелетики — скорлупки, раковины — в
изобилии скапливаются на дне. Им долго не
удержаться на месте, и во время очередного
122
В. Ходжес. «Вид мыса Доброй Надежды». 1722 г.

Внешние силы Земли
шторма море выбрасывает их на берег. Это важный
дополнительный, а иногда и основной материал
для строительства берегов. Волны активно
переносят материал с суши на дно и обратно, особенно
если уровень моря непостоянен и регулярно
колеблется, например при приливах и отливах.
ЕСЛИ
МЕНЯЕТСЯ
УРОВЕНЬ МОРЯ
На Земле время от времени происходят события,
изменяющие уровень Мирового океана. Об одном
из них — таянии древних ледников — мы
упоминали раньше. Кроме того, земная кора может
прогибаться или приподниматься. Одним словом,
есть много причин, чтобы море отступило или,
наоборот, затопило прибрежную сушу. Волны уже
давно плещутся в другом месте, но созданные ими
пляжи, обрывы и ровные площадки — морские
террасы — ещё десятки и сотни тысяч лет будут
видны на лике Земли, пока их не сотрут другие
геологические силы (текучая вода, ветер,
выветривание горных пород). Древние береговые линии
протягиваются практически вдоль всех
побережий. Они обнаружены и на высоте до нескольких
сотен метров над современным уровнем моря, и на
значительных глубинах, вдалеке от современных
берегов.
Как же откликаются волны на такие
постоянные и значительные изменения уровня моря?
Ответ на этот вопрос мы частично уже дали
раньше, когда рассказывали, как волны
«выпрямляют» береговую линию. Это в том случае,
если море затопило весьма неровный участок суши
и образовало очень замысловатую береговую
линию. Если же при подъёме уровня моря сразу
образовался ровный берег, то волны равномерно
атакуют сушу на всём её протяжении, пока не
отделят от неё достаточно материала, чтобы
засыпать им углубившееся дно. Таким образом,
при подъёме своего уровня море как бы наступает
дважды: в первый раз чисто механически,
покрывая низкий берег; во второй — с помощью волн,
которые, как настоящие землекопы, «отгрызают»
от материка или острова дополнительную полоску
суши. Если волны на большом протяжении
размывают ровный берег, образовав в нём крутые
обрывы, — значит, море продолжает наступать и,
вполне возможно, этот участок земной коры
опускается.
Если уровень моря понижается и участок
земной коры поднимается, то море будет вести себя
противоположным образом: оно отступит, и тоже
дважды. После того как часть дна полностью
осушится, волны начнут нести к новому берегу
«дань» с обмелевшего дна до тех пор, пока
достаточно не углубят дно в этом месте. При этом
берег значительно нарастится и выдвинется в
сторону моря.
КАСПИЙ РАЗРУШАЕТ БЕРЕГА
С 1978 г. уровень Каспийского моря начал
стремительно повышаться на 14—18 см в год, а в
отдельные годы подъём достигал почти 30 см в год, и это
притом, что с 1934 г. наблюдалось резкое падение уровня
на 9—20 см в год. С 1883 по 1977 г. общее понижение
уровня составило 3,8 м. Это вызвало осушение больших
пространств отмелых, низменных берегов. Многие
рыбацкие посёлки оказались далеко от береговой кромки.
Усилилась эрозия рек, впадающих в Каспий, т.к. уровень
стал ниже, и реки вынуждены были прорезать себе более
глубокое русло. На осушенных берегах возникли новые
посёлки, а в городах — улицы. Для того чтобы
предотвратить негативные последствия падения уровня
моря и уменьшить потери воды на испарение, даже залив
Кара-Богаз-Гол перегородили дамбой. И вдруг —
быстрый, совершенно неожиданный подъём воды.
Побережье Дагестана от Махачкалы до Дербента всё
больше разрушается волнами, стали исчезать пляжи, по
прибрежным улицам Дербента теперь можно плавать на
лодке. Рушатся под действием волн постройки, вода
подступает к многоэтажным зданиям и промышленным
объектам. Во много раз усилился размыв почвы, и
прогнозы на ближайшие 10—15 лет неутешительны —
уровень моря поднимется ещё минимум на 1 м. Возникла
острая необходимость в проведении дорогостоящих работ
по укреплению берегов, особенно в городах Дербенте,
Каспийске, Махачкале и других местах, которым грозит
наибольшая опасность и где в ближайшие пять лет могут
произойти катастрофы. Повсеместно наблюдается
подтопление территории подземными водами, что
увеличивает риск при землетрясениях, которые здесь
нередки и иногда достигают разрушительной силы.
Сказывается ли влияние деятельности человека на
геологических процессах? Безусловно. Строительство
портов, волноотбойных стенок на берегу, насыпных дамб
сразу же нарушает природное равновесие, и многие
процессы, особенно эрозионные, резко ускоряются.
Ликвидация подобных последствий требует больших
капиталовложений.
5?
Wr^S
■ 1 U rniV
1 'v: J*fM
"
Ш
ш^1а
ша*?«г.-
0НШВ
Абразионный останец — скала, образовавшаяся
в результате разрушения прибоем берегов
острова Куба (Вест-Индия).
123

Энциклопедия для детей
ступеньки-террасы,
образовавшиеся на берегу озера в результате
понижения его уровня (Памиро-Апай).
БЕРЕГА ОЗЁР:
ЧЕМ ОНИ ПОХОЖИ
И НЕ ПОХОЖИ
НА МОРСКИЕ
Всякое озеро — как море в миниатюре, если есть
в нём место, чтобы разгуляться волнам. Даже от
лодки, даже от купающегося человека разбегаются
волны и, достигая берега, начинают трудиться.
Главное, конечно, в том, что по сравнению с
морскими и волны озёр, и производимая ими работа
значительно скромнее. Из этого правила есть
исключения: крупные озёра, например Ладожское
или Байкал, и в этом мало отличаются от морей —
на них порой разыгрываются настоящие штормы.
Недаром крупнейшее из озёр — Каспийское —
называется морем.
Озёрные волны в целом ведут себя так же, как
и морские, например стремятся выпрямить берега.
Однако размеры озёр обычно невелики, и, зажатые
со всех сторон сушей, они могут в лучшем случае
достичь округлых очертаний. Много таких озёр —
«блюдец», с берегами которых основательно
поработали волны, после чего они достигли
практически идеально круглой формы, — разбросано по
Земле, особенно в тундре и среди заболоченной
тайги. Объясняется это просто: берега их сложены
песками и глинами, которые легко разрушаются
волнами. Другие озёра находятся на пути к этому
совершенству: волны подрезают выступающие
мысы, косами отгораживают заливы. Труднее
всего волнам небольших горных озёр:
окружающие хребты не дают по-настоящему
разгуляться ветрам на их просторах, к тому же берега
таких озёр обычно сложены прочными горными
породами. Поэтому горные озёра долго сохраняют
очертания своей береговой линии в первозданном
виде.
Ещё одна важная особенность озёр, которая
сказывается на береговых процессах, — это
непостоянство их уровня. Большинство
бессточных озёр, расположенных в областях сухого и
жаркого климата, ежегодно увеличиваются и
уменьшаются в размерах, а могут на время вообще
исчезнуть, полностью высохнув в сухое время года
(в дождливый сезон они снова наполнятся).
Поэтому их волны успевают поработать на разных
уровнях, оставляя следы в виде своеобразных
зарубок или целой лестницы площадок —
террас — на склонах озёрной впадины.
ЧТО ПРОИСХОДИТ
С БЕРЕГАМИ
ВОДОХРАНИЛИЩ?
Человек давно умел создавать искусственные
водоёмы, сооружая на реках плотины. В XX в. ему
оказалось под силу создать целые искусственные
моря, размерами под стать крупным озёрам. Волга
и Кама, Днепр и Дон на многих участках
фактически перестали быть реками — превратились в
каскад искусственных озёр, и это только на Русской
равнине! С появлением обширного водного
пространства пробуждаются волны, которые, как
оказалось, преподносят много сюрпризов человеку —
творцу водохранилищ. Заполнение
водохранилища можно вполне уподобить резкому повышению
уровня моря или озера со всеми вытекающими
отсюда последствиями. Напомним о главных из
них: береговая линия новоявленного водоёма
начинает выпрямляться, а там, где она достаточно
прямая, волны повсеместно наступают на берег.
Под ударами волн в воду обрушиваются дороги и
строения, сползают целые поля и перелески.
Береговые обрывы отступают со скоростью 15—20, а
иногда и 50—60 м в год. А рядом, по соседству с
береговыми обрывами, где намечался глубокий
водный путь, со временем обнаруживается отмель,
мешающая судоходству...
Некоторые водохранилища, к сожалению,
обречены: если берега такого водоёма песчаные или
глинистые и легко разрушаются волнами да к тому
же река приносит в него много обломочного
материала, который отлагается на дне, то это
искусственное озеро вскоре перестанет быть
хранилищем воды и превратится в огромную
болотистую лужу.

Внешние силы Земли
ВЕТРЫ, ИЗМЕНЯЮЩИЕ
ЛИК ЗЕМЛИ
БУРЯ В ПУСТЫНЕ
Мерно позвякивая колокольчиками,
привязанными с обоих боков кале*
дого верблюда, караван,
сопровождаемый идущими пешком погонщиками, как бы
нехотя переваливает с одного бархана на другой.
Жарко, невыносимо жарко, хотя ещё только утро.
Воздух застыл и кажется вполне осязаемым на
ощупь. Вдруг над горизонтом показалась пелена,
пока ещё еле заметная, но опытный караванщик
уже увидел её и с тревогой всматривается в слегка
потемневший горизонт. Наконец проносится
первый порыв ветра, а мутно-жёлтая дымка уже
заволокла полнеба. «Самум!» — кричат погонщики,
сбивают верблюдов в кучу, укладывают их на
песок, мгновенно натягивают шатры и тенты.
Через несколько минут их накрывает песчаная буря.
Мириады песчинок и пыль, как дождь,
обрушиваются на палатки, больно секут открытые участки
тела, забиваются во все мельчайшие щели и поры.
Песчаные бури — совсем не редкость на
бескрайних просторах Сахары, величайшей
пустыни мира. Обширные пустынные области, где
также случаются песчаные бури, есть и в Аравии,
Иране, Средней Азии, Австралии, Южной
Америке и в других районах мира. На этих огромных
просторах полновластным хозяином является
ветер. Ежегодно он поднимает высоко в воздух сотни
миллионов тонн пыли и более крупных частиц,
перенося их на тысячи километров во все стороны
света. Ещё в глубокой древности были известны
многочисленные случаи выпадения пыли из
воздуха в странах Средиземноморья, что обычно
служило плохим предзнаменованием: люди
ожидали беды, катастроф... Песчаная пыль,
поднимаемая высоко в воздух, затрудняет полёты самолётов,
покрывает тонким слоем палубы кораблей, дома и
поля, дороги, аэродромы. Выпадая на воду океана,
пыль погружается в его глубины и осаждается на
океаническом дне. В Европе, Африке, Северной и
Южной Америке известны случаи выпадания
цветных дождей и снега, когда частицы пыли
окрашивают снежинки или капли воды в
красноватый или жёлтый цвет. Мощные пылевые облака,
поднятые ветром в Сахаре, через некоторое время
могут оказаться над Северной Америкой; и даже
несмотря на то что они перенеслись на такое
расстояние, количество пыли, выпавшее из них,
достигает десятков тонн на 1 км2.
Пылевые бури не только вздымают огромные
массы песка и пыли в тропосферу — наиболее
«беспокойную» часть атмосферы, где постоянно
дуют сильные ветры на разных высотах (верхняя
граница тропосферы в экваториальной зоне
находится на высотах примерно 15—18 км, а в средних
широтах — 8—11 км). Они, кроме того,
перемещают по Земле колоссальные массы песка,
который может перетекать под действием ветра
наподобие воды. Встречая небольшие препятствия
на своём пути, песок образует величественные
холмы, называемые дюнами и барханами. Они
имеют самую разнообразную форму и высоту. В
пустыне Сахаре известны дюны, высота которых
местами достигает 200—300 м. Эти гигантские,
как бы застывшие волны песка на самом деле
перемещаются на несколько сотен метров в год,
медленно, но неуклонно наступая на оазисы,
засыпая пальмовые рощи, колодцы, деревни.
«Пустыня наступает!» Это тревожное
восклицание всё чаще можно слышать на южной окраине
Сахары в Африке, где пески особенно агрессивны.
БАРХАНЫ И ДЮНЫ —
волны пустыни
Дюны, образующиеся как во внутриконтиненталь-
ных пустынях, так и на морских побережьях,
имеют форму либо длинных песчаных гребней,
либо асимметричных холмов, напоминающих,
если смотреть сверху, наконечник копья (поэтому
такие дюны называются копьевидными).
Барханы — это песчаные холмы в форме полумесяца,
причём его «рога» всегда обращены в направлении
преобладающего ветра. И дюны, и барханы обычно
имеют пологий наветренный и крутой
подветренный склоны.
Песок, перемещаемый ветром средней силы, не
поднимается над поверхностью пустыни выше чем
на 5—10 см. Он как бы перетекает с места на место
в виде широких струй. Достигая гребня дюны или
бархана, песок скатывается с него на
подветренный склон, крутизна которого чаще всего
составляет 30—32°. Эта величина не случайна, а
определяется свойствами песка. Если его сыпать,
например, из ведра, то склоны образующейся
кучки как раз и будут иметь наклон около 30° —
это угол естественного откоса сухого песка.
Панорама бесчисленных, уходящих за горизонт
барханов — характерная черта песчаных пустынь.
Появляются барханы сначала незаметно, в виде
небольшого холмика, на подветренной стороне
которого начинается завихрение воздуха и
образуется как бы маленькая воронка. По мере
поступления с ветром новых порций песка холмик
и воронка растут, появляются серповидные «рога»,
и вот уже родился бархан. В дальнейшем он будет
125

Энциклопедия для детей
увеличиваться в размерах и медленно
двигаться по направлению
преобладающих ветров.
На барханах нередко образуется мелкая рябь,
напоминающая маленькие волны или рябь,
возникающую от порывов ветра на воде. Если ветры в
пустыне дуют в разных направлениях, то из песка
формируются хаотические гряды, дюны и
барханы. В разных пустынях они весьма разнообразны
по форме, но во всех случаях для их образования
нужны песок, много песка, и ветер, который
создаст из него «застывшие волны».
Однако существуют пустыни, из которых ветер
выдувает песок и уносит его далеко-далеко,
оставляя на поверхности коренных отложений
(образующих каменное основание пустынь) лишь
обломки горных пород и щебень. Такие
каменистые пустыни, или хаммады (что по-арабски и
означает «щебневая пустыня»), производят очень
мрачное впечатление, поскольку все камни
покрываются тончайшим чёрным слоем так называемого
«пустынного загара», состоящего из оксидов
железа и марганца. Как будто кто-то намазал все
камни чёрным лаком.
Есть и глинистые пустыни — такыры (что в
переводе с тюркского означает «ровный»,
«голый»), поверхность которых идеально ровная и
твёрдая, как асфальт. Ветер сдувает с них всю пыль
и отлагает её за пределами такыров. Они
образуются в тех местах, где раньше разливались
реки, выносившие массы глинистого ила. В США
на таких пустынных равнинных участках иногда
устраивают гонки на спортивных автомобилях, и
именно здесь устанавливаются рекорды скорости,
т.к. невозможно искусственно создать столь же
ровную и абсолютно горизонтальную площадку
или полосу длиной 10—20 км.
Однако песчаные пустыни распространены
более всех других типов пустынь. Океаны песка
образовались за счёт разрушения горных пород,
слагающих каменное основание пустынь. Это
разрушение, перенос материала и его сортировка
происходили в течение миллионов лет. Поэтому
сейчас мы видим перед собой песчинки округлой
формы и одинакового размера — в доли
миллиметров. Они очень долго сортировались.
ВЕТЕР — СКУЛЬПТОР
пустыни
Ветер господствует над безбрежной пустыней. Он
постоянно сдувает со скал накопившуюся пыль,
выдувает частички горных пород, отделившиеся от
глыб и скальных выступов в результате
разрушения в течение тысячелетий. Благодаря выду-
126

Внешние силы Земли
ванию, или дефляции (от лат. deflare —
«выдувать», «сдувать»), в горных массивах,
расположенных в пустынях, почти никогда нет рыхлого
материала, заполняющего трещины или углубления.
Он весь уносится ветром, и трещины в скалах
всегда открыты, что создаёт причудливые формы
рельефа, напоминающие башни, столбы, какие-то
крепостные сооружения.
Такие «эоловые города» (т.е. созданные
ветром — по имени мифического древнегреческого
повелителя ветров Эола) известный русский геолог
Владимир Афанасьевич Обручев открыл в
Джунгарии, на северо-западе Китая, в 1906 г. Огромное
количество фантастических скульптур было
создано в песчаниках и глинах мезозойской эры.
Многим из них Обручев дал собственные названия,
например «Башня-колдунья», «Сфинкс», «Замок
хана» и др.
Ветры сдувают весь рыхлый материал с твёрдых
пород по мере их разрушения. Скорость этого
сдувания равна скорости разрушения. Впадины
выдувания, образующиеся при этом, иногда
достигают огромных размеров. Так, в Ливийской
пустыне на севере Африки находится знаменитая
впадина Каттара площадью около 20 тыс. км2, дно
которой располагается на 60—80 м ниже уровня моря,
а самая глубокая выемка (или чаша) в
этом дне — даже на отметке 134 м.
Процессы выдувания привели к
образованию впадин на месте пересохших озёр в
США — в штатах Калифорния, Вайоминг и
Орегон. Ветер, удаляя рыхлые частички сухого
ила, углублял дно, оставляя скальные выступы
крепких пород, которые сейчас возвышаются над
ровным дном одинокими горками высотой в
несколько метров. Огромные впадины выдувания
встречаются в пустыне Гоби в Центральной Азии.
Они вытянуты более чем на 40—50 км в длину, а
глубина их достигает 50 м. Климат в Гоби сухой,
осадков очень мало. Породы подвергаются
интенсивному разрушению в результате резких
перепадов температур в ночные и дневные часы.
Отделившиеся частицы тут же уносятся ветром.
Ветры, дующие в пустынях, перемещают
огромные массы песка. Самые мелкие его частицы
захватываются восходящими потоками нагретого
воздуха, поднимаются на несколько километров
вверх и переносятся на тысячи километров.
Размеры частиц составляют всего 1—20 мкм, и
благодаря этому они долго держатся в воздухе,
образуя облака, получившие у метеорологов
название литометеоров (от греч. «литое» — «ка-
Борхоны в песчаной пустыне.
127

Энциклопедия для детей
Подвижные пески в пустыне Каракумы (Средняя Азия).
Хорошо заметна рябь на барханах
мень», «метеор» — «движущийся», «парящий в
воздухе»). Если пылевые тучи в сухом жарком
воздухе, например, из пустыни Сахары будут
перемещаться к югу, то на своём пути они встретят
более влажный тропический воздух, который как
бы подныривает под горячий и сухой воздушный
поток, называемый харматан. Именно тогда из
пылевых облаков и начинает оседать пыль, и
дождь, выпадающий где-то в саванне, вдруг
окрасится в жёлтый цвет.
То же самое происходит с горячим потоком
воздуха, перемещающимся из Сахары на запад, в
сторону Атлантического океана, или на север, в
Средиземноморье. Раскалённые ветры, дующие в
северном направлении, называются сирокко.
Встречаясь с влажным морским воздухом над
Средиземным морем, пыльная нагретая мгла,
поднимающаяся вверх, начинает охлаждаться, и
из неё осаждаются тонкие частицы, которые,
смешиваясь с каплями дождя, окрашивают их в
различные цвета.
Несмотря на гигантские пылевые бури,
основная масса песка всё же не выходит за пределы
пустыни. Когда дуют сильные
ветры, то взвешенный в воздухе
поток песка перемещается всего
в нескольких десятках
сантиметров над поверхностью
основной массы песка. Каким образом
переносятся песчинки над
поверхностью пустыни (если они не
перекатываются с места на
место, как это бывает при слабом
ветре)? Оказывается, они
прыгают, и этот процесс называется
сальтацией (от итал. salto —
«прыжок»). Траектория такого
прыжка может быть разной, но
всегда её восходящая ветвь более
крутая, а нисходящая —
пологая. Поднятые ветром на высоту
от 5—10 см до нескольких
метров (в зависимости от силы
ветра), песчинки, сталкиваясь в
воздухе друг с другом,
отскакивают и изменяют направление
полёта. Чем сильней ветер, тем
выше поднимается слой этого
прыгающего песка.
Эти песчаные струи обладают большой
разрушительной силой. Они истирают и полируют
встречающиеся на пути горные породы, т.е.
служат как бы абразивным (точильным)
материалом. Используя это их свойство, люди счищают
копоть и грязь с облицовочных каменных плиток
зданий с помощью струи песка, подаваемой под
давлением. Например, именно таким способом
чистят высотные здания в Москве, построенные в
50-х гг. XX в., в том числе знаменитую «высотку»
Московского государственного университета им.
М.В. Ломоносова.
Истирающая, или абразивная, деятельность
ветра приводит к тому, что в пустынях возникают
причудливые каменные образования в виде башен,
«грибов», истуканов и т.д. Причём струи песка
подрезают нижние части «грибов» сильнее, чем
верхние, поэтому «ножки» у них становятся
тоньше. Нередко под действием песчаных струй,
Ветер
Сальтация — перемещение частиц песка «прыжками» при сильном ветре
128

Внешние силы Земли
или корразии (не путать с коррозией, например,
металлов, которая приводит к образованию
ржавчины), появляются округлые выемки,
напоминающие пещеры. В результате корразии
образуются также столообразные скалы и рельефные
стенки скальных выступов, когда более мягкие
слои, истираясь сильнее, превращаются в
желобки, а более твёрдые — выступают в виде валиков
и полочек.
Переносимый ветром песок истирает и полирует
гальку или обломки горных пород, лежащие на
поверхности пустыни. Если, например, галька
долго покоится на одном месте, её сторона,
обращенная к постоянно дующим ветрам,
постепенно шлифуется, нередко до блеска. Потом
галька, перевернувшись под воздействием каких-
либо сил, подставляет струям песка другой бок для
шлифовки. Так образуются эоловые
многогранники — обломки горной породы с несколькими
плоскими гранями. Если наблюдать большое их
скопление, иногда может показаться, что кто-то
специально отшлифовал и потом разбросал камни.
Песок, сплошной песок, море песка в пустыне
подавляет человека своей безбрежностью,
кажущейся бесконечностью. При малейшем дуновении
ветра вся масса песка начинает шевелиться и
приходит в движение. Слабенький ветерок может
поднять в воздух только пыль. Более сильный
ветер перекатывает песчинки, поднимает их на
гребень дюны или бархана, откуда они
скатываются с крутого подветренного склона. Буря или
ураган вздымают уже тучи пыли и песка на сотни
и более метров вверх и с воздушными потоками
переносят их на большие расстояния.
Ветер является одним из активных
геологических факторов. Он разрушает горные породы,
переносит их обломки, сортирует и откладывает
где-то в других местах. В течение сотен тысяч лет
воздействуя с помощью песчинок на горные
породы, ветер обтачивает, высверливает и
полирует скалы и обломки. Сдувая рыхлый
поверхностный слой с пересохших озёр, ветер
углубляет их, образуя впадины выдувания.
Поднятая горячим воздухом вверх песчаная пыль
переносится на тысячи километров. Более
крупный песок образует дюны и барханы,
передвигающиеся на сотни метров в год. Во все времена
ветер воздействовал на поверхность нашей
планеты. Он продолжает это делать и сейчас.
ЗАГАДОЧНЫЕ
ГОРНЫЕ ПОРОДЫ
Во многих районах земного шара, например в
долине реки Миссисипи (США), в Аргентине, в
пределах юга Украины, в Средней Азии и
особенно в северо-западных областях Китая, встречаются
своеобразные горные породы. Они покрывают все
более древние отложения обширным «плащом»
толщиной от 1 до 100—150 м. Порода обычно имеет
светло-жёлтую окраску и состоит из частичек пыли
Каменные истуканы в пустыне — результат корразии.
Ножка истукана тоньше его тела за счёт обтачивания
песком, несущимся над пустыней.
Истирание — корразия пород в пустыне — за счёт движения
песка при сильном ветре. Особенно подтачивается нижняя
часть «гриба», т.к. крупные песчинки высоко не поднимаются
129

Энциклопедия для детей
^filLX диаметром 0,01—0,05 мм. Эти мель-
|ВДШд| чайшие пылинки состоят в основном
из кварца и различных силикатов.
Когда такую породу изучают при больших
увеличениях под микроскопом, то бросается в
глаза угловатая форма пылинок. Благодаря таким
очертаниям они скрепляются друг с другом,
зацепляясь своими неровными краями, и не дают
этой породе рассыпаться в прах. А ведь порода не
содержит никакого цементирующего вещества,
только мельчайшие частицы пыли. Поэтому
можно видеть, как в таких породах образуются обрывы
высотой в десятки метров (например, в Китае). В
таких обрывах в мягкой породе легко вырыть
пещеры, устроить загоны для скота. Именно это
обстоятельство и привело к ужасной трагедии в
Китае. В 1920 г. там произошло сильнейшее
землетрясение, и огромные массы этой жёлтой,
сравнительно рыхлой породы обрушились,
похоронив под завалами около 100 тыс. человек.
Стенки высоких обрывов срезались, как масло
ножом, и скользили вниз, погребая под грудами
жёлтой пыли дома и людей.
Что же это за необычная порода и как она
образовалась? Называют её лёссом (от нем. Loss —
«рыхлый», «нетвёрдый»), и её главная особенность
— высокая пористость: количество пор достигает
55% от общего объёма породы. Это и
неудивительно, если вспомнить, что мельчайшие
частицы, слагающие лёсс, не скреплены цементом.
Такая высокая пористость — настоящая «головная
боль» для инженеров-геологов, т.к. стоит лёссу
намокнуть, и он сразу оседает, в нём образуются
провалы, ямы, понижения. Все сооружения,
построенные на лёссах, могут покоситься или
просто развалиться.
Очень часто в лёссовых обрывах встречаются
бурые слои толщиной в несколько десятков
сантиметров. Это ископаемые почвы. Образование
такого почвенного слоя прерывало на какое-то
время накопление лёсса, а затем вновь
формировался плащ жёлтой рыхлой породы.
Кроме настоящих, или типичных, лёссов в тех
Люди, живущие или путешествующие в горах,
знают, что чем выше поднимаешься в горы,
тем становится холоднее, но высоко в горах
всё-таки нельзя попасть в царство сплошных
льдов. Напротив, ледники на вершинах и горных
склонах не образуются — снег оттуда сдувается
или соскальзывает. Горы в отличие от равнин
покрыты льдом неравномерно — лёд сосредоточен
в понижениях, а вершины свободны от него. По
этим понижениям и движутся ледники, разрушая
их. Ледники углубляют и расширяют эти
пониже районах широко распространены породы,
которые называют лёссовидными суглинками, т.к.
в них содержатся и глинистые частицы, ещё более
мелкие — размером 0,001 мм. Например, в таких
породах выкопаны пещеры знаменитой Киево-
Печерской лавры в обрывах правого берега Днепра
в Киеве. Давно было замечено, что лёссы — это
сравнительно молодые (с точки зрения геологии)
породы четвертичного периода, т.е. их возраст не
древнее 1 млн лет, и образовались они в областях,
где в то время существовал сухой прохладный
климат.
Способ образования лёссов — это предмет
длительной и ожесточённой научной дискуссии.
Однако все считают, что лёссы формировались в
прохладном сухом климате и ведущую роль при
этом играла деятельность ветра. Именно он
переносил, сортировал и откладывал огромные
массы мельчайших частиц.
Источники этой пыли могут быть различны. Это
и мелкий рыхлый материал, переносимый реками,
текущими у края ледниковых покровов; и
развеиваемый ветром рыхлый материал обширных
конусов выкоса временных водотоков. Лёссы могут
образовываться в результате переноса ветром пыли
из пустынных районов, например из Центральной
Азии.
Но главным «действующим лицом» всё равно
остаётся ветер. Наличие крупного ледникового
щита вызывает постоянный сильный ветер,
дующий от центра щита к его краю, т.к. образуется
разница в атмосферном давлении, которое выше в
центре. Эти ветры выдували мельчайшие частицы
из отложений по краям ледникового покрова, и
пыль переносилась на большие расстояния. Так
возникли покровы лёссовидных пород на юге
европейской части России и Украины. Процесс
этот был длительным, о чём говорят погребённые
в лёссах слои почв, формировавшиеся в более
тёплом и влажном климате, когда ледники
отступали. А с новым их наступлением опять
возникали условия для накопления лёгкого,
рыхлого материала — лёсса.
жения в 4—6 раз быстрее, чем реки, создают
крутые склоны, а на пересечении таких склонов
формируют острые гребни и пики.
Горы, испытавшие оледенение, разительно
отличаются резкостью форм от гор с мягкими,
округлыми очертаниями, не подвергшихся
воздействию льда. В настоящее время ледники есть в
горах практически всех континентов, кроме
Австралии. Наиболее крупные узлы современного
оледенения находятся в центре Азии (Памир,
Каракорум, Гиндукуш, Гималаи, Тянь-Шань), а
ГЕОЛОГИЧЕСКАЯ
РАБОТА ЛЬДА
130

Внешние силы Земли
также в северной части Кордильер Северной
Америки и Андах Южной Америки. В гораздо
меньшей степени ледники присутствуют в Альпах
и на Кавказе. Крупнейшие ледниковые щиты
находятся в Гренландии и Антарктиде. В эпохи
великих оледенений ледники были даже в
сравнительно низких горах, где они теперь совершенно
отсутствуют. Наступление ледников в горах
происходило примерно в то же время, что и на равнинах.
Так, в Альпах во время эпохи последнего
оледенения их площадь почти в 50 раз превышала
площадь ледников, существующих там ныне.
Нередко лёд переполнял долины и перетекал
через водоразделы, пробивая в них бреши глубиной
в сотни метров и формируя совершенно новые
долины, пересекавшие возвышенности и горные
хребты. Таковы сильно переработанные льдом
перевалы Скандинавских гор, по которым мощные
потоки льда переносили через горы валуны с
территории Швеции на Атлантическое побережье
Норвегии.
КАК ДВИЖЕТСЯ
ЛЕДНИК
Когда лёд долго, в течение сотен и тысяч лет,
накапливается в одном месте, то под собственной
тяжестью он начинает двигаться. Ледник
разрушает (экзарирует) поверхность, по которой
движется, — ледниковое ложе. При экзарации он
может выламывать или отщеплять от своего ложа
разнообразные по размерам куски горных пород.
Отщепление идёт особенно активно, если у ложа
появляется плёнка воды. Она образуется при
большом давлении толщи льда, поскольку под ней
возникают условия для таяния при температуре
ниже 0° С. При движении ледника и трении его о
ложе выделяется тепло. Оно, как и тепло,
поступающее из недр Земли к поверхности,
накапливается под ледником, поскольку у льда низкая
теплопроводность.
Вода то появляется, то вновь замерзает, и
ледник время от времени примерзает к ложу. В то
же время он постоянно испытывает напор сзади,
со стороны льдов, расползающихся из центра
ледникового покрова. Поэтому периоды покоя
ледника часто сменяются движением вместе с
примёрзшими к нему породами. Кроме того,
подледниковая вода попадает в трещины пород
ложа и при замерзании разрушает их, облегчая
экзарацию.
Выломанный материал затягивается внутрь
ледника по плоскостям скалывания (трещинам) в
основании ледника. Такие трещины обычно
возникают в местах, где уклон ложа значительно
меняется. По ним глыбы льда наползают друг на
друга.
Ещё один способ экзарации — абразия
(стачивание ложа обломками, впаянными в придонные
слои ледника). Обломки наносят на ложе
царапины и шрамы — ледниковую штриховку.
Глубина шрамов составляет от не- IdfipU^J
скольких миллиметров до 1—2 м. [■СВЁЕЯ|
Штриховка — один из указателей
направления движения древних ледников. Она
хорошо видна на прочных горных породах типа
гранитов и базальтов, с которых покров
ледниковых отложений был сравнительно недавно
удалён (например, на берегах озёр и морей). Со
временем штриховка «затирается» водой, ветром и
другими процессами.
Крупные глыбы, включённые в основание
ледника, могут «пропахать» очень большие
борозды. На севере Канады известны борозды
выпахивания глубиной до 30 м и длиной несколько
километров. Из-за них некоторые территории
выглядят с самолёта «исцарапанными»,
покрытыми многочисленными параллельными
шрамами. Но в районах, где выходят на поверхность
прочные породы, чаще встречаются бессистемно
разбросанные скалистые холмы и котловины,
занятые озёрами или болотами (озёрно-холмистые
ландшафты). Лёд сформировал такой рельеф,
воздействуя на ослабленные зоны разломов,
участки, на которых больше всего трещин, и места, где
развиты более податливые породы.
Выступам прочных коренных пород, которые
попадаются на пути их движения, ледники часто
придают форму бараньих лбов. Вершина бараньего
лба округлена, отшлифована льдом, исчерчена
ледниковой штриховкой. Так же сглажена льдом
сторона, обращенная навстречу движению
ледника. Зато на противоположных, крутых склонах
видны следы отрыва блоков пород. Группы
бараньих лбов называют курчавыми скалами^ они
часто встречаются в Карелии и Финляндии. У
берегов Финляндии и Швеции курчавые скалы
затоплены морем, и их вершины выступают над
водой в виде многочисленных мелких островов —
шхер.
131

Энциклопедия для детей
ТРОГИ
ГИГАНТСКИЕ
ОЗЁРА ПРОШЛОГО
Л'едниково-подпрудные озёра (т.е. озёра, один из
берегов которых являлся краем ледника) покрывали
большие пространства в областях, подвергавшихся
нашествию древних ледников. В Европе, к северу от
главного водораздела южных и северных морей, где
поверхность в целом была наклонена навстречу
двигавшимся из Скандинавии льдам, таких озёр было
особенно много. Сток воды от ледника был затруднён, и
она скапливалась у его края. Озёра беспрерывно
меняли свои очертания, смещаясь в зависимости от
положения края ледника. Слоистые песчано-глинистые
отложения приледниковых озёр выстилают низменности
в районах древних покровных оледенений.
Через каналы сброса (спиллвеи) воды озёр
перетекали в соседние долины. Ныне это сухие долины с
крутыми бортами, плоским, заболоченным днищем, по
которому часто текут небольшие реки или ручьи.
X
Речные долины в горах обычно узкие, извилистые.
Горные ледники преобразуют их, углубляя и
расширяя, подтачивая склоны и спрямляя изгибы.
Ледниковая долина, или трог (от нем. Trog -
«корыто»), отличается широким днищем и
крутыми бортами — корытообразным поперечным
профилем. В верхней части склоны трога становятся
более пологими, отделяясь от нижних резким
перегибом (плечом трога) — местом, выше которого
основная масса ледника не поднималась. Ещё
выше склон опять становится крутым. Нижняя,
крутая часть склона и плечо трога отшлифованы
ледником. На плече встречаются ледниковые валуны
и морена (ледниковые отложения).
Если идти вдоль по трогу, то видно, как
довольно ровные, со спокойно текущими реками и
даже с котловинами, занятыми озёрами, участки
его днища сменяются крутыми скалистыми
порогами (ступенями) — ригелями. Верхний край
порога отшлифован льдом, а нижняя часть крутая,
со следами отрыва обломков горных пород. Б
отличие от реки ледник не сглаживает, а
подчёркивает выступы на дне долины.
132
Ледник, впадающий в океан

Внешние силы Земли
Фиорды — затопленные морем троговые
долины — более всего распространены по берегам
Норвегии, Аляски, на юго-западном побережье
Южной Америки (в Патагонии), т.е. там, где горы
близко подходят к морю.
«ВИСЯЧИЕ» ДОЛИНЫ
В ГОРАХ
Пороги — ригели — бывают пересечены глубокими
(до сотен метров) щелевидными ущельями,
которые пропилены потоками подледниковых вод,
находившихся под сильным давлением масс льда.
Небольшие троги соединяются с основной
троговой долиной не постепенно, а обрываются к
ней высокими уступами — «устьевыми
ступенями», откуда реки, текущие по этим долинам,
срываются водопадами. Возникновение таких
«висячих долин» объясняется тем, что более мощный
ледник в основной долине глубже выпахивает
ложе, чем ледники в небольших долинах. Из-за
прямой зависимости глубины врезания от
мощности льда глубина трогов в местах былого слияния
больших ледников резко увеличивается.
Одна из долин но Восточном Памире, расширенная
и углублённая древними ледниками (троговая долина).
Прежде обломки горных пород, приносимые лавинами
и осыпями с окрестных скал, уносились вниз по долине
ледником. После того как ледник растаял, обломки
стали заполнять образовавшееся пустое пространство
и скапливаться у подножия.
От края ледника отрываются айсберги
133

Энциклопедия для детей
\Щ&\ ЛЕДНИКОВЫЕ
1 ' ЦИРКИ
Верховья большинства трогов (ледниковых долин)
напоминают гигантские, до нескольких
километров в диаметре, полукруглые ниши, окружённые с
задней и двух боковых сторон крутыми стенками.
Это ледниковые цирки, или кары. Во многих
цирках, если там нет ледника, днище занято озером с
холодной голубой или изумрудно-зелёной водой. В
передней, открытой, части цирка располагается
скалистый порог — ригель, нередко заваленный
мореной. В ледниковые эпохи в цирках
накапливался снег, позже превращавшийся в лёд.
Растущий ледник расширяет цирк, что происходит не
очень быстро, поэтому лишний лёд устремляется
вниз по долине, преобразуя речные долины в троги.
Расширение цирков происходит при
разрушении их задних стенок физическим
выветриванием (замерзанием и оттаиванием) на границе
лёд — скала в бергшрунде (трещине, отделяющей
лёд от скал). Ещё большее значение имеет
ротационное движение — медленное вращение
ледника в цирке вокруг воображаемой
горизонтальной оси, или, иначе говоря, сползание ледника
по направлению к ригелю. В процессе вращения
ледник срезает выступы ложа, используя в
качестве инструмента обломки пород,
заключённые в его толще. Ледник стремится сформировать
понижение чашеобразной формы. Интересно, что
отношение диаметра цирка к его высоте в
большинстве случаев составляет от 2,8 до 3,2, т.е.
высота цирка в 3 раза меньше его поперечника.
В своём развитии цирки нередко сливаются,
образуя более крупные, подобные цирку Уолкотта
в Антарктиде: ширина его 16 км, а задняя стенка
поднимается над днищем почти на 3 км.
Цирки образуются на наиболее затенённых
склонах. В Северном полушарии большинство их
открыто к северу и востоку, а в южном — к югу и
востоку (т.е. к сторонам, где скапливается больше
всего снега).
В горах, неоднократно испытавших оледенение,
цирки нередко располагаются почти рядом друг с
другом. При дальнейшем росте цирков
разделяющие их скалистые гряды понижаются, и
цирки могут слиться. Тогда днища слившихся
цирков образуют довольно ровные полосы вдоль
гребней холмов. Смыв почвы с таких полос
невелик, что позволяет сформироваться на их
поверхности почвам, где хорошо растут травы. В
горах Европы такие высокогорные участки с
богатой луговой растительностью называются
«альпы» (это созвучно с названием высоких гор в
Европе — Альп), в Крыму — «яйла», в Средней
Азии — «джайляу» и используются как летние
пастбища.
Небольшие цирки нередко встречаются по
склонам горных долин и хребтов. Это нивационные
ниши (нивация — разрушение породы под
действием снежного покрова при замерзании и
оттаивании), которые могут образоваться из любого
понижения на склоне, где снег за лето не успевает
растаять и со временем превращается в лёд.
Нивационная ниша — первая стадия развития
цирка.
КАРЛИНГИ
Для гор, испытывающих или испытавших
обширное оледенение, характерны карлинги — горные
вершины в виде гигантских пирамид. Они
образуются при формировании изолированных
горных вершин ледниками, находящимися в соседних
цирках. Карлинги очень трудны для восхождений
и поэтому часто штурмуются альпинистами
(например, гора Маттерхорн в Альпах или Ушба на
Кавказе).
ЛЕДНИКОВЫЕ
ОТЛОЖЕНИЯ
В ГОРАХ
Конечные морены ледников в горах образуются так
же, как и на равнинах (об этом рассказывается
далее в разделе «Конечные морены»): напором
края ледника (напорные морены), ссыпанием
обломков с края ледника (насыпные) и выжиманием
насыщенного водой материала из-под льда и в
трещины в основании ледника. В горах морена
занимает небольшое пространство (в трогах), тогда
как в долинах она располагается на обширных
пространствах.
Моренные гряды созданы при продвижениях
горных ледников вниз по долинам в конце
последней ледниковой эпохи. Потепление
происходило не равномерно, а сопровождалось
возвратами холодов. Ледники каждый раз продвигались
вперёд на меньшее расстояние. Установлено,
например, что за последние 700—800 лет
отступание ледников сменялось их ростом не менее 10 раз.
Борта отступающих ледников окаймлены
грядами боковых морен. Состоят они из льда,
прикрытого свалившимися со склонов обломками.
Защищенный от таяния лёд отстаёт от быстрее
понижающихся чистых центральных частей
ледника. Если в морене встречаются крупные валуны,
то они какое-то время защищают её от размыва, и
на склонах возникают моренные столбы с
венчающими их каменными шапками — «земляные
пирамиды».
«ПОЛЯНЫ» В ГОРАХ
Многие конечные морены размываются не сразу, а
служат плотинами озёр, расположенных в горных
долинах. Постепенно озёра заносятся материалом,
в изобилии переносимым горными реками. Рано
или поздно реки прорывают плотины, и вода из
озёр уходит. На месте спущенных озёр остаются
плоские участки, где охотно селятся люди,
располагаются пастбища и поля.
134

Один из ледников Западного Тянь-Шаня,
покрытый обломками горных пород,
которые обрушивались с окрестных склонов.
В тени одной из глыб вырос
«шедяной гриб» в результате
неравномерного таяния льда.
На Кавказе такие участки называют
«полянами». Селение Красная Поляна расположено на
одноимённой поляне в долине реки Мзымты в
Кавказских горах к северу от Сочи. Хорошо
известен красивейший горный курорт на Домбай-
ской поляне (Северный Кавказ).
ЛЕДНИКОВЫЕ
ОЗЁРА
у ПОДНОЖИЯ ГОР
Спускаясь по долине вниз, можно найти место,
дальше которого ледник не распространялся. Здесь
широкий трог сменяется узкой, извилистой, с
террасами по бортам речной долиной.
Иногда ледники выходили недалеко от гор на
предгорные равнины. На границе гор и равнин они
выпахивали глубокие, сужающиеся по направ-
Внешние силы Земли
лению к горам углубления. Образо- |«Л-£ч|
вавшиеся озёра окаймлены со стороны [■ЯвйН81|
равнины несколькими рядами валов
конечных морен — «моренными амфитеатрами».
Подобные озёра, такие, как Цюрихское, Гарда,
Лаго-Маджоре и другие, нередко встречаются
вдоль подножия Альп. Таким же образом возникли
крупные озёра в юго-восточной части Анд,
например Буэнос-Айрес (на границе Аргентины и
Чили) и Вьедма (в Аргентине). Там, где сегодня
растёт виноград и зреют цитрусовые, ещё
несколько десятков тысячелетий назад лежала огромная
масса льда.
ЛЕДНИКИ ДАЛЁКИЕ
И БЛИЗКИЕ,
ИЛИ АНТАРКТИДА
В ЕВРОПЕ
Трудно себе представить, но там, где стоит Москва
был когда-то лёд толщиной около 2 км. Он скрывал
почти всю северную половину Европы вместе с
Балтийским, Северным и Белым морями.
Огромные ледники были и на других материках,
например в Северной Америке.
За последний период геологической истории —
четвертичный — ледник продвигался южнее того
места, где теперь находится Москва, по крайней
мере трижды. Во время максимума последнего
оледенения, т.е. около 20 тыс. лет назад, он не
доходил сюда всего лишь на 200—300 км — совсем
немного по сравнению с огромными размерами
ледникового покрова. Если бы мы жили тогда в
районе Москвы, то для путешествия в страну
вечных льдов не надо было бы снаряжать
длительную экспедицию в Гренландию или
Антарктиду. Достаточно было доехать до того места,
где плещется озеро Селигер, ныне облюбованное
грибниками и рыболовами. Правда, тогда им
делать было бы нечего: там располагался край
гигантского ледникового покрова. Самая высокая
точка гигантского ледникового купола находилась
над Ботническим заливом Балтийского моря и
равнинами северной Швеции.
Под собственной тяжестью ледник растекался
от центра во все стороны. В краевых частях
ледника, где толщина льда уменьшалась до
нескольких сотен метров и меньше, на его
движение начинали влиять неровности земной
поверхности. Лёд быстрее двигался по
понижениям, вытянутым в направлении его
растекания. Такие ледяные потоки в теле ледника
разделялись участками малоподвижного льда.
Края ледниковых потоков лопастями выдвигались
далеко вперёд от основного тела ледника. Лопасти
в свою очередь дробились на небольшие
выступы — ледниковые языки. Охлаждённый над
льдом воздух стекал на соседние участки суши,
превращая их в тундру.
135

Энциклопедия для детей
НЕОБЫЧНАЯ
КАРТА ЕВРОПЫ
Не будь ледников, облик Европы сильно отличался
бы от современного. Предположим, что мы
рассматриваем карту Европы, не покрывавшейся
льдом. На ней отсутствуют небольшие живописные
озёра в Карелии, на Валдайской возвышенности и
во многих других районах. Гораздо меньше
размеры Ладожского и Онежского озёр. Необычны
контуры Балтийского моря — без Рижского
залива, с сильно уменьшенными Ботническим и
Финским заливами. Но плавать по нему стало
безопаснее: нет бесчисленных мелких скалистых
островков — шхер. Морское побережье Норвегии
имеет более ровные очертания, и море не заходит
так далеко в горы по узким глубоким заливам —
фиордам.
Почвы северной половины Европы были бы
более плодородными — не такими плотными и
каменистыми. Крестьянам не пришлось бы
собирать на них «урожай» из валунов, выталкиваемых
из земли при ежегодном замерзании и оттаивании
почвы.
КАТАСТРОФА,
КОТОРАЯ ПРОИЗОШЛА
13 ТЫСЯЧ ЛЕТ НАЗАД
\о время последнего оледенения льды Кордильерского
wледникового покрове, распространявшиеся на юг с
территории современной Канады, достигли подножья гор
Кер-д'Ален и хребта Биттеррут (северо-запад США).
Колоссальная ледяная плотина возникла на пути
многочисленных и многоводных притоков одной из
крупнейших рек Тихоокеанского побережья Америки —
Колумбии. Глубина образовавшегося при этом водоёма
остигала 700 м. Учёные, исследовавшие отложения этого
цревнего водоёма, назвали его озером Миссула. Площадь
его составляла 7599 м2, а объём воды превышал 2000 кмг-
Оно было больше такого крупного озера, как Иссык-Куль,
t лишь немного уступало огромному Онежскому озеру.
Потепление и отступание ледников около 13 тыс. лет
назад вызвало почти внезапный прорыв плотины. Из озера
Миссула вода с громадной скоростью устремилась по
своему прежнему пути — к западу. Поражает количество
воды, излившееся при этом. Подсчитано, что
максимальное количество воды, которое изливалось здесь за
секунду (т.е. расход воды), могло достигать 21,3* 1& м3;
это в 100 раз превышало средний расход самой большой
еки Земли — Амазонки. Этот объём воды был настолько
велик, что она переплёскивалась через водоразделы и
поднималась вверх по горным долинам, перемещая
гигантские валуны и смывая рыхлые отложения. Местами она
пропилила ветвящуюся систему русел глубиной до 100 м
f более, а там, где низвергались с уступов водопады,
остались глубокие впадины — ванны.
х
НА ЧТО СПОСОБЕН
ЛЕДНИК
За четвертичный период ледники понизили в
среднем на 60—70 м территорию, на которой теперь
расположены страны Балтии, Псковская и
Новгородская области и соседние с ними районы.
Поверхность здесь прикрыта рыхлыми
осадочными отложениями. Эти места были основной ареной
действия ледника, пришедшего сюда из
Скандинавии. Причём на низменностях, вытянутых в
направлении движения ледника (гляциодепресси-
ях), понижение достигало 80—100 м. Таковы
Рижский залив вместе с низменностью, находящейся
к югу от него; Псковско-Чудская и Ильменско-
Ловатьская низменности, впадины Ладожского и
Онежского озёр. В районах, где поверхность
покрыта прочными породами (Карелия, Финляндия,
Швеция), ледник понизил территорию на 15-
20 м. Север Шотландии тоже был снижен
ледниками не менее чем на 50 м.
Зато области, где ледники сгружали
(аккумулировали) принесённый материал, повысились на
десятки метров. Особенно сильная аккумуляция
происходила на препятствиях, возникавших на
пути ледника, — возвышенностях или в глубоких
долинах. Значительные толщи ледниковых
отложений мощностью (толщиной) до 250—300 м
скопились в северных частях Германии и Польши,
в Литве, в северной и центральной Белоруссии —
там, куда направлялись основные потоки льда из
впадины Балтийского моря.
Ледник исчез не сразу. Он таял, сокращался в
размерах несколько тысячелетий, оставляя на
Земле многочисленные следы своей деятельности.
Если говорят, что ледник отступал, не следует
воспринимать эти слова в буквальном смысле. Лёд
никогда не поворачивает вспять, он медленно
♦умирает» на месте, расплавляясь и испаряясь под
лучами солнца, овеваемый тёплым ветром и
омываемый водой. Поэтому весь материал,
вмороженный в лёд или лежащий на нём, может
перемещаться вместе с ледником только вперёд.
Некоторые обломки горных пород ледник
оставляет по пути следования, другие сгружает
перед своим краем, третьи подхватываются
потоками талой воды, ветром или морскими течениями
и относятся далеко прочь. Так образуются
разнообразные ледниковые отложения.
МНОГООБРАЗИЕ МОРЕН
Морены — самые известные и самые
распространённые ледниковые (гляциальные) отложения.
Применять этот термин надо осторожно, чтобы
точно знать, о чём идёт речь. Так сложилось, что
моренами называют не только сами отложения, но
и материал, который содержится в самом теле
движущегося ледника, и даже холмы и гряды, ими
сложенные.
Более того, сами морены — ледниковые
отложения — достаточно разнообразны. Главные
136

Внешние силы Земли
Ледниковый ландшафт высокогорья
Центрального Памира
Видны морены — скопления обломков
горных пород в виде тёмных
полос, которые перемещаются вниз
вместе со льдом
их разновидности: основная, абляционная,
напорная, насыпная и морская. Все они состоят из смеси
самых разных обломков пород: от крупных (глыб)
до мелких — песка и глины. Материал в моренах
несёт следы обработки льдом. Частицы его
исцарапаны и одновременно отшлифованы, а многие
также и разбиты.
«ВАРЯЖСКИЕ
гости»
Ещё первых исследователей морен поразил
необычно пёстрый состав их каменного материала. В
них и обломки пород, залегающих совсем близко,
и валуны, принесённые издалека, так называемые
эрратические валуны (от лат. erraticus —
«блуждающий»). Например, в моренах Подмосковья
много валунов и гальки из местных пород, главным
образом известняков и кремней, однако есть и
валуны северного происхождения, среди которых
граниты, различные кристаллические сланцы и
гнейсы, кварцитопесчаники, принесённые из
Карелии и Финляндии. Восточнее Москвы, на Га-
личско-Чухломской возвышенности, в морене
много валунов с Кольского полуострова, а западнее, в
Белоруссии, — из Швеции.
Некоторые валуны состоят из горных пород,
которые встречаются только в определённом месте.
В таком случае можно достаточно точно установить
место их отрыва. Такие валуны получили название
♦руководящих», или «валунов-индикаторов». Они
и в самом деле «руководят» геологами при поисках
некоторых полезных ископаемых, когда по
находкам определённых валунов в морене
добираются до месторождения золота или алмазов.
Соединяя на карте район происхождения
руководящих валунов той или иной породы с местами
их находок, можно проследить путь, по которому
двигался древний ледник, и очертить контуры
области распространения льда из этого района. По
своим очертаниям такие области напоминают
треугольники, расширяющиеся в направлении
движения льда (конуса или веера рассеивания
валунов).
В разные ледниковые эпохи пути движения
ледников менялись, ледники захватывали иные
породы, поэтому по составу валунов можно
отличить морены различных оледенений.
ОСНОВНАЯ
МОРЕНА
Типичную основную морену — плотный суглинок
или глину с многочисленными обломками пород —
копать очень трудно. Лопата то и дело высекает
искры и грозит сломаться, натыкаясь на валуны и
гальку. Лучше сначала разбить морену ломом.
Образуется основная морена из донной
морены — материала, переносимого в самых нижних
частях ледника. Хорошо видны почти чёрные от
донной морены слои льда в основании краевой
части многих современных ледников. Особенно
много донной морены в ледниках, двигающихся по
рыхлым, непрочным породам, — их нижние слои
могут на 80% и более состоять из обломков таких
пород. Ледники на прочных породах содержат
всего до 2—3% материала ледникового ложа.
Обломки горных пород, двигаясь вместе с
ледником, испытывают сильное трение о ложе и друг
о друга. При этом менее устойчивые разрушаются
на мелкие песчаные и глинистые частицы, а у
прочных валунов сглаживаются рёбра,
поверхность шлифуется и одновременно покрывается
царапинами и шрамами.
Морена в нижних слоях ледника постепенно
замещает лёд. Происходит это при периодическом
137

Энциклопедия для детей
Крой ледника «Трапеция» но Восточном
Памире Лёд тает, освобождая обломки
горных пород (морена), которые ледник
принёс из верховьев. Таким образом
подготавливается очередная порция
рыхлого материала, который отлагается
у края ледника или уносится
вниз по долине талыми водами.
таянии этих слоев, отжимании воды и удалении ее
в вышележащие слои по трещинам. На ледниковом
ложе обломочный материал осаждается в сухом
виде. Образование основной морены идёт под
движущимся ледником, и поэтому она сохраняет
«память» о его движении (например, длинные оси
обломков вытянуты в направлении движения).
Первыми останавливаются нижние слои донной
морены, затем вышележащие. Под давлением льда
морена спрессовывается. При этом выпадает весь
содержащийся в целом слое материал — и тонкие
частицы, и крупные валуны. Этим, в частности,
отличаются процессы накопления осадков в
леднике и реке (с которой его нередко сравнивают). В
реке по мере уменьшения скорости водного потока
из него выпадают сначала крупные, потом мелкие
частицы, образуя слоистые отложения, в которых
эти частицы отсортированы.
Внешне основная морена — это беспорядочная
смесь частиц пород самого разного размера. На
самом деле длинные оси вытянутых валунов, галек
и даже мелких песчаных зёрен в ней
ориентированы (направлены) не случайно. Большинство
осей, как стрелки компаса, указывает прежнее
направление движения льда. Наклонены оси чаще
всего к истокам ледника (к центру ледникового
покрова). Более того, даже наклон длинной оси к
линии горизонта зависит от скорости движения
ледника — чем она выше, тем круче наклонены
длинные оси вытянутых обломков.
Замеры ориентировки длинных осей — работа
нелёгкая и кропотливая. Сначала снимается
верхний слой морены, где частицы могут быть
сдвинуты корнями растений, живущими в земле
животными, а также в ходе ежегодного
промерзания и оттаивания. Только в «свежей» морене на
глубине 1—2 м осторожно, не нарушая
первоначального залегания обломков, их откапывают
ножом. Когда станет ясно положение длинной оси,
специальным горным компасом производят
необходимые замеры. Подобным образом измеряют
направление осей не менее чем ста галек и валунов,
иначе данные не будут вполне достоверны. Для
восстановления картины движения ледника в
каком-либо районе такие исследования надо
провести во многих пунктах.
друмлины
Основная морена покрывает не только равнины.
Иногда она слагает удлинённые овальные холмы
— друмлины у вытянутые вдоль движения бывшего
ледника. По форме они напоминают половинку
яйца или перевёрнутую ложку. Тупой, высокий и
крутой конец обращен навстречу движению
ледника, а острый и низкий — туда, куда ледник
двигался. При такой форме друмлины оказывали
наименьшее сопротивление текущему льду.
Встречаются также похожие на друмлины
холмы, не сложенные целиком мореной, а
смешанные, как бы вырезанные из скальных пород с
примыкающим к ним моренным «хвостом». Это
друмлиноиды.
Друмлины и друмлиноиды чаще всего
встречаются большими группами в несколько десятков
или сотен холмов. Крупные скопления (поля)
друмлинов есть в Канаде, Эстонии и других
странах. В США, южнее озера Онтарио, на участке
длиной 250 км и шириной 60 км сосредоточено
около 10 тыс. друмлинов.
Выдвинуто несколько различных гипотез
происхождения друмлинов и друмлиноидов.
Большинство из них предлагает различные объяснения
того, как происходит неравномерное образование
морены под ледником одновременно с частичным
разрушением ледникового ложа.
138

ОТТОРЖЕНЦЫ, ИЛИ
БОЛЬШИЕ ВАЛУНЫ
На севере Вологодской области есть село
Ферапонтове- с монастырём, который знаменит фресками
Дионисия, известного живописца XV в. Если
посмотреть от монастыря на юг, где Ципина гора
возносит свою покрытую лесом вершину на 45 м
над окрестными лугами, пашнями, озёрами и
болотами, то можно согласиться с местными жителями,
что это действительно гора. Хотя Ципина гора,
строго говоря, и не гора вовсе, а большой холм.
Подобных гор в этом районе несколько. Когда-
то они ввели в заблуждение первых геологов,
которые их исследовали. Под поверхностным
покровом морены геологи обнаружили известняк,
образовавшийся в пермский период. Поэтому на
старых геологических картах среди молодых
четвертичных отложений показаны выступы
древних палеозойских пород.
Позднее горы стали бурить и с удивлением
обнаружили, что под древними известняками
залегают молодые моренные отложения. Значит,
громадные глыбы известняков были сорваны
ледником со своего ложа, перенесены и, подобно
обычным валунам, вошли в состав морены.
Огромные блоки пород в морене называют
отторженцами. Многие из них ледник перенёс
очень бережно, не помяв ни единого слоя. Но
всё-таки чаще породы в отторженцах смяты и
разбиты трещинами, что иногда ошибочно
объясняют действием тектонических движений.
Так, за тектоническое поднятие ранее
принимали Вышневолоцко-Новоторжский вал —
широкую (до 15 км) полосу крупных холмов высотой до
60—70 м. Он протянулся по Тверской области
почти на 100 км от Вышнего Волочка до Торжка.
Слагающие холмы голубовато-зелёные глины
девона и светло-серые глины карбона были сорваны
древним ледником и перенесены на 100—150 км
на юго-восток из района озера Селигер. Ещё
дальше, почти на 500 км, передвинуты огромные
— несколько сотен метров в длину и мощностью
(толщиной) до 10—15 м — отторженцы в моренах
Белоруссии. Это известняковые породы и пески
мезозойской эры и ордовикского периода
палеозойской эры, принесённые с берегов Балтийского моря
(разумеется, моря в ледниковую эпоху не было:
углубление, занимаемое им ныне, как раз
выпахивалось в то время льдом).
Раушские горы (сильно пересечённая
холмистая местность вблизи Франкфурта-на-Одере в
Германии) — ещё один пример гигантского
отторженца площадью 15 км^. Мощность
слагающих его третичных песков и глин с включёнными
в них слоями бурых углей — от 30 до 60 м.
Ледник может сорвать гигантские глыбы даже
самых крепких пород. В окрестностях города
Рованиеми в северной Финляндии им был вырван
и перенесён блок гранита объёмом в многие сотни
кубических метров.
Разрушение горного рельефа ледниками.
На верхнем рисунке показан горный рельеф в начале
ледниковой деятельности. Уже образовалась глубокая
ледниковая долина — трог. Над ней расположились
креслообразные углубления на склонах гор — ледниковые
кары, или цирки. Панораму венчают остроконечные
вершины, называемые карлингами.
На среднем рисунке видно, как кары расширяются
и начинают сливаться друг с другом. Скалистые перемычки
между ними снижаются и исчезают
Внизу показано, как лёд и снег разрушают оставшиеся
вершины-карлинги, на месте которых образуется
выровненный рельеф.
139

Энциклопедия для детей
^fipy&U Считается, что отщепление боль-
|§СадД| ших блоков пород происходит при
движении ледника по неровному ложу,
когда лёд давит на выступы с той стороны, откуда
он движется, значительно сильнее, чем с
противоположной. В основании ледника в этих местах
возникают крупные трещины, по которым блоки
пород затаскиваются в ледник. Некоторые оттор-
женцы сорваны напором края быстро двигавшихся
ледников.
Нередко по отторженцам можно судить и о
былом состоянии ледникового ложа. Так, блоки
непрочных пород (песков или глин) не раздробятся
на мелкие частицы в леднике только в том случае,
если они переносятся в мёрзлом состоянии и земля
под ледником скована мерзлотой.
ЛЕДНИК В РОЛИ
БУЛЬДОЗЕРА
В тех случаях, когда ледник давит на горные
породы очень сильно, но не может сорвать и
передвинуть их, образуются складки и разрывы в ложе
ледника —гляциодислокации (от лат. glacies —
«лёд» и франц. dislocation — «смещение пластов
земной коры»). Такие разрывные и складчатые
нарушения горных пород в отличие от складок и
разрывов тектонического происхождения (см.ст.
«Складки в горных породах» и «Можно ли
разорвать пласты горных пород?») не проникают
глубоко; с глубиной они уменьшаются и, наконец,
исчезают вовсе. Лишь некоторые гляциодислокации на
севере Польши и Германии прослеживаются на
глубину до 100 м и более.
Самые мощные гляциодислокации образуются
благодаря давлению движущегося льда. Менее
значительные возникают при выжимании
податливых, пластичных пород (чаще всего глин) в
ослабленные, покрытые многочисленными
трещинами участки в основании ледника и при вытаи-
вании остатков ледника, оказавшихся в толще
ледниковых отложений.
ВЫТАЯВШАЯ
(АБЛЯЦИОННАЯ)
МОРЕНА
Часть материала ледникового ложа попадает
внутрь ледника по плоскостям скалывания
(трещинам) в его основании. Другая часть внутри- и
наледникового материала сваливается с
окружающих ледник горных склонов (в основном в горных
ледниках).
Дальнейшая судьба внутри- и наледниковой
морены становится ясной, если взглянуть летом на
краевую часть ледника (ледниковый язык).
Прежде всего внимание привлекают идущие по леднику
дорожки — полосы каменных глыб и мелкого
материала. У быстро отступающих (сильно
тающих) ледников конец языка часто завален
вытаявшей мореной. В виде потоков грязи она нередко
стекает в низкие места на поверхности льда или на
окружающую ледник землю.
Абляционная (от лат. ablatio — «отнимание»,
«отнесение») морена рыхлая в отличие от основной
морены. Так как в образовании абляционной
морены участвует и вода, то в ней местами можно
заметить слоистость. После стаивания льда на
местности остаются беспорядочно разбросанные
холмы, сложенные абляционной мореной.
КОНЕЧНЫЕ
МОРЕНЫ
Тому, кто захочет пройти по краевой части
ледника, попасть туда не всегда будет просто. Язык
ледника, оканчивающегося на суше, обычно
окаймляют холмы и гряды из принесённого
ледником материала. Это конечная морена.
В свежих, только что образовавшихся конечных
моренах материал ещё не «слежался», обломки
сыплются из-под ног и можно поскользнуться на
глыбах нерастаявшего льда, защищенного от
солнца слоем морены. Это насыпные морены.
Когда ледниковый язык остаётся на одном месте
длительное время, то насыпные морены каждое
лето увеличиваются за счёт материала,
поступившего из новых порций растаявшего льда. При
равномерном отступлении ледника по мере таяния
ледяного ядра эти гряды постепенно исчезают,
превращаясь в покров абляционной морены,
прикрывающий основную морену или выступы
ледникового ложа. При наступлении ледника они
включаются в состав основной морены. Для
формирования высокой гряды насыпной морены
необходимо, чтобы край ледника долго оставался
на одном месте.
Конечные морены бывают и другого облика. Это
крупные гряды, состоящие из смятых в складки
разнообразных рыхлых отложений — речных,
озёрных, морских, среди которых попадаются
остатки растений и животных. Образуются они при
быстром наступлении ледника, когда его конец
АЙСБЕРГ В РОЛИ ПАХАРЯ
Как грозное напоминание о плавающих ледяных горах,
с которыми связаны крупнейшие морские катастрофы
(гибель лайнера «Титаник» в 1912 г.), протягиваются по
дну полярных и соседних с ними морей айсберговые
"орозды выпахивания. Они прочерчиваются основаниями
ледяных гор, севших на мель и толкаемых ветром и
ечением. Длина многих таких борозд достигает сотен
етров, а глубина — нескольких метров. В последнее
\ремя они привлекают особое внимание исследователей.
1о ним определяют, насколько большую опасность
представляют айсберги для трубопроводов,
поставляющих нефть и газ с месторождений на морских
мелководьях севера Сибири, Канады и Аляски, и какой
крепости должны быть защитные сооружения.
X
140

Внешние силы Земли
сносит и толкает перед собой ранее накопившиеся
отложения и тем самым образует напорную
морену.
Хорошо, если гряды напорных морен находятся
недалеко от краёв современных ледников. В
противном случае их можно принять за валы,
образованные волнами на берегах морей, или валы,
окаймляющие речные поймы. Нередко напорные
морены образованы любыми ранее
сформировавшимися отложениями, которые ледник
встретил на своём пути.
Третий механизм образования конечных
морен — выдавливание под тяжестью льда рыхлых,
насыщенных талой водой отложений, которые
выжимаются из-под края ледника. Нередко такая
морена выжимается в трещины, разбивающие
неподвижный лёд на краю отступающего ледника.
После таяния этого льда остаются
перекрещивающиеся короткие грядки — как бы слепок с
бывших трещин.
На равнинах конечные морены собраны в так
называемые пояса конечных морен, тянущиеся на
многие сотни километров. Однако они часто
прерываются речными долинами или озёрными
котловинами, что затрудняет восстановление
прежних очертаний края ледника. Севернее
Москвы, в области последнего покровного оледенения,
насчитывают до 5—6 подобных поясов, каждый из
которых отвечает сравнительно кратковременному
(сотни и тысячи лет) этапу наступления ледника.
Такие повторные небольшие продвижения вперёд
осложняли деградацию (т.е. сокращение)
гигантского ледникового покрова, когда общее
потепление климата сменялось похолоданием.
ЛЕДОРАЗДЕЛЬНЫЕ
ВОЗВЫШЕННОСТИ
Особенно интенсивно ледниковые отложения
накапливаются между отдельными лопастями льда,
на которые обычно разбивались краевые части
древних ледниковых покровов.
На северо-западе России, в Белоруссии и
странах Балтии сохранилось несколько крупных
ледораздельных (межлопастных) возвышенностей
площадью до 10 тыс. км2 и высотой до нескольких
десятков метров: Бежаницкая, Латгальская, Вид-
земская, Судомская и др. Они состоят из
отдельных массивов и разделяющих их понижений и
осложнены более мелкими формами рельефа
ледникового происхождения. Эти ледораздельные
возвышенности наращивались неоднократно, в
течение нескольких оледенений.
Здесь многочисленны и мелкие возвышенности,
образовавшиеся между небольшими лопастями
ледника и даже в трещинах, которые разделяли
участки льда, двигавшиеся с различной скоростью.
Они получили название угловых массивов и в свою
очередь состоят из отдельных моренных гряд и
холмов.
МОРСКИЕ
МОРЕНЫ
Обычно морена, переносимая айсбергами, по мере
их таяния выпадает на морское дно и смешивается
с морскими отложениями. При скоплении
большого количества тающих айсбергов, особенно на
мелководьях, где они садятся на мель, образуется
морская (бассейновая) морена. Таким местом,
например, является шельф (материковая отмель с
глубинами не более 200 м) у берегов
Ньюфаундленда (Атлантическое побережье Канады).
Скапливается морская морена и там, где долгое время
Приледниковый ландшафт в одном
из уголков Западного Памира.
На переднем плане — моренные холмы и гряды,
сложенные обломками горных пород,
которые принёс ледник.
На дальнем плане — крутые заснеженные склоны,
«питающие» ледник.
На среднем плане — язык (окончание) ледника, полностью
скрытый под мощным чехлом вытаявших обломков.
141

Энциклопедия для детей
располагался всплывший край
спускающегося в море ледника.
Морская морена имеет, как
правило, серый или зеленовато-серый цвет, содержит
раковины морских моллюсков, остатки морских
растений и рыб, слоистые пески. Она заполняет
понижения на дне моря и выравнивает его,
формируя обширные подводные равнины.
В северо-восточной части Тихого океана
морские морены покрывают большие участки дна
площадью около 2,5 млн км2. У геологов они
получили название «грит». От Антарктиды морены
разносятся айсбергами на расстояние до 1200 км.
ВОДНО-ЛЕДНИКОВЫЕ
ОТЛОЖЕНИЯ
В тёплое время рядом с ледником, на его языке и
внутри ледника образуются большие и маленькие
озёра, текут бурные реки и ручьи. Вода в ледяных
берегах обычно течёт очень быстро, поскольку они
практически не оказывают ей сопротивления. Она
переносит большое количество твёрдого материала.
Отложения, принесённые талой ледниковой водой,
делятся на две большие группы: ледниково-озёр-
ные, или лимногляциальные (от греч. «лимне» —
«озеро»), и ледниково-речные — флювиогляциаль-
ные (от лат. fluvius — «река»).
СЛОИСТЫЙ КАЛЕНДАРЬ
Самые интересные среди ледниково-озёрных
отложений — ленточные глины. Каждая лента состоит
из двух слоев — светлого, более мощного, и
тёмного, более тонкого. Светлый слой состоит из
песка, тёмный — из глины. Толщина каждой ленты
от нескольких миллиметров до 5—7 см, иногда и
больше. Светлая часть ленты образовалась летом,
когда в озеро с талой водой попадало много
содержащегося в леднике материала и песок выпадал на
дно. Зимой озеро затягивалось льдом, вода
становилась совершенно спокойной и из неё выпадали
самые мелкие глинистые частицы, слагающие
тёмные слои.
Если лето было очень тёплым и происходило
обильное таяние льда, то формировались особенно
мощные ленты. Холодному лету соответствуют
WHtP
142
Альпинисты заглядывают в глубь расщелины в леднике

узкие ленты. Поэтому, встречая в расположенных
недалеко друг от друга геологических разрезах
сходные «наборы», где мощные, тонкие и средние
ленты одинаково сменяют друг друга, можно
считать, что слои в этих разрезах сформировались
одновременно. Прослеживая с юга на север, из
разреза в разрез особенно заметные «наборы» и
даже отдельные ленты, можно буквально по годам
восстановить историю перемещения приледни-
ковых озёр вслед за отступающим краем ледника.
На этом основан метод варвохронологии (от швед,
varv — «слой» и греч. «хронос» — «время»). С его
помощью в начале XX в. впервые сумели
определить, сколько лет продолжалось таяние и
отступание края ледника в Северной Европе. Так,
в Невской низменности скорость отступания края
ледника достигла 500 м в год, а вся низменность
освободилась от льда за несколько десятков лет.
Сравнивая ленточные глины этого района с
глинами более северных областей, удалось
установить, что ледник оставил южное побережье
Финского залива около 12 тыс. лет назад.
КАМЫ
Ледниково-озёрными отложениями сложены
плосковершинные холмы — камы. Они образовались
из материала, скопившегося в озёрах,
существовавших внутри ледника. Иногда камы одной
стороной прислонены к возвышенности. Это камовые
террасы, возникшие на месте приледникового
озера, ограниченного с одной стороны краем ледника.
После таяния ледяных берегов вода из озёр
стекала, а снесённые в озёра осадки оставались в виде
холмов. Для формирования камов необходимо,
чтобы лёд в леднике был неподвижен, хотя и
достаточно мощен. Поэтому они образуются на
последних стадиях существования ледника.
Особенно крупные камы — столообразные
холмы высотой до 50 м — образовывались на
возвышенностях, разделявших отдельные языки
ледника. Такие камы встречаются в области
последнего (валдайского) оледенения на
северо-западе европейской части России, где их именуют
звонцами (по названию деревни Звонец, которая
расположена на одном из таких холмов), или
озёрно-ледниковыми плато. Свободная от валунов
почва и хорошее её осушение делают звонцы одним
из лучших мест в этом районе для жизни
растительности, особенно по сравнению с
окружающими их заболоченными равнинами,
сложенными плотной, обильной валунами мореной.
ЛЕДНИКОВО-РЕЧНЫЕ
ОТЛОЖЕНИЯ
Особенности ледниково-речных отложений
отражают характер рек, питающихся талыми водами
ледника. Обычно эти реки начинаются ещё в толще
ледника и при выходе из него обладают высокими
скоростями течения, что позволяет им нести очень
Внешние силы Земли
много твёрдого материала. На свобод- LffilL^J
ной от льда земле скорость течения |иШшЯ|
уменьшается и потоки освобождаются
от значительной части наносов. Прежде всего из
них выпадают валуны, галька и пески, из которых
затем формируются полого спускающиеся от
ледника волнистые равнины — зандры. Из ледниково-
речного материала по бортам долин потоки талых
вод образуют террасы — долинные зандры,
которые ниже по течению, по мере удаления от
ледника, сливаются с речными террасами. Дальше всего
разносятся илы и глины, придающие талым водам
белёсый цвет «ледникового молока».
Отложения зандров хорошо сортированы. В них
чередуются слои материала различного размера,
что связано с резкими сезонными и даже
суточными изменениями темпов таяния ледника. Среди
слоистых песков и галечников встречается морена,
Поток толых вод, берущий начало у ледника.
Вода окрашена в красный цвет из-за обилия мелких частиц,
которые образовались при перетирании обломков
горных пород во время движения льда.
Хребет Петра Первого (Западный Памир)
143

Энциклопедия для детей
l^fipL^4 попавшая сюда с глыбами льда, прине-
|1ДШя| сенного водой. Часто в отложениях
зандров погребались льдины.
Отложения оседали и обрушивались в образовавшиеся при
их вытаивании пустоты. Поэтому слоистость в
зандровых толщах часто нарушена.
Если отток от края ледника был затруднён, но
вода могла стекать вдоль его края, то она
формировала широкие долины (они
образовывались ещё в ледниковое время). В них не только
поступали талые воды, но и впадали обычные реки,
питавшиеся атмосферными осадками. Многие
участки этих долин ныне наследуются
современными реками, например долина в нижнем течении
Рейна. Другие стали сухими или же по ним
протекают небольшие реки или ручьи.
Талые воды, низвергающиеся в трещины на
леднике, могут образовать на ложе ледника
водоворот и с помощью вовлечённых в него валунов
высверлить «исполиновы котлы» — углубления в
форме половинки шара глубиной до нескольких
метров. На дне таких котлов часто лежат огромные
окатанные валуны.
ТУННЕЛЬНЫЕ ДОЛИНЫ
В Дании, на севере Германии и Польши и в
Белоруссии часто встречаются туннельные долины,
выработанные потоками талых подледниковых
вод. Ширина их 1—2 км, глубина до 100 м, а длина
достигает 70—80 км. Они отличаются крутыми
склонами, довольно плоским днищем,
осложнённым замкнутыми озёрными котловинами. Если
мысленно снять покров заполняющих их
ледниковых и водно-ледниковых отложений, то
обнаружится, что они состоят из ряда разделённых
выступами котловин.
ч р г осмотрите на зубчатые гребни Памира,
Каракорума или Гималаев. Их остроконеч-
-_L-_LHbie пики и похожи друг на друга, и в то же
время бесконечно разнообразны. Каждая из них,
как гигантский кристалл, сверкает тысячью
граней. Филигранной обработкой их склонов
миллионы лет занимаются и мороз, и солнце, и
лёд; но главный «зодчий» высокогорий — снег.
Не тот это снег, к какому привыкли жители
равнин. Крупные массы снега не могут удержаться
на крутых горных склонах. И вот уже несётся вниз
Вода, создавшая туннельные долины, была
придавлена массой льда и, находясь под сильным
давлением, могла течь даже вверх по склону,
обладая при этом огромной силой, которую
тратила на размыв ледникового ложа.
Многие туннельные долины ныне являются
частями обычных речных долин. Там, где водные
потоки выходили из-под льда и где сила воды резко
уменьшалась, образовывались зандровые конусы,
сложенные водно-ледниковыми песками и
галечниками, которые несли эти воды.
Во многих районах туннельные долины
оказались почти полностью засыпаны ледниковыми
отложениями. Бурение показало, что они часто
встречаются в областях, покрывавшихся льдом на
Русской равнине, где их назвали ложбинами
ледникового выпахивания и размыва.
озы
В районах, испытавших покровное оледенение,
нередко встречаются сложенные слоистыми
песками с галькой и валунами извилистые насыпи
высотой от нескольких метров до 40 м — озы. Они
протягиваются на расстояние от нескольких до
десятков километров. Некоторые крупные озы в
Канаде достигают 100 м в высоту и сотен
километров в длину.
Озы образовались из отложений рек, которые
текли во внутри- или подледниковых туннелях,
промытых в прекративших движение ледниках.
После стаивания льда отложения, заполнявшие
туннели, выступают на местности в виде гряд.
Сверху, с самолёта, они напоминают реки — так
же изгибаются, образуют излучины. В крупные
озы как бы впадают мелкие гряды, словно в
большую реку — притоки.
Здесь вам не равнина,
Здесь климат иной,
Идут лавины одна за одной.
Владимир Высоцкий
по склону с бешеной скоростью снеговоздушный
поток — лавина. Проносясь вихрем по горному
склону, она увлекает с собой всё, что лежит на нём
неустойчиво, и несёт гораздо дальше, чем если бы
её пленники скатились вниз самостоятельно. Если
взобраться на скалистый гребень высоко в горах,
где зимой шумят лавины, можно провести
маленький эксперимент: сдвинуть вниз глыбу или бросить
камень побольше, одним словом, устроить
небольшой камнепад. Конечно, при условии, что
внизу никого нет. Тогда можно увидеть, что,
ЧТО МОЖЕТ СДЕЛАТЬ
СНЕЖНАЯ ЛАВИНА?
144

Внешние силы Земли
Лавиносбор и повинный лоток но
горном склоне
(Западный Тянь-Шань).
прокатившись с грохотом десятки, максимум
несколько сот метров, камни остановятся, не
пройдя и полпути до подножия склона.
Если оглянуться вокруг, то скорее всего можно
обнаружить, что обломки скал на горных кручах
вовсе не готовы к самостоятельному путешествию.
Они лежат, плотно прижавшись друг к другу.
Иначе вряд ли можно было бы вскарабкаться на
этот гребень без специального снаряжения и без
подготовки: приходящие в движение под ногами
камни и угрожающе раскачивающиеся
многокилограммовые глыбы над головой — дело
нешуточное. Есть в горных краях и такие места,
но о них особый разговор. Мы сейчас ведём речь о
склонах, регулярно «прочёсываемых» снежными
лавинами. Да, самостоятельно камни здесь падают
не так уж и часто. Они ждут лавину, которая
вывернет их из склона и унесёт вниз гораздо
дальше — на несколько километров. Энергия
лавины такова, что она, спустившись к подножию,
ещё бывает в состоянии пройти сотни метров вниз
по долине или взобраться на её противоположный
склон. Разумеется, туда же отправляется и
большинство её «пленников».
Не терпит препятствий на своём пути лавина.
Легко ворочает она бетонные блоки заграждений,
разрушает дома. Год за годом лавина сражается с
выступами скал, попадающимися ей по дороге,
пока не сотрёт их. Поэтому так удивительно
выровнены и спрямлены обработанные ею склоны.
А ещё лавина-«хозяйка» проделывает глубокие
борозды на склоне, которые называются
лавинными лотками. Хотя и бегут по ним летом
тоненькие ручейки, они здесь всего лишь «гости».
Подсчитано, что по некоторым лавинным
лоткам со склонов высочайших вершин Средней
Азии за год сходит не менее 60 лавин. Причём
происходит это в заоблачных высотах, где, как и
далеко за полярным кругом, круглый год
властвует зима.
ГДЕ ТРУДЯТСЯ
СНЕЖНЫЕ ЛАВИНЫ?
Ответ довольно прост: там, где выпадает
достаточно снега и где есть склоны, угол наклона
которых больше 14°. Таков критический наклон, при
котором снег начинает сползать вниз. Поэтому это
грозное явление природы распространено почти
исключительно в горах. Однако не везде
геологическое значение работы лавин одинаково. В
высочайших горах, где столбик термометра редко
поднимается выше нулевой отметки, лавины —
хозяева. Они трудятся по 12 месяцев в году.
Спустимся ниже, в область высоких и средних гор. В
умеренном поясе Земли в таких горах снег уже не
выпадает круглый год. Поэтому лавины
«отдыхают» несколько месяцев в году, в тёплое время
уступая место обвалам, эрозии, селям и участвуя
в общем «ансамбле» разрушителей гор далеко не
всегда на первых ролях.
Снежные лавины сходят в большинстве горных
стран в умеренных широтах, а иногда бывают в
высоких горах в тропиках и на экваторе.
МНОГО ЛИ ОБЛОМКОВ
ГОРНЫХ ПОРОД НЕСЁТ
С СОБОЙ ЛАВИНА?
По сравнению с объёмом самой снежной массы
доля каменной «ноши» лавины невелика: даже в
«грязной» лавине, которая несёт с собой много
145

Энциклопедия для детей
На Чоткольском хребте «хозяйничало» снежноя лавина.
Могучие ели повалены и вырваны с корнем
(Тянь-Шань).
обломков, она редко превышает несколько
процентов, а в * чистой» (где обломков мало) — доли
процента. Однако если учесть объём самой
обрушившейся массы снега, то даже эти доли процента
составят солидное количество обломочного
материала, снесённого с вершин и склонов к их
подножию. Отдельные залпы * снежной артиллерии»
измеряются десятками, сотнями, тысячами и даже
миллионами кубометров. Размеры
прихватываемых обломков практически не ограничены и могут
достигать нескольких метров в поперечнике.
Особенно мощно работают лавины в
высочайших горных системах, там, где они питают
ледники. За год на льду у подножия нависающих
крутых склонов скапливается принесённый
лавинами слой снега толщиной в несколько десятков,
146
Лавины, многократно сходящие в течение года
в высокогорье, накапливают у подножия склонов
огромные толщи снега, в котором заключены обломки
горных пород. Нерастаявший лавинный снег питает
горные ледники, в которых твёрдые минеральные частицы
продолжают путешествовать вниз по долине. На снимке —
трещины в лавинном снеге в области питания одного из
ледников Западного Памира. Видны слои камней и пыли,
обрушенные вместе со снегом с нависающего склона.
иногда и более сотни метров. Если в такой снежной
толще образовались трещины, то в них видны
более тёмные прослойки из грязного снега и
отдельные каменные глыбы. Это и есть
раздробленные горные породы, принесённые лавиной
и подготовленные к дальнейшему путешествию,
которое может длиться сотни и тысячи лет.
Обломки скал, упавшие на ледник вместе с
лавиной, успеют несколько раз сменить хозяина.
Сначала они будут вморожены в лёд, в который
превратился лавинный снег. Затем, когда ледник
сползёт вниз по долине и растает, он передаст
эстафету горной реке, в которой каменный
материал ещё долго будет перекатываться в воде
по дну и, в конце концов, измельчённый и
изменённый до неузнаваемости будет вынесен за

Внешние силы Земли
сотни и тысячи километров от горного массива в
озеро или море. Там обломки попадут во власть
волн или осядут на дне.
Таким образом, снежные лавины находятся в
начале гигантского конвейера, созданного
природой для разрушения наиболее высоких горных
хребтов и для последующего переноса
образовавшихся обломков. Не обязательно должны
присутствовать все звенья описанной выше
♦транспортной цепи». Путь обломков может заметно
сократиться, если лавина * сгружает» их
непосредственно к руслу реки, где они уносятся водным
потоком, или к берегу моря, где они сразу попадают
во власть волн.
Характер геологической деятельности лавин
таков, что они в основном выступают как
разрушители. Следы их созидательной деятельности
встречаются реже. Только там, в горных ущельях,
где каменный материал, снесённый вниз лавиной,
не удаляется быстро прочь ледником или рекой,
лавины успевают — и то ненадолго — создавать
свои собственные постройки: насыпают у подножия
склонов конусы выноса и длинные «шлейфы»
обломков. Наблюдательный человек может
«вычислить» места схода лавин, проходя по горному
ущелью летом, в то время, когда «белая смерть»,
бушующая зимой, ничем о себе вроде бы не
напоминает.
ТРАГЕДИЯ В УАСКАРАНЕ
В 1970 г. в горной цепи Анд, в области У ас коран,
названной так по одноименному горному массиву,
произошла страшная катастрофа. Эта область
расположена в северной части Центрального Перу, в долине реки
Рио-Сантос. После сотрясения, возможно вызванного
землетрясением, со склонов горы Уаскаран обрушились
огромные массы камней, льда и снега. Подобное
сочетание встречается довольно редко. Соскользнув со склона,
крутизна которого превышала 2(Т, стремительная лавина
из каменных и ледяных обломков с огромной скоростью,
составлявшей 300—400 км/ч, ринулась вниз по склону и
буквально в считанные секунды накрыла два небольших
городка — Юнгай и Ранрагирка. Погибло больше 20 тыс.
жителей. Под каменно-ледяной лавиной нашли себе
могилу чехословацкие альпинисты, собиравшиеся
покорить ряд вершин. Столь высокая скорость движения
обвально-лавинной массы связана, по-видимому, с тем,
что, захватывая воздух впереди себя, она двигалась как
бы на воздушной подушке, которая максимально снижала
трение. По мере продвижения вперёд, сначала по долине
реки Рио-Ллангануко, а затем реки Рио-Сантос, обвал
замедлился и постепенно превратился в грязекаменный,
или селевой, поток, который окончательно остановился в
2S0—270 км от места схода лавины.
5С
ОБВАЛЫ И ОПОЛЗНИ
ОБВАЛЫ
4 г^ ели ехать из Симферополя в Алушту, то сразу
]4 же за невысоким Ангарским перевалом
--^открывается великолепная панорама Южного
берега Крыма. Слева виден массив горы Демерджи,
на южном выступе увенчанный причудливой
фигурой, напоминающей высеченную из камня
скульптуру (см. ст. * Выветривание. Разрушение
горных пород на поверхности земли»). Западный
склон горы Демерджи обрывистый, высотой в
несколько сотен метров, и у её подножия находится
огромный завал из каменных глыб диаметром
10—20 м и весом в сотни тонн. В конце XIX в. на
этом склоне, чуть в стороне от обрыва,
располагалась деревушка Кучук-Кой. В 1894 г. в результате
землетрясения верхняя часть обрыва отделилась и
рухнула вниз, образовав беспорядочное
нагромождение мощных каменных глыб, под которыми
оказались несколько крайних домов деревни.
После катастрофы деревню перенесли на новое
место. Сейчас она называется посёлком Лучистое,
а о старой деревне напоминают лишь остатки
садов.
30 августа 1966 г. в этом же месте вновь
произошёл мощный обвал, звук от которого
напоминал взрыв; однако нагромождения, остав-
КОГДА ГОРЫ СХОДЯТ С МЕСТА
Старинная легенда рассказывает о чуде, происшедшем в
древнем египетском городе Александрии. Знатная
вдова полюбила юношу из тайной общины христиан, которые
подвергались тогда гонениям со стороны египтян. Но
юноша отверг любовь знатной женщины, и за это она решила
ему отомстить. Она уговорила правителя города, чтобы он
заставил христиан просить у своего Бога чуда: пусть гора
Адер сойдёт с места, запрудит Нил и заставит его воды
пойти на поля египтян, чтобы оросить Ах и удобрить илом.
В назначенный день воины пригнали христиан к
подножию горы Адер. Под угрозой смерти христиане стали
горячо молиться, испрашивая у Бога чуда. И оно свершилось.
Пошёл страшный ливень, гора Адер сдвинулась с места и
запрудила Нил.
Таких «чудес», зачастую вопреки чьей-нибудь воле, в
мире происходит немало. Это оползни и обвалы. На крутых
или обрывистых склонах гор, речных долин или морских
побережий происходят обвалы — отрываются и падают
огромные массы горных пород. Причиной этого явления часто
бывают подземные и поверхностные воды, выветривание и всё
прочее, что ослабляет силы сцепления частичек пород
между собой.
В отличие от обвалов оползни сходят с менее крутых
склонов и двигаются плавно, медленно, часто незаметно
для глаз. Причина оползней — вода, просочившаяся по
трещинам и порам в глубь пород и ведущая там свою
разрушительную работу. Она пропитывает рыхлые
отложения, увлажняет глины. Такой увлажнённый слой
играет роль * смазки» между пластами горных пород. Когда
происходит разрыв между частями слоя, оторвавшаяся
масса начинает сплыть» вниз по уклону пластов.
147

Энциклопедия для детей
КАМЕННЫЙ ДРАКОН НЕСЁТ
РАЗРУШЕНИЯ И ГИБЕЛЬ
ПЬ поверьям древних киргизов, Земля покоится на
рогах огромного быка. Когда он устаёт её нести, то
начинает перебрасывать с одного рога на другой — от
этого она и трясётся. В сибирских сказаниях быка
заменяет лось, в Японии — рыба, в Индии — слон, а у
некоторых народов — дракон. Большая часть
«держателей» Земли обычно ведёт себя вполне мирно.
Но временами они разъяряются так, что творят нечто
евообразимое. Ну действительно, кто, кроме
подземных великанов, в представлении людей древности
мог изрыгать из-под земли пламя, выбрасывать вверх
воду и камни, колебать и разрывать землю, передвигать
горы? Теперь-то, вооружившись научными знаниями, все
эти явления можно легко объяснить действием
землетрясений. Однако до сих пор многие процессы,
происходящие -в глубине Земли, где землетрясения за-
эждаются, пока ещё недостаточно изучены. Зато теперь
хорошо известно, что случается при сейсмических
олчках на поверхности. При сильных землетрясениях,
особенно в горах, подземная стихия приходит в такое
волнение, что впору говорить: «Пробуждается дракон».
' бразно так называют молниеносные перемещения
крупных каменных масс со склонов гор в долины. Это
обвалы, оползни, селевые потоки, снежно-каменные
павины, спусковым механизмом для которых нередко
оказываются землетрясения.
Получается, что не дракон порождает землетрясение,
а, наоборот, землетрясение может пробудить «дракона».
Сильные землетрясения в 9 баллов и более неизбежно
сопровождаются выходом каменных «драконов» наружу.
Каменные или даже грунтовые массы, начиная движение
шиеся от прежнего обвала, задержали каменную
лавину. Обвал был столь сильным, что
сейсмические станции зарегистрировали его как местное
землетрясение.
А в горах Памира находится узкое и длинное
(около 80 км) Сарезское озеро с зеленоватой
прозрачной водой. Озеро расположено в
крутостенной долине, склоны которой как бы
стискивают его с двух сторон. Образовалось это красивое
озеро в 1911 г., когда более 7 млрд т горных пород
рухнули со склонов и грандиозной плотиной
перегородили реку Мургаб. Через несколько лет
возникло высокогорное озеро. Скорее всего
гигантский обвал был вызван землетрясением,
которые на Памире случаются очень часто.
В истории известны обвалы, приводившие к
большим человеческим жертвам. Так, в 1608 г. в
Альпах обвалилась часть горы Монте-Конто, и в
мгновение ока более 2 тыс. жителей деревни Плюр
оказались погребёнными в своих домах под массой
камней и грунта. Точно так же на Апеннинском
полуострове под каменной лавиной исчез в VI в.
городок Велейя со всеми его жителями, когда
обвал произошёл на склонах горы Ровинаццо. И
таких примеров можно привести много. Обвалы в
горах — это хоть и обычное явление, но всегда
грозное, нередко приводящее к катастрофам.
Почему же возникают обвалы? Почему горные
породы, слагающие, казалось бы, монолитный и
прочный массив, вдруг рассыпаются, как куча
148

Внешние силы Земли
камней? Многие столетия обвалы объясняли тем,
что Бог карает людей за их грехи, обрушивая на
них горы камней. Только недавно, в XIX в., стало
понятно, какие особенности рельефа и горных
пород способствуют возникновению обвалов. Во-
первых, для этого необходим горный, сильно
расчленённый рельеф, причём с крутыми, нередко
обрывистыми склонами. Во-вторых, породы
должны быть разбиты трещинами, возникшими в
результате действия либо эндогенных (т.е.
тектонических) сил, либо экзогенных, например
выветривания. Иными словами, горный массив или
его часть должны находиться в неустойчивом
состоянии, при котором достаточно небольшого
толчка или сотрясения, чтобы куски и глыбы
породы рухнули вниз.
Связи между отдельными блоками пород
становятся особенно непрочными во время сильных
дождей и весной, когда в горах тает снег.
Замёрзшая вода в зимнее время играет роль
скрепляющего цемента, не давая уже
разобщённым глыбам породы разъединиться. После того как
лёд в трещинах растает, отдельные блоки в
каком-нибудь скальном массиве уже еле держатся,
и достаточно любого, даже самого незначительного
воздействия на них, чтобы они рухнули вниз со
склона или обрыва. Поэтому весна — это время
обвалов в горах, так же как и период летних
ливней. Кто работал на Кавказе, знает, что после
сильных грозовых дождей на дорогу, вьющуюся
внезапно и перемещаясь с огромной скоростью (до
сотен километров в час), создают перед собой ударную
воздушную волну и уничтожают всё на своём пути. Они
засыпают земельные угодья, перегораживают реки,
погребают целые деревни вместе с жителями и скотом.
«Тело» такого «дракона» может достигать сотен
миллионов кубометров в объёме. Это огромные горы
камня, щебня, глыб и грунта.
Гигантские «драконы», разбуженные от спячки
сильнейшими землетрясениями, в густонаселённых
местностях могут принести значительный ущерб и
поглотить больше людей, чем само землетрясение. Так,
при землетрясении 1949 г. в Таджикистане колоссальная
грязекаменная лавина засыпала часть районного центра
Хаит вместе с обитателями. Никакие бульдозеры и
экскаваторы не смогли потом откопать людей. В результате
погибло около 15 тыс. человек.
Самое большое число жертв в XX в. от оползней,
возникших в результате землетрясений, ложится на
совесть китайского «дракона». В 1920 г., разъярившись в
центре Северного Китая, где холмогорья покрыты
рыхлыми лёссовыми породами, землетрясение погубило
свыше 200 тыс. людей, причём половина погибла под
оползнями.
Сделать такую клетку, чтобы запереть в неё
«дракона», не удавалось и не удастся. Но обезвредить его
можно. Для этого прежде всего необходимо установить
места, где он «выскакивает», и изучить коварные повадки
этого неприручаемого чудовища.
I
Обвал, сошедший со склона, перегородил горную дорогу.
149

Энциклопедия для детей
Lm^a высоко в горах по склонам уще-
|НВ8аиВЙ11 лий, может где-нибудь обвалиться
часть склона, перегородив её.
Можно ли бороться с обвалами? Да, можно, но
не со всякими и не везде. Железная дорога
Туапсе — Сухуми идёт по самой береговой кромке
Чёрного моря. С одной стороны ей угрожают
штормовые волны, и приходится укреплять
насыпь железобетонными «ежами», кубами,
блоками, предохраняющими её от размыва. С другой
стороны над железнодорожной колеёй нависают
обрывы. Спасаться от обвалов помогают высокие
каменные стенки, которые останавливают глыбы
камней, падающие со склона. Так же в горах
защищают и автомобильные дороги. Но, конечно,
это предохраняет только от небольших обвалов.
Несколько тысячелетий назад во время сильнейшего
землетрясения от одного из гребней в горах Западного
Тянь-Шаня откололся огромный скальный массив
(дальний план). Он перегородил соседнее ущелье,
и выше по течению образовалось одно из красивейших
горных озёр — Сарычелек (средний план).
Если же где-то нависают скалы, то
предотвратить их обвал можно только одним способом:
постепенно, по частям обрушить их, закладывая
динамитные заряды малой мощности. Гораздо
реже предпочитают укреплять скалы, грозящие
обвалиться, опоясывающими стальными
обручами, заливая трещины цементом и т.д. Если обвалы
угрожают посёлкам, людей эвакуируют, а посёлок
переносят в безопасное место.
оползни
Весной 1994 г. бедствие обрушилось на Киргизию.
После необычно снежной зимы во многих районах
произошли огромные оползни. Ими разрушены
сотни домов, при этом были человеческие жертвы.
Создалась угроза хранилищам радиоактивных
отходов, которые также могли быть разрушены
оползшими массами пород. Сошли оползни и в
Узбекистане, причинив такие же бедствия. Что же
такое оползень и чем он отличается от обвала?
Прежде всего — скоростью процесса. Обвал — это
почти мгновенное событие (происходящее в
течение секунд), тогда как оползни движутся гораздо
медленнее (например, несколько метров в сутки),
но могут происходить и быстро — со скоростью
сотен метров в минуту, как и было в Киргизии.
Оползни возникают в тех случаях, когда
потеряна устойчивость грунтов или горных пород
на склонах; когда,на склоне залегают глинистые
породы, служащие своеобразной смазкой, особенно
если они сильно увлажнены. В этом случае
уменьшаются силы сцепления между
мельчайшими частицами глины, и массивы глинистых
пород теряют прочность. Поэтому, так же как и
обвалы, оползни особенно энергично развиваются
весной или во время летних дождей, а на берегах
морей — после сильных штормов, когда волны
подрезают берег.
В России оползни довольно часто происходят в
Поволжье — в Саратовской области, в районе
Волгограда; на берегах Дона, Цимлянского
водохранилища, в долине Кубани, во многих районах
Сибири.
Южный берег Крыма — это почти сплошные
оползневые массивы, ежегодно «ломающие»
шоссейные дороги, угрожающие жилым домам и
промышленным сооружениям. В горах Средней
Азии риск схода оползней есть практически везде.
Иногда оползни происходят внезапно. Вдруг
часть склона с изумрудной весенней травой
покрывается серповидными трещинами, и
огромная масса, отделившись от склона, начинает
двигаться вниз. Нередко скорость движения очень
велика — 10 м/с и более. И на месте такого яркого
травяного ковра образуется бурая рваная
«рана» — глубокая впадина с отвесными стенками, а
внизу, у подножия склона, — сползшая из неё
хаотическая масса грунта. В нижней части склона
150
Обвал в горох

Внешние силы Земли

Энциклопедия для детей
оползень сдавливает грунт и образует своеобразные
напорные валы.
Процесс оползания — это скольжение массы
горных пород по какой-то поверхности. Поэтому у
любого оползня всегда выделяют оползневое тело,
которое двигается, и поверхность скольжения, по
которой оно двигается. Последняя обычно имеет
«Живые» осыпи на склонах гор
Западного Тянь-Шаня.
вогнутую форму. Фронтальная
(передняя) часть оползня
сминается в складки, в ней образуются
напорные бугры и валы, а
тыловая часть, соскользнувшая и
оторвавшаяся от склона,
обнажает, как правило, вертикальную
стенку, так называемый над-
оползневый уступ. Простые
оползни, которые вызваны
однократным скольжением массы
пород, наблюдаются редко. Чаще
всего оползневые массивы
формируются длительное время, и в их
пределах процесс оползания
повторяется неоднократно, в
результате чего возникают бугристые
сложные склоны, как, например,
на Воробьёвых горах около
Московского государственного университета им.
М.В. Ломоносова. Крутой склон, обращенный к
Москве-реке, имеет неровный, бугристый рельеф,
образовавшийся в результате неоднократного
сползания его верхней части.
Для того чтобы образовался оползень,
необходимо несколько условий, но главное из них —
152

Внешние силы Земли
Оползни крупных глыб известняков
на Южном берегу Крыма у Ласточкина гнезда.
наличие воды. Проникая в глубь горных пород,
особенно глинистых, она заполняет поры между
частицами, уменьшает сцепление этих частиц и
увеличивает вес породы.
Если там, где залегают глинистые породы,
имеется хотя бы небольшой уклон или существует
крутой откос, то набухшие породы под действием
силы тяжести придут в движение и поползут.
Точно так же на глинистые породы воздействуют
и подземные воды. Иногда они, вымывая рыхлые
отложения в таких породах, например пески,
приводят к неустойчивости толщи пород,
расположенных выше, и эти породы оползают.
Примерно так образуются оползни в районе
Волгограда, особенно весной, когда в реке поднимается
уровень воды. Тогда вода накапливается в слое
песка, наклонённом к берегу и лежащем на
глинистой толще. Когда уровень паводковых вод
уменьшается, вода уходит и из песчаного пласта,
унося с собой частицы песка, в совокупности
составляющие многие тысячи тонн. После этого
сцепление лежащей выше толщи глин с пластом
песка уменьшается, и глины ползут в Волгу.
Оползни нередко развиваются также вдоль
морских побережий под воздействием прибоев,
рек, впадающих в море, выходов подземных вод.
Очень характерно быстрое изменение очертаний
берегов вновь созданных обширных водохранилищ
и развитие в их уступах оползней.
Что же следует делать, чтобы предотвратить
возникновение оползня или остановить его уже
начавшееся движение? Для этого успешно
используются различные способы.
Самое главное в предупреждении оползней —
не нарушать естественных условий равновесия,
сложившихся за сотни лет в конкретном месте. Не
надо уничтожать растительность; прокладывать
Оползни в Крыму.
153

Энциклопедия для детей
дороги на опасных склонах, тем самым
подрезая их; рыть канавы, котлованы
и т.д. Как только природное
равновесие нарушено, резко увеличивается опасность
возникновения оползней.
Если оползень уже начал двигаться, необходимо
отвести от него воду, для чего создаются
специальные канавы, валы и другие дренажные
сооружения. Можно делать и подземные
водостоки, которые также отведут воду,
циркулирующую в породах на некоторой глубине. Иногда
оползневое тело, как гвоздями, «прибивают» к
склону большими бетонными сваями-шпильками,
закрепляя его.
Можно также уменьшить крутизну опасного
склона, срезав его верхнюю часть, а можно и
заморозить грунт. Срезать грунт предпочитают не
бульдозерами, а мощной струёй воды из
гидромониторов. Иногда в теле оползня сооружают
штольню и зажигают там какое-либо горючее
вещество. Тогда от жара глина высыхает,
становится прочной и создаётся жёсткий барьер,
предотвращающий оползание. Борьба с
оползнями — это важнейшая задача инженеров-геологов.
ПОДЗЕМНЫЕ ВОДЫ
Наверное, каждому человеку приходилось
видеть это маленькое чудо: выбивающийся
из земли или трещины в скале родник. Как
приятно в жаркий день усталому путнику утолить
жажду пригоршней хрустально чистой и
необыкновенно вкусной родниковой воды. Откуда же она
взялась? В каких тайниках Земли хранится этот
нескончаемый запас бесцветной прозрачной влаги?
Родники питает влага земных недр. Все воды,
которые находятся у нас под ногами, а точнее в
толще горных пород, получили название подзем
ных. Точно определить количество подземных вод
невозможно. По приблизительным подсчётам их
всего в три раза меньше, чем воды в Мировом
океане.
Где же содержится такое огромное количество
воды? Чтобы ответить на этот вопрос, надо иметь
некоторое представление о строении горных пород.
Источник в горох, доющий ночоло маленькому ручью
154

Внешние силы Земли
Некоторые из них, например песчаники, имеют
много пустот (пор). Эти пустоты связаны между
собой и образуют систему тончайших каналов, как
в губке. В этих «губках» и находится часть
подземных вод. Кроме того, подземные воды могут
заполнять трещины в плотных горных породах.
Скапливаясь в пористых или трещиноватых
породах, вода образует целые подземные «залежи»,
которые называются водоносными горизонтами.
Там подземные воды могут свободно
передвигаться.
Породы с очень мелкими порами (глины) или
практически не имеющие трещин являются
препятствием для передвижения воды. Они
называются водоупорами.
ПРОИСХОЖДЕНИЕ
ПОДЗЕМНЫХ вод
Уже древние греки догадывались, откуда берутся
подземные воды. Древнегреческий учёный
Аристотель (IV в. до н.э.) считал, что они образуются в
пещерах из охлаждающегося воздуха и отражают
состав пород. «Каковы породы, таковы и воды», —
КАК БЫСТРО «ТАЕТ» СУША
Подземные воды постоянно растворяют горные породы,
из которых состоит земная коре. Из-за этого суша
понижается не 1 см каждые 2 тыс. лет.
писал он. Римский архитектор и инженер Витру-
вий (I в. до н.э.) объяснял появление воды в
источниках и колодцах просачиванием дождевых
и талых вод.
Вода в природе, как известно, постоянно
движется, находится в гигантском круговороте.
Превращаясь в пар, она поднимается вверх,
образует облака и тучи. Потом вода возвращается
назад с дождём, снегом и градом. У атмосферных
осадков на суше «судьба» разная. Все они делятся
на четыре неравные части. Одна часть стекает в
различные водоёмы, вторая — сразу испаряется,
Колодезная вода, которую мы издавна используем, — это тоже подземная вода.
155

Энциклопедия для детей
JSLA третья — * выпивается» растениями и
[ИиИЙЦ животными (правда, на долю
животных воды приходится ничтожно
малое количество). А вот четвёртая —
просачивается вниз и попадает в пористые или
трещиноватые горные породы. На первый взгляд кажется
очевидным, что чем больше выпадает атмосферных
осадков, тем больше воды будет просачиваться
вглубь. Но это не так. Объём просочившейся влаги
определяется не только количеством выпадающих
осадков, но и тем, сколько воды испарится,
сколько успеют * выпить» растения и как быстро
будет стекать вода в ближайшие водоёмы. Чем
круче будут склоны и чем меньше будет
проницаемость пород — т.е. их способность пропускать
через себя воду, — тем больше её стечёт в реки.
Растительность тоже может быть разной и
меняться из года в год и от сезона к сезону. Наконец,
испарение влаги тоже бывает очень различным,
т.к. определяется направлением и скоростью
ветра, давлением, температурой и влажностью
воздуха. А это очень непостоянные величины.
Поэтому вода просачивается в горные породы очень
неравномерно. Её количество меняется во времени
даже в одном и том же месте. При затяжном
обложном дожде на глубину проникает больше
влаги, чем при сильном, но непродолжительном
ливне. Ведь в последнем случае резко возрастает
доля поверхностного стока, особенно на
слабопроницаемых породах.
Атмосферные осадки — не единственный
источник подземной влаги. Капельно-жидкая влага в
толще горных пород может появляться,
конденсируясь из влажного воздуха, в пустотах
горных пород.
:
ГДЕ БРАТЬ ВОДУ ЗИМОЙ?
^Ъимой в зоне вечной мерзлоты замерзают все
+Э водоёмы. Остаётся единственный источник —
подземные воды. Например, в Якутске их добывают с
глубины в несколько сотен метров.
X
Пополнение подземных вод происходит и из
недр нашей планеты. Вода, выходящая из глубин
Земли, называется ювенилъной (от лат.
juvenilis — «юный», «девственный»). Она образуется
непосредственно из водорода и кислорода,
выделяющихся из магмы. Ювенильные воды появляются
во время вулканических извержений и
выливаются проливными дождями из облаков вокруг
извергающегося вулкана. Большинство
исследователей считают, что гидросфера Земли — это
продукт «дыхания» мантии.
КАКИМИ БЫВАЮТ
ПОДЗЕМНЫЕ ВОДЫ
Подземные и поверхностные воды находятся в
постоянном обмене и взаимодействии между собой.
Количество, подвижность и даже свойства воды,
находящейся в разных горных породах и на разной
глубине, неодинаковы. Представьте, что
небольшой ручей завалили камнями так, что сверху воды
не стало видно. Но ручей не исчезнет — он будет
течь между камнями, как будто их и нет вовсе.
Очень часто вода ведёт себя точно так же и в толще
пород. Циркулирующая по ним подземная вода
называется свободной. Свободно может
передвигаться по порам и водяной пар. Однако существует
также и вода, удерживаемая разными силами
вокруг частиц горной породы и неспособная к
независимому течению по порам и трещинам внутри
неё. Она называется связанной водой. Особенно
много её бывает в глинах и торфах. По своим
свойствам связанная вода отличается от
свободной — у неё немного больше плотность, выше
температура кипения и ниже точка замерзания.
Общее содержание свободной и связанной воды
в горной породе называется влажностью. Её
можно определить, высушив кусочек породы при
температуре немного выше 100° С; разница в весе
между исходной и высушенной породой и будет её
влажностью.
Подземные воды пребывают в непрерывном
движении. Они текут подобно рекам по Земле — с
возвышенных мест к понижениям, где вода иногда
выходит в виде источников.
Вы, конечно, обращали внимание, что в разных
местах глубина колодцев неодинакова. Иногда
опустишь ведро на 1,5 м — вот уже и вода. Иногда,
чтобы достать воду, мало и десятиметровой
[ ," . ] Водоупорные породы
I Водопроницаемые пески
I Водоносные пески и галечники
Подземные воды в слоистом массиве горных пород.
156

ГОРЯЧЕЕ ОЗЕРО ПОД
ПАРИЖЕМ
Под французской столицей на глубине 1800 м находится
подземное озеро с горячей водой. Его площадь около
5 тыс. км2. Уже сейчас в Париже много домов
отапливается подземными водами. Планируется увеличить их
число.
верёвки. До изобретения буровой установки
колодцы в Средней Азии копали вручную на десятки и
даже на сотни метров. Вычерпывая воду, колодец
можно осушить. Но вот проходит немного времени,
и он снова наполняется: вода поднимается до
прежнего уровня.
Здесь речь идёт о самом верхнем слое подземных
вод, который получил название уровня грунтовых
вод. Проникая в почву, вода движется вглубь
только до первого водоупора. Над ним вода
скапливается. Так образуются грунтовые воды.
Уровень воды в колодце показывает их верхний
уровень. Глубина и мощность (толщина слоя)
грунтовых вод зависят от геологического строения
территории, рельефа и климата.
Если грунтовые воды подходят к самой
поверхности, а это часто бывает на равнинах с холодным
и влажным климатом, то территория
заболачивается. Так могут образовываться и небольшие
болотца, и непроходимые топи, которые тянутся
на сотни километров (например, в Западной
Сибири).
Если грунтовые воды находятся глубоко, то
появляется так называемая зона аэрации, не
содержащая влаги. Её мощность изменяется от
нескольких метров и даже сантиметров на
равнинах до 200 м и более в горах между глубокими
ущельями.
Проделайте такой опыт. Опустите тонкую
трубочку (например, белую пластмассовую
соломинку для коктейля) в стакан с окрашенной
чернилами или краской водой. Уровень воды в
соломинке будет выше уровня воды в стакане. Это
физическое явление называется капиллярным
поднятием. Чем уже трубка, тем выше
поднимается вода.
В природе происходит то же самое.
Микроскопические поры и трещинки сообщаются между
собой и образуют целую сеть тонких (менее 1 мм)
извилистых каналов — капилляров. По ним вода
поднимается к поверхности. Высота такого
капиллярного поднятия неодинакова. Например, в
песках она может достигать 120—130 см, а в
глинистых грунтах — нескольких метров. В
результате в зоне, близкой к поверхности Земли,
формируются воды капиллярной каймы,
поднявшиеся над грунтовыми водами. Эти воды —
большое подспорье для растений, особенно для тех,
которые не могут своими корнями добраться до
грунтовых вод.
Внешние силы Земли
Куда исчезает дождевая или сне- l^fiKj^
говая вода, которая выпадает в горах |1Ш5МЯ1|
на голые скалы из очень прочных и
плотных пород, таких, как известняки и граниты?
Часть влаги всё же просачивается по трещинам
разной ширины и глубины. По ним движутся
подземные воды, которые называют трещинными.
Породы, в которых больше всего трещин,
залегают неглубоко. С увеличением глубины их
водопроницаемость постепенно снижается, причём
особенно резко — начиная примерно с 10—15 м.
Водоупором в этих случаях служат менее
трещиноватые скальные породы. Трещины на глубине
часто заполнены рыхлым глинистым веществом,
что заметно снижает их водопроницаемость.
Подземные воды в сильно раздробленных
породах — в зонах тектонических нарушений —
называются трещинно-жильными. Когда река или
ручей пересекают такую зону, вода словно
проваливается под землю. В обратном направлении по
зонам тектонических нарушений могут поступать
ювенильные воды из недр Земли.
ПРИРОДНЫЕ
ФОНТАНЫ
Если подземные воды ограничены сверху и снизу
пластами водоупорных пород, то они оказываются
зажатыми между ними и часто находятся под
давлением. Стоит пробурить скважину сквозь
верхний водоупорный пласт, и вода поднимется по
ней на некоторую высоту выше кровли водоносного
горизонта или будет фонтанировать над землёй.
Такие воды называются напорными. Количество
расположенных друг над другом водоносных
горизонтов может быть различно. Например, в долине
итальянской реки По существует пять таких
горизонтов, а в Северной Америке в районе города
Батон-Руж (США, штат Луизиана) обнаружено 14
водоносных пластов мощностью от 1,5 до 58 м.
157

Энциклопедия для детей
Схематическое изображение артезианского бассейна:
1 — уровень грунтовых вод;
2, 4 — водоносные пласты;
3, 5 — водоупорные власты;
6 — место инфильтрации (просачивания);
7 — уровень напорных вод;
8— артезианская скважина или колодец.
РУДЫ
ИЗ ♦КУЛИНАРНОЙ книги»
Среди имён минералов и горных пород встречаются
порой почти кулинарные названия, хотя в кулинарии их,
конечно, не используют.
Глубоко в недрах течёт подземная вода, в которой
растворено немало минеральных веществ. Когда вода
просачивается через известняки, в ней больше всего
карбоната кальция. Выходя на поверхность, известковый
раствор попадает в область пониженного давления. В этих
условиях часть карбоната кальция выпадает в осадок,
образуя каменные занавесы, а также сталактиты и сталагмиты
(минеральные образования, свешивающиеся с потолка
пещер в виде сосулек и вырастающие на дне пещер в виде
столбов). Иногда карбонат кальция в виде муки покрывает
стены и пол пещер. Его так и называют — «горная мука».
Если частички карбоната взвешены в воде, получается
«лунное» или «горное молоко».
В пещерах встречаются причудливые скопления
карбоната кальция, похожие на виноградные гроздья, —
«каменный виноград». Там же можно найти возникшие
подобным образом «гороховые» и «икряные камни».
В некоторых месторождениях железных руд
накапливаются мелкие чешуйки кристаллов гематита. Пропитанные
водой скопления этих чешуек в виде кашеобразной массы
известны под названием «железной сметаны».
«Шоколадной рудой» назвали смесь никелевой руды с
водными гидроксидами железа. Она найдена на Урале, на
острове Новая Каледония и в других местах. Есть в мире
камня и свои «жиры». Самый распространённый среди
них — «жировик». Так называют плотные скопления талька
со скользкой, словно покрытой жиром, поверхностью.
При вогнутой форме залегания чередующихся
водонепроницаемых и водопроницаемых пластов,
куда вода поступает в места, лежащие высоко над
водонепроницаемой кровлей, давление,
возникающее в наиболее низкой части такого подземного
резервуара, оказывается настолько высоким, что
не нужно никакой водонапорной башни! Роль этой
башни выполняют высоко расположенные части
водоносных пластов. Если пробурить
водонепроницаемую кровлю, то напорная вода по скважине
или по колодцу поднимется выше уровня земли и
будет фонтанировать. Такую воду называют
артезианской (от Artesium — латинское название
провинции Артуа во Франции, где впервые в мире
была обнаружена самоизливающаяся вода).
Подземные вместилища такой воды получили
название артезианских бассейнов. Представьте, что в
отрезок резинового шланга с изогнутыми кверху
концами — в виде буквы «U» — залили воду. Если
теперь проткнуть шланг в нижней точке, то вода
будет бить из него вверх; вот так «работают» и
водоносные пласты в артезианских бассейнах. Они
распространены по всему земному шару и не
ограничены определёнными типами горных пород.
Один из величайших артезианских бассейнов
Северной Америки расположен в штате Дакота.
Мощность скважин достигает 200 л в секунду, а
высота подъёма воды над поверхностью земли —
70—100 м. В Московском артезианском бассейне
три напорных водоносных горизонта расположены
в известняках, разделённых водоупорными
глинами. Напорные воды есть также и в отложениях
девонского периода, где на глубинах от 300 до
600 м заключена московская минеральная вода.
ПОДЗЕМНЫЕ
СТРОИТЕЛИ
Подземные воды не только путешествуют по
пустотам и трещинам земной коры, но и перестраивают
свои пути. Часть горных пород вода растворяет
довольно быстро. Это карбонатные породы
(известняки — СаСОз, доломиты — CaMg(C03)2),
сульфатные (гипс — CaS04 * 2Н2О, ангидрит — CaS04) и
хлоридные (каменная соль (галит) NaCl и
сильвин — КС1). Растворение пород идёт избирательно:
водой выносятся наиболее легко растворимые
вещества.
По мелким трещинкам вода проникает в глубь
пород и растворяет их. Проходят тысячи и даже
миллионы лет, и в толще пород образуются пещеры
и лабиринты соединяющих их проходов, по
которым текут подземные реки. Это явление
природы получило название карст по имени
известнякового плато Карст, расположенного на
северо-западе Балканского полуострова (недалеко
от города Триест), где впервые были изучены
пещеры и подземные реки.
В зависимости от состава растворимых пород
различают соляной карст, гипсовый и
карбонатный, или известняковый.
158

Иногда вода, постепенно размывая
вертикальные трещины, образует глубочайшие
колодцы — пропасти. Они достигают сотен метров в
глубину и обычно связаны с подземными
пещерами. Глубочайшая пропасть мира — Жан-Бернар
(1410 м) в Савойских Альпах (Франция). Пропасть
Пьер-Сен-Мартен расположена на границе
Франции и Испании в Пиренеях. Основная её часть
представляет собой отвесную шахту, которая через
270 м переходит в свод огромной полости, а затем
раздваивается: в одну сторону пропасть
продолжается по вертикали до глубины 1350 м, а в другую —
открывается наклонная система галерей, залов и
подземных колодцев, протягивающаяся в общей
сложности на 32,6 км. В Пиренеях есть карстовые
пропасти глубже 900 м. Почти так же глубока
пропасть Снежная на Кавказе (Бзыбский
хребет) — 1320 м. Широко известны многочисленные
карстовые пропасти глубиной 200—500 м в Горном
Крыму (на Ай-Петри, Карабияйле, Чатырдаге).
Карстовые пещеры, залы и различные каналы
образуются вдоль наиболее крупных трещин, по
которым движутся подземные воды. Во многих
пещерах существуют подземные озёра и реки.
Реки, встречая на своём пути растворимые
(карстующиеся) горные породы, исчезают,
протекая некоторое расстояние под землёй, а затем
вновь выходят на поверхность. Это иногда
отражается в их названиях. На юге штата Индиана (США)
воды Лост-Ривер («Потерянной реки») исчезают в
пещерах. Над её подземным течением сохранилось
прежнее извилистое русло, где вода появляется
только после сильных дождей, когда подземные
туннели не вмещают весь мощный поток.
Вода не просто строит подземные пещеры и
лабиринты. Она ещё и украшает их сталактитами
и сталагмитами. Как же вода создаёт эти каменные
скульптуры?
Известняк состоит из углекислого кальция
(СаСОз), который вообще-то очень плохо
растворяется в воде. Однако если вода содержит
углекислый газ, а его много в тех водах, которые
проникают по трещинам сверху, то он вступает в
химическую реакцию и образует двууглекислый
кальций:
СаСОз + С02 + Н20 = Са(НСОз)2.
Двууглекислый кальций растворяется в воде
гораздо лучше. В растворённом виде он
путешествует с водой по трещинам, пока не попадает в
пещеру. Поскольку это соединение неустойчиво,
здесь оно разлагается обратно на воду, углекислый
газ и малорастворимый карбонат кальция. Капли,
падая с потолка пещеры, строят причудливые
колонны и разнообразные скульптуры. Из капель,
просочившихся с потолка пещер, как сосульки,
нарастают вниз сталактиты. Из капель,
падающих на пол пещеры, снизу постепенно растут
столбики — сталагмиты. Иногда эти формы
срастаются друг с другом в единые колонны,
которые могут достигать нескольких метров в
диаметре. Украшенные сталактитами и
сталагмитами пещеры бывают похожи на роскошные
Карстовая воронка — вход в царство подземных пустот,
которые образовала вода, растворяющая горные
породы. После дождей уровень ещё высок, но с каждым
днём вода убывает, обнажая дно воронки. Вскоре
осушится пропасть, уходящая далеко вниз между
пластами гипсоносных пород. Плато Шаков [Таджикистан).
159

Энциклопедия для детей
дворцы и храмы со скульптурами
удивительных животных и растений.
Это сказочные подземные города и
сады со своими обитателями. Да, не удивляйтесь:
в этих таинственных, вечно погружённых во мрак
пещерах и галереях есть своя жизнь. Там обитают
не встречающиеся более нигде растения и
животные.
Крупная карстовая пещера представляет собой
грандиозный многоэтажный лабиринт. Вспомните
описание пещеры из ♦Приключений Тома Сойера»
американского писателя Марка Твена, в которой
прятался индеец Джо: «...Пещера Мак-Дугала
была не что иное, как обширный лабиринт
извилистых и кривых коридоров, сходившихся и
снова расходившихся, но не имевших выхода.
Говорили, что в этой путанице трещин, расселин и
пропастей можно было бродить дни и ночи и все
же не найти выхода, можно было спускаться всё
глубже и глубже и всюду находить одно и то же -
лабиринт под лабиринтом, и не было им конца. Ни
один человек не мог похвалиться, что „знает"
пещеру. Узнать её было невозможно».
Эта сталактитовая пещера, известная теперь
как пещера Марка Твена, существует на самом
деле. Она находится в штате Миссури (США), на
правом берегу Миссисипи выше её слияния с
Миссури, километрах в трёх южнее городка
Ганнибал. Пещера электрифицирована. Её длина
3,4 км. Всего на территории Северной Америки
известно более 40 карстовых пещер длиннее 10 км.
Среди них есть несколько всемирно известных. У
подножия Гвадалупских гор, на юге штата
Нью-Мексико, на окраине полупустынного плато
2
■е- , ^
00 1 к
«о Я X
х О й
vS £ Э
^■е-"
if о 5
о
-100
-200
-300
-400
-500
-600
-700
-ноо
-900
Туннель сквозняка
в двойном проходе
с утомительным подъёмом
по груде каменных глыб
Вход в нижнюю пещеру,
использованный экспедицией
Национального географического
общества в 1942 г.
Блок-диаграмма Карлсбадской пещеры в штате Нью-Мексико (США):
1 — пещера Летучих мышей; 2 — естественный вход; 3 — Аудитория; 4 — Источник Дьявола; 5 — Рот кита;
6 — естественный мост; 7 — Логово Дьявола; 8 — Американский орёл; 9 — Дитя гиппопотама; 10 — Три
маленькие обезьяны; 11 — Айсберг; 12 — Статуя, закрытая покрывалом; 13 — Комната Нью-Мексико;
14 — Комната Зелёного озера; 15 — Замёрзший водопад; 16 — Верёвка королевского колокола;
17 — Спальня королевы; 18 — Комната индейского ребёнка; 19 — Занавес королевы; 20 — Крушение
надежд влюблённых; 21 — Дворец короля; 22 — Застенчивый слон; 23 — Холм аппетита; 24 — Склад костей;
25 — Комната Купол; 26 — Клюв голубя; 27 — туннель Седой Джим; 28— Зол великанов; 29 — Сдвоенные купола;
30 — Купол Гигант; 31 — Скала веков; 32 — Волшебная страна; 33 — Бездонная яма; 34 — Гипсовые постели;
35 — Комната Кристального источника; 36 — Храм Солнца; 37 — Санта-Клаус; 38— Грудь Венеры; 39 — Низшая
пещера; 40 — Место окончания прыжков; 41 — Статуя Свободы; 42 — Столб Тотем; 43 — Зеркальное озеро.
160

находится знаменитая Карлсбадская пещера,
отличающаяся не только своей длиной (33 км), но и
глубиной (313 м), и в особенности громадными
размерами отдельных залов (до 610 м). Ходы и
залы пещеры расположены в несколько этажей.
Залы имеют собственные громкие имена: Комната
Зелёного озера, Зал великанов, Комната
Кристального источника, Храм Солнца, Склад костей.
Считают, что пещера открыта в 1901 г., хотя в неё,
по-видимому, спускались ещё в XIX в. Она была
обнаружена по туче круживших над её входом
летучих мышей. Сейчас пещера посещается
многочисленными туристами, электрифицирована, даже
оборудована лифтами и закусочными.
В США, в штате Кентукки, находится и самая
длинная в мире пещера, именуемая
Флинт-Мамонтова. Суммарная протяжённость системы её
залов и переходов — 341,1 км. Состоит она из двух
пещер, история которых такова. Мамонтова
пещера была обнаружена в 1809 г. охотником,
преследовавшим раненого медведя. В 1812 г. во
время Англо-американской войны был составлен
первый план пещеры. Тогда она считалась самой
длинной в мире (около 7 км). Своё название эта
пещера получила из-за огромных размеров. Она
представляет собой систему пещер, гротов,
пропастей, соединённых в сложный пятиярусный
лабиринт. Здесь есть три подземных озера, текут три
реки с восемью водопадами. Один из огромных
залов достигает в длину 163 м. С этой пещеры
начался подземный туризм в Америке. После
Первой мировой войны территориям Мамонтовой
пещерой и находящимися по соседству другими
большими пещерами была приобретена штатом
Кентукки, и на ней был создан национальный
парк. В 1973 г. было установлено, что соседняя
пещера Флинт-Ридж длиной 121 км через новый
найденный ход соединяется с Мамонтовой. В
результате единая гигантская пещерная система
стала называться Флинт-Мамонтовой.
Второе место в мире занимает гипсовая пещера
♦Оптимистическая» на юго-западе Русской
равнины в Приднестровской Подолии (Украина). Длина
её сложнейшего решётчатого лабиринта 142,5 км.
Третья по суммарной длине (135 км) —
известняковая пещера Хёллох глубиной 828 м — находится
в Швейцарских Альпах.
Наибольшей известностью пользуются не самые
длинные, а самые красивые и доступные пещеры.
Так, знаменитая Кунгурская «ледяная» пещера на
Урале тянется «всего» на 5,6 км. Удивительная
окраска и причудливые формы сталактитов и
сталагмитов, сложное сочетание наростов
известняка и льда делают пещеру похожей на сказочное
подземное царство. Самая известная на Кавказе —
Анакопийская (Новоафонская) пещера.
Естественный вход в неё («Бездонная яма») находится в
воронке среди леса на горе Иверской. Чтобы
проникнуть в гигантские залы пещеры, нужно
спуститься на 139 м вертикально вниз. Пещера
поражает громадным объёмом подземных полостей
и разнообразием сталактитов и сталагмитов.
Внешние силы Земли
Теперь она оборудована для осмотра вЙч£»
туристами: со стороны Нового Афона в [I
«теле* Иверской горы в неё пробит
горизонтальный туннель для электропоезда.
Очень красива известняковая пещера Красная
в Долгоруковском массиве в Горном Крыму. Она
состоит из шести разновозрастных этажей и
исследована на протяжении 13,1 км. Верхние
этажи богато украшены колоннами и башнями —
сталактитами и сталагмитами. По двум нижним
этажам протекает подземная река, образующая
несколько сотен озёр и много водопадов.
Карстовые воды часто выходят на поверхность
в виде источников и питают реки и озёра. Особенно
мощные карстовые источники возникают тогда,
когда из недр Земли вытекают целые подземные
реки. Они получили название воклюз от известного
карстового источника Воклюз на юге Франции
недалеко от города Авиньона. Этот источник даёт
начало реке Сорг — его максимальный расход воды
достигает в многоводные годы 152 м3/с, а
средний — близок к 30 м3/с. Ещё мощнее
карстовые источники Мчишта на западном
Кавказе в Абхазии и Люта на Балканском полуострове —
они дают в секунду более 200 и 170 м* воды
соответственно.
Источники, бьющие из глубины под напором
через крупные карстовые воронки, иногда
образуют небольшие озёра. Интересно, что их
название в переводе с немецкого означает
«ключевой горшок*. Эти озерца обычно имеют
постоянный отток воды в виде ручья или речки. Если
такой источник находится в зоне переменного
насыщения, то расход его воды сильно изменяется
в зависимости от сезона, особенно в областях со
средиземноморским климатом. Это приводит к
временному исчезновению озера.
ПОДВОДНЫЕ
источники
Источники подземных вод есть не только на суше,
но и на дне морей и океанов. Уже много веков назад
люди использовали подводные источники для
получения пресной питьевой воды и пополнения её
запасов на кораблях. Вблизи юго-восточного побе-
161

Энциклопедия для детей
режья Греции построена специальная
плотина, которая ограждает донные
источники и создаёт пресноводное
озеро внутри моря. Эти воды идут на орошение.
В Атлантическом океане у берегов Флориды
пресные воды были обнаружены в 43 км от берега
к востоку от города Джексонвилла. Когда с
корабля пробурили скважину, то над морем
взметнулся девятиметровый фонтан воды.
Очень интересны выходы карстовых вод на дне
моря. Например, источник около города Канны на
Лазурном берегу Средиземного моря бьёт на
глубине 162 м под водой. Немного восточнее — на
итальянском побережье, около города Сан-Ремо, —
пресные воды выходят на дне моря на глубине
190 м. Подземные реки в том же районе близ
Ниццы впадают в море на глубине до 2 тыс. м.
Любопытно, что при выходе на глубинах до 15 м
пресная вода поднимается вверх, и рыбаки
набирают её в бочонки.
Но, как и наземные, подводные источники
бывают не только пресные. Например, в
глубоководных впадинах Красного моря солёность воды
в 7 раз выше солёности морской воды, а
температура её более 60° С. Там бьют горячие
солёные источники.
ПОДЗЕМНЫЕ ВОДЫ
В ЗОНЕ ВЕЧНОЙ
МЕРЗЛОТЫ
В зоне вечной мерзлоты часть подземных вод
находится в твёрдом, замёрзшем состоянии. Но есть там
и незамерзающая вода. Это, например, солёные
воды и рассолы, не замерзающие при —5° С и даже
ниже.
162
Карстовая пещера с подземным озером.

Внешние силы Земли
Мёрзлые горные породы непроницаемы для
воды, но в них могут существовать талые «окна».
Например, водоёмы (реки, озёра), как тёплые
компрессы, не дают промёрзнуть подстилающим
породам. Хорошие утеплители — торф и снег. Чем
мощнее снежная или торфяная «шуба», тем
меньше промерзает зимой почва.
Незамерзающие «окна» в вечной мерзлоте
называются таликами. Это слово из обихода
сибирских старателей сейчас вошло не только в
русскую, но и в мировую научную литературу.
Кроме водоёмов талики часто встречаются на
возвышенностях (междуречных пространствах,
высоких речных террасах), открытых для
отепляющего действия солнца и дождей. Сквозные
талики пронизывают всю толщу многолетней
мерзлоты. Через них могут подниматься напорные
воды из более глубоких водоносных горизонтов.
Зимой при разгрузке напорных вод по таликам над
ними сохраняются незамерзшие
участки озёр или русел рек — полыньи.
ТЕПЛО ЗЕМЛИ
Обычно мы не задумываемся, что внизу, под
нашими ногами, в глубинах планеты, вещество
раскалено до огромных температур. Время от
времени нам напоминают об этом вулканы и
гейзеры.
Гейзеры — это природные фонтаны воды с
паром. У каждого из них свои температура,
мощность, высота и даже ритм выбрасываемых
струй.
Настоящее чудо природы — Долина Гейзеров на
Камчатке. Она входит в состав Кроноцкого
заповедника. Крутые склоны сказочной красоты,
покрытые уникальными разноцветными водорос-
163

Энциклопедия для детей
Долина Гейзеров но Камчатке.
ПОДЗЕМНЫЕ
КОТЕЛЬНЫЕ ПЛАНЕТЫ
Запас тепла только в земной коре огромен, но
используется тепло Земли пока в ничтожно малых масштабах.
Приведём некоторые примеры его применения.
Болгарский город Видин отапливается горячими
подземными водами. Под городом залегают два горячих
водоносных слоя: на глубине 1600 м с температурой 60—70° С
и на глубине 3600 м с температурой 100* С. Взятая из-под
земли вода проходит по батареям отопления и снова
закачивается в недра.
На Камчатке известно свыше 140 кипящих и
фонтанирующих источников. Местные жители давно используют
тепло гейзеров (горячих источников вулканического
происхождения). Вырабатывает электроэнергию Паужетская
геотермальная электростанция. В санаториях в лечебных
целях применяют горячие источники, подогреваемые
курящимися вулканами. Тёплые подземные воды
используются и рыбоводами Камчатки. Они теперь имеют
возможность круглый год разводить лососей, которые
в 3 раза быстрее прибавляют в весе.
В Краснодарском крае с помощью горячих подземных
вод весь год выращивают овощи и обогревают
животноводческий комплекс.
ЖИДКАЯ РУДА
Некоторые подземные воды настолько богаты
минеральными веществами, что их по праву называют
жидкой рудой. Из них добывают бром, йод, бор, литий,
рубидий, цезий, германий, калий, стронций, магний, вольфрам,
уран, радий, мышьяк, а также поваренную и глауберову
соли. Такие воды часто содержатся на большой глубине в
артезианских бассейнах, а также в вулканических областях.
Во время Великой Отечественной войны москвичей
снабжали солью из подземных вод, которые поступали из Боен-
ской скважины в Москве с глубины 1,5 км.
Соль из источников добывали уже в средние века. Её
вываривали на специальных соляных варницах. Эти
промыслы дали названия городам и посёлкам: Соликамск, Соли-
галич, Усть-Сысольск, Соль вы чего дек, село Большие Соли.
ААного йода добывается из подземных вод, где его
может быть более 0,5 г/л. Например, в водах Сальзомаджоре
(Северная Италия). Воды, богатые йодом, полезны для дыха-'
тельных путей и голосовых связок. На курорте, созданном в
этом местечке, поправляли своё здоровье и укрепляли
голоса многие известные певцы, в том числе и великий Энрико
Карузо.
3?
164
лями, ограждают долину от внешнего мира. От
сотен горячих источников поднимаются вверх
клубы пара. Ни днём ни ночью не смолкает в ней
музыка гигантского волшебного оркестра —
гейзеров. С шумом и свистом выбрасывают они
кипящую воду. Барабанной дробью всплесков
рассыпается падающая вниз вода. Все воды
сливаются воедино. Стекая из Долины в реку
Гейзеров, они образуют три водопада высотой 40 м.
Извержение гейзера обычно непродолжительно.
Слабый всплеск воды — и вот ввысь взметается
огромный водяной столб. С оглушительным рёвом
за водой следует пар. Потом пар и вода
вырываются вместе из недр Земли. Заканчивается
извержение обычно паровыми выбросами. Но вот
струи исчезли. Ещё немного бурлит вода, но
успокаивается и она. Гейзер «отдыхает». Зачем же
гейзерам нужен «отдых»? Из недр Земли поступает
перегретая (т.е. с температурой выше 100° С) вода.
Когда эта вода вскипает, выбрасывается фонтан
воды и пара. После интенсивного парообразования
вода несколько охлаждается и в извержении
наступает перерыв.
Самый крупный гейзер не только в Долине
Гейзеров, но и на всей Камчатке — «Великан».
Регулярно через каждые 2 ч 46 мин он
выбрасывает сорокаметровые струи пара и воды. Столбы
пара поднимаются до 300 м. Гейзер «Старый
служака» в Йеллоустонском национальном парке
(США) каждые 50—70 мин выбрасывает струю
горячей воды на высоту 42 м. Много
замечательных фонтанирующих источников в районе
Больших Гейзеров в Калифорнии и в Долине
Десяти Тысяч Дымов на Аляске.
Самый высокий столб воды и пара — 450 м —
выбрасывал гейзер Ваймангу в Новой Зеландии.
Высота столба Большого (другое название —
Великий) Гейзера в Исландии достигала 70 м,
извержение длилось около 20 мин. Об этих
гейзерах, к сожалению, можно говорить лишь в
прошедшем времени. В 1866 г. при извержении
вулкана Таравера были уничтожены все гейзеры
Новой Зеландии. В 1918 г. перестал действовать
Большой Гейзер в Исландии.
Горячие воды называются термальными.
Откуда же они берутся? С глубиной температура в
недрах Земли растёт. В среднем при погружении
на 33 м температура возрастает на 1° С. Но в
каждом районе нагревание происходит
по-разному. Это в первую очередь зависит от
геологического строения. Вблизи действующих вулканов
увеличение температуры на 1° С происходит через
каждые 2—3 м. В некоторых районах Камчатки на
глубине 400—600 м температура уже превышает
200° С. Например, в районах вечной мерзлоты на
глубине 1 тыс. м температура может быть всего
лишь 25—35° С, на глубине 2 тыс. м — 40—60° С,
на глубине 4 тыс. м — около 100° С.
Интересное явление наблюдается в Западном
Приуралье. На горе Янгантау с глубины 90 м
выходят на поверхность газы и водяной пар,
температура которых достигает 360° С. Вулканов
там нет и не было. Высокая температура возникает

Внешние силы Зелии
при окислении органического вещества горных
пород.
Использовать тепло подземных вод очень
выгодно. Например, чтобы нагревать воду, которая
крутит турбину генератора тепловой
электростанции, надо сжигать огромное количество
дорогого топлива. Велики затраты и на его добычу,
и на доставку. К тому же большой вред
окружающей среде наносит загрязнение от постоянно
дымящих труб и гор ядовитой золы. А тут горячая
вода и пар сами поднимаются наверх, и нет
никаких отходов. Наоборот, потом эту воду можно
использовать для отопления, полива.
Впервые тепло подземных вод для выработки
электроэнергии стали использовать в Италии.
Сейчас такие электростанции работают уже во
многих странах. Они называются
геотермальными. Первая такая электростанция в нашей
стране — Паужетская — построена на Камчатке.
Там же сейчас работает и ещё одна — Средне-Па-
ратунская.
В последние годы разработаны новые способы
использования тепла Земли для получения
электроэнергии. Один из них — геотермальная
электростанция с двойным циклом. Горячие подземные
воды нагревают другую — так называемую
♦рабочую» — жидкость с более низкой
температурой кипения, которая вращает турбину
электрогенератора. Поэтому для выработки
электроэнергии могут использоваться подземные воды
с температурой уже гораздо ниже 100° С.
Другой способ основан на использовании тепла
горячих, но безводных горных пород. Бурят две
скважины глубиной несколько километров — до
горячих пород. Затем в одну из них мощными
насосами под давлением в несколько сотен кг/см2
нагнетают воду. Это давление огромно (для
сравнения: давление под центральной частью
33-этажного здания Московского
Государственного университета на Воробьёвых горах в
Москве — всего 5 кг/см2). Вода разрывает горячие
горные породы и образует в них полость —
нагревательный ♦ котёл». В этот котёл через одну
из скважин закачивается холодная вода, а по
другой выкачивается горячая, сразу
превращающаяся в перегретый пар, который и подаётся на
турбину. Такие ♦ котлы * уже были опробованы в
США (штат Нью-Мексико) на глубине 3600 м и в
Японии — на глубине 1800 м.
Тепло подземных вод часто используют для
отопления. Особенно большое значение это имеет
для Исландии — островного государства,
расположенного рядом с Северным полярным кругом.
Там около 30 природных горячих источников и
гейзеров, пробурено много скважин. Эти воды
отапливают столицу страны Рейкьявик и многие
другие города и посёлки, ими заполняют также
многочисленные бассейны, используют в
теплицах, где выращивают даже бананы. В Японии
горячими подземными водами орошают рисовые
поля, обогревают пруды, где разводят рыб и
аллигаторов.
ПОКЛОНЕНИЕ
БОГУ КИПЯЩЕЙ ВОДЫ
Большое внимание целебным подземным водам
уделялось во Франции, Ещё кельты, населявшие страну
до вторжения римлян (а это произошло в I в. до н.э.),
использовали многие целебные источники. Они
поклонялись богу Ворво, что в переводе значит «кипящий».
Посвященные ему алтари были найдены около источников
углекислых вод, в которых впечатление «кипящей» воды
создавал выделяющийся углекислый газ. История
запечатлелась в географических названиях: Бурбон-ле-Бен, Бурбон-
Ланей, Бурбон-д'Аршамбо. Эти названия обязаны своим
происхождением богу кипящей воды.
Целебные источники О-Шо («Горячие воды»), О-Бон
(«Добрые воды»), а также минеральные источники курорта
Виши стали популярны в XV в. В конце XIX в. во Франции
было известно уже более 1 тыс. целебных источников и
был принят закон об их охране.
ЦЕЛЕБНЫЕ ВОДЫ В РОССИИ
Впервые целебные воды — горячие родники в «земле
Пятигорских Черкасс» — упоминаются в «Книге
Большому Чертежу» (1627 г.).
Пётр I узнаёт о существовании целебного источника в
Карелии на берегу Онежского озера (вблизи нынешнего
Петрозаводска). Он посылает туда лейб-медика
Блюментроса. Когда выясняется, что в воде повышенное
содержание железа, ей дают название марциальной в честь
бога Марса. На этих водах лечился сам Пётр I. По его указу
были разработаны рекомендации, как использовать эти
воды для лечения.
В 1717 г. Пётр I приказал лейб-медику Шоберу изучить
Сергиевские минеральные источники. Шобер описал
горячие источники вблизи реки Терек, назвав их «теплицами
Святого Петра», а также горячие источники Пятигорья и
кислые источники современного Кисловодска.
I 4 000 м
Один из новых способов получения электроэнергии,
основанный на использовании тепла горячих,
но безводных горных пород.
165

Энциклопедия для детей
Мишень
Петра I с изображением
Карлсбадского бассейна. 1711 г.
П°л
I 1эг<
ОТКУДА ПОШЁЛ «ЛОДЫРЬ»
олвзнее всего пить минеральную воду из источника. Но
Гэго не всем доступно» Поэтому минеральную воду стали
разливать в бутылки. С бутылочной минеральной водой
связана одна забавная история. В начале XIX в. профессор
Московского университета Христиан Лодер открыл в
Москве «Заведение минеральных вод». Там, как на настоящем
курорте, можно было пить минеральную воду, но только из
бутылок. В те времена их привозили в основном из-за
границы. В центре города можно было наблюдать, как важные
господа не спеша прогуливаются и пьют воду. Простой люд
считал посетителей этого заведения бездельниками и стал
называть их «лодырями» по фамилии владельца. Как видите,
это слово прочно вошло в русский язык.
Наполнение ёмкостей минеральной водой
и их транспортировка. Х1Хв.
УТОЛЕНИЕ ЖАЖДЫ
От нехватки питьевой воды страдает 1/5 часть
всего населения Земли. Однако та вода, которую
используют для питья, часто не всегда для этого
пригодна. В развивающихся странах, например,
4/5 заболеваний возникает из-за употребления
грязной питьевой воды.
Чистая вода стала предметом торговли. Так, в
Гонконг вода доставляется из Китая по
специальным трубопроводам и танкерами.
Неудивительно, что люди всё больше и больше
начинают использовать подземные кладовые воды.
Подземные воды всегда более чисты, чем
поверхностные. Сравните воду речную и
колодезную. Мало осталось рек в наше время, из которых
можно рискнуть напиться без ущерба для своего
здоровья. А колодезную или родниковую воду мы
пока ещё пьём и с удовольствием, и без особого
риска. Чистота подземных вод обеспечивается тем,
что горные породы сами по себе работают как
фильтр, задерживая мелкие взвешенные в воде
частицы и часть растворённых веществ.
Для питья пригодны пресные и иногда
слабоминерализованные (до 2—3 г солей на 1 л)
подземные воды. Для сравнения: щепотка
поваренной соли, растворённая в стакане чистой воды, даст
минерализацию около 1 г на 1 л. Качество
питьевых вод — состав и количество минеральных
веществ, присутствие тех или иных бактерий, а
также вкус, цвет и запах — жёстко определяется
санитарными нормами.
В некоторых странах (Саудовская Аравия,
Мальта, Дания и др.) подземные воды —
единственный источник водоснабжения. В других —
подземные воды являются основным источником
водоснабжения. В Тунисе их доля составляет 95%
всех используемых вод, в Бельгии 83%, в
Нидерландах, ФРГ, Марокко — 75%. Такие
крупные города, как Минск, Вильнюс, Ереван,
Тбилиси, Ашхабад, Уфа, используют только
подземные воды.
В странах с сухим климатом подземные воды
используют также для орошения. Ими орошается
1/3 всех поливных земель в мире, 45% — в США,
58% — в Иране, 67% — в Алжире. Орошаемое
земледелие в Индии использует только подземные
воды.
Подземные воды часто используют для своих
нужд промышленные предприятия. Только в
Москве заводы и фабрики имеют на своей
территории более 400 артезианских скважин.
ЦЕЛЕБНАЯ ВЛАГА
Целебные подземные воды использовались людьми
ещё в глубокой древности. В бронзовом веке в
долине реки Инн в Альпах целебный родник с
железистой водой был ограждён деревянными
срубами, воду отводили специальные трубы.
Почитаемый греками бог врачевания Асклепий (у
римлян Эскулап) лечил своих больных целебными
166

подземными водами. В Греции до наших дней
сохранился древний город Эпидавр — святилище
Асклепия с культовыми постройками, среди
которых храмы, театр и даже водолечебница. Её
развалины были обнаружены в начале XIX
столетия. Возраст этого древнейшего курорта более
2,5 тыс. лет.
Основные лечебные вещества подземных вод —
углекислый газ, сероводород, железо, мышьяк,
бром, рений, йод, кремниевая кислота,
органические вещества. В зависимости от степени
минерализации подземные воды используются как
лечебно-столовые (минерализация 2—8 г/л),
лечебные литьевые (менее 13 г/л) и купальные
(10—140 г/л). По своему составу минеральные
лечебные воды делятся на несколько групп. Среди
их названий читатель наверняка встретит
несколько хорошо знакомых хотя бы по рассказам,
а некоторые, вероятно, многим доводилось
пробовать.
УГЛЕКИСЛЫЕ ВОДЫ — одни из самых
известных. Они применяются как для ванн, так и
для питья. Углекислота (ионы НСОз) благотворно
действует на сердечно-сосудистую систему и
желудок. В настоящее время обнаружено около 30 типов
углекислых вод — от пресных до солёных с
минерализацией 90 г/л. Среди них наиболее
широко применяются разнообразные нарзаны, а
также воды типа боржоми и ессентуки. Свои
названия эти минеральные воды получили от
наиболее известных источников.
На Кавказе в старину нарзан (нартасанна)
называли * богатырь-водой». По преданиям, он
придавал воинам силу и излечивал их от ран.
Сейчас нарзанами называют углекислые холодные
или тёплые пресные и слабосолоноватые воды.
Нарзаны кисловодского типа формируются в
известняках. Близкий состав имеют трещинно-
жильные холодные воды сибирских курортов
Дарасун в Читинской области и Аршан в Бурятии.
Нарзаны курортов Пятигорска и Железноводска
содержат сероводород и железо. Таков Елисаветин-
ский источник в городе Пятигорске, упоминаемый
М.Ю. Лермонтовым в * Герое нашего времени» при
описании * водяного общества». Боржоми —
♦содовый» тип углекислых вод, получивший своё
название от от одноимённого курорта в Грузии.
Ессентуки — «соляно-щелочной» (т.е. содержащий
приблизительно равные количества
гидрокарбонат- (НСОз-) и хлор-ионов) тип углекислых вод.
СЕРОВОДОРОДНЫЕ (СУЛЬФИДНЫЕ)
ВОДЫ содержат сероводород (H2S) и имеют
неприятный запах тухлых яиц. Это чаще всего
продукт жизнедеятельности бактерий, которые
могут обходиться без кислорода воздуха. Питаются
они различными органическими веществами:
нефтью, природным газом, углистыми остатками,
а дышат кислородом сульфатов, превращая их в
сероводород. Такие воды используются для
лечебных ванн при заболеваниях сердечно-сосудистой,
А. Дюрер. «Жена Иова омывает его целебной водой». XVI в.
СИБИРЬ ТОЖЕ МОЖЕТ СТАТЬ
КУРОРТНЫМ КРАЕМ
Б Сибири открыты богатые месторождения
разнообразных лечебных минеральных вод. Некоторые из них
редкие: горячие углекислые и радоновые. Они разбросаны по
всем её необъятным просторам. Они есть и вдоль недавно
проложенного железнодорожного пути —
Байкало-Амурской магистрали, и даже в крупных городах: Тюмени и
Иркутске. Не трудно себе представить, сколько здесь можно
построить курортов и вылечить людей.
167

Энциклопедия для детей
нервной и костно-мышечнои систем.
Источник сероводородных вод в долине
реки Мацеста вблизи Сочи находится в
толще известняков. Минеральные воды
латвийского курорта Кемери расположены под
торфяниками, покрывающими гипсоносные известняки.
Сероводородные воды обнаружены в Поволжье и
Алтайском крае.
ЖЕЛЕЗИСТЫЕ ВОДЫ используются как
лечебные питьевые при нарушениях работы
кроветворных органов. Слабожелезистые воды
образуются в обогащенных железом рыхлых
отложениях: Полюстрово (Санкт-Петербург), Марциаль-
ные воды (Карелия). Высокожелезистые кислые
воды возникают там, где окисляются сульфидные
руды (город Гай, Оренбургская область).
Углекислые железистые воды часто бывают горячими.
ВОДЫ С ПРИМЕСЬЮ МЫШЬЯКА
благотворно действуют на организм человека, повышая
его адаптационные возможности. Они встречаются
в горных и вулканических областях, например в
Синегорске на Сахалине и Арзни в Армении.
ВОДЫ С ПОВЫШЕННЫМ СОДЕРЖАНИЕМ
ОРГАНИЧЕСКИХ ВЕЩЕСТВ стимулируют работу
органов пищеварения. Широко известный
источник Нафтуся на курорте Трускавец (Западная
Украина) используется в лечебных целях более
150 лет. По-украински «нафта» означает «нефть».
Он был открыт в 1820 г., когда при бурении вместо
нефти обнаружили воду. Холодные, пахнущие
керосином воды с минерализацией 0,5—1 г/л по
своему составу заметно не отличаются от обычных
грунтовых вод, но содержат до 120 мг/л
органических веществ, полезных человеку.
БРОМНЫЕ, ЙОДНЫЕ И ЙОДОБРОМНЫЕ
ВОДЫ применяются для лечения заболеваний
сосудистой и нервной систем. Их месторождения
обычно располагаются в глубоких частях
артезианских бассейнов, например в Усть-Качке (Пермская
область, Россия), Лугеле (Западная Грузия),
Майкопе (Россия).
РАДОНОВЫЕ ВОДЫ применяются в виде
ванн, ингаляций и как питьевые. Они обладают
успокаивающим и обезболивающим действием.
Появление газа радона связано с радиоактивным
элементом радием. Наиболее богаты
радиоактивными элементами магматические и вулканические
породы. Радоновые воды применяют на
знаменитых курортах Цхалтубо (Грузия), Молоковка
(Читинская область, Россия), Хмельник
(Украина), Увильды (Челябинская область, Россия),
Пятигорск (Россия), Белокуриха (Алтайский край,
Россия).
Светское общество, отдыхающее но курорте минеральных вод. XIX в.
168

Внешние силы Земли
ЛЁД И ПЛАМЕНЬ
У' берегов Байкала среди вечной мерзлоты в бассейнах
рек Верхняя Ангара, Чара, Олёкма, Бысса, Бурея и
Витим бьют горячие ключи. Температура в них достигает
60° С и более. Местные жители издавна используют
целебные свойства этих ключей. Многие из источников
они считают священными.
В долине небольшой забайкальской речки Могой,
которая стекает со склонов Южно-Муйского хребта, есть
целая «горячая поляна». Она усеяна небольшими
углублениями наподобие ванн, со дна которых бьют
горячие ключи, а над ними постоянно висит облако пара.
Здесь берёт начало горячий ручей. Он прокладывает себе
путь среди тайги, земля которой скована вечной
мерзлотой. Вниз по течению вода в нём заметно остывает.
На ручье оборудовано несколько купален. Верхняя
купальня для самых смелых. Летом вода в ней настолько
горяча, что можно заживо свариться. Поэтому она
используется зимой только в лютые морозы. Температура
воды в нижних купальнях постепенно снижается. Здесь
можно выбрать температуру по вкусу. Человек,
принявший такую ванну, чувствует себя бодрым и полным
энергии. Поэтому источники — излюбленное место
охотников и рабочих местных золотых приисков.
X
КРЕМНИСТЫЕ ГОРЯЧИЕ ВОДЫ —
азотные, метановые и углекислые (с содержанием
кремнекислоты более 50 мг/л) используются и для
ванн, и для питья. Их целебное действие связано
с газообразным азотом, который оказывает
успокаивающее действие на кожу, благотворно влияет на
нервную, костно-мышечную системы и
кровеносные сосуды. Источники таких вод известны в
Хабаровском крае (курорт Кульдур), на Северном
Кавказе (Пятигорск), в Армении (Джермук), на
Камчатке (Паратунские источники), в Тбилиси
(источник «Старые термы»).
Минеральные источники Бад-Пирмонт в Нижней СаксЪнии.
Парализованные и страдающие ревматизмом пациенты
принимают ванны под открытым небом. Старинная гравюра.
ГРУППА ЛЕЧЕБНЫХ МИНЕРАЛЬНЫХ
ВОД БЕЗ СПЕЦИФИЧЕСКИХ КОМПОНЕНТОВ.
Их действие определяется общим составом и
минерализацией. Они используются либо как
лечебно-питьевые при заболеваниях органов
пищеварения, либо для купания. Такие ванны
активизируют обмен веществ в организме, улучшают
кровообращение и общее состояние центральное
нервной системы. Это московская (3,9 г/л)
баталинская (20 г/л), и старорусская (20 г/л
минеральные воды.
ВЕЧНАЯ МЕРЗЛОТА
К>чТО произошло в Сибири более 150 лет назад.
— Юдинокий охотник-тунгус шёл, выслеживая
v^добычу, по берегу реки. Его поступь была
мягкой и бесшумной, а взгляд — острым и
быстрым, как молния. Охота обещала быть
удачной — охотник принёс жертвы богам и долго
просил их о помощи. Вот он уже миновал крутой
изгиб реки, как вдруг какой-то шорох сзади
заставил охотника обернуться: часть крутого
противоположного берега, подмываемого рекой,
оползала в воду. И тут охотник увидел нечто,
заставившее его замереть от ужаса. Из обрыва,
обнажённого оползнем, показалась покрытая
длинной бурой шерстью голова громадных
размеров. Два чудовищных, изогнутых клыка торчали
из узкой пасти. Глаза жуткого зверя блеснули на
солнце. Объятый ужасом, охотник бросился прочь
не разбирая дороги...
Вскоре об этом событии узнали учёные. Они
приехали к месту находки и, обкопав клыкастую
голову, обнаружили тушу мамонта. Однако эти
животные вымерли много тысяч лет назад. Как же
мамонт мог так хорошо сохраниться? Причина
тому — вечная мерзлота. На большей части Сибири
под верхним слоем почвы находится скованный
холодом грунт, никогда не оттаивающий. Его-то и
называют вечной мерзлотой. Несколько десятков
тысяч лет назад огромные массы льда стали
двигаться на юг. Температура воздуха падала всё
ниже и ниже. Там, где совсем недавно росла сочная
трава, цвели цветы и весело щебетали птицы,
теперь шёл снег, стояли трескучие морозы и
ощущалось мёртвое дыхание приближающегося
ледника. По одной из гипотез, мамонты, не находя
себе в таких суровых условиях растительной
пищи, уходили на юг. Некоторые из них попадали
169

Энциклопедия для детей
Знаменитый
момонтёнок Димо,
останки которого
пролежали в мёрзлом
грунте 12 тыс. лет.
в болота и погибали. Надвигающийся ледник
покрывал болота, промораживал их. Замерзали и
туши мамонтов. Так как промёрзший слой больше
не оттаивал до наших дней, то и туши мамонтов в
нём прекрасно сохранились.
Так состоялась одна из первых встреч человека
с вечной мерзлотой. О том, что вечную мерзлоту
можно использовать в качестве холодильника для
хранения продуктов, издавна знали племена,
жившие в местах её распространения. Они
устраивали в мёрзлом грунте «холодильники» для мяса,
рыбы и шкур.
КОГДА ЖЕ ПОЯВИЛАСЬ
ВЕЧНАЯ МЕРЗЛОТА?
Около 700 тыс. лет назад, во время раннего
плейстоцена, на Земле началось похолодание.
Огромные массы льда надвигались на сушу.
Формирование ледников шло в основном за счёт вод морей
и океанов. Из-за этого уровень моря понизился на
150—200 м. О толщине (мощности) ледников,
покрывавших землю в то время, сейчас можно судить
лишь по тем отложениям горных пород, которые
они оставили после себя. Ведь ледники при своём
движении переносят огромное количество
обломков горных пород. Когда же ледник оттаивает, то
весь обломочный материал остаётся
(откладывается) на поверхности земли. Именно это и
произошло, когда спустя несколько десятков тысяч лет
началось потепление и ледники начали отступать.
Толщина ледниковых отложений, оставшихся с
тех времён, достигает 1000—1600 м и более.
Однако поскольку не во всех районах земного шара
среднегодовая температура поднялась выше нуля,
то в одних местах шло оттаивание мерзлоты, а в
других — продолжалось её образование. Так
формировались толщи мёрзлых пород.
Образование мерзлоты в древние эпохи учёные
связывают с материковыми оледенениями. Следы
таких оледенений в виде отложений пород
определённого состава и строения (моренные
отложения) встречаются практически повсюду.
Обнаружив в каком-либо районе эти ледниковые
отложения и установив их возраст, можно говорить о том,
что здесь существовала мерзлота.
Результаты изучения материковых оледенений
говорят о том, что в истории Земли периоды
похолодания (оледенений), когда мёрзлые породы
распространялись на самые обширные
пространства, сменялись периодами потепления. Так, по
последним данным, 2,1—2,5 млрд лет назад, в
эпоху раннего протерозоя, мерзлота существовала
на Северо-Американском континенте и в Южной
170

Внешние силы Земли
Африке, в позднем протерозое (600—1000 млн лет
назад) — в пределах Северной и Южной Америк,
Гренландии, Австралии, Центральной и Южной
Африки, Русской платформы, Урала, Казахстана,
Южного Китая и Кореи. Позднее же, в эру
палеозоя (400—240 млн лет назад), мерзлота
захватывала, но уже с перерывами, Центральную
и Южную Африку, Бразилию, Южную Америку,
Антарктиду, горные районы Индии, Австралии и
Аравийского полуострова. Однако в начале
позднего кайнозоя (25 млн лет назад) вновь произошло
похолодание, ставшее причиной серии
оледенений. В плиоцене и плейстоцене началось развитие
многолетнего промерзания пород,
продолжающееся до настоящего времени.
Причины такой периодичности пока точно не
выяснены.
РАСПРОСТРАНЕНИЕ
ВЕЧНОЙ МЕРЗЛОТЫ
Очень многие полагают, что нынешняя вечная
мерзлота — это некая редкая экзотика,
располагающаяся где-то за полярным кругом. В
действительности же площадь распространения многолет-
немёрзлых пород составляет сегодня около 1/4
всей суши земного шара и около 50% площади
бывшего СССР. Если же учитывать ещё и площадь
развития процесса сезонного (зимнего)
промерзания почв и грунтов, то
область распространения многолетне-
мёрзлых и сезонно-мёрзлых горных пород
захватит практически всю эту территорию и составит
около 50% площади континентов. Для того чтобы
представить себе масштабы распространения
мёрзлых пород, достаточно взглянуть на карту, которая
с очевидностью показывает, что такие породы
встречаются практически во всех уголках Земли и
занимают при этом огромные площади.
ВОЗНИКНОВЕНИЕ
НАУКИ ГЕОКРИОЛОГИИ
В литературе первые сведения о мёрзлых породах
стали появляться приблизительно с XVI столетия.
В это время русские землепроходцы
активизировали поиски Северного морского пути из Европы в
Китай и Индию и стали часто наведываться в
северные страны. В том же веке были получены
сведения о мёрзлых породах Северной Америки.
В XVII в. по мере проникновения русских
путешественников на восток и север Сибири в
Москву стали поступать донесения о
существовании мёрзлых пород. Так, путешествовавший по
России Д. Вуд, посетив Новую Землю в 1676 г.,
писал: «Если в местностях, в которых нет снега,
КАРТА СОВРЕМЕННОГО РАСПРОСТРАНЕНИЯ МЁРЗЛЫХ ГОРНЫХ ПОРОД
Многолетнемёрзлые
горные породы
Сезонно-мёрзлые
горные породы
171

Энциклопедия для детей
ЗЕМЛЯ — ХРАНИЛИЩЕ
___ ХОЛОДА И ТЕПЛА
В известном романе русского писателя ИМ. Лажечникова
«Ледяной дом» описан дворец, построенный изо льда в
холодную петербургскую зиму 1740 г. Стены, крыша, пол,
мебель и всё убранство были ледяными. Даже пушки были
отлиты изо льда и могли стрелять настоящими ядрами.
Конечно, никакой пользы от этого дома не было. Это была
игрушка, сделанная по прихоти императрицы Анны
Иоанновны. Но люди научились и рационально использовать
лёд, не только на земле, но и под землёй.
Ещё в конце XIX — начале XX вв. китобои и
миссионеры, посещавшие Аляску и Канаду, сооружали склады в
грунте, чтобы хранить продовольствие летом. До этого
местные жители помещали продукты в неглубокие ямы,
которые даже не доходили до уровня «вечной мерзлоты».
Сверху эти ямы засыпались грунтом и обкладывались
дёрном.
Потребность в более крупных хранилищах возникла на
Аляске в 1915—1920 гг. в связи с бурным развитием
оленеводства. Около тысячи голов оленей, завезённых из
Сибири в конце XIX в., через два десятилетия превратились
в стада, насчитывавшие почти миллион голов.
Заготавливаемую оленину вывозили морем в американские штаты
Вашингтон, Орегон и Калифорния. Для замораживания и
хранения мяса в ожидании прибытия транспортных судов
требовались дешёвые и вместительные холодильники. Так,
в 1920 г. оленеводческая компания братьев Ломен (самая
крупная из подобных компаний) построила на Аляске
первый сравнительно большой подземный холодильник.
В северных и северо-восточных районах России
действует около 300 подземных холодильников,
сооружённых в мёрзлых горных породах. Такие холодильники на
побережье Северного Ледовитого океана, в Якутии,
/Магаданской области, Красноярском крае служат для
замораживания и хранения рыбы и других продуктов.
Один из наиболее крупных подземных «ледяных
домов» находится в устье реки Оби. Этот склад
располагается в мёрзлых суглинистых породах и в мощной залежи
подземного льда. Температура этих горных пород
составляет —5е С. Стены, пол и потолок склада облицованы
льдом, там можно перевозить грузы на специальных санях.
Вентиляция позволяет также провести зимнюю «хладозаряд-
ку» — накопить холод под землёй. В зимние месяцы
специально нагнетаемый холодный воздух совершает
круговое движение по подземным пустотам. Притом чем
больше скорость его движения, тем больше холода
накапливает окружающий массив горных пород. С помощью
вентиляции зимой температуру в холодильнике
поддерживают от —19 до —24° С. К концу короткого полярного лета
она повышается на 10—15° С.
Не только холод, но и тепло можно хранить под
землёй. Для этого подходят подземные пустоты в скальных
породах. Работы по оборудованию подземных теплохранилищ
уже давно ведёт одна из шведских компаний. Вблизи
города Упсала с помощью взрывов в скале на глубине сотни
метров создали искусственную пещеру объёмом в 100 тыс. м3.
Летом её заполняли нагретой на солнце водой, а зимой эту
воду использовали для отопления жилого квартала.
В городе Лулео на севере Швеции роль хранилища
тепла выполняют 120 скважин диаметром по 150 мм,
пробурённые в скальной породе на глубину 25 м. В каждой
скважине находится пара стальных труб, по которым
циркулирует горячая вода, нагреваемая отработанными газами
соседнего металлургического завода. Скважины служат
своего рода теплообменниками, которые летом отдают
172
начать копать землю приблизительно до глубины
2 футов, то встретится лёд... факт, о котором
раньше ничего не было слышно». При освоении
Восточной Сибири казаки пытались заняться
привычным им хлебопашеством. Однако все их
попытки оказались неудачными — в мёрзлой
земле не росли ни рожь, ни пшеница. Ленские
воеводы П. Головин и М. Глебов в 1640 г. сообщали
в столицу: «А в Якутском-де, государь, по сказкам
торговых и промышленных служилых людей,
хлебной пашни не чаять; земля-де, государь, и
среди лета вся не растаивает». Другая проблема, с
которой столкнулись первопроходцы, — это
водоснабжение. И особенно — зимой, когда все реки
замерзают. В Якутске в 1685—1686 гг. решили
вырыть колодец. По распоряжению воеводы
начали долбить мёрзлый грунт. Пять метров,
десять, а воды всё нет и нет. Наконец по
достижении глубины 30,5 м работы были
прекращены — никаких следов воды обнаружено не
было, а ниже была опять та же мёрзлая земля.
В конце XVIII — начале XIX вв. в низовьях
Енисея были обнаружены залежи подземного льда
большой мощности. Производились замеры
температур мёрзлых пород. Специальные экспедиции
исследовали мёрзлые породы и залежи льда. При
этом, например, было установлено, что глубина
сезонного (летнего) оттаивания зависит от состава
мёрзлой породы. В частности, оказалось, что при
равных условиях песок оттаивает на гораздо
большую глубину, чем глина.
В это же время было выявлено наличие вечной
мерзлоты на дне Гудзонова залива в Северной
Америке.
В 1828 г. служащий Русско-Американской
компании Фёдор Шергин в Якутске начал
строительство колодца. Нанятые им рабочие девять лет
долбили мёрзлую землю. Глубина колодца
достигла 116,4 м. Питьевой воды он так и не дал, но
сыграл огромную роль в изучении строения и
температуры мёрзлых пород. Так, например,
оказалось, что, начиная с некоторой глубины
(около 15 м), температура грунта неуклонно
повышается.
Во второй половине XIX — начале XX вв.
началось интенсивное сельскохозяйственное и
промышленное освоение Сибири. На её просторах
возникали и развивались новые посёлки и города.
Были открыты новые месторождения полезных
ископаемых. Всё это потребовало прокладки
современных путей сообщения. Так началось
строительство Транссибирской магистрали. К
строительству её были привлечены опытные
инженеры, путейцы, рабочие. Каких-либо
сверхсложностей эта магистраль не предвещала. Ведь и болота,
и горы, и широкие реки, и даже суровый климат
не были в новинку для строителей. Работы
начались и шли вполне успешно, пока дорога не
перевалила за Урал. Тут, в Сибири, пути,
уложенные по всем правилам европейского
строительства, начали вести себя как-то странно: рельсы
то там, то здесь вдруг оказывались выгнутыми,

Внешние силы Земли
а то и вовсе изгибались волнами, или
железнодорожное полотно покрывалось льдом, хотя в
округе ни рек, ни озёр не было. Сначала наледи
пытались скалывать, освобождая дорогу, но они
появлялись вновь и вновь. Кроме того, первые же
сибирские зимы показали, что пустить поезда по
проложенным рельсам будет довольно сложно,
ведь тогда на железных дорогах применялась лишь
паровозная тяга. Паровозы же без воды не могли
двигаться. А многочисленные реки, озёра и ручьи
покрывались толстым слоем льда, а то и вымерзали
до дна. Воды не хватало.
Проблемы множились, и строители обратились
к учёным. Оказалось, что причина всех неудач —
вечная мерзлота.
В начале 90-х гг. XIX в. была создана
специальная комиссия по изучению мерзлоты.
Началось планомерное исследование мёрзлых
грунтов. В те же годы за рубежом учёные стали
проводить отдельные работы по изучению вечной
мерзлоты на полуострове Аляска, архипелаге
Шпицберген, а также на севере Швеции и в
некоторых других странах.
Так возникла новая наука — мерзлотоведение,
или геокриология (от греч. «криос» — * холод»),
наука о вечной мерзлоте. Предметом изучения
геокриологии является криолитозона — часть
земной коры, содержащая мёрзлые и морозные
породы.
СВОЙСТВА ГОРНЫХ
ПОРОД КРИОЛИТОЗОНЫ
Основным объектом изучения геокриологии
являются мёрзлые горные породы и почвы. На
территории средних и высоких широт Северного и
Южного полушарий нашей планеты верхние слои
литосферы большую часть года имеют
отрицательную температуру. Если слагающие их горные
породы содержат воду в жидком виде, то она замерзает,
превращаясь в лёд. Те горные породы, которые
большую часть года имеют температуру ниже нуля
(отрицательную среднегодовую температуру) и
содержат в себе лёд, называют мёрзлыми. Горные
породы, имеющие отрицательную среднегодовую
температуру, но не содержащие льда, называют
морозными. Если же в горной породе температура
большую часть года положительна и в ней нет льда,
то такая порода в криолитозоне называется талой.
Мёрзлые породы при этом отличаются от талых
своей монолитностью, большой твёрдостью и
крепостью. Ведь замёрзшая вода, превратившись в
лёд, прочно скрепляет, цементирует грунтовые
частицы. Твёрдость мёрзлых пород столь велика,
что не принимать её во внимание нельзя, ибо это
грозит немалыми бедами. Вот лишь один пример.
Как-то на Крайнем Севере шло строительство
инженерного сооружения. По правилам
полагалось пробурить скважины в мёрзлых грунтах и
забить в них сваи. На этих сваях и должно было
стоять сооружение. Сооружение построили, однако
через некоторое время оно покриви- dbpL^i
лось, дало трещины. Начали выяснять CaUBSl|
причины такого * саморазрушения»
постройки. Оказалось, что строители пробурили
скважины только до половины положенной
глубины. Затем мощной современной техникой стали
забивать стальные сваи. Пока сваи шли по
скважинам, всё было нормально. Но вскоре
стальные сваи упёрлись в мёрзлый грунт и под
прессом забойной техники начали изгибаться. В
результате построенное сооружение оказалось
стоящим не на прямых сваях, а на шатких опорах,
напоминающих подковы, поставленные
вертикально. Это и вызвало деформацию сооружения
при его естественной осадке.
Среди всех мёрзлых и морозных пород наиболее
трудны для изучения дисперсные породы, т.е.
породы, состоящие из множества разных мелких
частиц (глины, пески и т.д.). Самые крупные
частицы в них имеют размеры песчинки, а самые
мелкие видны только под микроскопами при очень
сильном увеличении. Внутри таких пород
содержится множество мелких пустот или пор. Вода в
этих порах обычно находится в трёх состояниях: в
виде льда, пара и незамёрзшей воды. Да-да, это не
опечатка. В мёрзлых грунтах действительно есть
незамёрзшая вода. Ведь это только кажется, что в
твёрдом, как скала, куске мёрзлой породы есть
только лёд. На самом деле там всегда содержится
жидкая вода. Только её совсем немного, и
распределена она по частицам грунта тоненькой
плёночкой. Такой тоненькой, что её не видно даже
в лупу. Образуется она и не замерзает потому, что
частицы грунта как бы притягивают к себе
молекулы воды и не дают им переходить в лёд.
Только очень сильные морозы могут превратить в
лёд часть воды из этой плёночки. Но нет на Земле
таких морозов, которые смогли бы заморозить всю
воду в породе.
Лёд и вода в мёрзлых породах находятся в
постоянном равновесии. Так, при повышении
температуры лёд подплавляется и пополняет
запасы незамёрзшей воды; при понижении
температуры происходит обратный процесс — часть
воды замерзает и превращается в лёд. Кроме того,
содержащаяся в мёрзлой породе вода может
мигрировать — двигаться в грунте, и замерзать,
образуя в породе прослойки льда (шлиры)
толщиной от сотых долей миллиметра до нескольких
сантиметров и более.
При любых изменениях температуры в мёрзлом
грунте начинается перемещение незамёрзшей
влаги. Там, где теплее, лёд чуть-чуть подтаивает и
частично превращается в воду. Плёнка
незамёрзшей воды в этом месте становится толще, чем в
более холодных частях породы. После этого
♦лишняя» вода перемещается туда, где её меньше,
и снова замерзает, увеличиваясь в объёме
примерно на 9%. Породы, окружающие такой растущий
шлир льда, как бы раздвигаются в разные стороны,
и сильнее всего — вверх. В результате происходит
поднятие, вспучивание самой поверхности земли.
173

Энциклопедия для детей
ТЕМПЕРАТУРА И
МОЩНОСТЬ МЕРЗЛОТЫ
Зимой, когда средняя температура воздуха
опускается ниже 0° С, грунт промерзает. Однако
промерзает неравномерно. Объясняется это тем, что грунт
обладает так называемым «термическим
сопротивлением»: он сопротивляется холоду потому, что
имеет собственный запас тепла и собственную
температуру. Зимний мороз схватывает, как правило,
лишь самый верхний слой грунта. Нижние же слои
он охлаждает всё меньше и меньше. То же самое
можно сказать и о летнем тепле: солнечные лучи
согревают поверхность земли, вглубь же тепло
проникает медленно. Поэтому если температура
воздуха на поверхности пород сильно изменяется
в течение года (зимой очень холодно, а летом —
жарко), то с глубиной эти сезонные перепады
температуры становятся всё меньше и меньше. А на
определённой глубине и вовсе отсутствуют.
Температура мёрзлого грунта там практически
равняется среднегодовой температуре на поверхности
пород.
Однако если мы начнём замерять температуру
мёрзлых пород ещё ниже по разрезу, то об-
Каменные «медальоны» в зоне вечной мерзлоты.
Но в то же время там, откуда уходит мигрирующая
вода, образуется пустота. Под весом вышележащих
пород она смыкается. Так происходит усадка
(сжатие) мёрзлой породы.
В общем можно сказать, что мёрзлая порода
является весьма подвижной системой,
реагирующей на любые изменения температуры.
174
Уже в старину люди научились строить дома в зоне вечной мерзлоты на сваях.

Внешние силы Земли
наружим, что она неуклонно повышается. Такое
повышение температуры связано с тем, что из недр
Земли идёт небольшой, но постоянный поток
тепла. Та глубина, на которой температура
мёрзлых пород достигает 0° С, является глубиной
распространения мёрзлых пород. Она может
достигать нескольких сотен метров и более.
Максимальная мощность многолетнемёрзлых
толщ горных пород при этом может достигать
1300—1500 м и более, а отрицательная
среднегодовая температура пород на глубинах 10—20 м от
—12 до —15° С и ниже.
ХАНТАЙСКОЕ
ВОДОХРАНИЛИЩЕ
ВОДА
В областях распространения мёрзлых пород
значительную роль играют надземные и подземные
воды. Надземные воды обычно перемерзают зимой.
В толщах мёрзлых пород существуют солёные воды
с отрицательной температурой — криопэги (от греч.
«криос» — «холод», «лёд»; «пэги» — «холодные
воды», «источники»). Эти воды не замерзают и
могут перемещаться в многолетнемёрзлых породах
так же, как и обычные подземные воды в талых
толщах. То, что вода, содержащая в себе соль,
замерзает при более низкой температуре, чем прес-
е ее ной 1970 г., перекрыв плотиной реку Хантайку
(правый приток Енисея), гидростроители создали самое
северное в мире водохранилище, расположенное за поляр-
ным кругом. Постепенно водохранилище начало
наполняться водой. Однако через некоторое время обнаружилось,
что уровень воды в нём поднимается слишком медленно. А
ведь от высоты уровня воды в водохранилище (напора)
напрямую зависит мощность электростанции. За шесть лет
существования водохранилища запроектированный уровень
наполнения так и не был достигнут. Тогда специалисты
начали искать причину этого явления. Вода поступает, а её
уровень почти не поднимается... Оказалось, что не
замерзающая круглый год вода отогревала более холодные
мёрзлые породы на дне и бортах чаши водохранилища. Эти
породы содержали большое количество льда, при таянии
которого началось уменьшение объёма породы. В результате
дно как бы проседало вниз. Кроме того, оттаявшие борта
водохранилища начали осыпаться. В результате увеличились
глубина и площадь водохранилища, тогда как уровень воды
в нём остался практически постоянным. Увеличение объёма
чаши водохранилища за счёт оттаивания пород составило
около 3,5 км3. Эти процессы можно было бы
предусмотреть, если бы геологи заранее изучили породы бортов и
ложа проектируемого водохранилища и количество
содержащегося в них льда.
5С
Дома, построенные без учёта особенностей грунта, разрушались.
175

Энциклопедия для детей
ная, известно давно. Не случайно
зимой улицы городов специально
посыпают солью, чтобы можно было
ходить, не боясь гололёда. В мёрзлых же породах
существуют криопэги, представляющие собой
насыщенные солевые растворы. Концентрация солей
в них может достигать 200 г и более соли на 1 л
воды, в то время как 1 л морской воды содержит
в среднем 35 г соли.
Кроме того, как уже говорилось, в мёрзлом
грунте пресная вода может перемещаться по
породе. При этом в одних местах возникают
ледяные прослойки, а другие обезвоживаются и
превращаются в морозные грунты.
Таким образом, вода участвует практически во
всех мерзлотных (криогенных) процессах.
КРИОГЕННЫЕ
ПРОЦЕССЫ И ЯВЛЕНИЯ
Криогенными процессами называют геологические
процессы, которые происходят при промерзании
или оттаивании горных пород, а также замерзании
подземных вод. Сезонное оттаивание — это
оттаивание летом верхней части толщи мёрзлых пород.
Типичный пейзаж с буграми, называемыми «булгунняхами», встречающийся в
Центральной Якутии, на арктических приморских низменностях
северо-востока Сибири и Северной Америки.
Этот оттаивающий слой называется сезонно-талым
слоем. Сезонное промерзание соответственно —
промерзание зимой верхней части талых пород,
представляющей собой сезонно-мёрзлый слой.
Одно из явлений, широко распространённое в
пределах криолитозоны, — это многолетние бугры
пучения. Образовываться они могут по-разному.
Так, например, при промерзании талых
торфяников зимой к ним начинает мигрировать вода из
талых пород. Она тут же замерзает, превращаясь
в объёмистый шлир льда. Торфяник
приподнимается, на нём образуется бугор, постоянно
увеличивающийся, поскольку вода всё продолжает
поступать. Скорость роста таких бугров составляет
до 10—30 см в год. Они достигают в высоту от 2—3
до 20 м, а в основании — от нескольких десятков
до сотен метров. Такой бугор пучения называют
миграционным, т.к. он образовался в результате
миграции влаги.
Существуют и другие виды многолетних бугров
пучения. Один из них — инъекционный. Он
возникает обычно в районах мелких озёр и других
небольших водоёмов. Зимой такое озеро на вечной
мерзлоте зачастую промерзает до дна. Однако под
ним всегда есть насыщенные водой талые породы.
Они также начинают промерзать. Талые породы
оказываются как бы в мёрзлом
I мешке: сверху них лёд, снизу
вечная мерзлота. Объём такого
мешка по мере промерзания
постепенно уменьшается, и вода
талых пород, сжимаясь, начинает
давить на сдерживающие их
стенки и кровлю. Наконец,
поддавшись этому давлению, мёрзлая
кровля в наиболее слабом месте
выгибается, образуя бугор
пучения шлемовидной формы.
Такие бугры пучения якуты
называют * булгунняхами», а
эскимосы — «пинго». Размер их зависит
от количества воды в подозёрных
талых породах (таликах) и может
достигать в высоту 30—60 м, а в
основании — 100—200 м.
Наиболее часто булгунняхи
встречаются в Центральной Якутии, на
арктических приморских
низменностях северо-востока Сибири и
Северной Америки.
Наиболее распространённое
явление — выпучивание врытых
столбов, камней и других твёрдых
тел из рыхлых отложений,
которые при промерзании
увеличиваются в объёме и пучатся.
Нередко зимой такие рыхлые грунты
смерзаются с вкопанным столбом,
а затем, пучась, поднимают его
вверх. Столб как бы вынимается
из непромёрзшей части сезонно-
талого слоя. Образовавшаяся под
176

Внешние силы Зелии
ним полость заполняется водой или разжиженным
грунтом. При полном промерзании сезонно-талого
слоя в этой полости образуется лёд или
сильнольдистый грунт. Летом, пока не
оттает подошва столба, он
сохраняет своё приподнятое
положение. После вытаивания льда в
полости под столбом остаётся
грунт, и потому столб, хотя и
уходит в землю, но не настолько,
чтобы принять своё
первоначальное положение. С началом
следующей зимы история
повторяется. И так из года в год.
Постепенно столб теряет
устойчивость, наклоняется и падает. Не
беда, когда это происходит со
столбами изгородей, но когда
падают телеграфные столбы и
опоры электросети,
деформируются сваи фундаментов зданий — это
уже стихийное бедствие. В
природе же многолетний процесс
выпучивания валунов, скальных
обломков и мелких камней
приводит к формированию на
поверхности каменных россыпей,
образованию на пологих склонах
целых каменных потоков.
Иной вид криогенных
процессов — растрескивание мёрзлых
пород. Из-за разницы отрицательных температур
в различных частях мёрзлых пород они
раскалываются. При сезонном промерзании пород глубина
образующихся трещин не превышает мощности
сезонно-мёрзлого слоя. Однако в многолетнемёрз-
лых породах такие трещины могут проникать на
глубину до 3—4 м и более.
Если по какой-либо причине (потепление
климата, деятельность человека) глубина сезонного
оттаивания достигает сильнольдистых грунтов или
подземных льдов, то они тоже начинают оттаивать.
Появляется вода, которая, нагреваясь на солнце,
повышает температуру находящихся под ней
пород, и они продолжают оттаивать дальше.
Причём эти породы постепенно уплотняются за
счёт вытаявшего льда. Так образуются
термокарстовые озёра. При определённых условиях под
таким озером может протаять вся толща мёрзлых
пород насквозь.
Серьёзную опасность представляет собой и
характерный для криолитозоны процесс соли-
флюкции, развивающийся на склонах сопок,
холмов и оврагов. Солифлюкцией (от лат. solum —
«почва»; fluxus — «течение») называют течение
рыхлых, сильно переувлажнённых масс грунта по
откосам. Верхний слой вечной мерзлоты оттаивает
летом на сравнительно небольшую глубину.
Периодически он сильно переувлажняется талыми и
дождевыми водами, которые не могут проникнуть
на глубину сквозь мёрзлые породы. В результате
верхний талый слой ещё сильнее намокает,
«Каменная река» — курум — на месте наледи, покрывающей зимой
берега реки в Западном Саяне (Южная Сибирь). Мерзлотные процессы
поднимают вверх из толщи рыхлых отложений глыбы горных пород, которые
покрывают обширные пространства.
увеличивается его вес, и он начинает сползать вниз
по склону. Причём это происходит даже на скатах
с уклоном всего 3—10°. Обычная скорость течения
грунта по склону составляет 2—10 см в год. Однако
иногда при обильных дождях или интенсивном
таянии скорость такого оползня достигает
нескольких метров в минуту. Известны случаи, когда
солифлюкционные сплывы разрушали палаточные
лагеря геологов на полуострове Ямал.
С водой в криолитозоне связаны такие явления,
как наледи. Наледями называются ледяные
наплывы, образующиеся в результате замерзания
излившихся на поверхность подземных речных
или озёрных вод. Зимой при промерзании верхней
части водоносных пород в них возникает всё
нарастающее гидростатическое давление (давление
воды). Это происходит потому, что вода,
превращаясь в лёд, увеличивается в объёме, сдавливая
ещё не замёрзшую воду, и одновременно
перекрывает ей все выходы на поверхность. Между тем
вода, находящаяся подо льдом, сопротивляется
ему, стремясь вырваться наружу, давит на
ледяную корку промёрзшего грунта, пока наконец не
прорвёт её и не выплеснется из своего заточения.
Но, оказавшись на воле, вода быстро замерзает и
покрывает льдом только что проделанное ею самой
отверстие. И всё начинается сначала. Количество
таких циклов может достигать нескольких
десятков за зиму. Толщина наледей порой достигает
7—10 м, а площадь — нескольких десятков
квадратных километров. Так, в 1866—1870 гг. на
177

Энциклопедия для детей
ОПАСНАЯ ТРЯСИНА
П[ри строительстве Транссибирской магистрали на
одном из её участков (недалеко от станции У руша)
для прокладки железнодорожного полотна требовалось
сделать выемку. Грунт из выемки вывозился на телегах,
запряжённых лошадьми. Первое время возчики ездили по
дёрну. Однако через некоторое время дёрн был
полностью растоптан, а лежащие ниже вечномёрзлые
грунты превратились в настоящую трясину. В этой трясине
начали вязнуть лошади и телеги. И не только вязли, но и
тонули. Известен случай, когда одна лошадь погибла, а
ещё трёх едва успели спасти.
В подобной выемке на другом участке дороги едва
успели спасти человека, которого трясина засосала по
грудь. Грунт в этом месте, как оказалось, оттаял на
глубину более 10 м.
Оттаявший грунт превращался в какую-то жидкую
массу, в которой тонуло всё — и шпалы, и рельсы, и
балласт (в качестве которого использовали всевозможный
подручный материал — землю, камни, брёвна).
Последний привозили ежедневно, но вскоре он
бесследно поглощался оттаявшим грунтом.
северо-востоке Сибири одной из экспедиций была
обнаружена наледь площадью около 100 км2.
Хороший мог бы получиться каток! Только вот
беда: мест очередных выходов подлёдной воды на
поверхность на таком катке не отметишь, а
вырывается вода на свободу порой с настоящим
взрывом. И это опасно.
Кроме наледей в мёрзлых породах широкое
распространение имеют подземные жильные и
пластовые льды. Толщина таких пластовых льдов
достигает 25—30 м и более, а протяжённость —
нескольких сотен метров.
КРИОГЕННЫЕ
ПРОЦЕССЫ
И ДЕЯТЕЛЬНОСТЬ
ЧЕЛОВЕКА
Сложные и трудно предсказуемые криогенные
геологические процессы и явления во многом
определяют всю хозяйственную деятельность человека в
зоне вечной мерзлоты. Любая ошибка и
оплошность могут привести здесь к непоправимым
последствиям.
Наледь на реке взорвалась с оглушительным шумом, разбудившим местных жителей
178

Внешние силы Земли
Так, неправильное строительство железных и
автомобильных дорог грозит усилением наледеоб-
разования. Сооружая дороги, человек невольно
перекрывает путь естественного потока грунтовых
вод. К примеру, укатанная дорога зимой
промерзает быстрее, чем земля по её обочинам.
Перемещающиеся грунтовые воды как бы
натыкаются на мёрзлую завесу под дорогой и, изливаясь
на поверхность, замерзают. Из-за этого на одном
из участков дорог в Центральной Якутии в течение
зимы возникло 60 наледей общей площадью
107 км2. Представляете себе, каково было ездить
по такой дороге? А сколько труда потребовалось,
чтобы наладить нормальное движение транспорта!
Немало забот приносит дорожникам и
вспучивание почвы. Оно взламывает крепчайшие
бетонные покрытия шоссе и деформирует
железнодорожные пути. На борьбу с этим бедствием и
ремонтные работы уходят основные средства и
силы строителей.
Серьёзные проблемы ставит перед строителями
зданий и инженерных сооружений сезонное
подтаивание и промерзание грунтов. Оно приводит к
неравномерной осадке домов, что деформирует их,
делает непригодными к эксплуатации, а порой и
вовсе разрушает.
Для предотвращения всех этих бед необходимо
постоянное и тщательное изучение причин
возникновения и характера геокриологических
процессов. В решении этой задачи главная роль
принадлежит учёным-геокриологам, которые исследуют
практически все аспекты формирования и
развития мёрзлых горных пород, тесно сотрудничая с
такими науками, как физика, химия, математика,
механика, климатология, палеогеография,
геоботаника, почвоведение и многими другими.
космос
С первыми полётами космических кораблей
учёные обнаружили, что мерзлота существует не
только на Земле. Мёрзлые горные породы были
обнаружены на Марсе и Плутоне, а также на спутниках
Юпитера, Сатурна, Урана, Нептуна и Плутона.
Действительно, ведь космическое пространство,
окружающее эти планеты, является настоящим
царством холода, где температура близка к
абсолютному нулю (—273,1° С). При таких низких
щ Г ч Г аблюдая на ночном небе быстро угасающие
г- голубые линии, люди всегда стремились по-
-_L -_L нять и объяснить, что это такое. «Падающие
звёзды», — говорили одни. «Души умерших
праведников», — возражали им другие. «Небесные
* * *
ЖЪесьма сложным было использование выемки,
D сделанной на 2147-м километре Забайкальской
железной дороги. Наледи полностью заполняли кюветы и
подбирались к линии. Скалывать лёд не успевали, и тогда
на участке протяжённостью 300 м через каждые 10—15 м
пришлось установить 25 жаровен, которые топили
дровами и обрубками шпал в течение всей зимы. Только
так, растапливая лёд и подогревая образующуюся воду,
удавалось добиться того, чтобы она уходила в землю, не
успев замёрзнуть. Тем самым выемку предохраняли от об»
разования наледей.
А в 1915 г. возле станции Ледяная (также в
Забайкалье) нужно было защитить мост через реку Джитба от
наледей. Для пропуска воды под мост в русле реки выше
и ниже моста на участке длиной до 120 м было
установлено в прорубях 40 чугунных котлов, в которых
непрерывно горели костры. Благодаря этому подогреву
наледь образовалась не у моста, а на 300 м ниже. Таким
образом мост был спасён от разрушения.
Иногда вода появляется там, где её менее всего
ожидают. Например, в марте 1913 г. вода прорвалась из-
под земли в жилые бараки на 328-м километре Амурской
железной дороги и замёрзла. В результате все
температурах некоторые газы замерзают и
превращаются в лёд. Например если на Земле
преобладает «водяной» лёд (НгО), то на Марсе он
сосуществует с «сухим» углекислым льдом (СО2). Спутник же
Сатурна Титан, по-видимому, покрывают
застывшие аммиак (NH3), метан (СЩ) и этан (СгНб).
Уже сейчас быстрыми темпами развивается
криология планеты Марс, начинается изучение
мерзлоты на Луне, идёт накопление данных по
криологии других планет Солнечной системы. На
основе геокриологии возникает более общая наука
— планетарная криология, которая успешно
использует знания и законы учения о мёрзлых
породах Земли. Другими словами, в перспективе
речь идёт о перерастании геокриологии в
космическую криологию. И совсем не исключено, что кто-то
из читателей нашей «Энциклопедии» в будущем
займётся исследованием мерзлоты где-нибудь на
Марсе или Сатурне, открывая для человечества всё
новые и новые горизонты науки.
камни», — утверждали третьи. Иногда это бывает
не узкая светящаяся среди звёзд полоса, а
широкий огненно-дымный след с яркой «головой» и
более узким «хвостом» — дракон, змей. Нередко
это явление сопровождается громом и гулом, паде-
МЕТЕОРИТЫ.
ПРИШЕЛЬЦЫ ИЗ КОСМОСА
179

Энциклопедия для детей
нием на Землю раскалённых камней
или глыб железа. И если про камни
ещё можно было думать, что их
«забросил на небо» вулкан, то железо... Откуда
бралось железо?!
Сейчас известно, что во многих случаях люди
были свидетелями всего лишь оптических
атмосферных явлений: появления метеоров, болидов,
комет. Это вызывало удивление, иногда страх.
Нередко эти события будили фантазию и служили
основой легенд, преданий и сказок. И хотя
никакого следа на Земле эти «космические
пришельцы» не оставляли, скажем о них
несколько слов, ведь Земля — это только частица
Вселенной...
ЛЕТОПИСИ
СВИДЕТЕЛЬСТВУЮТ
4 Ж S *Ъ года в 22-й день было тихо, и небо всё
I OOjL чисто, а мороз лютый. В селе Новой Ерги и
деревнях... от солнечного закату явилась будто звезда
великая и, как молния, быстро покатилась по небу,
раздвоив его... И потом облак стал мутен, и небо
затворилось; ...и на землю пал огонь... в облаке стало
шуметь, и пошёл дым, и загремело, как гром... и долго
гремело, так что земля и хоромы тряслись, и люди от
ужаса падали... Потом с великой яростию пало на землю
малое и великое каменье горячее; ...и снег около таял, а
которое большое каменье пало, и то уходило в мёрзлую
землю». (Из письма «попа Иванища» архимандриту
Нирилло-Белозерского монастыря Никите.)
Спал камень с небеси, величество как бы воз,
видом багров... И о сём Ермак с товарищи
дивился...» (Сотник Семён Ремезов, «Краткая сибирская
летопись», конец XVI в.)
ЧТО ГОВОРИЛИ ДРЕВНИЕ
о что камни часто на землю падают, в этом никто
сомневаться не будет». (Плиний Старший, 77 г. н.э.)
f Превние думали, что камни упадают с неба или
. фш^оттуда низвергаются богами. Посему они почитали
их за нечто священное, сохраняли их в храмах и
оклонялись им как идолам...» («О чудесных дождях (или
необыкновенных) и о низпадающих из воздуха камнях (аэ-
оолитах)». Сочинение Ивана Мухина, 1819 г.)
Б конце XIII в. «низпал каменный дождь в Великом
Устюге, что в Вологодской губернии. ...Среди ясного
дня вдруг нашло на город шумное облако, от которого
помрачился дневной свет; по атмосфере раздавался столь
сильный и страшный гром, что говорившие не могли
слышать друг друга; земля тряслась, и молния долгое
время непрерывно блистала. Потом... страшные тучи
удалились от города к лесу и там начали извергать из
себя с чрезвычайным треском раскалённые камни, кои
много лесу истребили. (Зри «Житие Велико-Устюжского
Чудотворца Прокопия» в «Четьи Минеи» под 8 числом
Июля.)» («О чудесных дождях (или необыкновенных) и о
низпадающих из воздуха камнях (аэролитах)». Сочинение
Ивана Мухина, 1819 г.)
н
Каждый из нас, наверное, хотя бы раз в жизни
видел, как на чёрном ночном небе появляются и
гаснут стремительные голубые росчерки, которым
люди дали название «падающие звёзды». Это
метеоры, что в переводе с греческого означает
«парящий в воздухе». Мы наблюдаем
кратковременную вспышку раскалённого светящегося
газа в атмосфере на высоте 70—125 км. Она
возникает при вторжении с космической
скоростью в атмосферу небольших твёрдых частиц
или их потоков. После ярких метеоров несколько
секунд виден след — это свечение отдельных
молекул.
Болид — это крупный метеор, который, как
огненный шар, с грохотом проносится сквозь
атмосферу. За шаром тянется огненный хвост,
рассыпаются искры и остаётся слабосветящийся
след, который виден даже днём, но всего лишь как
серая дымка.
Комета — это быстро перемещающийся на
звёздном небе светлый сгусток с тянущимся иногда
на полнеба хвостом, состоящим из разреженных
газов. Кометы холодные, сами они не светятся.
«Светиться» они начинают только тогда, когда
подходят близко к Солнцу.
Если за время движения в атмосфере твёрдые
частицы, вызывающие эти явления, не успевают
полностью разрушиться и сгореть, то их остатки
падают на Землю. Эти-то «остатки» и называются
метеоритами.
НЕМНОГО ИСТОРИИ
Долгим и трудным, часто противоречивым был
путь к познанию того, что такое метеориты. Сама
картина падения метеорита, сопровождаемого
огнём, грохотом, иногда сотрясениями земли, с
незапамятных времён рождала в человеке суеверный
ужас, представления о гневе богов, бросающих на
Землю камни. Поэтому эти небесные камни
становились предметами поклонения, бережно
сохранялись, их клали в могилы властителей как знак
богатства и могущества.
Поклонение «дарам богов» не мешало
практическому использованию метеоритного железа
разными народами. Очевидно, что первое железо,
которое применялось людьми, было метеоритным.
Есть свидетельства использования метеоритного
железа для изготовления разнообразных
предметов в разных местах земного шара. В китайском
могильнике времён династии Чанг (около 1400 г.
до н.э.) был найден медный топор с железным
лезвием. В 400—300 гг. до н.э. из метеоритного
железа в Китае и Греции чеканились монеты.
Железо, обрабатывавшееся ацтеками, было
также метеоритного происхождения. Когда
завоеватель Мексики Эрнан Кортес спросил у вождей
ацтеков, откуда у них железные ножи, они указали
на небо. Ножи были сделаны из метеоритного
железа. Ацтеки не имели понятия о том, что можно
плавить руду и ковать железо, а это было известно
в Европе и Азии уже в течение трёх тысячелетий.
180

Уже в Древней Греции некоторые философы
предполагали, что метеориты связаны со звёздами
и, следовательно, образуются за пределами Земли
(так, например, считал Диоген в IV в. до н.э.). Тем
не менее обычно падения с небес описывались как
сверхъестественные, чудесные явления. На Руси
метеориты впервые упоминаются в Лаврентьев-
ской летописи, где в 1091 г. записано: «В се же
лето... спаде превелик змий от небеси; ужасошася
вси людие. В се же время, земля стукну, яко мнози
слыша». Описания падений метеоритов, в которых
они названы огненными змеями, есть и в других
русских летописях. Можно предполагать, что
именно падения метеоритов стали прообразом
огненного Змея Горыныча в народных сказках.
Такие представления продержались в науке до
XVIII в. С этого времени учёные стали
категорически отрицать возможность падения камней с неба,
несмотря на неоднократные наблюдения, иногда
даже засвидетельствованные нотариусом.
Австрийский минералог Штютц писал, что «...в наше
время было бы непростительно верить таким
сказкам», имея в виду падение каменного
метеорита в Баварии (Германия) в 1785 г. Знаменитый
французский химик Бертолле писал по поводу
падения метеорита Барботэн в 1790 г.: «Как
печально, что целый муниципалитет заносит в
протокол народные сказки, выдавая их за
действительно виденное, тогда как не только физикой, но
и ничем разумным вообще их нельзя объяснить».
Перелом наступил, да и то не сразу, после
выхода в 1794 г. в Риге книги
члена-корреспондента Петербургской Академии наук немецкого
физика Эрнста Хладни (1756—1827). Он пришёл к
выводу, что и падающие звёзды (метеоры), и
огненные шары, и упавшие на Землю каменные и
железные глыбы связаны между собой и являются
обломками планет. Сразу после выхода книги в
свет её приняли в штыки. Однако 26 апреля 1803 г.
около городка Легль во Франции выпал каменный
дождь из нескольких тысяч обломков. Их падение
видели многие люди. Оно было
засвидетельствовано официальными лицами. Против этого нечего
было возразить даже Парижской Академии
наук — в то время главному противнику
признания достоверности подобных явлений.
В XIX в. наука об изучении небесных камней —
метеоритика — интенсивно развивалась во многих
странах: России, Германии, Франции, Америке,
Австрии и др. Особый размах и значение
исследование метеоритов приобрело в последней четверти
XX в. Тому было две главные причины. Во-первых,
развитие космонавтики, запуски пилотируемых и
автоматических космических аппаратов сильно
раздвинули рамки наших знаний о Солнечной
системе, её малых и больших планетах и кометах.
Это увеличило интерес к «небесным гостям»,
которых находили на Земле. Во-вторых, в 1969 г.
множество метеоритов обнаружили в Антарктиде.
За 20—25 лет их там собрали более 12 тыс. штук.
До 1969 г. во всём мире не набиралось и 2,5 тыс.
метеоритов.
Заседание Парижской Академии наук по поводу
метеоритов. Выносится вердикт: «Как известно камней, в не
бе нет и быть не может А потому всякое известие о
том, что они оттуда падают, заведомо ложно». 1772 г.
ИЗ ЧЕГО СОСТОЯТ
КОСМИЧЕСКИЕ
СТРАННИКИ
Метеориты по своему составу делятся на железные,
железокаменные и каменные. Образовавшиеся вне
Земли, они позволяют получать важную
информацию о внеземном веществе Солнечной системы.
В составе метеоритов выявлено более 150
минералов, которые, за исключением железа с
примесью никеля, широко распространены на Земле.
Никелистое железо также известно в породах
земной коры, но на нашей планете оно является
редкостью.
Железные метеориты (их чуть больше 3%)
состоят главным образом из никелистого железа
(более чем на 95%) и содержат примесь других
минералов железа. Типичным представителем
этого класса метеоритов является Сихотэ-Алин-
ский, тысячи обломков которого упали в Приморье
12 февраля 1947 г.
Погожим солнечным утром этого дня художник
П.И. Медведев писал этюд в предгорьях хребта
Сихотэ-Алинь в Приморском крае. Вдруг (в 10 ч
38 мин) в северной части неба средь бела дня
появилась яркая звезда. Она стремительно неслась
по небу: превратилась в ослепительно яркий
огненный шар, затем вытянулась и, оставляя за
собой клубящийся и расширяющийся пылевой
след, скрылась за сопками. Это произошло почти
мгновенно — за 6—7 с. За это время трижды
раздался грохот, похожий на взрывы. Через
несколько минут после исчезновения небесного
странника из-за сопок послышались сильные
удары — как будто стреляли из тяжёлых орудий.
Они сменились грохотом, а затем гулом, много-
181

Энциклопедия для детей
Железные метеориты сложены кристаллами никелистого железа
(камасито), образующего «скелет» метеорита из вытянутых
пластинок — «балок» — и
тэнита, заполняющего промежутки
между ними Характерный
узор, образованный пересечением
балок, получил название
«Видманштеттеновы фигуры»
САМЫЙ-
САМЫЙ...
Железокаменный метеорит (палласит)
содержит округлые сцементированные зерна
оливина правильной формы.
^*амый большой железный
\ш+ метеорит, обнаруженный
на Земле (в Намибии, на юго-
западе Африки), — Гоба; весит
он около 60 т.
Самый большой из
известных науке каменных
метеоритов, упавший в Китае
8 марта 1976 г., носит название
Кирин. В атмосфере он
раскололся на множество
обломков, выпавших в виде
метеоритного дождя. Общий вес
собранного материала — 4 т.
кратно повторенным эхом.
Поняв, что он стал свидетелем
падения метеорита, художник
стал лихорадочно рисовать на
полотне только что увиденное
диво. «Дымный» след на небе
сохранялся весь день,
постепенно меняя форму,
искривляясь, и исчез только к вечеру.
Полёт болида видели тысячи
людей на расстоянии до 300 км, а «взрывы», удары и гул были
слышны ещё дальше. Вдоль линии движения огненного тела
в домах распахивались двери, вылетали стёкла, сыпалась с
потолков штукатурка, вылетала зола из печей, вымётывалось
пламя. В отключённой электролинии на мгновение появился
ток. Ржали, мычали, лаяли, рвались с привязи животные...
Через пять дней (17 февраля 1947 г.) в газете «Вечерняя
Москва» появилось сообщение о том, что в дальневосточной
тайге упал «гигантский пылающий метеорит».
Это была первая публикация о знаменитом ныне на весь
мир явлении, которое известно как «Сихотэ-Алинский
железный метеоритный дождь».
Железокаменные метеориты ещё более редки, чем
железные; их всего 1—1,5%. В их состав примерно в одинаковых
количествах входят никелистое железо и некоторые
силикатные минералы — главным
образом оливин. По форме и
размерам минералов такие
метеориты делятся на несколько
групп. К одной из самых
распространённых групп
относится метеорит Палласово железо.
Четыре года везли из
далёкой Сибири огромную тлыбу
железа, и в мае 1777 г. она
наконец-то прибыла в
Петербургскую Академию наук.
Грубая пористая «губка» чистого
железа с включениями
овальных зёрен полупрозрачного
минерала оливина весом 38 пудов
и более 50 см в поперечнике
была доставлена из
Красноярска. Отправил её оттуда
известный русский учёный и
путешественник Пётр Симон
Паллас (1741—1811), который
считал эту находку «наиболее
IT
1L¥
МЕТЕОРИТ
ИЗ ШАХТЫ
Железный метеорит Мврьин-
ка был найден случайно: в
геологическом музее города
Артёмовска (Украина)
устанавливали глыбу угля из шахты
Белозерской, но она не
помещалась на отведённое ей
место. Тогда молотком
откололи от неё кусок — и из
угля вывалился осколок
метеорита весом 144 г. Он упал
на Землю 28$—340 млн лет
назад и до наших дней
пролежал в пласте угля. Это второй
по древности падения
метеорит на нашей планете из
числа тех, которые
исследовались учёными.
п.и
Медведев. «Падение Сихотэ-Ал и некого метеорита». 1947 г.
182

Внешние силы Земли
j^P^f^^^^^PP

Энциклопедия для детей
СИХОТЭ-АЛИНСКИЙ
МЕТЕОРИТНЫЙ ДОЖДЬ
Б дальневосточной тайге, в отрогах Сихотэ-Алиня,
12 февраля 1947 г., выпал на землю знаменитый
метеоритный дождь. Он был результатом встречи Земли
с одним из мелких астероидов (т.е. малых планет)
массой в сотни тонн, имевшего несколько метров в
поперечнике. Врезавшись в атмосферу, астероид начал
сильно нагреваться, оплавляться и разваливаться на
куски всё более мелких размеров. Первый взрыв
произошёл на высоте около 25 км, затем —
приблизительно 12 км и, наконец, — 6 км. По оценкам
специалистов, общее количество метеоритов (обломков
астероида, достигших Земли), превышает 100 тыс.
Рассеяны они на площади около 20 км2.
Первая экспедиция Академии наук СССР через 12
суток после события уже работала в тайге. Полевые
(состоялось более 20 экспедиций) и лабораторные
исследования упавших обломков и оставленных ими на
Земле следов продолжаются до настоящего времени.
Вес собранных на поверхности обломков колеблется
от 1745 кг до долей грамма (самый лёгкий из
найденных — менее 0,2 г). Достигая земли, эти глыбы и
осколки ломали деревья, выбивали в твёрдых скальных
породах лунки (до полуметра в диаметре), воронки (до
9 м) и кратеры (поперечник самого большого — около
30 м). При этом куски метеоритного железа дробились
и силой удара частично выбрасывались из кратера.
Всего было найдено более 120 кратеров и воронок и
не менее 80 лунок. Экспедициями собрано около
удивительной достопримечательностью
минерального царства», колоссальным образцом земного
самородного железа. Прежде чем эту глыбу увидел
Паллас, она более 20 лет пролежала во дворе
кузнеца Якова Медведева, который обнаружил её
и перевёз к себе ещё в 1749 г., чтобы использовать
для собственных надобностей. За это время вес
глыбы уменьшился на полтора-два пуда.
После доставки глыбы в Санкт-Петербург
Паллас решил сообщить научному миру о сделанной им
находке: в России опубликовал некоторые сведения
о ней, а крупнейшим учёным разных стран
разослал образцы. Вскоре за этой находкой
утвердилось название «Палласово железо *.
Факт существования в природе чистейшего
самородного железа (в чём многие сомневались)
стал общепризнанным благодаря находке Палласа.
Однако попытки понять, как образовалось
подобное железо, оставались безуспешными.
Коренные жители местности, где было найдено
Палласово железо, — хакасы — считали, что это
«упавшая с неба святыня *. Высказывались
различные предположения: что это железо было
выплавлено человеком при высокой температуре
или получено методом холодной ковки, что оно
выпало в осадок из раствора, выплавилось при
лесном пожаре, возникло при извержении вулка-
184

Внешние силы Земли
на... Сам Паллас предположил, что глыба
появилась из глубин Земли, поскольку не сомневался
в её естественном происхождении. Правда, при
этом оставалось непонятным, откуда взялась
корка железистой окалины, которая когда-то
покрывала всю глыбу. Ведь окалина — оксид
железа — образуется только на поверхности
раскалённого металла. Вместе с тем в первом же
своём печатном сообщении Паллас честно отметил,
что старожилы убеждены, будто глыба «упала с
неба».
Правильное объяснение природы Палласова
железа дал уже упоминавшийся нами
член-корреспондент Петербургской Академии наук Эрнст
Хладни в своей книге «О происхождении
найденной Палласом и других подобных ей железных
масс и о некоторых связанных с этим естественных
явленияхъ. Книга вышла в 1794 г. на немецком
языке в Риге и Лейпциге. В ней Хладни доказал,
что метеориты, падающие камни и глыбы
железа — всё это разные стороны одного явления
(встречи Земли с небольшими космическими
телами). Эти тела врываются в земную атмосферу
с огромной скоростью, сильно нагреваются от
трения о воздух и «горят *, покрываясь коркой
окалины. А несгоревшие остатки падают на Землю
в виде глыб: каменных (аэролитов) и железных.
15 тыс. обломков, общий вес которых около 30 т.
Значительно большее количество метеоритного вещества
осталось в почве в виде мелких осколков и пыли.
Считается, что всего на поверхность планеты выпало
70—80 т космического вещества.
Фрагменты метеорита поражают разнообразной
формой поверхности. Обломки, образовавшиеся после
первого взрыва, дольше других летели в атмосфере, на-
греваясь при трении о воздух. Скорость повышения
температуры при этом достигала 200& С в секунду.
Поэтому поверхность таких частей метеорита
оплавленная, блестящая, а по форме они похожи на слабо
окатанную гальку. Обломки, возникшие при втором взрыве,
не успели оплавиться так сильно: на их поверхности
образовались регмаглипты — впадины и выступы,
подчёркивающие внутреннее строение метеоритов, а
образовавшиеся в результате последнего взрыва имеют
шероховатую поверхность и оплавлены очень слабо.
Состав Сихотэ-Алинского метеорита, вернее, его
обломков, на которые он раскололся в атмосфере,
был определён в Москве, в лаборатории Комитета по
метеоритам Академии наук. Оказалось, что в основном
он состоял из железа (93,29%) и содержал примеси
никеля (5,94%), фосфора (0,46%), кобальта (0,38%),
серы (0,28%) и меди (0,03%).
Исследования Сихотэ-Алинского метеорита
продолжаются.
5?
Первая стадия дробления
При вхождении в атмосферу
Сихотэ-Алинский метеорит
трижды дробился,
разваливаясь на всё более
и более мелкие обломки.
Вторая стадия дробления
Шшш
185

Метеорит Саратов. Колотая поверхность
с хондрами.
Сложное строение одиночной хондры в хондрите
Ракиты. Снимок под микроскопом.
Полнокристаллический ахондрит (эвкрит).
Снято под микроскопом.
186
В 1867 г. Палласово железо было распилено (на
что ушло более четырёх месяцев!), и затем один
из двух срезов был отполирован (что потребовало
ещё четырёх лет работы). В таком (распиленном и
отполированном) виде огромный метеорит можно
видеть сейчас в Москве, в Минералогическом
музее Российской Академии наук, который носит
имя А.Е. Ферсмана. Несмотря на все полученные
при изучении метеорита данные, окончательное
признание его внеземной природы пришло лишь в
1902 г., когда в Финляндии упал аналогичный по
составу метеорит (Марьялахти). Своеобразие
состава Палласова железа (смесь самородного железа и
оливина) привело к выделению особого класса
метеоритов (железокаменных) и отдельной группы
в этом классе, которая так и называется —
палласиты.
Наиболее часто встречаютя каменные
метеориты. Они составляют 95—96% общего числа
метеоритов. Основной отличительный признак
каменных метеоритов — низкое (не более 20—30%,
обычно меньше) содержание никелистого железа.
Большая их часть состоит из силикатных
минералов — оливина, пироксенов, полевого шпата.
Каменные метеориты очень разнообразны по
своему составу и строению. Некоторые из них
настолько своеобразны, что легко отличаются от
горных пород Земли. Они состоят из
многочисленных мелких шариков — хондр, за что и
названы хондритпами. Размеры хондр колеблются
от 0,1 до 3,5 мм (хотя иногда достигают 4 см). На
1 см2 можно насчитать 50—100 шариков.
Внутреннее строение хондр не позволяет сомневаться, что
они образовались из капелек жидкости, которые
остывали с разной скоростью: от 5—10° в секунду
(тогда под микроскопом видна смесь кристаллов
оливина или пироксена и стекла) до 0,1 °а в секунду
(тогда хондры полностью слагаются кристаллами).
К хондритам принадлежит метеорит Царёв (упал
6 декабря 1922 г. близ города Царицына — ныне
Волгоград).
Небольшая часть хондритов (примерно 2—3%
общего числа метеоритов) резко отличается по
составу — они содержат много углерода (до 5%),
серы, воды (до 20%). Эти хондриты получили
название углистых. Их малое количество
объясняется, по-видимому, тем, что они сложены легко
разрушающимися минералами и редко долетают
до земли, сгорая в атмосфере. Типичными
углистыми хондритами являются метеориты Старое
Борискино (упавший 20 апреля 1930 г. в
Оренбургской области в России) и Грозная (упавший 28
июня 1861 г. на Северном Кавказе).
Все остальные каменные метеориты, в которых
нет шариков хондр, называют ахондритами. По
минеральному составу они похожи на хондриты.
Большая часть ахондритов похожа на глубинные
магматические породы земной коры. Такие
метеориты, как Ветлуга (упал 27 февраля 1949 г. в
Горьковской, ныне Нижегородской области в
России) или Червоный Кут (упал 23 июня 1939 г.

Внешние силы Земли
Метеорит Царёв (распил).
в Сумской области на Украине), трудно отличить
от земных горных пород — габбро.
Иногда ахондриты напоминают вулканические
породы Земли — базальты. Такой метеорит —
Ибитира — упал в Бразилии летом 1957 г. Он
представляет собой пористую стекловидную
породу, насыщенную пузырьками газа. По
особенностям своего строения он напоминает обломок
маломощного (толщиной 20—25 м)
вулканического потока.
Общей особенностью всех метеоритов являются
признаки дробления, ударов различной силы,
которые они испытали. Иногда это только
трещины, иногда весь метеорит состоит из обломков
разных по составу и строению хондритов или
ахондритов. По-видимому, история существования
метеоритов (точнее, их родительских тел) в космосе
была длительной и беспокойной.
КОГДА РОДИЛИСЬ
И КОГДА ВСТРЕТИЛИСЬ
С ЗЕМЛЁЙ
КОСМИЧЕСКИЕ
СКИТАЛЬЦЫ
В настоящее время возраст пород земной коры
обычно определяют по скорости распада
радиоактивных химических элементов, которые в них
содержатся. Когда же начали применять эти методы
к метеоритам, то оказалось, что можно узнать
время не только их рождения, но и ещё двух
основных событий их жизни: время блуждания
метеорита в космосе (от разрушения родительского
КОСМИЧЕСКИЕ КАМНИ НА
СОВХОЗНОМ ПОЛЕ
Летом 1979 г. в Комитет по метеоритам Академии наук
СССР пришло письмо из села Царёв Волгоградской
области от электросварщика Бориса Георгиевича
Никифорова, который писал, что на полях совхоза встречаются
большие, плотные и тяжёлые камни цвета ржавчины.
Исследование присланного им образца показало, что это
обломок метеорита. Уже 23 ноября 1979 г. первые IS об-
разцов общим весом около 1 т (в том числе самый
крупный — 286 кг) были доставлены в Москву для
изучения. Многочисленные экспедиции сотрудников
Комитета по метеоритам в этот район позволили получить
дополнительный материал: сейчас число обломков
метеорита достигло 69, а их общий вес — 122S кг.
Метеорит Царёв входит в число самых крупных
каменных метеоритов, найденных на Земле* Это самый
большой каменный метеорит, найденный на территории
России.
По-видимому, он образовался более 4,5 млрд лет
назад при очень высокой температуре (около 1400° С).
Родительское тело этого метеорита (т.е. тот астероид, от
которого откололся кусок, упавший на Землю, —
будущий метеорит), вероятно, неоднократно сталкивалось
с другими такими же телами (астероидами) в космосе.
Наиболее сильные столкновения произошли около 2 млрд
лет назад и примерно 2,6—1,8 млн лет назад. Этот
последний удар был столь сильным, что произошло
раздробление родительского тела, и отдельные его части
дальше двигались самостоятельно.
Встреча многочисленных обломков метеорита Царёв с
Землёй произошла в пасмурный дождливый день 6
декабря 1922 г., около 7 часов вечера. Несмотря на ненастье,
огненный след на небе был виден на площади более
500 км в поперечнике. В газетных сообщениях того
времени приводились свидетельства очевидцев,
наблюдавших его движение с юго-востока на северо-запад. Они
видели яркий свет («будто сто глаз засверкало
одновременно»), слышали гром, от которого звенели
стёкла в окнах, ощущали сильный удар («подобный залпу
нескольких орудий»). Однако метеорит упал в
малонаселённом тогда районе, сразу отыскать его не удалось,
и обломки метеорита, рассеянные на большой площади,
до 1979 г. оставались неизвестными науке. Можно не
сомневаться, что на поверхности целинных участков степи
или на небольшой глубине в пахотной земле осталось
много не обнаруженных ещё обломков.
5?
космического тела до встречи с Землёй) и время
падения на Землю.
Наиболее постоянен возраст метеоритов:
большинство их родилось 4,6—4,7 млрд лет назад. Это
указывает на то, что их вещество образовалось
одновременно с планетами Солнечной системы.
Однако имеется группа ахондритов, возраст
которых много меньше — 0,65—1,4 млрд лет.
Время блуждания метеоритов в космосе
колеблется очень сильно: дольше всех скитался до
встречи с Землёй железный метеорит Дип Спринг
(США) — 2,3 млрд лет (!); меньше всех — хондрит
Фармингтон (США): лишь 25 тыс. лет.
187

Энциклопедия для детей
СОБИРАЙТЕ
♦КОСМИЧЕСКИХ
ПРИШЕЛЬЦЕВ»
Уникальный источник информации о
космическом веществе — метеориты — очень важно
собирать и тщательно регистрировать
обстоятельства их встречи с Землёй. Тем, кто находит
метеориты и передаёт их в Академию наук
(Москва, 117213, Комитет по метеоритам
Российской Академии наук), выплачивается
денежная премия.
Астрономам-любителям, астрономическим
кружкам, интересующимся космическими
странниками, Комитет по метеоритам может выслать
брошюру — инструкцию по наблюдению
болидов, поиску и сбору метеоритов. А ниже
приводятся самые первые советы-рисунки,
показывающие, на что обращать внимание
и как регистрировать наблюдения.
X
В кокой части горизонта появился и исчез
болид (измерение азимутов начала и конца
болида с помощью компаса).
ТРАНСПОрГИр
ГРУЗИК
Угловую высоту точек начала и конца болида
над горизонтом можно определить
приближённо с помощью вытянутой руки или
транспортира.
Время падения метеоритов на Землю также очень
различно. Самый ранний из известных нам — хондрит
Брунфло — 463 млн лет назад погрузился в мягкий
известковый ил на дне моря, которое располагалось на месте
Швеции, и спокойно долежал до наших дней. Несомненно,
были и более ранние падения, но нам они пока неизвестны.
Что же касается самых поздних падений, то каждый год о
них появляются публикации в газетах, и список новых
метеоритов всё время пополняется.
Время падения метеоритов, собранных в Антарктиде,
сильно колеблется — от десятков тысяч до миллиона лет.
Оказалось, что частота падений закономерно меняется, но
по-разному для разных метеоритов. Для одних она
увеличивается каждые 10 лет, для других — каждые
200—240 лет. Эти интервалы хорошо соответствуют
изменениям активности Солнца и колебаниям
интенсивности взаимодействия Солнца и Юпитера. Метеориты и их
родительские тела по своим размерам являются жалкими
песчинками по сравнению с самыми крупными телами
Солнечной системы. Этим и объясняется определяющее
влияние на их движение Солнца и Юпитера.
ОТКУДА ПРИХОДЯТ
НЕБЕСНЫЕ ГОСТИ
Определить орбиту, по которой движется метеорит к точке
встречи с Землёй, очень трудно. При случайных
наблюдениях без инструментов и приспособлений или по рассказам
очевидцев не удаётся получить достаточно точные
характеристики орбит. Но это оказалось возможным при
использовании сложных фотографирующих установок,
объединённых в специальные (так называемые болидные) сети. С их
помощью удалось точно установить орбиты и скорости
движения трёх метеоритов: Пршибрам (7 апреля 1959 г.,
Чехия), Лост-Сити (4 января 1970 г., США) и Инисфри
(5 февраля 1977 г., США). Кроме того, было рассчитано
много тысяч орбит метеоров — космических частиц,
которые полностью сгорели в атмосфере. Эти точные
измерения позволили установить, что большая часть метеоритов
приходит на Землю из пояса малых планет — астероидов,
которые движутся вокруг Солнца между Марсом и
Юпитером. Их диаметр от нескольких десятков метров до
1020 км (у крупнейшей из малых планет Цереры).
Оказалось, что метеориты — это их обломки.
Однако не все метеориты — осколки астероидов.
Некоторые ахондриты выделяет из числа прочих
метеоритов не только их малый возраст образования (не более
1,3—1,4 млрд лет вместо 4,5—4,6 млрд лет у
преобладающей массы небесных странников), но и другие свойства.
Эти метеориты родились на более крупном, чем астероиды,
космическом теле, в среде, обогащенной кислородом. По
составу газы, содержащиеся в таких метеоритах, близки к
атмосфере Марса. Эти особенности и привели к мнению, что
подобные метеориты были выброшены с Марса при его
столкновении с астероидами.
В 1983 г. среди антарктических метеоритов тоже были
найдены непохожие на остальные. Их изучение показало,
что они вырваны из тела нашей небесной спутницы —
Луны — при ударах гигантских метеоритов. Здесь уже
можно напрямую сопоставлять эти обломки из Антарктиды
188

Внешние силы Земли
с породами лунных «морей» и «равнин», т.к. десятки
килограммов лунных пород доставлены на Землю
астронавтами США и советскими автоматическими станциями.
Среди более дюжины «лунных» метеоритов уже известны
образцы как с видимой, так и с обратной стороны Луны.
Пространствовав в космосе от 100 тыс. до 10 млн лет, они
приземлились в Антарктиде в разное время — от
140—150 тыс. до 43 тыс. лет назад.
И наконец, нельзя не сказать ещё об одном типе
метеоритов — остатках комет. Собственно, метеорит
такого рода известен только один — Тунгусский, а о его
веществе имеются лишь самые общие данные. Хорошо
известна связь с кометами метеорных потоков,
появляющихся в определённые сроки с закономерными
интервалами. Например, поток Леонид (наблюдающийся
ежегодно в середине ноября) по параметрам своего движения
хорошо соответствует комете 1866 I, августовский поток
Персеид — комете 1862 II, октябрьские Дракониды близки
комете 1926 VI (или Джакобини — Циннера), июньские
бета-Тауриды — комете Энке. Именно этому метеорному
потоку и его прародительнице комете Энке оказался очень
близок Тунгусский метеорит, взорвавшийся над Землёй
ранним утром 30 июня 1908 г. Яркая вспышка (взрыв) в
конце линии метеора — характерная особенность кометных
метеорных потоков. Это легко понять, т.к. вещество комет
(их ядер) является смесью льда и каменного материала. В
феврале 1986 г. ядро кометы Галлея впервые было изучено
автоматической станцией «Вега». При движении мимо
Солнца комета нагревается, лёд в её ядре испаряется, и
образуется газовый хвост кометы. Когда Земля проходит
через хвост кометы, эти камни сгорают в её атмосфере,
образуя светящиеся следы — метеоры.
Тунгусский метеорит, вероятно, был крупным обломком
ядра кометы Энке. Поэтому так страшен был его взрыв в
воздухе и так мало обломков достигло планеты. Лишь
мелкие частицы удалось отыскать в 1978 г. в «катастроф-
ном» слое торфа, образовавшемся в 1908 г. в том месте, где
траектория движения взорвавшегося тела встречается с
Землёй. Их длительное детальное изучение показало, что
минералы очень схожи с аналогичными минералами
метеоритов, а входящие в их состав алмаз и графит не
похожи на земные. Наверное, заявление одного из
исследователей: ♦Тунгусские метеориты падают каждый
год», — не так уж и далеко от истины. Просто каждый год
Земля встречает маленькие рыхлые фрагменты кометных
ядер, и они, сгорая по пути, *не доживают» до встречи с
твёрдой поверхностью нашей планеты.
Наклон к горизонту. Нарисуйте видимый путь
болида по приведённому образцу.
Определите форму, яркость и размеры
головы болида по сравнению с Солнцем или
Луной. Типичные формы болидов такие:
7 — округлая, 2 — овальная, 3 — грушевидная,
4 — каплеобразная, 5 — веретенообразная.
ДЛЯ ЧЕГО ИЗУЧАЮТ
МЕТЕОРИТЫ?
След болида остаётся в небе довольно долго.
Хорошо, если вы успеете сфотографировать
его. Запишите дату, время и место наблюдения
Мы проследили, как с течением времени менялись и
усложнялись представления людей об этом удивительном
явлении — метеоритах. Космические странники оказались
очень многоликими по составу, строению и
происхождению. Наверное, впереди ещё много открытий в
исследованиях этого многообразия — ведь именно в последние 25—
30 лет наука о метеоритах заметно продвинулась вперёд.
Можно смело утверждать, что метеориты дают нам
возможность изучать вещество и историю Солнечной
* * *
Б июле 1980 г. в Красноярском крае появился
первый в мире памятный знак в честь
обнаруженного метеорита. Он установлен на
вершине сопки Метеоритной, в 400 м от того
места, где впервые на территории России был
найден метеорит — Палласово железо.
189

Энциклопедия для детей
L£pL&vJ системы. Самые древние порции этого
|K£fcKl| вещества имеются в ядрах комет.
Метеориты, пришедшие к нам от
астероидов, позволяют исследовать более поздние
стадии развития. Марсианские и лунные метеори-
Если разглядывать некоторые планеты
Солнечной системы и их спутники — Меркурий,
Марс, Луну, Европу, Ганимед (два
последних — спутники Юпитера) — из ближнего
космоса, то поражает одна их общая черта. Все они,
большие и малые, несущиеся по своим орбитам в
чёрных просторах космоса, усеяны кольцами
разной величины. Это гряды холмов, крутыми
уступами спускающиеся внутрь, в сторону
округлых впадин, и полого наклонённые наружу.
Размеры их — от многих сотен километров в
поперечнике до нескольких километров, сотен
метров и даже меньше. Эти впадины, окружённые
холмами, — метеоритные кратеры, которые
образуются при столкновении космических тел
(астероидов и их осколков — метеоритов, а также
комет) с планетами и их спутниками. Оказывается,
немало таких кратеров и на Земле.
Метеоритный кратер Броме но Меркурии имеет диаметр
около 100 км. Но снимке хорошо видны центральная горко
и крутые ступенчатые борта кратера.
190
ты рассказывают нам об ещё более поздних
процессах в космосе.
Таким образом, сбор и изучение метеоритов на
Земле — ещё один шаг к познанию Вселенной и, в
частности, прошлого нашей планеты.
ПАДАЮЩИЕ ЗВЁЗДЫ
Это происходило в 1969 г. на севере Сибири.
Позади остались тысячи километров дороги от
Ленинграда до Хатанги. Уже два часа вертолёт шёл над
тундрой — то зелёной, болотистой, то рыжей,
каменистой. До цели оставалось совсем немного.
Наконец внизу показалась огромная округлая
котловина — сотня километров в поперечнике и
полкилометра глубиной. Редкий лиственничный лес
да болота на дне; скалистые обрывы поднимаются
над широкими петлями реки Попигай,
пересекающей котловину по пути к океану.
Вертолёт приземлился. Геологи выгрузили своё
снаряжение, продукты, надувные лодки...
Началась работа, приносившая всё новые сюрпризы и
загадки — почему земные пласты лежат так
странно, нарушая «привычные правила»; почему
они так раздроблены, а местами оплавлены и
разрушены непонятно какой (но ясно, что
огромной!) силой. Несколько лет подряд работала
экспедиция. Приезжая домой, учёные тщательно
исследовали в лабораториях привезённые образцы
горных пород. И наконец пришли к выводу —
здесь, на севере Сибири, около 39 млн лет назад на
Землю упал гигантский метеорит массой примерно
1 млрд т, достигавший 1—1,5 км в поперечнике.
Так была открыта одна из самых крупных
«звёздных ран» на Земле — Попигайский
метеоритный кратер.
Раньше никто и не думал, что при падении
крупного метеорита может образоваться
многокилометровая воронка. Даже после того как в конце
XIX в. выяснили, что котловина Метеор в штате
Аризона (США) — 1220 м в поперечнике и 184 м
глубиной — возникла при ударе железного
метеорита, образование более крупных воронок
(имеющих десятки и сотни километров в
поперечнике) просто не обсуждалось. Оно считалось
невозможным.
И только в 50-х гг. XX в., когда начали делать
фотосъёмку Земли с самолётов, были обнаружены
огромные — 10, 20, 30, 70 км в поперечнике —
котловины (занятые обычно озёрами),
образовавшиеся при ударах гигантских метеоритов.
Сейчас известны ещё более крупные кратеры — до
ГИГАНТСКИЕ
МЕТЕОРИТНЫЕ КРАТЕРЫ.
ЗВЁЗДНЫЕ РАНЫ

Внешние силы Земли
Ш км в диаметре, и нет сомнений, что могут быть
найдены и значительно большие.
К концу 60-х гг. их было известно немного,
всего около 50. Геологи только учились различать
метеоритные кратеры среди других геологических
образований на Земле, только начинали
сравнивать их с такими же кольцами на других планетах,
делали первые попытки понять, как они
образовались.
Люди давно наблюдают так называемые
♦падающие звёзды». На самом деле кратковременные
вспышки, появляющиеся и гаснущие на ночном
небе, — это следы движения в атмосфере твёрдых
частичек из космоса. Более крупные частицы, не
успев сгореть, падают на землю, — это
метеориты. Во многих дошедших до нас письменных
свидетельствах описаны случаи падения с неба
камней и железных глыб. Однако далеко не все
соглашались с тем, что эти рассказы и предания
правдивы.
Решающее доказательство того, что многие
легенды о ♦падающих с неба камнях», ♦огненных
стрелах» и других подобных явлениях основаны на
реальных (хотя и давних) событиях, было получено
в начале 30-х гг. XX в.
Давным-давно у арабских племён, живших на
Аравийском полуострове, существовала легенда о
том, что в урочище Эль-Хадида пустыни Руб-эль-
Хали есть « развалины нечестивого города,
сожжённого небесным огнём». Населявшие это место
люди прогневили, если верить легенде, богов, и
огненная стрела уничтожила дерзких нечестивцев.
В 1932 г. английский исследователь Г. Филби
отправился проверять эту легенду. Добравшись до
цели, он обнаружил, что никаких развалин города
нет: среди невысоких пологих холмов
располагались четыре небольших метеоритных кратера
(самый крупный из них имел всего 100 м в
диаметре), частично занесённые песками пустыни
Аризонский
метеоритный
кратер
образовался около
50 тыс. лет назад.
Его поперечник
1220 м. Снимок
сделан с самолёта
зимой,
ранним утром.
САМЫЙ ИЗВЕСТНЫЙ
МЕТЕОРИТНЫЙ КРАТЕР
На высокогорном плато в штате Аризона (США) между
городами Уинслоу и Флагстаф находится глубокая
чашеобразная котловина. С самолёта видно, что она имеет
форму квадрата с закруглёнными углами. Поперечник
квадрата — 1220 м, глубина котловины — 184 м. Она
окружена валом из обломков горных пород, имеющим
высоту 50—60 м. Это знаменитый на весь мир Аризонский
метеоритный кратер, известный также под названиями
Кун-Вютт, Горный кратер, кратер Метеор, кратер
Варринджер.
Известность его определяется многими причинами.
Прежде всего это первое такое образование, для
которого было доказано, что оно возникло при ударе о
Землю огромного железного метеорита. В кратере и
вокруг него было собрано более 30 т обломков
метеоритного железа, и самый крупный из них весил
639,1 кг. Кроме того, вокруг кратера в почве и на
поверхности находится масса мелких и мельчайших
шариков и пылинок метеоритного железа; общий вес его
оценивается в 12 тыс. т. Этот метеорит (его назвали
Каньоном Дьявола) был первым железным метеоритом, в
котором нашли алмазы. В изменённых ударом метеорита
песчаниках, слагающих плоскогорье, здесь впервые на
Земле были обнаружены плотная и сверхплотная формы
кремнезёма. Обычно кремнезём (окись кремния — S1O2)
находится в земной коре в виде минерала кварца с
плотностью около 2,65 г/см2. В Аризонском же кратере
возникли два новых минерала — коэсит (с плотностью
3J01 г/см2) и стишовит (с плотностью 4,35 г/см2). Для их
образования требуется давление в 35 и 100 тыс. атмосфер
соответственно, и поэтому на поверхности Земли они
могут появиться только в астроблемах. Много и других
необычных открытий было сделано в Аризонском кратере
и, наверное, будет ещё сделано.
Первые люди поселились около кратера 20—25 тыс.
лет назад (он возник примерно 50 тыс. лет назад). И
индейцы, населявшие этот район, рассказывали легенду о
том, что некогда огненный бог спустился на своей
колеснице на землю, после чего и остался кратер.
Поэтому индейцы носили обломки метеорита как амулеты
и клали их в могилы своих умерших сородичей.
Метеоритная природа этих железных осколков была
впервые определена в 1891 г. американским
исследователем А.Э. Футом. В 1902 г. горный инженер из
Филадельфии Д.М. Варринджер купил участок земли с
кратером. С этого времени и поныне Аризонский кратер
является единственным природным объектом такого типа,
находящимся в частной собственности. Он принадлежит
уже третьему поколению семьи Варринджеров.
Д.М. Варринджер пытался найти «сам метеорит» — тогда
думали, что кроме осколков должна быть очень крупная
глыба никелистого метеоритного железа под дном
кратера. Он пробурил несколько скважин, прошёл шахту, но
все эти работы (давшие много интересных сведений по
геологическому строению кратера) показали, что гигант-
ский метеорит при ударе раздробился на огромное
количество обломков, частью расплавился, частью
испарился.
В музее, созданном «Метеоритной компанией Вар-
ринджера» и расположенном прямо на краю его
огромной чаши, показана история открытия и изучения Ар-
изонского метеоритного кратера и других подобных ему
образований.
X
191

Энциклопедия для детей
СКОЛЬКО НА ЗЕМЛЕ
АСТРОБЛЕМ?
Б сего на Земле (к 1993 г.) известно 170
астроблем. Из них в Австралии
расположено 19, в Азии — 24, Северной Америке —
56, Южной Америке — 7, Африке — 21, в
Европе — 43.
САМЫЙ-САМЫЙ...
Самый древний из известных метеоритный
кратер на Земле — Суавъярви — имеет
возраст около 2,5 млрд лет и диаметр 16 км;
он расположен в Карелии.
^*амый молодой метеоритный кратер на
V^ Земле — Стерлитамакский — образовался
в Башкирии 17 мая 1990 г.; его диаметр около
10 м.
^**амый большой метеоритный кратер на
V^ Земле — Чиксу луб — возник в Мексике на
полуострове Юкатан около 65 млн лет назад;
его диаметр не менее 180 км.
«...и я увидел звезду, падшую с неба на
землю... Она отворила кладязь бездны, и
вышел дым из кладязя, как дым из большой
печи; и помрачилось солнце и воздух от
дыма...» («Откровение Святого Иоанна
Богослова», гл. 9.)
Тектиты — индошиниты (название происходит
от названия полуострова Индокитай). Найдены
во Вьетнаме.
и окружённые глыбами шлака и стекла, оторвавшихся при
ударе метеорита. Позднее были найдены обломки железного
метеорита. По сферическим стекловидным частицам,
представляющим собой оплавленные породы, радиохимическим
методом было определено время падения метеорита —
примерно 6,5 тыс. лет назад. В то время Аравийский
полуостров уже был заселён людьми. Они видели огненный
след в небе, а обнаружив шлак, стёкла, обломки пород вокруг
воронок и передавая рассказ о событии из поколения в
поколение, донесли до наших дней легенду, которая
вдохновила экспедицию Филби.
Метеоритные кратеры на Земле (их сейчас известно около
170, и каждый год находят 2—5 новых) интенсивно изучаются
учёными разных стран. Поэтому можно представить себе
общую картину и многие подробности этого красивого и
одновременно страшного процесса — образования
метеоритных кратеров.
Результат столкновения с Землёй космических тел
(астероидов и их осколков — метеоритов, а также комет) зависит от
массы этих тел, скорости их движения относительно Земли и
угла, под которым происходит соударение. Все эти величины
бывают очень разными. Масса тел может быть от долей грамма
до многих миллиардов тонн, размеры этих тел — от долей
миллиметра до нескольких километров в поперечнике.
Скорости соударения могут быть от почти нулевых до 70 км/с.
Так, например, метеорит Гоба (весом 60 т), обнаруженный в
Намибии, лежит на поверхности без каких-либо следов
повреждения почвы вокруг него. Углы встречи тоже меняются
от нескольких градусов до 90°. В этом отношении показательно
кратерное поле Рио-Кварто в Аргентине, где на площади
30 км2 обнаружено восемь «шрамов» — вытянутых следов от
удара метеорита. Самый крупный из них имеет длину 4,5 км,
ширину 1,1 км, а глубину всего 7 м. Метеорит, оставивший
эти полосы, упал не позже чем 10 тыс. лет назад. Эксперимент
показал, что угол падения относительно Земли составил от 5
до 8°.
При столкновении метеорита с Землёй возникает ударная
волна, которая сжимает и дробит горные породы.
Высвобождающаяся энергия • нагревает, частично плавит и даже
испаряет их!
При малых скоростях (до 3 км/с) метеорит образует ямку
или небольшую воронку (до 100 м в поперечнике),
окружённую выброшенными обломками местной породы и самого
метеорита без признаков плавления. Такой метеорит упал
17 мая 1990 г. в 23 ч 20 мин по местному времени в полутора
километрах северо-западнее совхоза «Стерлитамакский»
(Башкирия). На только что засеянном пшеничном поле
образовалась воронка диаметром 10 м и глубиной 4,5—5 м,
окружённая валом высотой 0,6—1 м. В кратере и вокруг него
было собрано много обломков космического железа весом от
долей грамма до 6,6 кг. По этим обломкам и размерам воронки
определили, что размер метеорита до удара был около 1 м в
поперечнике.
Если скорость метеорита превышает 3 км/с, то породы не
только дробятся, но частично плавятся и частично
испаряются. В этих случаях образуются воронки гораздо больших
размеров. Это и есть гигантские метеоритные кратеры,
которые американский геолог Роберт Дитц в 1960 г.
предложил называть астроблемами, что в переводе с
греческого означает «звёздная рана».
Огромные размеры «звёздных ран» (примерно четвёртая их
часть имеет от 16 до 180 км в поперечнике) связаны с тем, что
192

Внешние силы Земли
при больших скоростях падение метеорита сопровождается
взрывом. Громадная кинетическая энергия (т.е. энергия
движения) метеорита на 40—60% и более превращается в
тепло, и это приводит к испарению части пород. Очень
приблизительно можно представить соотношение обломков,
расплавленного вещества (расплава) и пара как 100 : 10 : 1.
Это значит, что при образовании крупных (десятки
километров в диаметре) астроблем выделялись десятки кубических
километров пара, сотни и даже тысячи кубических
километров расплава, десятки и сотни тысяч кубических километров
обломков. Чтобы представить, как много энергии выделяется
при ударе метеорита, можно сравнить её с энергией
химических взрывчатых веществ: на один грамм веса
метеорита выделяется в 100—1000 раз больше энергии, чем
на один грамм веса химического взрывчатого вещества. По
количеству выделяемой энергии удары метеоритов больше
похожи на ядерные взрывы, чем на химические.
В месте соударения действует давление до 10 млн атмосфер,
а температура здесь превышает 10 000° С. Это давление больше
чем в 7 раз превышает давление в центре Земли! Породы
преобразуются, изменяясь совершенно необычным образом.
Возникают такие породы и минералы, которые на Земле
вообще не могут появиться при обычных условиях.
Обломки разного размера и струи кипящего
расплавленного вещества выбрасываются за пределы кратера на расстояние
одного-двух радиусов от его границ. Мелкие капли расплава
улетают за сотни километров от кратера и, застывая, образуют
россыпи стеклянных шариков и вытянутых струеобразных
капель, изумляющих необычностью формы, цвета и свойств.
Их называют тектитами. Небольшая часть выбросов
разгоняется до 30 км/с и более. Она способна даже преодолеть
притяжение планеты и уйти в космос! Облака пара
поднимаются высоко в атмосферу Земли и рассеиваются на громадные
расстояния. Пар медленно остывает и превращается в
стеклянные шарики. Сколько раз их находили там, где нет ни
вулканов, ни метеоритных кратеров. Сколько раз они ставили
в тупик геологов, изучающих древние осадочные породы.
Образование метеоритного кратера происходит в десятки и
сотни миллиардов раз быстрее, чем какие-либо другие
геологические процессы на Земле (извержения вулканов,
землетрясения). Воронка кратера, имеющая десятки
километров в поперечнике, образуется за несколько десятков
секунд или буквально за считанные минуты.
Очень большая скорость процессов принципиально
отличает метеоритный удар от иных земных катастроф. Энергия
метеоритного удара при образовании кратера диаметром
30—80 км мало отличается от энергии катастрофических
землетрясений (например, в Ашхабаде в 1948 г., в Армении в
1988 г.) или вулканических взрывов (например, вулкана
Безымянный на Камчатке в 1956 г., вулкана Кракатау в
Индонезии в 1883 г. и др.). Однако в отличие от землетрясений
и извержений при ударе метеорита вся энергия выделяется
мгновенно и за время в 10 тыс. раз более короткое.
♦Звёздные раны» Земли, возникающие при таких сильных
столкновениях, имеют разные форму и размеры в зависимости
от силы удара. Небольшие (до 3—8 км диаметром)
представляют собой чашеобразные углубления, окружённые валом.
Глубина их составляет около 1/3 диаметра. Примерами таких
простых кратеров являются кратер Каали в Эстонии (его
диаметр 100 м, возраст около 3,5 тыс. лет), Метеор в США
(диаметр 1220 м, возраст примерно 50 тыс. лет), Шунак в
Казахстане (диаметр 2,5 км, возраст около 12 млн лет) и др.
Мелкие текгиты — иргизиты (от названия
реки Иргиз). Метеоритный кратер Жаманшин
(по-казахски — «плохое место») Актюбинска*
область, район посёлка Иргиз (Казахстан).
Текгиты цвета бутылочного стекла — мол да виты
(от немецкого названия реки Влтавы —
Moldova). Чехия, село Коросеки. Молдавиты
связаны с образованием метеоритного кратера
Рис в Германии 14,7 млн лет назад.
193

Энциклопедия для детей
Эти астроблемы простого строения
составляют 55—60% от общего числа
выявленных сейчас на Земле.
Более крупные астроблемы имеют и более
сложное внутреннее строение. Во-первых, они
сравнительно менее глубокие и чем больше их
диаметр, тем меньше относительная глубина — от
1/3 диаметра (как это было у простых кратеров)
она уменьшается до 1/10 и даже до 1/30—1/50
диаметра. Во-вторых, в центре воронки в них
обязательно имеется центральное поднятие
(центральная горка) — очень крутая возвышенность,
поднимающаяся над дном кратера иногда до
уровня вала. Древние кратеры заполнены
осадками (озёрными или морскими) или даже
перекрыты ими так, что сверху не видно ничего
необычного. Только специальные исследования
позволяют представить всю сложность внутреннего
строения гигантских астроблем, таких, как Пу-
чеж-Катункская (диаметр 80 км, возраст около
200 млн лет), расположенная в 100 км к северу от
Нижнего Новгорода; Попигайская (диаметр
100 км, возраст 39—40 млн лет), находящаяся в
700—800 км к востоку-северо-востоку от
Норильска; Чиксулуб в Мексике (диаметр 180 км, возраст
около 65 млн лет).
Поэтому «звёздных ран» на Земле известно
мало — всего около 170 — по сравнению с другими
планетами Солнечной системы, где их количество
измеряется многими сотнями и даже тысячами.
О ЧЁМ РАССКАЗЫВАЮТ
«ЗВЁЗДНЫЕ РАНЫ»
Три причины заставляют искать и изучать эти
необычные образования на Земле.
Во-первых, это свидетели столкновений
космических тел. Следы таких соударений гораздо чаще
встречаются на других планетах Солнечной
системы. Исследуя их на Земле, сравнивая планеты в
этом отношении между собой, мы учимся лучше
понимать ход космической истории, познаём
законы, управляющие космосом, а значит, и
нашей планетой и в конечном счёте определяющие
условия существования жизни на Земле.
Во-вторых, столкновения с Землёй гигантских
космических тел — это страшные катастрофы.
Удар метеорита подревней Земле. Взрыв астероида при ударе вызвал образование воронки. Из неё вытекают потоки
расплава, вылетают глыбы и обломки раздробленных пород. Часть обломков имеет очень большие
скорости (до 30 км/с) и, преодолев притяжение Земли, уходит в космос. Над кратером повисает, быстро расширяясь,
шар раскалённого газа — это продукты испарения пород, слагающих земную кору в месте удара астероида.
194

Внешние силы Земли
Встреча Земли с малой планетой, имеющей 10 км
в поперечнике, равнозначна взрыву миллиарда
таких ядерных бомб, как бомба, уничтожившая в
1945 г. японский город Хиросиму. Страшные
последствия одной подобной встречи,
происшедшей примерно 65 млн лет назад, хорошо изучены.
Тогда с нашей планетой встретился астероид
примерно такого размера. На подходе к Земле он
развалился на несколько обломков разного
размера, которые образовали «звёздные раны» по всей
планете. Это — Чиксулуб в Мексике (диаметр
180 км), Кара (60 км) и Усть-Кара (25 км) на
Полярном Урале в России, Менсон (35 км) в штате
Айова (США), Каменка (25 км) и Гусевка (1 км) в
восточной части Донбасса в России. Гигантские
взрывы вызвали землетрясения и воздушную
ударную волну; тепловое излучение сжигало всё
вокруг на десятки километров; дым от пожаров,
пыль и пар, выброшенные из кратеров, затмили
солнце, а это в свою очередь вызвало резкое
долговременное похолодание. Но, пожалуй, самым
страшным бедствием были кислотные дожди: при
образовании кратера Чиксулуб испарилось
огромное количество ангидрита (сернокислого кальция),
и на Землю выпал дождь из серной кислоты — в
среднем 1200 г кислоты на каждый квадратный
километр поверхности планеты.
Такое сочетание неблагоприятных условий
должно было вызвать гибель растений и животных
на суше и в верхних слоях океанических вод (до
глубины 200 м). По мнению некоторых
исследователей, именно с этой катастрофой связаны
массовая гибель динозавров, летающих и плавающих
ящеров, морских моллюсков, резкое сокращение
разнообразия кораллов, а также фораминифер и
других микроорганизмов, сильное изменение
наземных растений и водорослей. Таким образом,
столкновение с астероидом оказало
катастрофическое воздействие на жизнь на Земле.
Предполагается, что подобные события
происходили в истории нашей планеты неоднократно.
Некоторые учёные считают, что такие
катастрофические столкновения повторяются регулярно —
через 28—30 млн лет, но достоверных данных пока
нет. Тем не менее сейчас известно около 200 малых
планет, орбиты которых пересекают орбиту Земли,
а это значит, что вероятность разрушительных
столкновений достаточно велика. В ближайшие
50 лет она составляет 1:6000—1:20 000, и риск
погибнуть при таком столкновении выше, чем,
например, риск погибнуть в авиакатастрофе,
умереть от рака или ботулизма.
И наконец, третья причина, определяющая
интерес к «звёздным ранам», — месторождения
полезных ископаемых. Высокие и сверхвысокие
давления и температуры способствуют
образованию в астроблемах за короткое время (от тысячи
до десятков тысяч лет) промышленных
месторождений алмазов и ртути, меди и никеля, свинца и
цинка, поделочного и строительного камня. А в
погребённых под озёрными и морскими осадками
метеоритных кратерах известны скопления
горючих сланцев, угля, нефти,
минеральных и пресных вод. Подобные
месторождения используются уже сейчас: в
Швеции добывают свинец и цинк в астроблеме
Сильян, в Канаде — никель и медь в астроблеме
Садбери, в США — нефть из нескольких аст-
роблем. Многие здания в старинном городке
Нёрдлингер в Баварии (Германия) облицованы
зювитом — красивой и легко поддающейся
обработке горной породой, возникшей при
образовании метеоритного кратера (городок стоит в
самом кратере!) 14,7 млн лет назад. А на Украине,
недалеко от города Винница, есть село Жорнище,
которое названо так потому, что здесь уже более
2,5 тыс. лет из зювитов Ильинецкой астроблемы
делают жернова для мельниц.
Метеоритные кратеры на Земле ещё очень слабо
изучены — ведь серьёзные исследования их
начались только в 60-х гг. XX в. Поэтому далеко
не на все вопросы об этом интересном явлении
природы пока найдены ответы. И здесь
открывается широкое поле деятельности для специалистов
разных областей знания. Физикам и химикам,
геологам и географам, зоологам и ботаникам есть
где приложить руки и умение, расширяя познания
человека об окружающем его мире.
ПОИСКИ «ОЗЕРА ЧИСТОЙ
ВОДЫ»
ААетеорнтный кратер Эльгыгытгын расположен на
шУ\полуострове Чукотка. Он образовался 3,5 млн лет
назад и имеет диаметр 18 км. В кратере находится озеро
диаметром 12 км и глубиной 170 м. Само его название в
переводе с чукотского языка означает «озеро чистой
воды». Таких больших и глубоких озёр нет на многие
сотни километров вокруг. Известия об этом необычном
природном объекте дошли до учёных ещё в XVIII в., но
очень долго никому из них не удавалось его увидеть.
Специальная экспедиция, отправленная Российской
Академией наук на его поиски в 1912 г., вернулась ни с
чем, не дойдя до озера всего 20 км. В её отчёте
утверждалось, что озера не существует.
Первым из исследователей, увидевших озеро
Эльгыгытгын, был академик Сергей Владимирович
Обручев. В 1934 г. летом он наблюдал его с самолёта, а в
полярную зиму специально приехал на собаках с
побережья Северного Ледовитого океана из посёлка
(теперь города) Певек, чтобы точно определить
местоположение озера и его размеры. «Его сходство с
лунным кратером кажется... ещё разительнее с земли,
чем с самолёта. Громадные размеры этого кратера...
ставят его наравне с маленькими лунными кратерами, —
писал СВ. Обручев в своей книге «По горам и тундрам
Чукотки». — Оно (т.е. озеро. — Прим. ред.) «лежит» в
кальдере вулкана и является исключительным явлением в
ландшафте Северо-Восточной Азии». (Кальдера —
округлая котловина, возникающая при извержении вулкана.)
Лишь в 1963 г. возникло предположение, что
котловина, частично заполненная озером, образовалась при
ударе о Землю гигантского метеорита. Но собрать
необходимые доказательства тогда не удалось. Это было
сделано только в 1977—1978 гг. Такая история типична
для огромного большинства астроблем. Многие из них
изучались геологами в течение ста и более лет, считались
вулканическими образованиями, прежде чем удавалось
доказать их космогенную природу.
195

ВНУТРЕННИЕ
СИЛЫ ЗЕМЛИ
ВУЛКАНЫ
ПАЛЯЩАЯ ТУЧА
УНИЧТОЖАЕТ ГОРОД
Гирлянда Малых Антильских островов,
опоясывающих с востока Карибское море...
Прекрасный климат, тёплое море, тропическая
растительность... В центре архипелага расположен
остров Мартиника. На нём, на берегу уютной
бухты, раскинулся живописный город Сен-Пьер.
Ранним утром 8 мая 1902 г. 30 тыс. жителей
города не знали, что им угрожает смертельная
опасность, хотя причины для тревоги были.
Возвышающийся в 10 км от города вулкан
Мон-Пеле с конца апреля стал проявлять
подозрительную активность. Временами слышались
взрывы, над вершиной вулкана клубились облака
дыма. Пепловые тучи накрывали город, когда
ветер дул в его сторону; в воздухе пахло серой, и
свет солнца еле пробивался сквозь мутную пелену.
В первых числах мая взрывы участились. И
жителями Сен-Пьера овладело такое сильное
беспокойство, что они начали уходить из города.
Местные власти всячески успокаивали людей,
призывая их принять участие в выборах,
назначенных на середину мая, и не покидать город.
Комиссия правительственных чиновников
сообщала, что опасность городу не грозит.
5 мая поток грязи из прорвавшегося кратерного
озера на вершине вулкана пронёсся по долине реки
Бланш и разрушил расположенный в её устье завод
по переработке сахарного тростника. Тридцать
рабочих стали первыми жертвами трагедии,
кульминация которой наступила в 7 ч 50 мин утра
8 мая. Именно в это время колоссальной силы
взрывы потрясли вулкан и мощные пепловые
облака взметнулись на высоту более 10 км.
Одновременно с этими взрывами, следовавшими
непрерывно один за другим, из кратера вырвалась
чёрная туча, сверкавшая багровыми сполохами. Со
скоростью более 150 км/ч она устремилась вниз по
склону вулкана на город Сен-Пьер. Эта тяжёлая
раскалённая туча, как бульдозер, толкала перед
собой плотный сгусток горячего воздуха. Он
превратился в порыв ураганного ветра и налетел
на город уже через несколько секунд. А ещё через
десять секунд туча накрыла город, и последним,
что увидели 30 тыс. жителей Сен-Пьера, был мрак,
прорезаемый молниями. Через несколько минут
все они были мертвы. Лишь одному из них суждено
было вновь увидеть солнце. По-видимому, это был
не лучший представитель городского населения,
потому что он сидел в подвале прочной тюрьмы, и
маленькое окошко его камеры было обращено в
Катастрофа но острове Мартиника 8 мая 1902 г
Палящая туча вулкана Мон-Пеле в мгновение око
стёрла с лица Земли город Сен-Пьер.
Эта редкая фотография сделана
сразу же после гибели города
(Первая полоса газеты (.'illustration за 14 июня 1902 г)
196

L'JLLUSTRATION
Prw iht Xnmrre : ГД ft*Urm*.
SAMED.I И JUIN WU2
№< Ann* — V Wtl.
L Л С А Г A ST R О P H E D E L A M A HT1NI Q U E

Энциклопедия для детей
198
сторону, противоположную той, откуда
надвигалась палящая смерть. Судя по рассказам, ещё
четверым жителям чудом удалось выжить, но,
может быть, это и вымысел.
Кто же мог рассказать о трагедии? Это команды
и пассажиры двух кораблей, находившихся в
гавани сравнительно далеко от берега и
избежавших гибели. Все другие суда были мгновенно
опрокинуты или объяты пламенем. Люди если и
успевали прыгать за борт, то, будучи сильно
обожжёнными, тонули. Только несколько человек
сумели выплыть из этого ада.
Через несколько минут туча рассеялась. На
месте цветущего города воцарился хаос
дымящихся обломков. Ужасающей силы первый порыв
ветра, двигавшийся перед раскалённой тучей,
сломал все деревья, разрушил все дома. Торчащие
обломки стволов со стороны, обращенной к
вулкану, были ободраны и как бы отшлифованы
вулканическим песком. Большинство жителей
погибли от удушья: горячий газ мгновенно
обжигал лёгкие. По данным вулканологов,
изучавших последствия страшной катастрофы,
температура внутри палящей тучи, накрывшей город,
колебалась от 700° до 1000° С, а в момент выброса
из жерла вулкана она была ещё выше.
Твёрдых частиц в туче содержалось не так уж
много, и слой пепла и пыли в городе был не толще
20—30 см. Багровый отсвет туче придавали
именно эти мелкие раскалённые частицы. По
существу это была не туча, а лавина мелко
раздробленного, нагретого до высокой
температуры вулканического материала, выброшенного из
жерла расширяющимися газами. Вся эта масса
«перелилась* через край кратера и хлынула вниз
по склону. Мгновенно расширившийся газ
образовал чёрные клубящиеся облака, с большой
скоростью устремившиеся вверх, а сама палящая туча
накрыла город. Так произошло катастрофическое
извержение вулкана Мон-Пеле на острове
Мартиника. После этого все подобные извержения с
образованием таких палящих туч стали называть
пелейскими.
За день до этой катастрофы, 7 мая, произошло
извержение вулкана Суфриер на соседнем острове
Сент-Винсент, такое же по типу. Там тоже были
взрывы, которые сопровождались выходом из
кратера вулкана палящих туч и грязевых потоков,
унёсших жизни около 2 тыс. человек.
После извержения 8 мая вулкана Мон-Пеле на
его вершине вдруг возникло странное образование,
напоминавшее по форме морковку. Этот
остроконечный купол, который называли «иглой*,
медленно выдавливался из жерла вулкана со
скоростью примерно 20 м в сутки. Рост «иглы»
продолжался почти год, но за это время
она выросла всего на 300 м, потому что
постоянно разрушалась (иначе её высота достигла бы
1 км). Через некоторое время «игла» исчезла.
Образование таких «игл» связано с подъёмом
очень вязкой, тестообразной магмы, имеющей
температуру до 700—800° С.

ГИБЕЛЬ ПОМПЕИ
В Русском музее Санкт-Петербурга находится
картина выдающегося живописца Карла Брюллова
♦Последний день Помпеи». Она настолько
выразительно передаёт ужас неотвратимо надвигающейся
беды, что перед ней всегда стоит толпа. Зрители
молча созерцают «конец света», наступивший для
жителей города, который находился у подножия
вулкана Везувий на берегу Неаполитанского
залива в Южной Италии.
В начале нашей эры благодатные земли в этой
части Апеннинского полуострова были уже весьма
плотно заселены. В VIII в. до н.э. здесь уже были
греческие колонии. На склонах горы, о
вулканическом происхождении которой люди вряд ли
подозревали, возникли богатые города — Помпеи,
Стабия, Геркуланум. На вершине горы в 72 г. до
н.э. в густых зарослях скрывался Спартак —
предводитель восставших рабов. Лишь немногие,
и среди них греческий географ Страбон,
подозревали, что гора с углублением наверху — это
вулкан. Остальные даже не задумывались об этом,
поскольку в то далёкое время никаких
воспоминаний об извержении в памяти людей не
сохранилось. За 16 лет до катастрофы, 5 февраля
63 г. н.э., в этих местах произошло сильное
землетрясение. В городах многие здания были
разрушены. Историки сообщают, что в момент
первых толчков римский император Нерон пел в
неаполитанском театре. Несмотря на
раскачивающуюся сцену, император пения не прекратил.
Можно позавидовать такому самообладанию.
В последующие годы землетрясения
продолжались и даже участились. Все к ним привыкли, не
подозревая, что они являются грозным
предвестником катастрофы, — это магма толчками
продвигалась к поверхности, готовя себе путь для
прорыва. И вот днём 24 августа 79 г. она нашла
выход. Над вершиной Везувия неожиданно возник
гигантский клубящийся столб белого цвета,
быстро поднявшийся на высоту более 10 км. В
верхних слоях атмосферы он как бы растёкся в
стороны. Облако, размеры которого непрерывно
увеличивались, было похоже на шляпку
гигантского гриба или крону средиземноморской сосны
— пинии. Из него начал падать пепел, и этот
пеплопад усиливался с каждым часом. Сначала
пепел был очень мелким, но постепенно размеры
обломков становились всё больше и достигли
нескольких сантиметров в диаметре. Это была
пемза — лёгкая и пористая вулканическая порода.
Извержение Везувия в 79 г. подробно описано
очевидцем событий Плинием Младшим —
племянником знаменитого учёного античности Плиния
Старшего. Юноше было всего 18 лет. В момент
катастрофы он находился в городке Мизено на
северном побережье Неаполитанского залива, в
доме своего дяди. Молодой человек, ставший
впоследствии литератором, оставил нам подробное
описание катастрофы, стоившей жизни Плинию
Старшему. Последний в то время командовал
Внутренние силы Земли
8 Колумбийских Андах на севере Южной Америки,
всего в 150 км к северо-западу от столицы Колумбии —
Боготы, возвышается вулкан Аренас высотой 5400 м.
Последний раз он извергался в 1595 г. и с тех пор
считался если и не потухшим, то дремавшим. И вот 13
ноября 1985 г. вулкан внезапно проснулся. Начавшиеся взрывы
вызвали быстрое таяние снегов и льда в кратере вулкана.
Огромная масса воды, грязи, камней и льда ринулась в
долину реки Лагунилья, сметая всё на своём пути.
Примерно в 40 км от вулкана в долине находился городок
Армеро с 21 тыс. жителей, а в окрестных деревнях
проживало ещё 25 тыс. 13 ноября в 23 ч поток грязи
накрыл город 5—6-метровым слоем, и 20 тыс. человек
почти мгновенно нашли свою смерть в бушующем месиве
грязи. По словам чудом уцелевших жителей Армеро, это
была страшная ночь. Сумел спастись только тот, кто,
услышав приближающийся грохот, сразу выскочил из
дома и добежал до ближайших холмов. С них люди и
наблюдали, как ревущая грязь пожирала их дома, театр,
школу, церкви. Положение усугублялось темнотой и
невыносимым жаром от горячего падающего пепла.
Погиб не только Армеро, но и целый ряд деревень,
были уничтожены кофейные плантации, десятки
грузовиков с мешками уже собранного кофе. Тысячи
людей были ранены, пострадали нефтепроводы и дороги.
Для Колумбии это была национальная катастрофа'.
Десятки стран оказали помощь, прислав медикаменты,
одежду, продовольствие, вертолёты.
Зноменитый город Помпеи поплатился зо соседство
с Везувием (но заднем плане). В 79 г. н.э. город был
погребён под пеплом так, что на поверхности ничего не
было видно. Остатки его обнаружены случайно при
рытье колодца. Через сто лет после этого была
раскопана большая часть города, в том числе огромный
цирк (на переднем плане), так что с его трибун, как и
2 тыс. тысячи лет назад, можно любоваться видом на
Везувий (пока он снова не проявит свой буйный нрав).
199

Энциклопедия для детей
^СруХ римской эскадрой и потому отправил-
[jSafcfigjj ся на галерах к Стабии. Там он сошёл
на берег и направился в гости к своим
знакомым. По-видимому, Плиний Старший умер
от разрыва сердца во дворе дома, где ночевал со
своими спутниками. На следующий день они
хотели покинуть дом, который вот-вот мог быть
погребён под усилившимся пеплопадом и
камнепадом; и тут знаменитый естествоиспытатель упал
замертво. (Согласно другой версии, причиной
смерти Плиния Старшего стали ядовитые
вулканические газы, и он умер от удушья.) Ему было
56 лет.
Гипсовый слепок жителя Помпеи, погибшего при
извержении Везувия в 79 г. н.э Обнаруженные при
археологических раскопках пустоты в туфах заливаются
жидким гипсом. Когда он затвердевает, туф ломают и
получают слепок, повторяющий форму тела или
предмета, похороненного пеплопадом.
Поза человека, лежащего ничком и закрывающего левой
рукой лицо, свидетельствует о том,
что он скорее всего задохнулся в пеплоподе.
Извержение Везувия в 1944 г.
Хорошо виден дымящийся конус, выросший в более
древней кальдере — впадине с обрывами.
На картине Брюллова изображены люди,
покидающие Помпеи и старающиеся укрыться от
пеплопада и камнепада. Именно эти явления и
стали гибельными для города. «Дождь» из пепла
и обломков пемзы был настолько плотным, что
днём наступил полный мрак, в котором
непрерывно сверкали зигзагами молнии, что и
изобразил Брюллов. Хотя извержение и было
внезапным, но не таким молниеносным, как у вулкана
Мон-Пеле. Пеплопад над Везувием усиливался
постепенно. Большинство жителей Помпеи и
Стабии успели покинуть города, прежде чем они
оказались погребёнными под 4-метровым слоем
пемзы, вулканического песка и пепла. А вот
Геркуланум был разрушен несколькими мощными
грязевыми потоками, следовавшими друг за
другом. Проведённые недавно раскопки позволили
установить, что люди в городе погибли мгновенно,
застигнутые грязевым валом, сметавшим всё на
своём пути.
Только 16 апреля 1763 г. выяснилось, где
погребены Помпеи. Именно тогда нашли статую с
надписью, свидетельствовавшей о названии
города. Очистив Помпеи от вулканического материала,
учёные показали нам во всём великолепии
цветущий римский город с очень высоким уровнем
развития архитектуры, искусства и культуры.
Раскапывая город, археологи обнаружили
пустоты. Заливая в них жидкий гипс, они получали
слепки человеческих тел. Эти люди умерли в те
страшные дни от удушья или по каким-то другим
причинам.
Если бы мы могли перенестись в те времена,
когда извержение Везувия закончилось, перед
нами предстал бы совсем другой вулкан, нежели
тот, который жители видели до катастрофы. На
месте вершины горы образовался огромный
провал, ибо во время извержения верхняя часть
вулкана обрушилась. Впоследствии в этом провале
вырос новый вулканический конус, извержения
которого происходят и в наши дни. Очень сильное
извержение случилось в 1945 г., во время высадки
войск США в Италии в конце Второй мировой
войны. Извержение продолжалось неделю, и
американские войска были вынуждены спасать
население и свою технику, особенно самолёты: всё
засыпалось пеплом. Вулканические извержения
Везувия получили название извержения плини-
анского типа в честь Плиния Старшего, погибшего
25 августа 79 г. Это единственный тип
извержений, получивший имя
учёного-естествоиспытателя.
ЧТО ТАКОЕ
ИЗВЕРЖЕНИЕ ВУЛКАНА?
Две катастрофы, вызвавшие огромные
разрушения, принёсшие смерть тысячам людей и
разделённые во времени почти девятнадцатью веками... Что
общего между ними? И в том и в другом случае это
200

Внутренние силы Земли
были извержения вулканов. Что же такое
извержение? Это выход на поверхность планеты
расплавленного вещества земной коры и мантии Земли,
называемого магмой (от греч. «магма» — «тесто»,
♦паста»). Но извержения не одинаковы. Одни из
них происходят относительно спокойно: жидкая
магма, достигнув поверхности, изливается на неё
лавовыми потоками, распространяющимися на
большие расстояния. Другие помимо излияния лав
сопровождаются целым рядом взрывов,
происходящих через определённые промежутки времени.
Третьи характеризуются мощнейшим взрывом и
отсутствием лавовых потоков.
Характер извержения зависит от состояния
магмы, её температуры, состава и содержания
газов. Последнее особенно важно. Ведь газы
находятся в магме под большим давлением —
неизмеримо более сильным, чем в бутылке с
минеральной водой или шампанским. А что
происходит, когда мы открываем минеральную
воду, наверное, всем известно. Вода начинает
пузыриться, и чем она теплее, тем больше пены
вместе с водой оказывается на скатерти. При
встрече же Нового года бутылки с шампанским
♦стреляют» пробками в потолок, если шампанское
тёплое. Из таких бутылок обрызгивают
шампанским победителей спортивных соревнований,
например автогонщиков.
Примерно так же ведёт себя и магма с
растворёнными в ней газами. Поднимаясь к
поверхности Земли по так называемому
подводящему каналу и попадая в область низкого
давления, газы, растворённые в магме, начинают
выделяться из неё, переходя в нормальное
газообразное состояние и многократно увеличиваясь в
объёме. Если выделение газа совершается очень
быстро или даже мгновенно, то происходит
мощный взрыв, если же постепенно — то
извержение протекает гораздо более спокойно. Вот поэтому
можно сказать, что вулканическое извержение есть
процесс дегазации магмы. Именно газы,
заключённые в магме, служат тем «движителем»,
который вызывает извержение.
ВУЛКАН АВАЧИНСКИЙ —
ОПАСНЫЙ СОСЕД
ПЕТРОПАВЛОВСКА-
КАМЧАТСКОГО
Когда самолёт подлетает к городу
Петропавловск-Камчатский, в иллюминаторе открывается панорама
снежного вулкана Авачинский, высота которого 27S1 м, и
более высокого вулкана Корякская Сопка высотой 3456 м.
Вулкан Авачинский находится как бы в пригороде
Петропавловска, всего в 30 км от центра. Жители города
видят его каждый день, и он является неотъемлемой
частью городского пейзажа. Красота этого вулкана
обманчива — он является одним из наиболее активных вулканов
Камчатки. За последние 230 лет Авачинский извергался 16
раз, но эти извержения происходили неравномерно: то
одно за другим через несколько лет, то почти три
десятилетия он молчал.
Всегда над вулканом курятся дым и пар, напоминая
жителям города, что он «жив». Магматический очаг
вулкана располагается в 5—7 км ниже земной поверхности, а
извержения происходят вследствие закупорки жерла
вулкана застывшей лавой. Когда под напором газов эта
«пробка» вышибается — происходит очередное
извержение.
Последнее, довольно мощное извержение Авачи
наблюдалось в феврале 1945 г. Внезапно началась серия
мощных взрывов, поднявших облака газов и пепла на
высоту до 8 км. В этих клубящихся тучах сверкали молнии,
слышался непрерывный грохот. Было такое впечатление,
что с гигантского самосвала сваливают каменные глыбы.
Западный ветер погнал тучу пепла на восток, в сторону
Тихого океана. На суше выпал слой пепла толщиной
примерно 0,5 м, который погубил растительность в
полосе, затронутой пеплопадом. Если учесть, что всё это
сопровождалось неоднократными землетрясениями, то
можно представить состояние жителей Петропавловска,
наблюдавших извержение вулкана рядом с городом и
ощущавших непрерывные сотрясения почвы у себя под
ногами.
Однако извержение прекратилось довольно быстро, и
люди успокоились. Взрывное извержение Авачи может
начаться в любой момент, но вряд ли стоит ожидать
катастрофы. Изучение предыдущих извержений показало, что
характер извержений Авачинского вулкана остаётся
постоянным в течение длительного времени и они не
представляют большой опасности. Но 3 тыс. лет назад на
Авене произошёл грандиозный взрыв, уничтоживший
верхнюю часть конуса вулкана. Раскалённая масса газов,
пепла и вулканических обломков, вырвавшись из кратера,
устремилась к юго-западу от воронки и растеклась на
десятки километров. Следы этой катастрофы хорошо
изучены. В обширном провале — кальдере — постепенно
возник новый вулканический конус. Это и есть
современная Авача. Жители Петропавловска-Камчатского
имеют беспокойного и грозного соседа. Но тем не менее
они по-своему любят его и, поглядывая в сторону Авачи,
думают: «А как там наш вулкан? Дымит или нет?»
X
Авачинский вулкан, расположенный
недалеко от города Петропавловска-Камчатского.
Один из самых активных вулканов Камчатки, который за
200 с небольшим лет извергался 16 раз.
В 1994 г он вновь стал пробуждаться
201

Энциклопедия для детей
ТРИ ГЛАВНЫХ ТИПА ИЗВЕРЖЕНИЙ
эксплозия
Эксплозивное
f извержение
mm
Вулканический
туф и пепел *
Давление ещё
сильнее падает;
газ выделяется со взрывом
Давление падает;
пузырьки газа начинают
выделяться из магмы
Магма, насыщенная газом;
давление высокое
Магма
ЭКСТРУЗИЯ
Лавовый купол
Вязкая магма
ЭФФУЗИЯ
Лавовый поток
Жидкая магма
КАКИЕ БЫВАЮТ
ИЗВЕРЖЕНИЯ
Если газы выделяются из магмы относительно
спокойно, то она изливается на поверхность,
образуя лавовые потоки. Такое извержение
получило название эффузивного (от лат. effusio -
«излияние»). Если газы выделяются быстро,
происходит как бы мгновенное вскипание
магматического расплава, и он разрывается
расширяющимися газовыми пузырьками. Происходит мощное
взрывное, или эксплозивное, извержение (от лат.
explosio — «взрыв»). Если же магма очень вязкая
и её температура невелика, то она медленно
выдавливается, как бы выжимается на поверхность.
Такое извержение называется экструзивным (от
лат. extrusio — «выдавливание»).
Иными словами, способ и скорость отделения
газовых компонентов от магмы и определяют три
главных типа извержений: эффузивное,
эксплозивное и экструзивное. Но, конечно же, причиной
вулканической деятельности является прежде
всего магма. Нет магмы — нет и извержений.
Магма — это расплавленное вещество, которое
образуется при высоких давлениях и температурах
в земной коре и верхней мантии. Она состоит из
различных химических соединений, в основном
кремнезёма (SiC>2) и оксидов некоторых других
,:
ГРОЗНЫЙ ВУЛКАН
Самая северная из огнедышащих гор Камчатки — это
вулкан Шивелуч, возвышающийся на 3335 м на левом
берегу реки Камчатки. Вулкан очень активный, с «буйным
норовом». Ранним утром 12 ноября 1964 г. он
совершенно неожиданно взорвался, выбросив тучи пепла
на высоту 15 км. В них непрерывно сверкали молнии,
грохотал гром. Пепловая туча быстро перемещалась в
сторону побережья Тихого океана и через час накрыла
городок Усть-Камчатск. Далее она двинулась к
Командорским островам. Пепел падал в полной темноте и столь
обильно, что на каждом квадратном метре его оказалось
почти 30 кг. Всего было выброшено более 1,5 км3 пепла.
Извержение продолжалось около часа. После него на
месте главной вершины вулкана образовался кратер
глубиной 700—800 м и диаметром до 3 км.
Взрывная волна со скоростью 300 м/с
распространилась на площади в десятки квадратных километров и
уничтожила лес. Сила взрыва была такова, что глыбы
весом до 3 тыс. т летели на расстояние от 2 до 12 км.
Пепел мгновенно растопил снег на склонах вулкана.
(1отоки грязи и камней ринулись в долину, сметая всё на
воем пути. Лавина горячих камней разного размера засы-
ала мощную реку, образовав подобие широкой взлётной
олосы аэродрома. Извержение, продолжавшееся столь
ороткое время, наделало бы много бед, если бы
роизошло в другом месте: хорошо, что этот район ока-
ался малонаселённым.
Сильные извержения Шивелуча происходили в 20-е и
40-е гг. XX в., случались они и в древности. У села Ключи,
например, под слоем пепла и камней откопали поселены
засыпанное несколько сотен лет назад. Последнее
извержение Шивелуча очень похоже на катастрофы,
связанные с извержениями вулканов Мон-Пеле на острове
Мартиника (Малые Антильские острова) в 1902 г. и Катмай
на Аляске в 1912 г,
we,
202

Внутренние силы Земли
веществ (алюминия, железа, марганца и др.),
находящихся в растворённом состоянии или в виде
пузырьков газа.
Любая магма, поднявшаяся к поверхности, —
это сложная система, состоящая из жидкости, газа
и твёрдых кристаллов минералов. Их соотношение
всё время изменяется: одни кристаллы,
сформировавшиеся ранее, растворяются, вместо них
возникают новые; при этом состав магмы также
меняется, поскольку и газы, и кристаллы, и сама
жидкость стремятся к равновесию между собой.
Очень важную роль играют растворённые в
магме газы. Когда их в расплаве мало, говорят, что
магма «сухая». Она застывает при более высокой
температуре, нежели магма, содержащая много
газов.
Кристаллизация магмы по пути наверх, т.е.
превращение её в горную породу, происходит
постепенно. Сначала при понижении температуры
появляются первые кристаллы, которые
существуют одновременно с жидкостью, т.е. расплавом, и
как бы плавают в нём. Дальнейшее охлаждение
приводит к появлению всё новых и новых
кристаллов, находящихся в окружении
оставшегося расплава. Расплав в конце концов застывает,
кристаллизуясь полностью, и тогда уже возникает
твёрдая горная порода.
ЧТО ИЗВЕРГАЮТ
ВУЛКАНЫ
Продукты извержений вулканов бывают
жидкими, твёрдыми и газообразными.
ЖИДКИЕ ВУЛКАНИЧЕСКИЕ
ПРОДУКТЫ. Это прежде всего сама магма, изливающаяся
в виде лавы (кстати, раньше лавой называли и
грязевые потоки). Форма, размеры, особенности
внутреннего и внешнего строения лавовых потоков
очень сильно зависят от характера магмы.
Шире всего распространены потоки
базальтовых лав. Первоначально нагретые до 1000—
1200° С, базальтовые лавы сохраняют текучесть
даже при 700° С. Базальтовые «реки» текут со
скоростью до 40—50 км/ч. Выходя на ровное
место, они растекаются на обширной площади. В
1783 г. при излиянии базальтов из трещинного
вулкана Лаки в Исландии их объём был поистине
гигантским — 12 км3.
Лава на воздухе начинает быстро остывать и
покрывается тонкой корочкой. При дальнейшем
движении потока она сморщивается и
окончательно затвердевает, напоминая лежащие толстые
канаты. Поэтому такая лава и называется
«канатной», или по-гавайски — «пахоэхоэ». Горячая
лава иногда полностью вытекает из-под застывшей
корки, и тогда под ней возникает своеобразный
туннель с сосульками застывшей лавы,
свисающими с «потолка».
Если лавовый поток течёт медленно, то корка
на нём застывает быстрее и становится толще. Под
собственной тяжестью она часто не- IdffipL^J
однократно ломается и вновь засты- |ВВ5Шд|
вает. На поверхности потока в конце
концов образуется хаотическое скопление
угловатых обломков различного размера, носящих
гавайское название «аа». Лавовые потоки типа
«аа» распространены очень широко и характерны
не только для базальтов, но и для андезитов.
При соприкосновении с водой лава остывает
очень быстро, превращаясь в стекловатую породу
(напоминающую стекло), потому что расплав,
затвердев, не успевает раскристаллизоваться, т.е.
в нём не сформировались многочисленные
кристаллы минералов. Когда базальтовые лавы изли-
КАТАСТРОФА НА ВУЛКАНЕ
БЕЗЫМЯННОМ
Южнее вулканов Ключевская Сопка и Камень на
Камчатке расположен вулкан Безымянный, высотой чуть
более 3 км. Он считался потухшим, однако 22 сентября
1955 г. неожиданно начал извергаться, и гезово-пепловые
облака достигли высоты 5—В км, 30 марта 1956 г.
гигантской силы взрыв снёс вершину вулкана и понизил его на
300 м. Одновременно образовался глубокий кратер до
2 км в диаметре. Взрыв произошёл под углом 45* к
горизонту и был направлен к востоку. Он был такой силы,
что в 25—30 км от вулкана уничтожил все деревья, а
уцелевшие стволы тут же вспыхивали от высокой
температуры. Гигантское облако пепла и газов поднялось
на высоту 40 км. Скорость расширения облака составляла
около 500 км/ч, В 10—15 км от вулкана толщина слоя
пепла достигала 0,5 м. После взрыва из кратера ринулись
потоки раскалённых обломков, мгновенно растопившие
снег. Образовались мощнейшие грязевые лавины
шириной до 6 км, всё сметавшие на своём почти 100-
километровом пути вплоть до реки Камчатка. После
извержения в кратере Безымянного стал расти купол из
вязких лав, достигший через 5—7 лет высоты в несколько
сотен метров. Такое катастрофическое извержение очень
характерно для вулканов, «молчавших» многие сотни и
Маломощный поток базальтовой лавы наползает
на шоссейную дорогу На заднем плане обуглившиеся
стволы деревьев (Гавайские острова).
203

Энциклопедия для детей
[А] «Аа»-лавы (глыбовая корка)
Фронт потока I
Обрушение
глыб
Нижняя лавобрекчия
Верхняя лавобрекчия
Столбчатая
отдельность
Нижняя лавобрекчия
Продольный разрез лавового потока:
А) в движении, Б) после остывания.
204
ваются на большой глубине в океане, то они, как
правило, выдавливаются из трещин, образуя
гигантские « валики», напоминающие сардельки
или подушки, которые так и называются -
«пиллоу>-лавы (от англ. pillow — «подушка»).
Если лава вязкая и температура её
сравнительно невысока, что характерно для магмы,
содержащей много кремнезёма (более 65%), то
лавовые потоки короче — несколько километров,
а их поверхность покрывается более мощной
глыбовой коркой типа «аа». Глыбы, перемещаясь
с потоком, обрушиваются с его крутого переднего
края и перекрываются самим потоком,
наползающим на них. Поэтому в поперечном разрезе
такая застывшая лава представляет собой
монолитную горную породу, окаймлённую сверху и
снизу скоплением глыб — брекчией. В средней же,
внутренней части застывшего лавового потока
нередко образуются шестигранные или
пятигранные столбы. Они возникают в результате
охлаждения и последующего растрескивания
потока лавы, причём всегда располагаются
перпендикулярно той поверхности, на которую излился
лавовый поток. Такие «колоннады» выглядят
исключительно эффектно. Их можно увидеть на
Большом Кавказе в лавовых потоках, спуска-

Внутренние силы Земли
ющихся по склонам Казбека, в обрывах близ
селения Гудаури, в долине реки Арагви, на
Военно-Грузинской дороге южнее Крестового
перевала, на южном склоне Эльбруса.
Вязкие потоки лав, застывая, создают
своеобразные формы рельефа. Борта потока
возвышаются над его поверхностью. На ней возникают
напорные валы, состоящие из глыб лавы и
обращенные выпуклой стороной по течению
потока, которые как бы «наползают» друг на друга.
Передняя часть потока возвышается над его
основной массой и круто обрывается вниз. Вся эта
удивительная картина напоминает разлитую
густую сметану.
Иной рельеф возникает в тех случаях, когда из
жерл вулканов фонтанирует жидкая лава. Это
неоднократно происходило на острове Гавайи
посреди Тихого океана. Жидкая магма,
разбрызгиваясь в виде «капель», «лепёшек» и «хлопьев»,
образует небольшие вулканические конусы. Они
так и называются — конусы разбрызгивания.
ТВЁРДЫЕ ВУЛКАНИЧЕСКИЕ ПРОДУКТЫ
выбрасываются на землю из жерла вулкана при
мощных взрывных извержениях.
Наиболее распространены вулканические
бомбы — это обломки длиной более 7 см. При выбросе
Борт потока
Фронт лавового потока
Общий вид лавового потока
с напорными волами,
бортами и крутым уступом.
Извержение вулкана. Из кратера изливается поток базальтовой лавы.
205

Энциклопедия для детей
из жерла они еще находились в
расплавленном состоянии, но,
пролетев многие сотни метров, остывали в
воздухе и падали на склоны вулкана уже сильно
отвердевшими. Форма этих бомб довольно
разнообразна. Они бывают похожи на куски плоской или
закрученной ленты, на крупные «капли», которые,
вращаясь в воздухе, приобретают
веретенообразную форму. Встречаются округлые бомбы с
поверхностью, напоминающей корку
свежеиспечённого хлеба (они так и называются — бомбы типа
«хлебной корки»), а также пористые куски лавы
типа шлаков. Ещё не остывшие куски магмы,
падая на склоны вулкана, сплющиваются, а
потому называются бомбами типа «коровьих
лепёшек». Иногда выбрасываются и крупные
глыбы — длиной более 1 м.
Вулканические обломки меньше 7 см называют
лапилли (от лат. lapillus — «шарик», «маленький
камень»). Очень интересны капли базальтового
Извержение вулкана Толбачик в 1975 г недалеко от вулкана Ключевская Сопка (Восточная Камчатка}
Из кратера вырывается мощная туча пепла и газа
206

Внутренние силы Земли
расплава, застывшие в воздухе в виде
причудливых маленьких (не более 1—2 см) чёрных
стекловатых полумесяцев, груш и других фигур. В
честь гавайской богини вулканов они называются
♦слезами Пеле», а тонкие нити из стекловатой
лавы получили наименование * волосы Пеле».
Вулканические частицы размером менее 2 мм
называются пеплом. Но этот пепел, конечно, — не
продукт сгорания. Он похож на скопление пыли.
Под микроскопом при большом увеличении
хорошо видно, что пепловые частицы — это
осколки вулканического стекла в виде
рогулек и треугольников. Они
представляют собой мгновенно застывшие при
взрывном извержении тоненькие перегородки из магмы
между расширяющимися газовыми пузырьками.
Будучи выброшенными вверх, они потом упадут на
землю в виде стекловатого пепла. Иногда пепел
возникает при сильном дроблении более древних
вулканических пород; в других случаях он может
Корабль, выброшенный на берег гигантской волной при извержении вулкана Кракатау.
ИЗВЕРЖЕНИЕ ВУЛКАНА КРАКАТАУ
J 7 августа 1883 г. в 10 ч 20 мин небывалый по силе
£ / взрыв уничтожил конус вулкана Кракатау, который
находился не крошечном островке в Зондском проливе
между островами Ява и Суматра (Большие Зондские
острова). Взрыв был такой силы, что его слышали в
Австралии, отдалённой почти на 4 тыс. км. В одно мгновение в
воздух было выброшено около 20 км раздробленных
вулканических пород. Мельчайшие обломки и
вулканический пепел рассеялись в верхних слоях атмосферы. В
течение нескольких лет они задерживали часть солнечных
лучей, что вызвало похолодание на несколько градусов на
огромных пространствах Земли. Почти 900 тыс. км было
покрыто вулканическим пеплом.
Колоссальной силы взрыв сопровождался втягиванием
океанской воды в образовавшийся кратер, в результате
чего на месте извергавшегося вулкана «вспух» огромный
водяной холм высотой более 30 м. Оседая и растекаясь в
стороны, он вызвал мощную волну — цунами. Через
некоторое время она обрушилась на берега, полностью
опустошив их, сметая селения и города, в которых погибло
около 40 тыс. человек. Это было одно из сильнейших
извержений в истории человечества.
207

Энциклопедия для детей
\JEm^\ состоять только из обломочков крис-
|ВИшЯ| таллов. Наиболее распространён
стекловатый пепел. Вспомним извержение
вулкана Мон-Пеле: палящая туча, накрывшая
город Сен-Пьер, состояла из скопления
раскалённого пепла и газов. При извержении Везувия
пепел, лапилли и вулканические бомбы погребли
Помпеи и Стабию.
Мощные извержения выбрасывают мелкий
пепел в верхние слои атмосферы, где он может
находиться очень долго. Так было, например, при
гигантском взрыве вулкана Кракатау в Зондском
архипелаге (Индонезия) в 1883 г. Частицы пепла,
выброшенные в стратосферу на высоту до 40 км,
3 раза обогнули земной шар. Именно ему обязаны
своим появлением серебристые облака на закате,
наблюдавшиеся много лет спустя после этого
извержения в различных странах мира.
В истории извержений известны мощные пепло-
пады. В июне 1912 г. после катастрофического
взрыва вулкана Катмай на Аляске два дня падал
тончайший стекловатый пепел. Он покрыл слоем
в наши дни как никогда остро стоит вопрос о том,
сможет ли человечество выжить в условиях, когда
миллионы тонн отравы ежегодно стекают в реки и
выбрасываются в атмосферу? Один из первых тревожных
сигналов — уменьшение содержания озона в земной
атмосфере. Озон, как известно, — это одна из форм
существования кислорода, когда в молекулу
объединяются не два, а три его атома. Больше всего
озона на высоте от 15 до 30 км. Именно этот слой
атмосферы поглощает губительное для всего живого
ультрафиолетовое излучение Солнца. Вот почему так
обеспокоены биологи, медики, экологи тем, что озона
становится меньше. Расширяются озоновые «дыры» над
нашей планетой.
Американские учёные Сюзанна Соломон и Дэвид
Хоффман считают, что сильные извержения вулканов и
уменьшение содержания озона в земной атмосфере,
возможно, связаны между собой. Сильное извержение
вулкана Эль-Чичон в Мексике в 1982 г. вызвало в
Северном полушарии падение содержания озона на 10%.
В 1992 г. на Филиппинах произошло извержение вулкана
Пинатубо — одно из наиболее мощных в XX в.
Выброшенный пепел выпал на большой площади, а
мельчайшие его частицы образовали огромное облако,
опоясавшее весь земной шар по экватору. В его
центральной части содержалось мало озона, а по краям —
много диоксида серы, которого при извержении было
выброшено в атмосферу более 20 млн т. Пепловое
облако вулкана Пинатубо, как и вулкана Кракатау в
1883 г., должно привести к некоторому общему
понижению температуры, т.к. пепловые частицы образуют
экран, задерживающий солнечный свет. С космических
спутников было зарегистрировано присутствие в
атмосфере соединений хлора и некоторых других
«неполезных» газов в большей, чем обычно, концентрации.
Если предположения американских исследователей
окажутся правильными, то картина разрушения озонового
слоя может стать более ясной. Не только деятельность
человека виновата в этом разрушении; вероятно, и
геологические процессы тоже вносят свою лепту.
208
толщиной 25 см остров Кадьяк и другие острова.
Жители были вынуждены эвакуироваться. Б
3 тыс. км от вулкана, в южной Калифорнии, из-за
вулканической пыли на 20% уменьшилась солнеч
ная радиация. Подсчитали, что всего было
выброшено 25 км3 пепла. Извержение вулкана Эль
Чичон в Центральной Америке было таким
сильным, что под тяжестью пепла проваливались
крыши. Последние взрывы вулкана Пинатубо на
Филиппинах в 1992 г. сопровождались
катастрофическим пеплопадом, который вынудил
американцев эвакуировать свои военные базы. Мощное
извержение вулкана Ключевская Сопка на
Камчатке в сентябре 1994 г. подняло массы пепла на
высоту 10—20 км, что затруднило полёты
самолётов.
Эксплозивные (взрывные) извержения,
сопровождающиеся пеплопадами, способны влиять на
климат Земли. Так, уже упоминавшееся
извержение трещинного вулкана Лаки в Исландии в
1783 г. выбросило в верхние слои атмосферы
столько пепла, что в течение следующего года
температура воздуха упала на 1—2° С, и в Северном
полушарии резко похолодало.
Слои пепла, залегающие в древних отложениях,
свидетельствуют об извержениях, происходивших
сотни тысяч и миллионы лет назад, и помогают
геологу восстановить историю вулканической
деятельности. Ещё в 1911 г. под Воронежем в
отложениях, возраст которых около 1 млн лет,
были обнаружены слои пепла толщиной почти 1 м.
Ближайшие вулканы, действовавшие в это время,
находились либо на Кавказе, либо в Италии — на
расстоянии не менее 1—2 тыс. км. Какой же силы
должны были быть взрывы и какое огромное
количество пепла было выброшено в воздух! Но,
по-видимому, самый мощный вулканический
взрыв, который помнят люди, произошёл в 1815 г.
на острове Сумбава в Индонезии. Тогда при взрыве
вулкана Тамбора объём извергнутого пепла достиг
80 км3.
ГАЗООБРАЗНЫЕ ВУЛКАНИЧЕСКИЕ
ПРОДУКТЫ. Кроме жидких и твёрдых продуктов
вулканических извержений всегда выделяются
различные газы, доля которых в общем объёме
вулканических продуктов бывает очень велика.
Именно горячие газы поднимают пепловые
частицы на высоту в десятки километров.
Газы являются непременным спутником
вулканических процессов и выделяются не только во
время бурных извержений, но и в периоды
ослабления вулканической деятельности. Через
трещины в кратерах или на склонах вулканов,
спокойно или бурно, холодные или нагретые до
1000° С газы вырываются наружу.
Каков же состав вулканических газов?
Многочисленные пробы, взятые учёными на разных
вулканах, показывают, что в любых
вулканических газах преобладает водяной пар,
составляющий 95—98%. Часть этой воды является юве-
пильной (от лат. juvenilis — «юный»), т.е. водой,

Внутренние силы Земли
выделившейся из магмы, где она ранее входила в
состав различных химических соединений, а при
уменьшении давления и понижении температуры
перешла в знакомый нам водяной пар. Однако
другая часть водяного пара является вадозной (от
лат. vadosus — «неглубокий»), т.е. атмосферной,
водой, проникшей внутрь вулканической
постройки по трещинам и нагретой там теплом
магмы.
Второе место после водяного пара в составе
вулканических газов занимает двуокись углерода
(СОг); далее следуют газы, содержащие серу (S,
SO2, SO3), хлористый водород (НС1) и другие менее
распространённые газы типа фтористого водорода
(HF), аммиака (NH3), окиси углерода (СО) и т.д.
Места выходов вулканических
газов на поверхность называют фумаро-
лами (от лат. fumus — «дым»).
Температура газов в них колеблется от 40—50 до
1000° С. Иногда фумаролы действуют очень долго,
в течение тысяч лет. Недалеко от Везувия, на
северном побережье Неаполитанского залива
Тирренского моря, в кратере вулкана Сольфатара
температура газов достигает 120—400° С. В них
велико содержание сернистых соединений. Одну из
таких фумарол, откуда со свистом вырывался
сернистый газ, оставляя на камнях жёлтые налёты
серы, великий итальянский поэт эпохи раннего
Возрождения Данте Алигьери считал вратами
мрачного ада — входом в преисподнюю.
Извержение вулкана
Толбачик ночью
В пепловой туче
видны молнии, частые
спутники извержений,
т к. пепловые
частицы сильно
наэлектризованы.
209

Энциклопедия для детей
Нередко фумаролы выделяют
♦холодный» газ с температурой около
100° С и ниже. Такие выделения
холодных газов называют мофетами (от лат. mofeta —
«испарение»). Для их состава наиболее характерен
углекислый газ. Скапливаясь в понижениях, он
представляет смертельную опасность для всего
живого, т.к. в нём можно сразу же погибнуть от
удушья. Так, в Исландии в 1948 г. при извержении
вулкана Гекла углекислый газ накопился в
ложбине у подножия вулкана. Находившиеся там
овцы погибли, между тем пастухи даже ничего не
почувствовали — ведь их головы были выше
уровня углекислого газа.
В Камеруне (Центральная Африка) находится
вулкан Ниос, в кратере которого расположено
озеро. 21 августа 1986 г. жители деревень,
раскинувшихся в окрестностях, услышали звук,
напоминающий громкий хлопок. Через некоторое
время газовое облако, вырвавшееся из воды
а
шшш
Вулкан Карымский (Восточная Камчатка). Почти идеальный вулканический конус. Периодически из кратера вулкана
выбрасываются пеплогазовые облака.
210

Внутренние силы Земли
кратерного озера и накрывшее территорию
площадью около 25 км2, стало причиной внезапной
смерти более 1700 человек и огромного количества
скота. Смертоносный газ оказался двуокисью
углерода, выброшенной в атмосферу из ещё не
потухшего вулкана.
Выделение газов наблюдается на давно
потухших, казалось бы, вулканах. Так, в горах
Большого Кавказа, на склоне восточной вершины
Эльбруса на высоте более 5 км находится
небольшое фумарольное поле, свободное от снега и льда
даже зимой. Здесь постоянно явственно ощущается
запах серы.
КАКИЕ БЫВАЮТ
ВУЛКАНЫ
Постараемся ответить на этот вопрос, вспомнив,
что бог огня у древних римлян назывался
Вулканом (в греческой мифологии — Гефест). Он ковал
доспехи в своей кузнице, находившейся, согласно
преданиям, внутри горы на одном из Липарских
островов около Сицилии (на юге Италии). Этот
остров называется Вулькано, а из углубления на
вершине горы непрерывно вырываются облака
дыма. По представлениям римлян, это работала
кузница бога огня. Поэтому наиболее
распространённое определение вулкана таково: это
возвышенность, гора или холм с углублением на вершине —
кратером, из которого магма выходит на
поверхность.
Наиболее распространены вулканы
центрального типа. Магма поднимается по трубообразному
каналу — жерлу, оканчивающемуся вверху
чашеобразным углублением — кратером (от греч.
«кратер» — «чаша»). Вулкан извергается,
выброшенные обломки, пепел, излившаяся лава
остаются на его склонах. Высота горы
увеличивается, а вместе с ней и кратер перемещается всё
выше и выше. Нередко от основного жерла в
сторону ответвляются второстепенные
жерла, и тогда на склоне конуса
возникают побочные кратеры.
Самым характерным примером вулканов
центрального типа служат стратовулканы (от лат.
stratum — «слой»). Их конусы со склонами слегка
вогнутой формы, как, например, у горы Фудзияма
в Японии или у Ключевской Сопки на Камчатке,
сложены чередующимися слоями лавы и рыхлого
материала — пепла, вулканических бомб, туфов
и т.д. Если вулканы образованы только рыхлыми
продуктами, выброшенными при взрывах, они
называются насыпными. Лавовые вулканы
состоят из многократно наслаивающихся друг на
друга лавовых потоков. Такие вулканы имеют
форму неправильного конуса и меньше по высоте,
чем другие вулканы. Однако встречаются и
гигантские лавовые вулканы — например, на
Гавайских островах, — достигающие высоты более
9 км от уровня океанского дна, с кратерами до 2 км
в диаметре. Дело в том, что над поверхностью
океана возвышается только верхняя часть
вулканов, а большая часть скрыта под водой. В
кратерах таких вулканов плещется базальтовая
магма и время от времени изливается оттуда в виде
очень жидких лавовых потоков. Если лавовые
покровы образуют вокруг вулкана огромный
панцирь или щит, то такие вулканы называются
щитовыми — например, Мауна-Кеа, Мауна-Лоа,
Килауэа на Гавайях.
Другой тип вулканов — линейные, или
трещинные. Их возникновение связано с подъёмом, как
правило, жидкой базальтовой магмы по трещине в
земной коре. Из неё лава изливается в обе стороны.
Жидкие лавы растекаются на огромной площади,
образуя лавовые покровы. Ярким примером
извержения трещинного типа является прорыв
базальтовой магмы по трещине Лаки в Исландии в
1783 г. Излившаяся лава покрыла площадь около
600 км2. Застыв, лава закупорила трещину, но
рядом стали образовываться новые трещины, из
которых вновь извергались базальты.
Вулкан
Кратер
. Кратер
Подводящий канал
Вулканы центрального типа в разрезе. Видны подводящие кипо^ы, кальдеры с новыми конусами.
211

Энциклопедия для детей
Контуры прежнего конуса
Брекчии обрушения
Кальдера
Побочный лавовый
вулкан
Лавы
Новый конус в кальдере
Туфы и пеплы
Экструзивный
купол
В Эгейском море, примерно в 100 км к северу
от острова Крит, расположен маленький остров
Санторин (остров Святой Ирины), входящий в
состав Кикладской островной
дуги. Санторину была уготована
судьба не только стать
великолепным геологическим
памятником, но и раскрыть многие тайны
древнейшей истории
Средиземноморья.
Современный остров
Санторин — это рай для туристов,
которые атакуют его пляжи в
жаркие летние месяцы,
приплывая на многочисленных тепло-
Дайка
Древняя кальдера
Общий вид стротовулконо в разрезе. Обратите внимание на
кальдеру под вулканом и более молодую кальдеру в верхней
вулканического конуса.
Иногда магма, поднимающаяся по жерлу
вулкана, не в состоянии прорвать лежащие выше и уже
застывшие вулканические породы. Но растущее
давление газов наконец «вышибает пробку» из
жерла, и происходит мощный взрыв. Вершинная
часть вулкана обрушивается, и образуется
углубление с крутыми стенками — кальдера (от ucn.
caldera — «котёл»). В дальнейшем в кальдере
может вырасти экструзивный купол из очень
вязкой магмы. Это произошло в 1956 г. на вулкане
Безымянном на Камчатке; так было и на Везувии
после извержения в 79 г. н.э.
древнюю
части
ходах и яхтах и приземляясь на
небольших самолётах (аэродром
острова очень невелик). Остров
Санторин (другое его название —
Фера, или Тира) вместе с
несколькими другими небольшими
островами образуют кольцо, внутри
которого — лагуна диаметром до
10 км. Санторин, самый крупный
из островов, имеет в длину 11 км,
другие — поменьше.
Неповторимая особенность этой группы
островов заключается в том, что их
внешние склоны, обращенные к
открытому морю, относительно
пологие, тогда как внутренние, обращенные к
лагуне, представляют собой вертикальные обрывы
высотой более 100 м. А в центре синей лагуны,
окружённой островами, над водой возвышаются
два маленьких островка — Палео-Камёни и
Нео-Каме'ни, образованные нагромождениями
глыо чёрной и тёмно-красной лавы, что придаёт им
мрачный колорит какого-то первозданного
каменного хаоса.
Если бы можно было «выкачать» всю воду из
лагуны, то нашим взорам открылась бы гигантская
чаша — кальдера — глубиной до 500 м с
Лавовые потоки
Вулканические конусы
Складчатое основание
Магма,
заполнившая
трещину
212
Вулканы трещинного типа в разрезе.

вулканическим конусом в центре. Всё это очень
похоже (только в гораздо бо'лыиих размерах) на
двойной вулкан — конус внутри разрушенного
конуса, когда в обширной кальдере вырастает
новый, меньший по размерам вулкан, как это было
с Везувием. В стенках кальдеры видны полого
залегающие пласты лав, рыхлых туфов и пепла
серого и чёрного цветов. Сверху они покрыты
мощным, до 40 м толщиной, пластом белой пемзы,
ярко выделяющейся на тёмном фоне остальных
пород. Эта пемза является свидетельством
грандиозной катастрофы, случившейся в Эгейском
море около 1520 г. до н.э. и погубившей
знаменитую минойскую цивилизацию.
Вспомним великие открытия немецкого
торговца и археолога Генриха Шлимана, поверившего
в древнегреческие мифы и раскопавшего Трою и
♦златообильные» Микены — город легендарного
Агамемнона. Честь обнаружения ещё одного
центра цивилизации того времени (середина II тыс.
до н.э.) принадлежит английскому археологу
Артуру Эвансу, открывшему в 1900 г. на северном
побережье острова Крит руины крупного города со
знаменитым Кносским дворцом. Культура,
открытая Эвансом, получила название минойской в честь
легендарного Миноса — властелина Крита.
В начале 30-х гг. XX в. греческий археолог
Спиридон Маринатос, производя раскопки порта
Амнисс на Крите, принадлежавшего Миносу и
служившего морскими воротами критской
столицы Кносса, в одном из домов обнаружил
пемзовые обломки. Они должны были попасть
сюда откуда-то издалека, т.к. на Крите не было
молодых (в геологическом смысле) вулканов. И
тогда Маринатос, изучив вулканы Санторина и
других островов, подумал: а не мог ли мощнейший
взрыв вулкана, расположенного в 100 км к северу
от Крита, вызвать разрушение порта Амнисс и
Кносса? С огромным энтузиазмом Маринатос стал
исследовать эту проблему, и ему улыбнулось
счастье — он открыл древнюю цивилизацию с
необычайно высоким уровнем развития,
погребённую под многометровым слоем пепла и пемзы,
именно той пемзы, которая так эффектно венчает
чёрные стены кальдеры Санторина.
На санторинском мысе Акротири Маринатос
раскопал город с двух- и трёхэтажными домами, в
которых прекрасно сохранились удивительные
фрески, ныне выставленные в специальном зале
археологического музея Афин. Катастрофа
произошла, как упоминалось выше, около 1520 г. до н.э.,
и после неё жители уже не возвратились в город.
К этому же времени относится и разрушение ичагив
минойской культуры на Крите. Возможно, 1ран-
диозный взрыв или несколько взрывов на Санто-
рине, уничтожившие вершинную часть крупного
вулкана, могли сопровождаться землетрясениями
и сильнейшими волнами в море (цунами),, а также
мощным пепло- и пемзопадом. Извержение по сути
привело к закату минойской культуры На
развалинах минойских городов впоследствии стро
или свои жилища уже совсем другие племена.
Внутренние силы Земли
Возможно, что предания о так назы- лДУJK
ваемом Девкалионовом потопе также |иД1ш31|
связаны с этой катастрофой. Не
исключено, что и Атлантиду, этот загадочный
исчезнувший материк, о котором упоминал Платон,
надо искать в Эгейском море и соотносить предание
0 её гибели с катастрофическим извержением
Санторина в середине XVI в. до н.э. Вот так тесно
переплелись геологические события и древнейшая
история.
Крупные кальдеры, образовавшиеся в
историческое и доисторическое время, известны во многих
районах мира. В Каскадных горах запада США, в
штате Орегон, находится живописнейшее озеро
Крейтер, заполнившее 10-километровую кальдеру
со шлаковым конусом-островом в центре. После
катастрофического взрыва в 1883 г. образовалась
кальдера вулкана Кракатау в Зондском
архипелаге. На Камчатке тоже есть кальдеры, внутри
которых выросли новые лавовые конусы.
Существуют гораздо более мелкие,
плоскодонные впадины, образовавшиеся в результате
единичных, преимущественно газовых взрывов;
они не связаны с крупными вулканами. Обычно их
диаметр составляет сотни метров (редко больше);
впадины имеют округлую форму, заняты озёрами
и называются маарами — от названия местности
Маар в Германии. Такие маары встречаются на
западе Германии, в районе Эйфель; в Швабской
Юре в предгорьях Альп (юг Германии), а также во
Франции (возвышенности области Овернь).
Вулканы находятся не только на суше; есть они
и в океанах и морях. Особенно эффектно внезапное
появление вулканов из «морской пучины». Так в
конце сентября 1957 г. около небольшого островка
Фаял в Азорском архипелаге возник новый вулкан
Капельюнш, «выросший» за две недели на высоту
до 200 м; его диаметр в основании составлял более
1 км. Впоследствии этот вулкан был размыт
волнами.
Кальдера вулкана Безымянный после катастрофического
извержения 1956 г. Верхняя конусовидная часть вулкана
была уничтожена взрывом. Внутри кальдеры медленно
рас тёт купол вязкой лавы
213

Энциклопедия для детей
Удаление магмы из верхней части
очага при извержении
Проседание вулканической постройки
в конце извержения
Вулканические взрывы под водой на небольшой
глубине или неглубоко под поверхностью земли,
где находятся грунтовые воды, многократно
усиливаются из-за того, что вода, соприкасаясь с
горячей магмой, мгновенно испаряется и
выбрасывается в виде мощных паровых струй.
Извержения подобного типа называют фреатическими
(от греч, «фреа'р» — * колодец»).
Извержение такого типа произошло 14 ноября
1963 г. в Атлантическом океане южнее Исландии.
Началось оно выбросами чёрного туфа, пепла и
вулканических бомб, которые сформировали
остров Сюртсэй. Мощность извержения
свидетельствовала о том, что взрывы усиливались из-за
соприкосновения магмы с водой. Но когда конус с
проникали в него, характер извержения
изменился, стал более умеренным. В последующие
месяцы и годы, вплоть до 1967 г., в этом районе
возникали всё новые и новые подводные вулканы,
как бы нанизанные на линию невидимой
подводной трещины. Они превращались в острова,
которые потом разрушались под действием
океанских волн и исчезали.
В Центральной Японии расположен вулкан
Бандай. 15 июля 1888 г., после тысячелетнего
молчания, благодаря нагреванию грунтовых вод
теплом магмы произошли мощные фреатические
взрывы, и туча пепла и туфов достигла высоты
6 км. Впоследствии пеплом была покрыта площадь
214
Кальдера Санторин в Эгейском море.

Внутренние силы Земли
почти 100 км2. В 90-х гг. XIX в. на нём
образовалась крупная кальдера, по краям которой
позднее выросли новые вулканы.
О характере извержений далёких эпох нам
рассказывают вулканические отложения. Во
многих районах мира были обнаружены огромные
покровы так называемых риолитов, т.е.
вулканических пород с содержанием двуокиси кремния от
65 до 75%. Отложения риолитов толщиной в сотни
метров занимают площади в сотни и тысячи
квадратных километров. Нередко они залегают в
обширных впадинах, образующихся над частично
опустевшим магматическим очагом и
напоминающих кальдеры. Эти вулканические породы при
извержении ведут себя как жидкие лавы, затопляя
и сглаживая неровности рельефа. Они состоят из
обломков; под микроскопом в них обычно хорошо
видны пепловые рогульки, остроугольные обломки
кристаллов и пемзы, тесно спаянные, как бы
сваренные между собой. По всем законам геологии
такая вулканическая порода должна быть очень
вязкой и неспособной растекаться в стороны от
центров извержений; однако в действительности
всё обстояло иначе.
История изучения подобных вулканических
пород, названных игнимбритами (от лат. ignis —
♦огонь», imber — * ливень»), весьма длинна и
запутанна. Но только в 60-е гг. XX столетия была
высказана идея, что образуются они из пепловых
потоков, т.е. из массы вулканического пепла, не
Лавовый поток, погружающийся в воды Атлантического
океана, которые вскипают при соприкосновении с лавой
(Исландия).
поднимающегося при взрыве вверх над жерлом
вулкана, а как бы переливающегося через кратер
и подобно жидкости устремляющегося вниз даже
по пологому склону. По существу это должна быть
тяжёлая палящая туча раскалённого пепла, насы-
^^^
В центре кальдеры видны вновь образовавшиеся вулканы Палеи Кимени и Нео-Камени.
Последние извержения происходили в 1953 г.
215

Энциклопедия для детей
^pW\ щенная газом, выделение которого и
[КдДВЯ! | поддерживает частички пепла как бы
на воздушной подушке.
Такие пепловые потоки способны передвигаться
на десятки километров от места своего
извержения. После окончания движения мельчайшие
обломки под действием всё ещё высокой
температуры и собственного веса начинают спекаться
друг с другом, образуя плотную вулканическую
породу.
Извержения настоящих пепловых потоков не
наблюдались за время существования
человеческой цивилизации, поэтому вулканологи могут
только предполагать, как они происходили.
ОТГОЛОСКИ
ПОДЗЕМНОГО ЖАРА
В связи с вулканической деятельностью нельзя не
отметить такие явления, как горячие, или
термальные, источники и гейзеры. Минеральные и
пресные горячие источники широко
распространены в областях современного или совсем недавнего
вулканизма, например в Исландии, Италии, в
Каскадных горах Северной Америки, на Гавайских
островах, Кавказе, Камчатке и во многих других
районах. Атмосферные воды, проникая в глубину,
нагреваются внутренним теплом вулкана,
смешиваются с вулканическими газами и затем выходят
на поверхность в виде минеральных источников.
Вокруг таких источников благодаря растворённым
в их водах кремнезёму или карбонату возникают
причудливые наросты кремнёвого или
известкового туфа — так называемые травертины. Так, на
склоне горы Машук у города Пятигорска, в районе
Кавказских Минеральных Вод, существуют
травертины, обволакивающие листья растений и
кости древних животных, т.к. минеральные
источники изливались там не одну сотню тысяч лет.
В местах, где находятся современные вулканы
или их извержения происходили в относительно
Маленькие гейзеры — горячие источники
в долине реки Шумной на востоке Камчатки
216
недавнее (с геологической точки зрения) время,
нередко встречаются периодически
фонтанирующие источники — гейзеры. Это название пришло
из Исландии, где в XVIII в. действовал так
называемый Великий, или Большой, Гейзер -
мощный горячий фонтанирующий источник, в
котором каждые 30 мин закипала вода и струя с
силой выбрасывалась вверх на высоту около
60—65 м. В настоящее время гейзеры существуют
в Йеллоустонском национальном парке на западе
США, в Новой Зеландии, Исландии и на Камчатке,
где находится знаменитая Долина Гейзеров,
открытая лишь в 1941 г. В низовьях этой уникальной
по красоте долины на протяжении примерно 5 км
находится множество гейзеров, кипящих и
пульсирующих источников, а также грязевых котлов и
струй пара. Некоторые гейзеры, например, такие,
как Первенец, раз в 10—15 мин эффектно
фонтанируют на высоту 15 м, а гейзер Великан —
на высоту 30 м, причём столб пара достигает
100—120 м. Как и в долине реки Паужетки на юге
Камчатки, здесь распространены кипящие
грязевые котлы, на поверхности которых непрерывно
булькает грязь, вздуваясь крупными пузырями.
Когда гейзер молодой, то интервалы между
фонтанированием малы. Со временем они
становятся всё больше, напор воды уменьшается, и,
наконец, гейзер умирает. Величайший гейзер
Уаймангу (Ваймангу), что означает «крылатая
вода», находившийся в Новой Зеландии,
действовал всего лишь 5 лет во второй половине XIX в. и
выбрасывал струю кипятка и пара на высоту более
400 метров!
Почему же «работает» гейзер? Существует
много теорий на этот счёт, но они сходятся в
главном, предполагая, что основным
«движителем» этой «системы» являются вулканическое
тепло и газы. Если в горных породах существуют
трещина, канал, заполненные водой на большую
глубину и вода снизу нагревается вулканическим
теплом, то в какой-то момент создаются условия
для её кипения. Однако вода не кипит, поскольку
вес столба воды — гидростатическое давление —
препятствует этому. Но если по какой-либо
причине, например из-за выплеска воды из
трещины, давление уменьшается, то сразу же
начинается бурное кипение — гейзер фонтанирует.
Пииле того как нагретая вода выплеснется наружу,
процесс начинается снова. Так действуют гейзеры,
ч<жизнь» которых во многом зависит от
циркуляции подземных вод.
Современные области вулканической
активный содержат огромный запас геотермальной
энергии, в том числе перегретого до нескольких
vwieH а раду сов водяного пара, который можно
испо (ТЬоовать для получения электроэнергии, отап-
-шьсШил жилищ, теплиц и т.д. Это и делается в
целим ряде районов, например в Исландии, Новой
iJc/jtui/jTift, Италии, в России (на Камчатке) и
других местах. На юге Камчатского полуострова в
районе реки Паужетки построена небольшая
оихлш^ промышленная геотермальная электро-

Внутренние силы Земли
станция мощностью 5 тыс. кВт, работающая на
перегретом вулканическом паре. Наибольшую
трудность при использовании вулканического
тепла представляет весьма агрессивный характер
кипящей воды, содержащей кислоты, и пара,
которые очень быстро разъедают металлические
трубы и детали машин. Это вызывает
необходимость нагревать природным паром сначала
обычную чистую пресную воду и только потом
пускать пар в турбины. Тем не менее эта проблема
решается и в столице Исландии Рейкьявике, и в
итальянской области Тоскана, и на Северном
острове Новой Зеландии, и в других районах. Там
уже действуют небольшие электростанции, а
попутно из воды получают некоторые химические
вещества, например борную кислоту, углекислоту,
поташ, двуокись аммония и др.
ГДЕ РАСПОЛАГАЮТСЯ
ВУЛКАНЫ
Сколько всего на Земле действующих вулканов,
точно не известно, но цифра 500 отражает наиболее
вероятное их число. Примерно 370 из них
находится в Тихоокеанском «огненном кольце»: на
островных дугах, таких, как Алеутская, Курильская,
Японская, Филиппинская, Тонга —
Кермадек, Зондская (острова
Индонезийского архипелага), либо на так
называемых активных окраинах материков — запад
Северной Америки, Мексика, Центральная
Америка (Коста-Рика, Никарагуа, Сальвадор,
Гватемала), Анды на западе Южной Америки
(Колумбия, Эквадор, Перу, Боливия, Чили). 9
действующих вулканов располагаются в Антарктиде,
15 — на островах Тихого океана, таких, как
Гавайские, Галапагосские, Хуан-Фернандес.
Несколько вулканических островов —
Кергелен, Коморские, Реюньон — находится в
Индийском океане. В Атлантике их около 45, среди них
Ян-Майен, Исландия, Канарские и Азорские
острова, Малые Антильские острова.
На Земле есть ещё две области активного
вулканизма. Одна из них находится в Африке, где
известны действующие вулканы в пределах
Восточно- и Западно-Африканских рифтовых зон: в
Эфиопии, Кении (вулкан Килиманджаро), Уганде,
Танзании, а также в Центральной Африке (вулкан
Камерун). Другая область включает
Средиземноморье и Малую Азию: Липарская островная дуга
(вулканы на островах Вулькано, Стромболи),
Италия (Везувий и другие), Сицилия (Этна),
Эгейское море (вулкан на острове Санторин);
Пьер Жак Волэр. «Извержение Везувия» XVIII в.
217

Энциклопедия для детей
ТИХООКЕАНСКОЕ «ОГНЕННОЕ
КОЛЬЦО»
Вокруг Тихого океана располагается 3/4 всех известных
активных вулканов земного шара. Тысячи вулканов
действовали здесь в последние 10 тыс. лет. Великое
«огненное кольцо» прослеживается от Камчатки через
Курильские, Японские, Филиппинские острова. Восточную
Индонезию и Новую Зеландию, откуда вулканическая
цепочка через Антарктиду как бы перебрасывается в
Южную Америку. Далее она протягивается вдоль
Тихоокеанского побережья Южной и Северной Америки и
через Аляску и Алеутскую островную дугу смыкается с
Камчаткой. Местами вулканы «сидят» рядом друг с
другом, местами попадаются «пустые» участки, но везде
происходят частые сильные землетрясения. По
соседству — высокие горные хребты (Кордильеры, Анды).
Рядом в океане — глубоководные желоба. Такие
сейсмически активные районы образуются на окраинах
континентов там, где тяжёлая кора океанических
литосферных плит погружается под более лёгкую кору
континентальных плит.
а также Восточную Турцию (Немрут) и Ирав
(Демавенд). В этих двух областях насчитывается
около 40 действующих вулканов.
Многие вулканы, считающиеся потухшими, на
самом деле могут оказаться действующими.
Достаточно вспомнить Везувий, который «молчал»
сотни лет. Кроме того, существует очень много
подводных вулканов, которые трудно обнаружить,
Так что действующих вулканов на самом деле
несколько больше, чем указывается в подсчётах.
В расположении вулканов на земном шаре есть
строгая геологическая обусловленность. Так, в
упомянутом уже Тихоокеанском * огненном
кольце» все действующие вулканы размещены на
активных континентальных окраинах и островных
дугах. Это позволяет думать, что вулканизм
непосредственно связан с сильно расчленённым,
активно формирующимся рельефом
глубоководным жёлобом, располагающимся на некотором
расстоянии от островной дуги или
континентальной окраины, с землетрясениями, очаги
которых расположены вдоль наклонённой в
сторону континента или островной дуги плоскости и
находятся на глубине 400—500 км. Эти зоны
называются сейсмофокалъными зонами (т.е.
зонами сосредоточения фокусов, или очагов, землетря-
Один из красивейших вулканов Восточной Камчатки — Кроноцкий.
На его склонах хорошо видны радиально расходящиеся овраги, занесённые снегом.
218

Внутренние силы Земли
сений) Беньофа в честь учёного, детально
исследовавшего их.
Активные окраины — это такие участки
литосферы, в которых океаническая кора
погружается, или, как говорят учёные, субдуцируется (от
англ. subduction — «погружение»), под более
лёгкую и плавучую континентальную земную
кору, образуя наклонную пластину.
Взаимодействие пластины погружающейся океанической
коры с континентальной литосферой вызывает
плавление верхней мантии на глубинах 150—
200 км. Зародившиеся здесь капли расплава,
сливаясь друг с другом, начинают перемещаться
вверх. На некоторых более высоких
промежуточных уровнях в земной коре они образуют
магматические очаги, и из самого верхнего очага уже
непосредственно происходит извержение, в
результате которого на поверхности появляется вулкан.
Вулканические острова на океанских
просторах — например, знаменитые Гавайи — возникли
над медленно поднимающейся из нижней мантии
«горячей струёй», находящейся в одном
положении десятки миллионов лет. След от этой «горячей
струи», как бы прожигающей перемещающуюся к
западу Тихоокеанскую плиту, выражен цепочкой
уже погасших ныне подводных вулканов
Гавайских островов. Возраст наиболее древних из них
составляет 70 млн лет. Некоторые действующие
вулканы возникли в районах срединно-океаниче-
ских хребтов, например вулканы Исландии,
островов Тристан-да-Кунья и др.
Возникновение действующих вулканов
Средиземноморья частично связано с такой же
геологической ситуацией, как и в случае появления
вулканов Тихоокеанского «огненного кольца».
Например, Кикладская группа островов в
Эгейском море и знаменитый вулкан острова Санторин
возникли при пододвигании земной коры
Восточного Средиземноморья к северу, под остров Крит.
Таким образом, распределение вулканов на
Земле хорошо объясняется современной
геологической теорией тектоники литосферных плит.
можно ли
ПРЕДСКАЗАТЬ
ИЗВЕРЖЕНИЯ?
Уже говорилось о том, что катастрофические
извержения вулканов сопровождаются большими
жертвами среди населения. Вспомним Везувий,
Мон-Пеле, Санторин. При извержении вулкана
Тамбора в Индонезии в 1815 г. погибло от 60 тыс.
до 90 тыс. человек. Взрыв вулкана Кракатау в
1883 г. стал причиной смерти почти 40 тыс.
человек. От палящих туч, образовавшихся при
извержении вулкана Ламингтон на Новой Гвинее,
погибло около 4 тыс. человек. Можно ли каким-то
образом предвидеть начало извержения и заранее
эвакуировать людей, проживающих в зоне риска?
На этот вопрос в наше время можно ответить
утвердительно. Предвестником извержения
являются вулканические землетрясения, l^BmJt^i
которые связаны с пульсацией магмы, ЦмИИЯ;
продвигающейся вверх по
подводящему каналу. Специальные приборы —
наклономеры — регистрируют изменение наклона земной
поверхности вблизи вулканов. Перед извержением
меняются местное магнитное поле и состав
вулканических газов, выделяющихся из фумарол.
В районах активного вулканизма созданы
специальные станции и пункты, в которых ведётся
непрерывное наблюдение за спящими вулканами,
чтобы вовремя предупредить об их пробуждении.
На Камчатке уже в 1955 г. было предсказано
извержение вулкана Безымянный, в 1964 г. —
вулкана Шивелуч, затем — Толбачикских
вулканов. Успех сопутствовал вулканологам Японии и
Гавайских, где извержения также были заранее
предсказаны.
Иногда извержения начинаются неожиданно.
20 февраля 1943 г. крестьянин Дионисий Пулидо
работал на своём кукурузном поле на окраине
деревни в Центральной Мексике (штат Уаррапан).
Вдруг на поле образовалась трещина, из которой
начал пробиваться дымок. Пулидо стал засыпать
её, но рядом возникали новые, более крупные
трещины, которые уже нельзя было засыпать.
Земля начала дрожать, послышался гул, из
трещин вырвались мощные столбы дыма, а затем
раздались взрывы. Через сутки на месте поля и
деревни уже возвышался вулкан в несколько
десятков метров высотой, а через некоторое время
он достиг уже 300 м.
Так же внезапно образовался вулкан на
Канарских островах 18 ноября 1909 г., когда фермеру и
его сыну пришлось убегать от начавшихся на их
поле взрывов, сопровождавшихся выбросами
раскалённого вулканического материала. Активная
вулканическая деятельность продолжалась 10
дней, а потом так же внезапно прекратилась.
Лобовым поток вулконо Порикутин (Центрольноя
Мексика) при извержении 1943 г. завопил деревню,
от которой остались лишь колокольня и часть
собора, возвышающиеся над поверхностью потока
219

Энциклопедия для детей
МАГМА, ЗАСТЫВШАЯ
НА ГЛУБИНЕ
Тот, кто поднимался на потухший (а может
быть, только на время притихший) вулкан
Эльбрус на Большом Кавказе, неизменно
поражался великолепию панорамы Главного
Кавказского хребта. Как гигантские гребни
застывших волн, вдаль уходят зазубренные пики —
Ушба, Шхельда, Джантуган, Дыхтау, Каштантау
и другие горные вершины, припорошённые снегом,
который с трудом удерживается на их почти
отвесных склонах. Эти величественные вершины,
так любимые альпинистами, устремлённые в
чистейшую синеву южного неба, частично
сложены очень прочными горными породами —
гранитами.
С помощью геологического молотка, приложив
большие усилия, с трудом отколем кусок серого
гранита. На свежем сколе породы хорошо видны
кристаллы различных минералов: белые —
кварца, розовые и серые — полевых шпатов, чёрные —
роговой обманки и слюды. Все кристаллы тесно
соприкасаются друг с другом, заполняя всё
пространство в породе, которую поэтому называют
полнокристаллической. Если сравнить обломок
гранита с обломками молодых лав вулкана
Эльбрус, в изобилии встречающимися вокруг него
в долинах горных рек, то сразу же будет заметна
разница между ними. В лавах Эльбруса отдельные
минералы вкраплены в очень тонкую, иногда
напоминающую стекло, основную массу породы.
Это связано с тем, что лава остывала крайне быстро
и в ней просто не успевали образовываться
разнообразные кристаллы. А в граните их очень
много потому, что магма, из которой
формировались граниты, на большой глубине остывала
медленно, в течение сотен тысяч и миллионов лет,
и при таком постепенном охлаждении в ней росли
кристаллы минералов, тесно соприкасаясь между
собой.
(Кристаллы, образующиеся Кристаллы, образующиеся Кристаллы, образующиеся
в первую очередь во вторую очередь в третью очередь
Магма, медленно остывающая на глубине, постепенно кристаллизуется,
и образовавшиеся кристаллы минералов заполняют всё пространство.
Геологам известно, что граниты Главного
хребта Большого Кавказа образовались в конце
палеозойской эры, примерно 270—280 млн лет
назад на глубинах в несколько километров.
Почему же горные породы, образовавшиеся на
глубинах 3—5 км и более, оказались не только на
поверхности Земли, но даже поднялись на высоту
4—5 км в горных областях? Всё дело в том, что
земная кора в тех областях, где на большой
глубине из остывшей магмы формировались
горные породы, например на том же Кавказе, в
течение миллионов лет медленно поднималась.
Толщи пород, располагавшиеся над остывшей
магмой, постепенно размывались, разрушались,
пока, наконец, она оказалась на поверхности и
стали видны граниты. Существует возможность
точно сказать, когда граниты Главного
Кавказского хребта, образовавшиеся в глубине земной
коры, появились на поверхности. Оказывается, с
тех пор как на глубине застыла магма, район
современного Большого Кавказа неоднократно
опускался и перекрывался морем, в котором
накапливались осадки, превратившиеся
впоследствии в осадочные породы — глинистые сланцы,
известняки и песчаники. Когда же 6 млн лет назад
началось поднятие Кавказа, осадочные породы,
перекрывающие граниты, размывались и в виде
валунов и галек накапливались в прогибе у
подножия растущих гор. Потом и сами галечники
оказались поднятыми. В результате первые
обнажения гранитов Главного хребта появились в
отложениях, возраст которых составляет 3,5—
4,5 млн лет (о чём свидетельствуют гранитные
валуны и гальки, находящиеся у подножия
растущих гор). Таким образом, только тогда, когда
вышележащие слои пород были окончательно
размыты, граниты впервые обнажились на
поверхности Земли.
Но поднятие продолжалось,
так же как и процессы
разрушения. Граниты — наиболее
твёрдые и плотные породы —
слабее поддавались
выветриванию, и постепенно из них
образовались горные пики, благодаря
своей прочности возвышающиеся
над горами.
Магма, т.е. расплав горных
пород, нагретый до температуры
около 1000° С, может появиться
на поверхности Земли. Тогда
говорят, что произошло извержение
вулкана. А если магма не смогла
вырваться из объятий земных
недр и застыла на некоторой
220

Внутренние силы Земли
глубине — тогда мы имеем дело с так называемыми
интрузивными породами (от лат. intrusus —
♦втолкнутый», «внедрённый»), или интрузиями.
Они могут иметь различные форму, объём и состав.
Нередко геологи наблюдают очень тонкие жилы
интрузивных пород толщиной всего в несколько
сантиметров и длиной 2—3 м. И в то же время
существуют огромные массивы застывшей магмы,
так называемые интрузивные тела, занимающие
площадь в десятки тысяч квадратных километров.
И жилы, и массивы интрузивных пород
объединяет то, что они внедрились в горные породы в виде
подвижной магмы и застыли, не выходя на
поверхность Земли.
В ЧЁМ «сидит»
интрузия?
Изучая граниты, обнажившиеся на поверхности
Земли, можно понять, каким же образом магма
сумела занять обширное пространство на глубинах,
где под давлением вышележащих пород никакой
пустоты, казалось бы, не должно быть. А между
тем известны гигантские гранитные интрузии
площадью в десятки и сотни тысяч квадратных
километров, например в Кордильерах Северной
Америки и Андах Южной Америки, в Казахстане, на
Алтае, в бассейне реки Колымы на крайнем северо-
востоке России и во многих других местах.
Интрузивные тела любой формы и состава
имеют ряд общих характерных черт, изучение
которых помогает нам разобраться в их строении
и происхождении. Прежде всего магма должна
куда-то внедриться, т.е. занять какой-то объём на
глубине. Но там уже всё «занято» другими
породами, находящимися под большим давлением
за счёт веса вышележащих слоев. Все они по
отношению к интрузивному телу являются
вмещающими, т.к. они «вмещают» в себя магму,
которая благодаря высокой температуре и
наличию газов, конечно, оказывает сильное воздействие
на окружающие породы.
Представьте себе огромный «пузырь» магмы,
распространяющий во все стороны, особенно вверх,
тепло, газы и горячие растворы. Газы и растворы
как бы «переваривают», перерабатывают,
пропитывают окружающие породы, превращая их в
совсем другие разновидности горных пород,
нежели те, которыми они были до внедрения магмы.
Эти изменённые породы вокруг интрузии образуют
зону внешнего контакта. Однако и сами
вмещающие породы благодаря своей низкой температуре
также оказывают воздействие на тонкую внешнюю
зону магматического «пузыря», охлаждая её.
Поэтому она быстрее застывает и даже внешним
видом отличается от внутренних частей «пузыря».
Ширина зоны изменённых пород вокруг
интрузивных тел, например гранитов, достигает многих
сотен метров. Из этого можно сделать вывод, что
температура магматического «пузыря» была очень
высокой и из него выделялось очень много газов и
горячих растворов, которые «пропи- l^&Py^J
тывали» окружающие породы. Эти |ВДШст|
растворы и газы содержат хлор, фтор,
серу, бор, фосфор и другие активные химические
элементы.
Застывшие на глубине массивы магмы могут
иметь самую причудливую форму, т.к. магма,
будучи всё же жидкостью (хотя и очень вязкой),
стремится использовать малейшее «слабое место»
в толще горных пород, чтобы проникнуть в них.
КАКИЕ БЫВАЮТ
интрузии?
Магма, продвигаясь вверх, может остановиться на
глубине 5—6 км и менее и там будет в течение
многих сотен тысяч лет медленно остывать. А
может приблизиться к поверхности Земли, но всё
же не выйти на неё. Поэтому в зависимости от
глубины застывания магмы интрузивные породы
подразделяются на несколько основных типов. Во-
первых, приповерхностные, или су б
вулканические (т.е. почти вулканические). В этом случае
магма застыла очень близко к поверхности Земли,
но всё-таки не излилась на неё в виде лавовых
потоков, а начала остывать и кристаллизоваться
на глубинах в несколько сотен метров. Во-вторых,
среднеглубинные с глубиной формирования от
0,5—0,6 до 1—1,5 км; и, в-третьих, глубинные —
более 1—1,5 км. Глубинные интрузивные породы
имеют очень характерный облик. Если такую
породу отполировать, то можно отчётливо увидеть, что
вся она состоит из минералов, кристаллы которых
тесно соприкасаются друг с другом.
Именно такие полнокристаллические
глубинные интрузивные породы можно видеть в
архитектурных ансамблях Санкт-Петербурга, где ими
облицованы набережные, цоколи домов и дворцов.
Из них выточены колонны Исаакиевского и
Казанского соборов, созданы пьедесталы многих
известных памятников (например, знаменитого
Медного всадника), возведены стены
Петропавловской крепости. Чаще всего при строительстве
использовались граниты, называемые рапакиви
(от финск. «рапакиви» — «гнилой камень»):
розоватые породы с крупными округлыми
кристаллами полевого шпата (ортоклаза), по краям
которых видна более светлая каёмка другого
полевого шпата — олигоклаза. Граниты рапакиви
распространены в Карелии и Финляндии.
Образовались они 1,7 млрд лет назад на глубинах в
несколько километров и впоследствии, в
результате поднятия, очутились на поверхности Земли,
т.к. все вышележащие породы оказались
разрушены и смыты эрозионными процессами.
Когда на глубинах 20—60 км начинают
плавиться горные породы, то сначала образуются
лишь тонкие плёнки жидкости между
кристаллами. Потом они сливаются в капельки, которые
тоже объединяются друг с другом и начинают
пробивать себе путь наверх. Сделать это очень
221

Столб лавы (некк), застывшей в жерле древнего вулкана
миллионы лет назад, так и остался стоять, как указующий
перст Менее прочные вулканические породы вокруг
размыты морем. О прежней кальдере (кольцевой впадине
вокруг жерла) напоминает теперь только кольцевой риф в
море вокруг некка
трудно из-за огромного давления на таких
глубинах. Но это же давление и помогает как бы
выжимать расплав вверх, на «верхние этажи»
земной коры, где на глубинах в несколько
километров силы магмы оказываются на исходе и
она, остывая, уже не может двигаться, образуя
различные по форме интрузивные тела.
Они могут иметь вид гриба, колокола, лепёшки,
шара, столба, пластины, доски и т.д. Чтобы как-то
разобраться в таком многообразии форм интрузий,
геологи договорились, как их называть, и
выработали определённые правила.
КАК ВАС
НАЗЫВАТЬ?
В различных горных (складчатых) областях и на
равнинах (платформах) можно наблюдать
великолепные картины. Так, на Сибирской платформе, по
берегам реки Нижней Тунгуски, возвышаются на
несколько сотен метров чёрные или тёмно-серые,
мрачные «лестницы», как будто созданные для
неведомых великанов. Вертикальные уступы
чередуются с выровненными горизонтальными
площадками. Такой рельеф образовался в результате
выветривания и размыва толщи горизонтально
лежащих осадочных горных пород, в которые
внедрилась базальтовая магма. Застыв, магма
сформировала твёрдые интрузивные пласты, которые, с
трудом поддаваясь разрушению, образуют крутые
уступы-лестницы. Недаром комплексы таких
пород называют траппами (от шведск. trapp —
«лестница»). Представьте себе книгу, в которую
222
между листами вставлено много линеек разной
толщины. При этом общий объём книги
увеличивается, а листы остаются несмятыми. Так и
относительно жидкая базальтовая магма под огромным
давлением «накачивается» между пластами
горных пород, расщепляя их, как линейка листы
книги.
Интрузивные тела, образовавшиеся из
застывшей магмы, которая внедрилась между слоями
пород, называются силлами. Они широко
распространены в западной части Восточной Сибири,
где образуют живописный ступенчатый рельеф.
Там, где горячая, нагретая до температуры 1000° С
базальтовая магма соприкасалась с пластами
углей, она воздействовала на них своим жаром,
изменяя угли. Так образовался графит — ценное
полезное ископаемое, применяющееся не только
для изготовления карандашей, но и в производстве
разнообразных графитовых смазок для трущихся
металлических поверхностей.
В Африке, Канаде и некоторых других местах
известны удивительные по своей форме и размеру
внедрения магмы. Так, например, в Южной
Африке среди слоев осадочных пород, залегающих
в виде гигантской плоской чаши, находится
огромное интрузивное тело. Оно расположено так
же, как и эти осадочные породы, и тоже
напоминает чашу или широкую воронку. Только
размеры этой «воронки» достигают 500 км в длину
и 300 в ширину, она слегка овальной формы, а её
толщина превышает б км. Это колоссальное
интрузивное тело называется Бушвельдским лот-
литом (от греч* «лопос» — «чаша», «литое» —
«камень»); и, что интересно, оно так же, как и
пластовая интрузия — силл, расщепляет
осадочные слои. Магма как бы нагнеталась между
слоями осадочных пород, но центральная часть
этой огромной массы расплава немного просела под
собственной тяжестью, поэтому и образовалась
такая «чаша».
Другой крупный лополит — Сёдбери — известен
в Канаде. Обычно лополиты сложены такими
изверженными породами, в которых относительно
мало оксида кремния (т.е. сложены основными и
ультраосновными породами). Магмы, имеющие
такой химический состав, как правило, наиболее
жидкие.
Если магма находится под большим давлением,
она способна не только расщеплять слои горных
пород, но и приподнимать их над собой, образуя
интрузивные тела наподобие гриба с большой
шляпкой и тоненькой ножкой, называемые
лакколитами. Происхождение этого термина не совсем
ясно. Дело в том, что латинское слово «лакуна»
означает «пустота», «зияние». Возможно,
появление термина «лакколиты» для обозначения
интрузии в виде «шляпки гриба» связано с тем,
что под «пустотой» понималось пространство,
заполняемое магмой, которая силой своего напора
приподнимала пласты. Лакколитами считали
раньше знаменитые горы в районе Минеральных
Вод на Северном Кавказе, такие, как Бештау,

Внутренние силы Земли
Змейка, Железная, Машук (у подножья которой
был убит на дуэли М.Ю. Лермонтов). Все они
возвышаются над всхолмленной равниной на сотни
метров, а слои осадочных пород, сохранившиеся
вокруг них, как бы окутывают интрузивные
породы. Так они долгое время и назывались
классическими лакколитами, пока с помощью
бурения не было установлено, что на самом деле
форма этих интрузивных тел скорее напоминает
редьку или репу, обращенную хвостом вниз. Такая
гигантская «капля» магмы медленно всплывает к
земной поверхности. В этом отношении она похожа
на соляные купола, которые также пробивают себе
путь к поверхности благодаря плавучести за счёт
разницы в плотности соли и окружающих пород
(плотность которых больше). Настоящие
лакколиты, с горизонтальной нижней частью и
грибообразной верхней, известны в горах Юдит в
штате Монтана (США), на Южном берегу Крыма и
в других местах.
Интрузивные тела, описанные выше, — силлы,
лополиты и лакколиты — имеют важное общее
свойство: все они залегают, как говорят геологи,
согласно с окружающими их слоями горных пород,
которые только расщепляются, расходятся,
пропуская магму, внедряющуюся в них под
давлением, но не сминаются при этом в складки.
Поэтому такие интрузии называются согласными.
Существует, однако, много интрузивных тел,
которые имеют совсем другие отношения с
вмещающими породами. Магма внедрялась в эти породы,
«не обращая внимания» на залегание
слоев, пересекая, раздвигая, сминая
их в складки, как бы прокладывала
себе путь с помощью грубой силы. Такие интрузии
называются несогласными, и среди них
выделяется несколько самых распространённых
типов, хорошо узнаваемых в различных
геологических структурах.
Дайка (dyke — «забор», «стена» на
шотландском наречии) — интрузивное тело, длина которого
во много раз больше ширины. По существу это
трещины, заполненные магмой. Дайки бывают
различных размеров: от небольших, длиной
десятки метров и шириной 1—1,5 м, до гигантских,
имеющих длину сотни километров, а ширину до
десятка километров. Так, на юге Африки, в
Родезии, очень древние породы (возраст которых
более 1 млрд лет) пересекаются Великой дайкой
Родезии длиной более 500 км и шириной до 11 км,
сложенной породами, в которых мало оксида
кремния. Огромное интрузивное тело рассекает
очень прочные, древние докембрийские породы.
По-видимому, магма внедрилась в крупный
разлом, расколовший земную кору на большом
протяжении.
На Северном Кавказе, в самом узком месте
Дарьяльского ущелья, где бурлящий Терек
прорезает светло-серые граниты, образуя мрачную
теснину, в почти отвесных стенах ущелья видны
многочисленные тёмные базальтовые
вертикальные дайки шириной несколько метров и длиной
Шток
Силл
Дайка
Лополит
Лакколит
Разные формы интрузий.
223

Энциклопедия для детей
сотни метров. Даек очень много, и если
подсчитать их общую ширину, то
окажется, что существовавшее ранее
гранитное тело как бы увеличило свои размеры
почти на 1/4 благодаря их внедрению. Отсюда
можно сделать вывод, что внедрение магмы по
многочисленным трещинам происходило в момент,
когда граниты подвергались растяжению. Только
в таком случае базальтовая магма могла
внедряться по трещинам. Иногда дайки образуют целые
пучки, или огромные рои (как, например, в
Восточной Гренландии), или кольца. На западном
побережье Шотландии известны сотни даек,
связанных с древними центрами вулканической
активности. И везде они образовывались только в
том случае, если вмещающие породы, подвергаясь
растяжению, растрескивались. Это очень
напоминает расколовшуюся льдину, трещины в которой
сразу же заполняются водой.
Не следует думать, что сначала образуется
полость, пустота, а потом её заполняет магма. Уже
на небольшой глубине давление горных пород так
велико, что никакая «пустота» существовать не
может. Возникновение какой-либо даже самой
узенькой трещины сразу приводит к тому, что
магма устремляется в неё и силой своего давления
как бы раздвигает, расширяет стенки трещины и
продвигается вверх. Подобный эффект действия
магмы, как и любой другой жидкости, хорошо
известен в механике.
Ещё одно весьма распространённое интрузивное
тело — шток (от нем. Schtok — «палка», «ствол»).
Если разрезать его поперёк, оно будет иметь
овальную, округлую или неправильную форму, а в
вертикальном разрезе похоже на колонну.
Размеры штоков бывают самые разные: от 100—
200 м2 до 200 км2 в поперечном сечении.
ИНТРУЗИЯ ГРАНИТОВ
Однако самыми интересными и во многом все
ещё загадочными являются крупные гранитные
интрузии — батолиты (от греч. «батос» —
«глубина», «литое» — «камень»). Эти интрузии
были названы так потому, что раньше их
представляли как бы «бездонными», т.е.
уходящими куда-то вниз, в земную кору, на
неопределённую глубину. Батолиты обладают поистине
необозримыми размерами, если смотреть на них сверху.
Например, в северной части Кордильер Северной
Америки, на территории Аляски и Канады, есть
батолит, длина которого превышает 2000 км, а
ширина 200 км. В Андах Южной Америки батолит
имеет длину 1200 км, а ширину около 100 км.
Очень крупные батолиты известны на Алтае, в
Колымском крае, на Дальнем Востоке и во многих
других местах земного шара.
КАК ОБРАЗУЮТСЯ
крупные интрузии
ГРАНИТОВ?
При созерцании громадных пространств, занятых
гранитами, невольно представляешь, что и в
глубину эти батолиты уходят на многие десятки
километров. Однако когда батолиты как бы
«просветили» сейсмическими волнами, то оказалось,
что они всё-таки имеют «дно», которое
располагается всего в 2—5 км от «кровли» (т.е. поверхности)
гранитного тела. Батолиты имеют форму
гигантской линзы, залегающей внутри различных
горных пород. Но если магма откуда-то появилась и
заняла место этих пород, то куда же делись те
породы, которые раньше здесь располагались?
Наконец мы подходим к наиболее интересной
проблеме магматической геологии — проблеме
пространства, обсуждаемой уже
не менее ста лет. Рассматривая
силлы, дайки, лополиты, штоки
и т.д., мы поняли, что магма,
образовавшаяся где-то в другом
месте, внедрилась под давлением
в вышележащие горные породы,
раздвинула их и смяла в складки.
Везде наблюдается активная роль
магмы.
За многие миллионы лет
крупные батолиты оказались
поднятыми на поверхность Земли в
результате движения земной
коры. Располагавшиеся выше них
горные породы разрушились,
размылись, и сейчас мы можем
наблюдать внутренние части
батолитов. Геологи долго ломали
голову над загадкой: огромное
гранитное тело, имеющее «дно» и
«кровлю» и напоминающее лин-
Внешняя зона
изменённых
вмещающих пород
Внутренняя
изменённая зона
Замок, построенный
но лововой колонне
224

Внутренние силы Земли

Энциклопедия для детей
зу, окружено породами, которые
совершенно не смяты в складки, а только
изменены в результате действия
высокой температуры, горячих растворов и газов,
выделявшихся из остывающей магмы. А куда же
делись породы, находившиеся на том месте,
которое сейчас занято гранитами? Ведь это был
гигантский объём. Не мог же он бесследно
исчезнуть.
Много было предложено идей и гипотез, пока
единодушно не пришли к выводу, что магма,
оказывается, не перемещалась неведомыми
путями из земных глубин, а образовалась на месте за
счёт переработки горных пород под действием
высоких температур и давлений, горячих
растворов и газов. Тогда стало понятно, как
формировались батолиты столь огромных размеров.
Подвергаясь воздействию высоких температур,
давлений, растворов и газов, горные породы разного
состава постепенно расплавились и превратились в
гранитную магму, которая, охладившись, и
образовала батолит. Опытным путём установили, что
из обычных глины и песка, расплавляя их, можно
получить магму, очень похожую на гранитную.
Существует, правда, и другой случай, когда
расплавления горных пород не происходит, а
просто одни породы превращаются в другие. Это
превращение — сложный химический процесс, во
время которого одни элементы выносятся, а
другие, наоборот, привносятся с растворами и
происходит как бы замещение одних элементов
другими. Именно так и формировались крупные
батолиты, столь поражающие наше воображение
своими грандиозными размерами.
Однако не следует забывать о том, что всё это
происходит на глубинах в несколько километров и
более, где температура достигает 600—700° С и
горные породы близки к тому, чтобы
расплавиться. Недаром вокруг крупных гранитных
интрузий встречаются породы, которые местами
уже начали плавиться в момент формирования
интрузий. Это так называемые мигматиты (миг-
ма — расплав с недоплавленными кусочками
породы), широко распространённые в Карелии, на
РАЗМЕЩЕНИЕ МАГМАТИЧЕСКИХ ОЧАГОВ ПОД ВУЛКАНАМИ КАМЧАТКИ
Ключевской
Безымянный
Авачинский
Кошелевский
км О"
-25 Н
Вулканогенно-
осадочный слой
Гранитный слой
«Базальтовый» слой
Мантия
Поверхность Мохо
Очаги магмы
Магматические очаги размещаются на нескольких уровнях в земной коре и верхней мантии.
226

Внутренние силы Земли
Украине, в Восточной Сибири, Африке, Канаде,
Австралии, Индии и других районах. Сейчас эти
породы обнажаются на поверхности Земли, но в
момент своего зарождения находились на большой
глубине. Мигматиты образовались из очень сильно
изменённых горных пород, например гнейсов,
состоящих из кварца, полевых шпатов и слюды в
виде чередующихся тонких полосок. Внутри
породы присутствуют тонкие прослойки из
кристаллов кварца и полевого шпата, т.е. по существу
это уже гранит, образовавшийся из отдельных
участков расплавленного вещества гнейсов. В
некоторых местах Карелии можно наблюдать, что
мигматитов постепенно становится всё больше, и,
наконец, они переходят уже в сплошной
гранитный массив. В таких случаях геологи говорят, что
наблюдается гранитизация. При этом никакого
дополнительного пространства для гранитов не
требуется.
В процессе гранитизации очень важен фактор
времени, т.к. граниты такого типа формировались
медленно, миллионы лет. Вообще многие
геологические процессы отличаются чрезвычайной
длительностью. Поэтому так велико воздействие,
казалось бы, совсем незначительных сил.
Рассматривая вулканическую деятельность, мы
говорили о том, что у каждого вулкана есть свой
очаг магмы, то место, откуда расплав начинает
путь наверх. Эти очаги и есть не что иное, как
интрузии магмы. Поэтому интрузии и вулканизм
очень тесно связаны между собой.
На глубине соответствовать вулканическим
породам могут только породы интрузивных
массивов. Подводящие каналы вулканов — это
тоненькая «ниточка», связывающая
поверхностные и глубинные проявления магмы; и понять
вулканизм без тщательного изучения интрузий
невозможно, что неоднократно отмечали геологи.
ГДЕ ЗАРОЖДАЕТСЯ
МАГМА?
Зарождение магмы на глубине — во многом ещё
неизученный процесс, т.к. никакими способами и
методами сейчас невозможно проникнуть на
глубины в десятки километров, где появляются первые
капли расплава. Единственное, что мы можем
сделать, — это моделировать плавление горных пород
в особых приборах, которые выдерживают
большие температуру и давление. Можно также
добавлять различные вещества в расплавленные породы,
т.е. в искусственную магму, приближаясь к
природным процессам. Но именно приближаясь, а не
создавая опытным путём истинные условия,
существующие в глубинах Земли и не очень хорошо
известные нам. Уже давно отброшена liSpnJN
мысль, что под земной корой сущест- ^ИИя|
вует некий слой расплавленных
горных пород. Магма, возникая то в одном, то в
другом месте, свидетельствует, что недра нашей
планеты не находятся в состоянии покоя и в них
всё время происходят процессы, находящие
отражение на поверхности Земли. Самой
примечательной чертой этих событий является их
исключительно малая скорость (от долей миллиметров до
нескольких сантиметров в год, но не более).
На глубинах 50—100 км вещество верхней
мантии Земли, т.е. слоя, расположенного под
земной корой, находится в твёрдом состоянии,
несмотря на высокие температуры. Об этом можно
судить по скорости прохождения сейсмических
волн от землетрясений или крупных взрывов
(например, атомных), т.к. соотношение между
скоростью волны и плотностью вещества хорошо
известно. В тех местах, где сейчас действуют
вулканы, на глубинах 80—100 км в мантии
выявлено уменьшение скоростей сейсмических
волн, т.е. плотность вещества становится меньше,
а это может быть связано с увеличением
температуры. Как установлено опытным путём, плавление
начинается на границах между зёрнами
минералов, причём не по всей границе, а только там,
где эти зёрна соприкасаются острыми углами.
Поэтому первичный магматический очаг
представляет собой как бы своеобразную губку, в которой
содержится всего от 1 до 5—6% расплава. Капли
расплава соединяются, сливаются между собой и
начинают перемещаться туда, где давление
меньше. Скапливаясь уже в больших объёмах, они
образуют промежуточные очаги магмы — будущие
интрузии. Скопление магмы вызывает плавление
окружающих пород, очаг магмы увеличивается в
объёме и несколько меняется по составу, т.к. магма
♦ переваривает» и усваивает куски окружающих
пород, попавшие в неё. И только потом из этого
очага магма по подводящему каналу может
достигнуть поверхности, и произойдёт извержение
вулкана; а может и не выйти на неё
(поверхность) — тогда после остывания магмы
сформируется интрузия.
Геологи всегда уделяют интрузиям особенное
внимание, потому что с ними связаны
многочисленные рудные полезные ископаемые: золото,
серебро, свинец, цинк, олово, молибден, вольфрам
и др. Наиболее благоприятные участки для
скопления рудного вещества — это зоны контакта,
соприкосновения интрузии и окружающих пород.
Именно там из горячих рудных растворов,
циркулирующих в остывающей магме, и выделяется
рудное вещество, образуя месторождения
полезных ископаемых.

Энциклопедия для детей
ЗЕМЛЯ
ПОД НОГАМИ
ДВИЖЕТСЯ
Учёные древности среди окружающих нас
«стихий» выделяли четыре главные — воду,
воздух, огонь и землю. Вода и воздух —
стихии подвижные, вечно меняющиеся. Огонь
тоже субстанция очень непостоянная. Только
земля считалась таким твёрдым телом, которое
могло служить оплотом, символом незыблемости и
постоянства. Действительно, разве не наблюдаем
мы на протяжении всей жизни одни и те же
контуры гор, неизменные берега морей и озёр?
Наконец, один и тот же пригорок и одну и ту же
тропинку к роднику в овраге? Земля и её
поверхность представляются нам неизменными.
Но на самом деле они движутся.
Мы привыкли считать, что сами двигаемся по
неподвижной поверхности Земли. Но чтобы Земля
двигалась — нет, не как планета вокруг Солнца, а
как почва у нас под ногами... Ну разве что в
отдельных местах и изредка — во время
землетрясений, при оползнях или взрывах. Но сейчас
речь пойдёт не об этом. Та самая незыблемая
Земля, а точнее, твёрдая оболочка планеты —
земная кора — колеблется и перемещается,
СОВРЕМЕННЫЕ
ДВИЖЕНИЯ
ЗЕМНОЙ КОРЫ
оказывается, везде и всегда. Только замечаем мы
это редко или не замечаем вовсе. Учёные, однако,
пристально наблюдают за Землёй и с помощью
очень точных приборов улавливают самые
незначительные её колебания. Подобно внимательному
доктору, они постоянно измеряют «пульс» своему
«пациенту» — планете Земля. По существу Земля
ведёт себя как живой организм.
Буквально каждая точка земной коры
движется: поднимается вверх или опускается вниз,
смещается вперёд, назад, вправо или влево
относительно других точек. Их совместные
передвижения приводят к тому, что где-то земная кора
медленно поднимается, где-то опускается.
Материки перемещаются по планете, растут горы,
раширяют границы океаны. Жизнь наша так
коротка по сравнению с жизнью земной коры, а
движения её так медленны по сравнению с теми
скоростями, к которым мы привыкли (от
движения облаков в небе до движения машин на улицах),
что обычно этого не замечаем.
Древнегреческий философ и учёный Аристотель
уже в IV в. до н.э. писал: «Изменения Земли так
медленны в сравнении с коротким периодом нашей
жизни, что на них не обращают внимания».
Большинство же его современников поклонялись
богине Весте, которая олицетворяла
неподвижность Земли.
1900
^^
j
1910
j
1920
*fcfr
г
1930
Г
А
1940
f,o
If
1950
^^^^^^•j^^g
i
1960
1970
Уровень моря ,
"~"1
1980 годы
График движений на берегу острова Беринго (Командорские острова), где зимовали участники экспедиции знаменитого
мореплавателя Он построен по сведениям об исчезновении и появлении со временем корабельных пушек, оставленных
экспедицией на месте зимовки. Возможно, колебательные движения берега связаны с циклами сейсмической активности
(сильные землетрясения показаны стрелками). Несколько лет назад пушки, погребённые под 3-метровым слоем морских
наносов, были обнаружены с помощью геофизических методов, затем откопаны и переданы в музей
228

Внутренние силы Земли
как учёные
обнаружили
медленные
(вековые) движения
земной коры
Если взять подробные карты, например, начала
XX в., а тем более прошлых веков и сравнить их с
современными картами той же местности и того же
масштаба, то нередко можно заметить отличия в
линиях берегов озёр и морей, расположении
прибрежных островов, отмелей, заливов. Известно, что
чаще всего берега изменяют свои очертания за счёт
разрушающей работы морских волн, а реки
приносят так много песка и ила, что могут «нарастить»
сушу. Сильно меняет рельеф местности и
очертания береговой линии вмешательство человека в
жизнь природы. Так нам видится и так происходит
на самом деле. Но есть ещё одна скрытая от глаз
причина — поднятие или опускание земной
поверхности. Эти медленные движения оставались
незамеченными до конца XVIII в. даже учёными.
Так продолжалось до тех пор, пока население было
сравнительно редким, города небольшими, дороги
примитивными и никаких сложных сооружений и
ответственных коммуникаций человечество ещё не
придумало.
Всем хорошо знакомо имя шведского физика и
астронома Андерса Цельсия (1701—1744): мы до
сих пор пользуемся предложенной им
100-градусной температурной шкалой. Но, как и
большинство учёных XVIII в., Цельсий занимался разными
научными вопросами и прославился ещё тем, что
положил начало изучению современных движений
земной коры. Он сделал на прибрежных скалах
Скандинавского полуострова засечки, чтобы
исследовать взаимные перемещения суши и моря.
В сущности это были первые уровнемерные
посты. Теперь их сотни по берегам всех морей и
океанов, а наблюдения за ними автоматизированы.
Вскоре выяснилось, что засечки оказываются всё
выше и выше над средним уровнем моря. Значит,
море отступает?.. Положим, об этом догадывались
и раньше, потому что древние шведские и финские
приморские города и поселения на берегах
Ботнического залива Балтийского моря через несколько
веков оказались от него вдалеке. Пришлось
строить порты заново, в новых гаванях...
Заслуга Цельсия в том, что благодаря его
измерениям удалось определить скорость
отступания Балтийского моря. Учёный полагал, что дело
в понижении уровня моря. Но позднее выяснилось,
что причина — в поднятии суши. Это поняли,
сравнив разницу уровней моря. Если бы она везде
была одинаковой, это означало бы скорее всего, что
меняется уровень моря (оно «усыхает»). Но
разница уровней колебания в нескольких пунктах
за одно и то же время существенно отличалась.
Следовательно, причина изменений в
неравномерном подъёме суши. Земля поднимается!
Конечно, это было только самое d£m&\
начало действительно научного позна- |иДцВст|
ния тех перемещений, которые в
настоящее время называются современными
движениями земной коры. В ходе исследований
предстояло решить множество вопросов. Вот
только некоторые из них.
Везде ли земля поднимается или есть места, где
она опускается? С какой скоростью это
происходит, где быстрее и где медленнее? Существуют ли
движения горизонтальные или только
вертикальные? Как распознать движения и каковы их
причины? На самом деле вопросов, конечно,
гораздо больше.
Но недаром прошло 250 лет со времени
эксперимента Андерса Цельсия.
«Для наших чувств Земля в течение веков
пребывала в покое, пока астрономия не показала,
что она несётся в пространстве с невообразимой
быстротою. Подобным образом и поверхность этой
планеты пребывала в понятии людей неизменною
со времени своего создания, пока геолог не
доказал, что и она была театром неоднократно
повторявшихся перемен и до сих пор ещё
подвергается медленным и нескончаемым
изменениям». Таким геологом по праву считается автор
этих строк, выдающийся английский
исследователь Чарлз Лайель (1797—1875). Именно он
произвёл революцию в геологии, показав и
доказав, что Земля и её поверхность движутся и
изменяются в современную эпоху так же, как это
было и в далёком прошлом. Древнеримская богиня
неподвижности Земли Веста была окончательно
повержена.
могучая
ГЛЯЦИОИЗОСТАЗИЯ
И раз уж мы начали с Северной Европы, обратимся
к природной стране под названием Фенноскандия,
которая объединяет территории Скандинавского и
Кольского полуостровов, Финляндию и Карелию.
Давайте разберёмся, что же там происходит.
Слово «изостазия» означает равновесное
состояние. Так вот, земная кора в пределах Фенноскан-
дии активно стремится к достижению равновесия,
но до него ещё довольно далеко. На деле это
означает, что она поднимается из окружающих
морей.
Давно уже не только множество уровнемерных
постов на берегах Балтийского, Северного,
Норвежского, Белого и Баренцева морей, но и
регулярные высокоточные повторные
нивелирования (определение высоты точки земной
поверхности относительно уровня моря) регистрируют
медленный подъём Финляндии. Нивелирование
позволяет измерять высоту множества точек
земной поверхности с высокой точностью. Если
такое точное нивелирование повторить через
20—30 лет, то можно обнаружить изменения
высоты тех же точек на доли миллиметра. Таким
229

Энциклопедия для детей
230
ХРАМ СЕРАПИСА
И ТЕКТОНИЧЕСКАЯ ТЕОРИЯ
во многих учебниках геологии можно найти подробный
рассказ или хотя бы упоминание о храме Сераписа.
Расположен он в Италии, невдалеке от Неаполя в
маленьком городке Поццуоли. Храм пережил долгую и очень
интересную историю. Серапис — божество в
эллинистическом Египте, культ которого возник в результате слияния
египетских и греческих религиозных представлений. Оно
олицетворяло умирающую и воскресшую природу. Но
какое отношение Серапис имеет к геологии, которой тогда,
1,5—2,5 тыс. лет назад, как науки вообще не существовало!
Развалины этого знаменитого храма в виде трёх мощных
колонн на высоком основании до сих пор сохранились
вблизи Неаполитанского залива. Однако на самом деле это
вовсе не храм, как пишут во многих книгах, а всего лишь...
рынок. Просто в древности рынки строили так, что они
напоминали храмы. Но вот что примечательно: фотографии
колонн разных лет сильно отличаются друг от друга. На
некоторых снимках колонны затоплены морем, на других —
возвышаются над водой. И так было не только в последние
десятилетия, но и раньше. По геологическим,
археологическим и историческим данным учёным удалось установить
историю погружения «храма Сераписа» в море и появления
из него. В последние тысячелетия наблюдается общая
тенденция к поднятию уровня Мирового океана. Значит,
дело не в Мировом океане, а в колебаниях Земли под
храмом, которые вызываются попеременными поднятиями
и опусканиями земной коры.
Учёным удалось построить кривую колебаний земной
коры на данной территории. Эта кривая в дальнейшем
легла в основу учения о колебательных движениях земной
коры, согласно которым поднятия земной коры
обязательно сменяются опусканиями: она как бы дышит.
Но самое забавное в том, что явление в городке
Поццуоли никак не может служить основанием для теории
колебательных движений, хотя пример и стал
хрестоматийным. Почему! Да потому, что расположен он в
совершенно необычном, можно сказать уникальном, месте. Эта
равнинная местность является типичной вулканической
областью. Совсем близко возвышается вулкан Везувий. На
месте городка Поццуоли когда-то десятки тысяч лет назад
тоже была высокая вулканическая гора. Но около 33 тыс.
лет назад произошло гигантское извержение вулкана. В
результате мощного взрыва на месте большой горы
остались лишь небольшие углубления. До сих пор в этих
углублениях земля так горяча, что жжёт ступни через
подошвы обуви, а во многих местах из-под земли вырываются
удушливые газы. В сущности вся область Флегрейских
огненных полей (вулканического района в Италии к западу
от Неаполя) — жерло громадного вулкана. Только вулкан
этот не имеет конуса и не извергается. Но живёт! И своим
«сдыханием» постоянно напоминает о себе. И всё
располагающееся на его «груди» в такт с этим дыханием то
поднимается, то опускается. То же самое характерно для целого
ряда вулканов Японии, Камчатки, для активных
вулканических областей, которые могут быть и горами, и равнинами.
Однако особенности жизни вулканических областей
нельзя переносить на земную кору за пределами этих
«дыхательных путей» планеты.
Поэтому общую теорию колебательных движений
земной коры нельзя строить на примере отдельных
вулканических областей. Следовательно, «храм Сераписа» для
разработки большой теории не подходит. Но всё же
предкам итальянцев надо отдать должное: место для постройки,
пусть случайно, они выбрали исключительно интересное.
Так за две с лишним тысячи лет поднимался и опускался
участок суши, на котором построили рынок в городе
Поццуоли близ Неаполя (толстая синяя линия, масштаб
слева). Тонкая линия показывает скорость, с которой
происходило вертикальное движение участка
(масштаб справа).

образом с помощью уровнемерных измерений и повторного
нивелирования надёжно регистрируется вспучивание огромной
территории Северной Европы. Как будто медленно всплывает панцирь
гигантской черепахи. Геологи — специалисты по современным высотам
древних береговых линий разного возраста также неоспоримо
доказывают, что подобный процесс длится много тысяч лет. Панцирь
древнейших кристаллических пород Фенноскандии не просто выпирает
из воды окружающих морей, он сам выгибается.
Вершина панциря поднимается со скоростью до 1 см в год (на 1 м
всего за сто лет, т.е. уже со времён А. Цельсия поднялась на 2,5 м), а
окраины, например восточная часть Финского залива, Южная Швеция,
Кольский полуостров, выходят из-под моря за год всего на несколько
миллиметров. Если изобразить это на карте линиями равной скорости
поднятия (такие карты учёные составляют для многих регионов), то
получатся концентрические эллипсы, вытянутые к северо-востоку.
Было бы естественно думать, что такое закономерное распределение
скорости поднятия согласуется с геологическим строением, толщиной
земной коры или с какими-то глубинными её особенностями. Но
оказалось, что лучше всего картина поднятия Фенноскандии
согласуется с толщиной покрывавшего её когда-то материкового ледникового
покрова и последовательностью его сокращения. Остатки последнего
ледникового покрова растаяли около 8 тыс. лет назад, а поднятие всё
продолжается. Вот что значит оставить о себе память на долгие века...
Такое последействие учёные называют гляциоизостазией (от лат.
glacies — «лёд» и греч. «изостазия» — «равновесие»). Именно в
Фенноскандии, после того как были открыты подобные явления,
родилась теория гляциоизостазии, согласно которой земная кора
прогибается под многокилометровой нагрузкой льда, а при её снятии
(т.е. таянии ледникового покрова) начинает выпрямляться и
выпучивается в обратную сторону. Где ледниковый покров был более мощный,
а значит, дольше сохранялся и давил сильнее, там поднятие происходит
быстрее и продолжается дольше. Максимально земная кора прогибалась
в ледниковые эпохи на 700 м, а время релаксации (т.е. восстановления
положения после снятия нагрузки) может длиться десятки тысяч лет.
Так что в центре исчезнувшего ледникового покрова воздымание земной
коры будет продолжаться ещё очень долго. Это именно тот случай, когда
учёные могут рассчитать и предсказать поведение земной коры на
тысячелетия вперёд. Будущие потомки шведов и финнов, по прогнозам
специалистов, обойдутся без паромной переправы через разделяющий
их ныне Ботнический залив и будут ездить друг к другу по шоссе.
Гораздо хуже перспектива у голландцев и датчан. Уже сейчас
примерно 1/3 территории Нидерландов находится ниже уровня моря.
Если бы не высокие, постоянно наращиваемые дамбы, значительная
часть страны была бы затоплена, хотя при заселении вся оне
возвышалась над уровнем моря. Продолжают подтопляться и
«съедаться» морем многие низменные участки польского и литовского
побережья Балтийского моря. Средневековые замки, построенные
когда-то в нескольких километрах от моря, теперь подмываются его
водами, а фундаменты разрушенных сооружений обнаруживают под
водой на глубине до 1,5 м. Опускание происходит со скоростью от долей
до нескольких миллиметров в год. Фенноскандия как бы опоясана
кольцом опусканий, недаром на карте на её окраинах расположены
моря и крупные озёра. И это не случайно. Считают, что вязкое вещество
под земной корой при её прогибании под ледниковой нагрузкой
выдавилось и образовало тогда огромный по протяжённости вал
выпучивания вдоль края ледникового покрова. Теперь это вещество
недр Земли возвращается обратно, а на месте прежнего кольцевого вала
образуется пояс прогибания.
Но юго-западе Финляндии рост суши за счёт отступающего моря особенно хорошо
заметен при сравнении карт разного времени. Последовательно можно видеть
размер суши в 300 и 800 гг. н.э., середине XIV в. и в настоящее время.

Энциклопедия для детей
\4^т^Л Интересно, что происходит на зем-
1Шшд| ном шаре за пределами Северной
Европы? В конце концов, не одной же
гляциоизостазией жива Земля. Но, прежде чем
обратиться к другим обширнейшим регионам
земного шара, давайте вспомним два научных
факта. Во-первых, оледенению подвергалась не
только Фенноскандия. В Северном полушарии
геологически ещё совсем недавно (всего 25—
10 тыс. лет назад) существовал огромный Лав-
рентийский ледниковый покров над Канадой. До
сих пор существует, а значит, управляет изостази-
ей и движениями земной коры Гренландский
ледяной покров. Не следует забывать, что
оледенению подвергались и обширные горные массивы.
Во-вторых, упомянутое покровное оледенение
было последним, но не единственным на Земле.
Только в течение четвертичного периода (т.е. за
последние 2,0—2,5 млн лет) Земля испытала
несколько гораздо более обширных оледенений.
Значит, и гляциоизостазия проявлялась на обшир-
232
ных территориях. Например, в Европейской части
России ледники доходили до нижнего течения
Дона, а на Украине — до нижнего течения Днепра.
Но это было давно, а ныне земная кора здесь
давно уже выровнялась и успокоилась. В целом
Восточно-Европейская платформа выдерживает
нас и наши постройки устойчиво и спокойно.
Однако...
Чтобы расшифровать это многоточие, придётся
одолеть три следующих подраздела.
ДЫХАНИЕ ЗЕМЛИ
Как далеко мы продвинулись в познании жизни
Земли со времён Андерса Цельсия и Чарлза Лайе-
ля! Многие равнины, в том числе
Восточно-Европейская, покрыты густой сетью высокоточного
нивелирования, причём измерения на каждой линии
проведены по нескольку раз. А это означает, что
можно вычислить и представить движения земной
коры на огромных территориях. Например, для
Восточной-Европейской платформы составлено
несколько карт современных движений. Оказалось,
что движения происходят со скоростью от десятых
долей до нескольких миллиметров в год. Но
распределены они по площади и времени
неравномерно. Это значит, что меняется не только
скорость, но и направление движения, т.е. поднятия
в течение десятилетий сменяются опусканиями, и
наоборот. Объяснить такое непостоянство внут-
риземными причинами очень трудно. Глубинные
процессы, будь то перетекание вещества
(конвекция) в мантии, изменения его объёма за счёт
переходов вещества из одного состояния в другое
или прогибание земной коры под нагрузкой
накапливающихся отложений, длятся десятки тысяч
лет и более.
Помимо этого установлено, что объём рыхлого
осадочного покрова земной коры меняется при
изменении водонасыщенности (т.е. колебании
уровня подземных вод) или давления подземных
флюидов (воды, газа, нефти). Так возникла
гипотеза вертикальных перемещений
поверхностных и подповерхностных слоев за счёт процессов
именно в этих слоях, но не в твёрдой
(кристаллической) земной коре. Такие процессы имеют
короткое время «жизни», поэтому движения
земной поверхности могут менять направление
сравнительно быстро. Движения такого рода уже
нельзя назвать движениями земной коры, а
значит, и настоящими тектоническими. Между
тем они могут достигать значительных
скоростей — многих миллиметров в год, как это
происходит на обширных пространствах, где
толщи рыхлых отложений, насыщенные
флюидами, обычно имеют мощность от нескольких до
10—15 км.
Современные движения земной коры Великобритании
(скорость в мм в год) Север страны поднимается
(после освобождения от ледниковой нагрузки),
о юго-восток опускается.

Внутренние силы Земли
Земля (точнее, её верхняя оболочка) как бы
дышит — вздымается и опускается попеременно.
Для нас, людей, такое дыхание обычно незаметно.
Но в ряде случаев, особенно когда добываются
нефть или газ, прокладываются трубопроводы,
дыхание Земли необходимо учитывать, чтобы не
допустить аварий.
Земная поверхность регулярно колеблется
также под влиянием лунно-солнечных приливов,
подобно тому как поднимается и опускается вода
в океанах. Её колышут даже атмосферные вихри,
циклоны и ураганы. Но такие движения настолько
малы, что с трудом улавливаются даже точными
приборами, а потому имеют только научное
значение. За сотни и тысячи лет материковые
равнины очень медленно, на несколько
миллиметров или сантиметров, поднимаются или
опускаются.
ЧЕЛОВЕК
ВМЕШИВАЕТСЯ
В ЖИЗНЬ ЗЕМНОЙ КОРЫ
Гораздо более значимым и опасным явлением
может стать человеческая деятельность на
каком-нибудь участке планеты. А это случается теперь всё
чаще и чаще. Например, если строится высотная
плотина и за ней создаётся крупное
водохранилище глубиной, скажем, 100—200 или более
метров. Нагрузка на земную кору на этом участке
резко возрастает. Например, при строительстве
крупных водохранилищ в Америке, Африке и в
нашей стране происходило прогибание земной
коры, когда эти водохранилища заполняли водой.
Оно может достигать при этом десятков
сантиметров. Сами по себе они были бы не так значимы,
если бы не приводили к резким дополнительным
нагрузкам вдоль ослабленных зон — разломов —
в земной коре, которые приводят к разрывам,
подвижкам и землетрясениям. В нескольких
случаях землетрясения (их называют
возбуждёнными) оказывались разрушительными, как,
например, в Греции, Индии и других странах. Кстати,
именно эти землетрясения доказывают, что под
дополнительной тяжестью прогибаются не только
приповерхностные слои горных пород, но и
приходит в движение вся толща земной коры. Таким
образом, активная хозяйственная деятельность
человека возбуждает земную кору.
Нечто похожее может происходить при откачке
нефти, газа, пресной воды из недр или, наоборот,
закачке отработанных жидких отходов по
скважинам на глубину. Даже разрастающиеся города —
мегалополисы, такие, как Мехико, Токио и
Москва, весом своих построек дают такие
нагрузки, что вдавливают под собой поверхность Земли
Сороникский ЗОЛИВ
Эгейского моря у Коринфского перешейка.
Руины древнегреческого храма, погружающиеся в море.
ПАЛМДЕЙЛСКАЯ
ФИКЦИЯ
к
Небольшой и ничем не выдающийся американский
городок Палмдейл в Калифорнии в середине 70-х гг.
вдруг оказался на устах и в мыслях многих специалистов,
хотя в нём ничего не случилось ни в то время, ни позднее,
тому времени геодезисты закончили очередной цикл
повторного нивелирования и представили графики и карту
движений земной коры. Когда эту карту увидели
сейсмологи, они забеспокоились. На карте на стабильном
фоне вырисовывалось сильное вздутие коры с центром у
городка Палмдейл. Это «сильное» вздутие составило целых
35 см, и, по мнению сейсмологов, это означало
сосредоточение таких напряжений в земной коре, которые
готовы разрядиться разрушительным землетрясением.
По этим измерениям также выяснили, что Палмдейлское
вздутие сначала угрожающе росло со скоростью 1—3 см в
год, а затем стало снижаться. Но это не могло успокоить
учёных. И раньше были известны такие резкие колебания
земной тверди, и часто они предшествовали подземным
толчкам. Подсчитали, что уже в 1977—1978 гг. здесь может
произойти сильное землетрясение. Главный советник по
науке при правительстве США поставил об этом в
известность государственные службы. Начались ещё более
интенсивные исследования. Однако вскоре тревогу
пришлось отменить. Отбой забили сами геодезисты,
которые проводили эти работы. Тщательно проанализирова\
старые измерения, они обнаружили в них серьёзные
ошибки. «Палмдейлский пузырь» лопнул. Никакого вздутия
земной коры здесь не оказалось. Зато на этом примере
геодезисты научились устранять ошибки высокоточного
нивелирования — того метода, с помощью которого
измеряют высоты местности. Оказывается, при
определённых свойствах воздуха луч проходящего сквозь
него света может отклониться от идеально прямолинейного
направления. Наблюдатель, который измеряет высоту
удалённой точки местности, глядя на неё в оптический
прибор — нивелир, записывает значение чуть больше или
чуть меньше истинного. Этого «чуть-чуть» иногда бывает
достаточно, чтобы ввести в заблуждение специалистов и
вызвать тревогу в сейсмически опасных областях.
.
х
«ВЦ
'"'Шш,
с ]i_5-*,; *-
PIP"
Уй£ "-■;
/>">:•- '!\-:
КЗ?РЩ
""~' ^>^^^
ШГ^
■Г^*^:; -шМ^^^^^Ш
'
-~ t ^
233

Энциклопедия для детей
ВЕНЕЦИЯ УХОДИТ ПОД ВОДУ
К го не знает, что Венеция — один из красивейших и
своеобразнейших городов Европы — стоит на воде. В
нём нет мостовых, даже тротуары довольно редки, нет
колёсного транспорта. Прямо у домов плещется вода, а
жители передвигаются на гондолах и моторных лодках.
Город расположен на островах в обширной Венецианской
лагуне (мелководном морском заливе) Адриатического
моря, от «настроения» которого целиком зависит. В 1966 г.
газеты всего мира облетела весть — в Венеции сильное
наводнение, вода в заливе поднялась на несколько метров
и затопила нижние этажи домов и несметные
художественные и культурные ценности. Наводнение стало
настоящим бедствием, но бедствие это оказалось не
случайным натиском морской стихии, но закономерным
результатом длительного и направленного процесса. Вся
Венецианская лагуна и прекрасный город вместе с ней уже
многие тысячелетия неуклонно погружаются в воду, а суша
отступает. Почему это происходит! Причин несколько.
Низменности, тем более на берегах морей, обычно
располагаются на месте тектонических прогибов земной коры
и поэтому постепенно погружаются и затапливаются
морем. Адриатическое море затопило часть Ломбардской
низменности, образовав Венецианскую лагуну.
Вторая причина сложнее. Масса речных наносов —
песка, ила, — которые несёт река По, откладывается в её
нижнем течении и в устье, в том числе и в Венецианской
лагуне. Казалось бы, местность при этом должна
повышаться. Так бы и происходило. Но в данном случае
масса наносов столь велика, что создаёт дополнительную
нагрузку на земную кору. Благодаря этому рыхлые влаго-
насыщенные породы на глубине уплотняются, сжимаются,
выдавливая влагу, и быстро оседают. Утоньшение слоев за
счёт этого по сравнению с первоначальным может со
временем составить 60%.
Но есть ещё одна причина погружения дна лагуны. Её
создали сами жители Ломбардской низменности и лагуны.
Дело в том, что долгое время город пользовался пресной
водой прямо из своих недр, а в устье реки По в огромном
количестве выкачивался природный газ. В связи с этим
местность быстро оседала — со скоростью до 3 мм в год.
После наводнения 1966 г. пришлось откачку воды из-под
города прекратить. Оседание сразу замедлилось. Но в
общем проблема остаётся, и без специальных инженерных
проектов её решить не удастся. Тектоническое погружение
Венецианской лагуны, конечно, отменить нельзя, но и
Венецию надо спасать.
5?
о
У 150
1880 1890 1900 1910 1920 1930 1940 1950 1960
со скоростью несколько миллиметров в год. То есть
с такой же примерно скоростью, какую создают
чисто природные глубинные тектонические силы.
И далеко не всегда эти, казалось бы,
незначительные движения оказываются безобидными,
особенно если город ещё пользуется питьевой водой
из недр Земли, на которой стоит.
Деятельность человечества на поверхности
Земли теперь стала столь обширной, разнообразной и
мощной, что приходится специально выделять и
рассматривать вызванные ею движения земной
коры, чтобы уберечь от них самих себя и свои
сооружения.
И ещё одну точку в многоточии давайте
расшифруем.
НАС НЕСЁТ,
КАК НА ПЛОТАХ
Представьте себя в трансокеанском лайнере
(неважно, самолёте или пароходе), окна которого
зашторены. Вы знаете, что лайнер движется в
окружающем пространстве. Но непосредственно
органами чувств воспринимаете свои движения и
движения окружающих только внутри лайнера.
Можно подниматься и опускаться, двигаться вперёд и
назад, и это будет казаться главным движением.
Так и с движениями земной коры. Её поднятия и
опускания, отдельные сдвигания, пусть даже на
больших пространствах, конечно, не с помощью
чувств, а приборов, мы в состоянии установить. Но
как определить, что происходит с целыми
континентами или, лучше сказать, с литосферными
плитами? Речь идёт об огромных плитах земной
коры и подстилающей мантии размерами во много
тысяч километров в поперечнике и мощностью до
сотен километров. Они движутся относительно
ДРУГ друга и относительно полюсов и экватора.
Учёные теперь доказали, что в геологическом
прошлом огромные материковые литосферные
плиты перемещались на тысячи километров.
Например, Южная Америка и Африка когда-то,
сотни миллионов лет назад, представляли собой
единый материк, затем расколовшийся и
разошедшийся. А Индия, наоборот, ещё в начале мезозоя
была самостоятельным материком в Южном
полушарии, но, двигаясь постепенно к северу,
примкнула к Евразии и затем крепко с ней * спаялась ».
Но все эти и многие другие перемены в облике
Земли произошли задолго до того, как появился на
ней Homo sapiens — человек разумный. А что
происходит в настоящее время?
Продолжают ли двигаться литосферные плиты
сегодня? Ответ прост: они движутся всегда, их
движение бесконечно, а значит, оно будет
продолжаться и в будущем. Вопрос в том, куда, как
Поднятие уровня моря в Венецианской лагуне за 100 лет.
Кривая отражает погружение Венеции со средней скоростью
около 3 мм в год.
234

Внутренние силы Земли
быстро и почему они движутся? И, пожалуй,
главный вопрос: как доказать это движение?
Впервые такие вопросы поставил перед собой
немецкий исследователь Альфред Вегенер около
восьмидесяти лет назад. В то время ответы можно
было дать, только используя астрономические
наблюдения, что он и сделал. А именно: сравнил
троекратные измерения долготы одних и тех же
пунктов по обе стороны Атлантики — в
Гренландии и Европе. По его вычислениям получилось,
что Гренландия и Европа расходятся со скоростью
в несколько десятков метров ежегодно. Много это
или мало? В то время полученные данные не с чем
было сравнить и не было других методов проверки.
Теперь разработаны и используются ещё
несколько методов определения перемещения
материковых и океанических плит друг относительно
друга, и мы в состоянии оценить перемещения с
точностью до нескольких сантиметров в год.
Существуют два основных метода. Это дально-
мерные измерения лазером через искусственный
спутник Земли и измерения, основанные на приёме
радиосигналов от удалённых космических
источников.
Линиями измерения ныне соединены все
континентальные плиты. И хотя измерения
проводятся в течение всего нескольких лет, точность их
быстро увеличивается, так что уже сейчас можно
твёрдо сказать, что перемещения материков
относительно друг друга на земной сфере не выходят за
пределы 10 см в год. Ясно, что полученные
Вегенером значения, совершенно
нереальны. Евразиатская и Северо-Аме-
риканская плиты расходятся со
скоростью несколько более 2 см в год. Величины,
полученные разными исследователями и для
разных периодов, совпадают, но не только это
убеждает в их правдоподобности. Не менее важно,
что направление и скорости перемещения
континентов в настоящее время подтверждаются
значениями, полученными совершенно другими
методами (в частности, палеомагнитными) для
последних нескольких миллионов лет.
Таким образом подтверждается предположение
Вегенера о том, что горизонтальные движения
каменной оболочки Земли не изменяют
направления и идут более или менее равномерно уже
многие миллионы лет. А это значит, что скоро
можно будет заглядывать в будущее нашей
планеты, иными словами, с высокой степенью
надёжности определять, куда и с какой скоростью
передвинутся континенты и к каким результатам
это может привести.
ГОРЫ РАСТУТ
У НАС НА ГЛАЗАХ
До сих пор мы рассматривали в основном
обширные равнинные пространства суши. Очень важно
было выяснить, что они движутся, а иногда даже
Гаспар Ван Витгель (Госпаро Ванвителли) «Вид Пьяцетты с Сон Джорджо» (Венеция). XVII в
235

Энциклопедия для детей
КАНАЛЫ,
ИЗОГНУТЫЕ ВВЕРХ
■
вода всегда течёт вниз. Это знают даже маленькие
дети, которые пускают весной кораблики в ручьях.
Значит, дно ручьёв, оврагов, рек и каналов всегда
должно понижаться в ту сторону, куда течёт вода.
Интересно, можно ли встретить в природе дно канала,
которое повышалось бы в ту сторону, куда должна течь
вода? Оказывается, такое иногда случается с древними
каналами на территории стран Азии. И виноваты в этом
не древние строители, они-то знали безошибочный
способ провести канал с уклоном в одну сторону.
Делалось это следующим образом: в выбранном для
постройки канала месте пускали вперёд осла и
смотрели, куда он пойдёт. Его путь всегда пролегает на
одной высоте, т.е. по горизонтали, независимо от
перепадов горного рельефа. И не требуются сложные и
точные измерения на местности. Достаточно отклониться
немного вниз от пути животного — и вода потечёт куда
надо.
Изменить направление канала вверх или
неестественно вбок или вдруг оборвать его течение
могут только могучие силы Земли. Поэтому учёные,
которые исследуют недавние изменения положения
земной коры, особенно внимательно изучают древние
оросительные каналы. Если построить график
современного и древнего положения русла канала и
определить, когда он был прорыт (и когда его
ремонтировали), можно получить количественную
запись движений земной коры.
Приведём интересный пример. На одном из горных
плато в Таджикистане обнаружили искусственную
каменную кладку длиной примерно 30 м, которая
внезапно обрывалась у ложбины. Её продолжение
обнаружили на расстоянии 30 м, в стороне, да к тому же
на противоположном склоне ложбины. Учёные решили,
что это остаток древней оборонительной стены, которая
разорвалась и сместилась во время сильных
землетрясений. Однако, когда выполнили специальные
измерения, выяснилось следующее. Во-первых,
«стенок» оказалась несколько — на шести участках были
найдены подобные сооружения. Они оказались
развалинами системы каналов, подводивших воду к местам
промывки золота. «Стенки» — это не что иное, как
акведуки — своего рода мосты (или эстакады), которые
строят в местах пересечения канала с ложбинами или
оврагами. И везде по одной линии каналы оказались
разорванными и сдвинутыми в одну и ту же сторону на
несколько метров. Причём древние строители в
некоторых местах подправляли каналы, пристраивая
вместо отодвинутой части новый отрезок. И так по
нескольку раз. Во-вторых, выяснилось, что чем раньше
оторвался и сдвинулся отрезок канала, тем больше он
наклонялся в обратную сторону. Поздний ремонт уже
приходилось проводить вокруг возникшего на пути
канала вала. Одним словом, пока по каналам текла вода,
они несколько раз разрывались и сдвигались в сторону,
а на пути их следования вырос вал. Всего же канал
сдвинулся на 30 м, а вертикальный подъём одного из
крыльев (вал выдавливания) составил 8—9 м.
Когда были сооружены и когда действовали каналы?
Об этом мы можем судить благодаря находкам античной
керамики, монет времён среднеазиатских походов
Александра Македонского, а также историческим сведениям
о добыче золота в Дарвазе во времена Чингис-хана.
Нет никаких сомнений в том, что земная кора
смещается по разлому. Каналы разрушались и
сдвигались именно в тех местах, где по геологическим
данным проходит крупная зона левостороннего сдвига,
довольно быстро, хотя и незаметно. Горы,
разумеется, должны быть ещё более подвижными
участками земной коры. Выяснить это
одновременно и труднее, и легче.
Легче потому, что в горах недра Земли
обнажены, в них хорошо видны складки и разрывы
в толщах горных пород и измерить смещения
пластов гораздо проще. Труднее потому, что
установить в горах измерительные приборы
значительно сложнее, чем на равнине, и, главное, в
горах велик перепад высот местности над уровнем
моря, а из-за этого точность измерений гораздо
ниже.
Если многие равнины сейчас покрыты густой
сетью геодезических высокоточных измерений, то
в горах они проведены только по отдельным
линиям. Проходят эти линии, как правило, по
долинам, и пересечь горный хребет такой линией
нивелирования, как правило, невозможно. И все
же о росте гор мы можем теперь судить не только
по геологическим наблюдениям.
Наиболее надёжные измерения такого рода
проведены в Альпах. Начались они там более
пятидесяти лет назад и проводились
исключительно тщательно и точно. Например, независимые
измерения в Австрийских и Швейцарских Альпах,
где линии повторного нивелирования пересекают
хребет, установили, что эта горная система за
последние 50 лет поднимается с максимальной
скоростью до 1,5 мм в год.
По сравнению с подъёмом равнинных
территорий, которые освободились от льда, это немного.
Но по сравнению со средней скоростью поднятия
большинства равнин земного шара это в несколько
раз больше. Именно поэтому горы и возвышаются
над равнинами. То же самое происходит и со
многими другими горами на земном шаре.
Некоторые наиболее высокие из них, например Гималаи
и Южно-Американские Анды, растут значительно
быстрее, местами со скоростью до 0,5—1 см в год.
Даже если принять установленную для Альп
скорость роста, то получится, что за 700—1000 лет
горы подрастают на 1 м. С тех пор как знаменитый
карфагенский полководец Ганнибал с огромной
армией пехотинцев, всадников и с 27 боевыми
слонами перевалил через Альпы, они выросли на
2 м. А с того времени, когда наши предки
охотились на мамонтов в предгорьях Карпат и
Кавказа, горы выросли на 15—30 м. Так что не
будем говорить, что горы растут медленно. Они
растут у нас на глазах. Но следует различать
скорость подъёма горных пород, слагающих их, и
скорость подъёма поверхности горного массива.
Это не одно и то же. Вышеприведённые числа
относятся к скорости подъёма горных масс. Если
геодезически измерить абсолютную высоту горных
вершин и сравнить результаты, то получились бы
гораздо меньшие величины скорости поднятия за
то же время. Почему?
Потому что одновременно с воздыманием
горных гребней идёт их разрушение дождями, ветром,
происходит снос материала лавинами, камне-
236

Внутренние силы Земли
падами. И чем выше горный хребет, тем активнее
происходят эти разрушающие процессы. Скорость
сноса может быть соизмерима со скоростью
подъёма. И тогда массы горных пород будут
воздыматься, но сами горы расти не будут. Так или
иначе большинство молодых горных систем
земного шара, которые возникли примерно 25 млн лет
назад, а особенно активно росли 3—5 млн лет
назад, до сих пор воздымаются и даже растут в
высоту.
Большинство протяжённых и высоких горных
хребтов построены как бы ступенчато. Вдоль них
опытный глаз геолога может различить
продольные уступы, или ступени. В Средней Азии
предгорные ступени даже имеют своё название —
адырЫу что по-русски означает «прилавки».
Уступы такой предгорной лестницы очень часто
образованы крупными разрывами в земной коре.
Долгое время считалось, что раз уступы почти
вертикальны или круто наклонены в сторону
прилегающих долин, то и разломы наклонены так
же. В связи с этим сложилось представление, что
горы ступенчато вздымаются вверх, а прилежащие
впадины проседают, образуя в поперечном разрезе
своеобразные корыта. Но вот когда начались
особенно подробные исследования и буровые
установки просверлили землю в предгорьях, всё
оказалось не так просто. Действительно, целый
ряд горных хребтов ограничен вертикальными
разломами, и значит, они растут (а разделяющие
их впадины проседают) почти строго в
вертикальном направлении. Так происходит в
Забайкалье, во многих районах Восточного Китая, в
Миссисипской низменности (Северная Америка).
Совсем иная картина горообразования
наблюдается в Альпийско-Гималайском поясе. Буровые
скважины у подножий хребтов обнаруживают под
древними породами молодые. Например, под
палеозойскими породами (250—570 млн лет)
вскрываются палеогеновые (25—65 млн лет). Что
это значит? Когда в скважинах обнаруживается
также и разрыв, разграничивающий горные
породы разного возраста, он наклонён под горный
хребет. Нередко бывает, что под хребет «уходят»
разломы, ограничивающие его вдоль подножий с
обеих сторон. И при этом довольно полого. Из этого
можно сделать вывод, что горные хребты
надвинулись на прилежащие впадины и частично их
перекрыли. Иными словами, горы наползают на
последовательные движения по которой устанавливаются
в течение десятков миллионов лет.
Другие, не менее выразительные примеры
деформации древних каналов за счёт тектонических подвижек
обнаружены в местах подземного орошения, например
в Туркмении. Для бесперебойного снабжения водой
безводных или маловодных предгорий в Нопетдаге в
древности строили подземные галереи от гор к равнине
(кяризы). Вдоль таких невидимых галерей сооружались
колодцы, хорошо различимые на поверхности. Обычно
линии колодцев вытягиваются прямо от гор к равнине.
Но некоторые линии ныне оказались изогнутыми,
разорванными и резко сдвинутыми на несколько метров вбок.
Это могло произойти только за счёт позднейших
тектонических подвижек.
Так заброшенные древние каналы могут рассказать
историю не только орошения и освоения местности, но
и историю современных движений земной коры.
межгорные котловины и, значит, растут не только
вверх, но и в сторону. И так продолжается до
настоящего времени. Теперь известно много
случаев, когда древние породы хребтов полого, а
иногда даже почти горизонтально налегают на
молодые отложения впадин. Например, горные
породы с возрастом в десятки миллионов лет
надвинуты и перекрывают речные галечники,
которым едва ли 200 тыс. лет. Бывает, что
молодые галечники в горных долинах надвинуты
по пологому разлому на почву, в которой находят
орудия труда и украшения людей, живших в
неолите. Возраст почвы, определённый с помощью
радиоуглеродного анализа, может составлять,
например, 5 тыс. лет. Значит, надвигание в таком
месте произошло позднее.
А если за дело берутся геодезисты, которые с
большой точностью определяют расстояния между
пунктами в вертикальном и горизонтальном
направлениях, то с помощью повторных
измерений удаётся установить и сам факт, и скорость
наползания гор на прилежащие или разделяющие
их пространства. И скорость эта оказывается
Антиклинальная складка и пересекающие её косые разрывы,
возникшие за последние J00 тыс лет (северное побережье Африки)
237

Энциклопедия для детей
^^5pV»\ значительно больше скорости под-
|1ВаВЙ1| нятия гор, её величина в разных
случаях колеблется от нескольких
миллиметров до нескольких сантиметров в год.
Вот и получается, что многие горы растут в
основном в сторону. Они как бы выдавливаются из
недр вверх и в сторону, поперёк действующих в
земной коре сжимающих усилий.
Всех, кто побывал в горах, поражают пласты
горных пород, закрученные в причудливые
складчатые узоры, смятые в «гармошку» или
стоящие вертикально, как столбы. Нередко слои
разорваны или словно разрезаны каким-то
гигантским ножом, причём одна часть слоев смещается
относительно другой. Поражает та неведомая
мощь, которая сминает, как листы бумаги, толщи
пород, казалось бы, не поддающиеся никаким
известным человеку силам. Особенно эффектны
такие картины на Южном берегу Крыма, на
Черноморском побережье Кавказа, в горах Тянь-
Шаня, Памира, Алтая и во многих других горных
районах.
КАК ПЛАСТЫ ГОРНЫХ
ПОРОД СМИНАЮТСЯ
В СКЛАДКИ
Каким же образом и под влиянием каких сил
горные породы могут принимать столь
причудливый облик? Можно ли наблюдать этот процесс
смятия горных пород и как быстро он происходит?
Геологическая наука может дать ответы на эти
вопросы; и, чтобы прояснить их, нам необходимо
небольшое отступление.
В большинстве случаев осадочные породы,
образующиеся в океанах, морях, озёрах,
изначально залегают горизонтально или почти
горизонтально. Если мы видим, что слои залегают
наклонно или почти вертикально (как говорят,
«стоят на головах»), смяты в складки, т.е. их
первичное горизонтальное залегание изменено,
обычно подразумевается, что слои подверглись
действию каких-то сил, причины возникновения
которых могут быть разнообразны. Чаще всего
имеют в виду силы, приложенные к пластам
горных пород либо вертикально, либо
горизонтально. Надавите на тетрадку снизу, она изогнётся
вверх; а если вы её будете сдавливать с краёв,
положив на стол, она сомнётся, и тем сильнее, чем
больше будет сжатие. Такие силы называются
поверхностными, т.к. они приложены к какой-то
Итак, куда бы ни ступил человек, он должен
знать, что земля под его ногами движется.
Большей частью это движение незаметно и не
принимается во внимание. Но в ряде случаев,
особенно когда собираются возводить крупные
сооружения или происходит вмешательство в
сокровенную жизнь зеъшой коры, современные ее
движения надо измерять и обязательно учитывать.
Долина в горох, но склонах которой хорошо видны
наклонные слои горных пород
СКЛАДКИ
В ГОРНЫХ ПОРОДАХ
238

Внутренние силы Земли
поверхности пласта горных пород — нижней,
верхней, боковой.
Однако в природе кроме поверхностных важную
роль играют и объёмные силы. С их действием мы
все хорошо знакомы с детства, когда крепко
держали в руках ниточку от воздушного шара,
боясь, что он улетит. Наполненный более лёгким
газом, чем воздух, шар стремится взлететь. Точно
так же ведут себя пузырьки газа в бутылке
минеральной воды и все другие тела, помещённые
в более плотную среду, чем они сами. Правда,
шарик улетает из наших рук очень быстро, а
некоторые горные породы (например, каменная
соль), будучи легче окружающих пород,
всплывают очень медленно (1—2 см в год), в течение
миллионов лет, а не в течение секунд, как
воздушный шарик.
Из физики хорошо известно, что изменение
объёма и формы тела вследствие приложенной к
нему силы называется деформацией. Когда мы
сжимаем в руке резиновый мяч, ломаем палку,
ударяем молотком по кирпичу, мы имеем дело с
деформацией тела вплоть до его разрушения (как
в случае с кирпичом).
Причины деформаций могут быть самыми
разными. Это и сила тяжести, самая
универсальная из всех сил; и влияние температуры, при
возрастании которой увеличивается объём; и
разбухание, например увеличение объёма пород за
счёт пропитывания водой; и просто механические
усилия, приложенные по определённому
направлению и под разным углом к толще пород, и многие
другие.
Важно только помнить, что в геологических
процессах любая деформация происходит очень
медленно — в течение миллионов лет, тогда как
палку мы ломаем за секунду.
Огромная длительность геологических
процессов, продолжающихся миллионы лет, делает очень
трудным их воспроизведение в лабораторных
условиях, в которых, конечно, просто невозможно
проводить опыты так долго.
Деформации бывают упругими, пластичными и
хрупкими. В первом случае после снятия нагрузки
тело возвращается в исходную форму (например,
когда мы сжимаем рукой резиновый мяч), а во
втором — не возвращается (например, растянутый
кусок пластилина) и сохраняет некоторую
остаточную деформацию. Если прилагаемая к любому
телу (в частности, к горным породам) нагрузка
возрастает, то тело, сначала деформируемое как
упругое, затем переходит некоторую критическую
величину, называемую пределом упругости, и
начинает деформироваться пластически, т.е. его
уже невозможно вернуть в исходное состояние.
Если же нагрузку увеличивать и дальше, то может
быть превзойдён предел прочности, и тогда тело
или горная порода должны разрушиться — это
называется хрупкой деформацией.
Возьмём тонкую палку и начнём её сгибать.
Если приложить небольшое усилие и лишь слегка
изогнуть её, то палка возвратится в исходное
состояние, как при натягивании лука, hfiflLuU
т.е. деформация будет упругой. Если |ВДШД|
же согнуть палку сильнее, мы
услышим треск и она сломается, т.к. был превышен
предел её прочности.
Итак, слои горных пород, изначально залегая
горизонтально, впоследствии оказываются
деформированными, причём степень деформации может
колебаться от очень слабой до исключительно
сильной, когда мощные слоистые толщи
оказываются перемятыми подобно клочку бумаги,
сжатому в кулаке.
Когда понятия «твёрдый», «мягкий»,
«хрупкий», «пластичный» используют в обыденной
жизни, то всем ясно, что камни твёрдые,
пластилин — мягкий и пластичный, кирпич — твёрдый
и хрупкий одновременно. Но как эти привычные
нам понятия перенести на горные породы, такие,
как известняк, мрамор, гранит, песчаник, базальт
и другие? Известно, что воск — относительно
твёрдое вещество. Уроните свечку, и она
расколется. Но если воск нагревать, он становится
пластичным. Вывороченные при ремонте тротуара
плитки асфальта, сложенные грудой и
оставленные в таком виде на длительное время, в конце
концов расплывутся и деформируются.
Смотря на смятые слои мрамора или
известняка, мы понимаем, что они испытали пластичную
деформацию, и нам кажется, что силы сжатия,
приложенные к ним, были очень велики, т.к. эти
породы твёрдые. На самом деле прилагать большие
усилия совсем не обязательно. Всё зависит от
времени, и если очень долго (в течение сотен тысяч
и миллионов лет) создавать небольшое усилие, то
твёрдые на первый взгляд слои горных пород будут
изгибаться подобно слоям из пластилина.
Виды деформаций. Обратите внимание, что при упругой
деформации тело возвращается к первоначальному виду,
при пластичной — изменяет форму, а при хрупкой —
разрушается. Красная кривая показывает, как
изменяется вид деформации с ростом напряжений.
239

Энциклопедия для детей
ШШ КАКИЕ
1 ' БЫВАЮТ СКЛАДКИ
Если наблюдать горные породы, смятые в складки,
например на Южном берегу Крыма или под
Новороссийском на южных склонах Кавказа, может
показаться, что формы складок бесконечно
разнообразны. На самом деле их можно свести к
нескольким основным типам и легко различать эти
типы в кажущемся хаосе складок, различных по
форме и размерам.
Существуют два основных типа складок:
антиклинальные (от греч. «анти» — «противо-» и
«клино» — «гну», «выгибаю») и синклинальные
(от греч. «синклиниэ» — «склоны
противолежащих гор»). В центральной части (или, как
говорят, в ядре) антиклинальной складки залегают
более древние породы; в ядре синклинальной
Два основных видо складок: антиклинальная
(в ядре более древние, юрские породы: 160—200 млн лет);
синклинальная (в ядре располагаются более
молодые, палеогеновые породы: 23—66 млн лет). Как бы
мы ни переворачивали складки, они останутся
антиклиналью и синклиналью.
складки — более молодые. Эти определения не
меняются, даже если складки наклонить,
положить на бок или перевернуть.
Существуют определённые части каждой
складки, называемые всеми геологами одинаково: крыло
складки (т.е. её боковая часть), угол при вершине
складки, ядро, свод, осевая поверхность, ось. С
помощью этих понятий, обозначающих разные
части (элементы) складок, легко
классифицировать сами складки. Например, по соотношению
крыльев и осевой поверхности складки бывают:
прямые, наклонные, опрокинутые, лежачие и
ныряющие.
Особенно интересны складки с разными по
форме сводами. Нередко можно наблюдать
складки «острые», напоминающие зубья пилы, или,
наоборот, с очень плавными, округлыми сводами.
В Горном Дагестане широко распространены
мощные складки, называемые сундучными и
корытообразными. Они сложены толщами
плотных известняков, изогнутых вверх наподобие
сундуков, а вниз — в форме корыт. На обрывистом
краю одной такой сундучной складки
располагается знаменитый аул Гуниб, последний оплот
восставшего Шамиля. Всё разнообразие этих
складок можно наглядно представить себе, сгибая
лист бумаги.
Проведём простой опыт: возьмём любой журнал
и начнём его сгибать в складку. Мы увидим, что
страницы скользят и смещаются относительно
друг друга и без такого скольжения изгиб журнала
вообще невозможен. Точно так же ведут себя и слои
горных пород, медленно сминаемые в складку. Они
скользят относительно друг друга, и при этом в
своде складки мощность слоев увеличивается, т.к.
материал слоев, раздавливаясь на крыльях,
нагнетается и перемещается в своды складок.
Есть ещё один очень интересный тип складок —
так называемые диапировые. Образуются они в том
ЭЛЕМЕНТЫ СКЛАДКИ
Элементы складок.
240

Внутренние силы Земли
случае, когда в толщах горных пород присутствуют
пластичные и относительно лёгкие породы,
например, такие, как соль, гипс, ангидрит, иногда
глины. Плотность соли (2,2 г/см3) меньше, чем
плотность осадочных пород (в среднем 2,5—
2,6 г/см3). В далёкие времена на месте
Прикаспийской впадины существовала морская лагуна.
Климат был сухой, жаркий, и морская вода, попав в
залив, периодически испарялась, а на дне
откладывался тонкий слой соли. Так продолжалось сотни
тысяч лет, и постепенно накапливавшаяся соль
образовала пласт мощностью (толщиной) в десятки
метров. Это очень большая мощность пласта, и,
чтобы её наглядно представить, можно посмотреть
на главное здание Московского государственного
университета им. М.В. Ломоносова. От асфальта до
24-го этажа ровно 125 м.
Со временем климат и условия накопления
осадков изменились, и пласт соли, медленно
погружаясь, был перекрыт уже другими
осадочными породами — песками, глинами,
известняками. Но соль легче перекрывающих её пород, она
менее плотная. Образовалась, как говорят,
инверсия (изменение порядка) плотностей, т.е. лёгкая
масса находится внизу, а более тяжёлая —
наверху. Это состояние неустойчиво, и достаточно
небольших движений, например поднятия какого-
то блока земной коры под соленосным пластом, как
соль начинает перетекать, двигаться и при этом
вести себя как очень вязкая жидкость. Как только
на пласте соли образуются вздутия, сразу же,
согласно закону Архимеда, начинает действовать
сила выталкивания, и соль благодаря своей
относительной лёгкости движется вверх, всплывая
в виде гигантской капли, гриба или редьки,
обращенной хвостом вниз.
Всплывая, соль приподнимает слои,
залегающие выше, сминает их и, наконец, прорывает,
появляясь на поверхности в виде соляного купола.
Такие диапировые складки и купола широко
распространены в уже упоминавшейся
Прикаспийской впадине, в которой имеются соляные толщи
пермского периода, так называемого кунгурского
яруса, образовавшиеся в лагунах в условиях
жаркого климата примерно 260—265 млн лет
назад. За это время над пластинами соли
накопилась толща осадочных пород мощностью в
несколько километров. А соль, приведённая в
неустойчивое состояние тектоническими движениями,
постепенно всплывала. Поскольку соль в ядре
складки имеет форму купола, то на поверхности
мы наблюдаем образование, напоминающее
разбитую тарелку, т.к. в стороны от купола отходят
радиальные (направленные по радиусу) разломы,
а между ними наблюдаются концентрические (т.е.
имеющие общий центр) разломы или трещины.
Соляные купола растут очень медленно, примерно
1—3 см в год. Но за многие миллионы лет они
♦проходят» путь в несколько километров.
Геологами хорошо изучены соляные купола во
многих районах земного шара: на Украине
ХАРАКТЕРНЫЕ ТИПЫ СКЛАДОК В ЗАВИСИМОСТИ
ОТ НАКЛОНА ОСЕВОЙ ПОВЕРХНОСТИ И КРЫЛЬЕВ
241

Энциклопедия для детей
Разнообразие форм соляных куполов.
Есть гряды, «грибы»,
перевёрнутые «капли»,
оторвавшиеся от основного
слоя соли.
Внутренняя структура соли
в куполах очень сложная.
Размеры куполов — от сотен метров
до километров.
МОДЕЛИРОВАНИЕ В
ГЕОЛОГИИ
Г'еологи уже давно пытаются моделировать в
лабораторных условиях некоторые процессы, которые
невозможно наблюдать в природе из-за очень большой
длительности их действия. В первую очередь это
касается образования различных складок в земной коре.
Казалось бы, чего проще: стоит лишь взять слои
различных веществ, подобные слоям разных горных
пород, положить друг на друга и сжать их. Однако
самое важное в таких опытах — это сочетание
материалов, которые были бы похожи на природные по
вязкости, пластичности и другим качествам. В опытах
часто используют смесь битума с нигролом (машинной
смазкой), имитирующую каменную соль, и патоку,
заменяющую осадочные породы. Применяют также
канифоль, мел, машинное масло, жидкое стекло, каучук,
оконную замазку. Для сложных слоистых моделей
используют твёрдые пластичные материалы.
Для моделирования соляных куполов применяют
центрифугу (устройство для создания перегрузки под
действием центробежной силы). Моделирование
проходит в течение лишь нескольких минут, но за это
время мы можем увидеть то, что происходит в природе
за миллионы лет. После вращения в центрифуге модель
разрезают и рассматривают, как изменилось залегание
слоев, имитирующих горные породы.
X
(в Днепровско-Донецкой впадине), в Белоруссии
(в Припятском прогибе), Северной Германии,
Мексиканском заливе и в других местах. Часто купола
похожи на перевёрнутые капли, причём нередко
они оторваны от основного слоя соли и уже
«всплывают» сами по себе. Иногда верхняя часть
такой гигантской капли расплывается в стороны,
и тогда соляной купол приобретает форму
причудливого гриба на тонкой изогнутой ножке.
Образование диапировых складок и соляных
куполов хорошо поддаётся моделированию в
лабораторных условиях, при котором роль соли и
осадочных пород играют специально подобранные
жидкости с различной плотностью. При этом
время формирования модели соляных куполов
сокращается в тысячи раз, но сохраняются
условия подобия реальным структурам.
Изучение тех районов, где встречаются соляные
пласты и купола, важно потому, что соль является
непроницаемым экраном, или, как говорят,
покрышкой для нефти и газа, не пропуская их вверх.
Поэтому под солью могут находиться нефтегазовые
месторождения.
Чаще всего мы видим смятые в складки слои
горных пород в поперечном разрезе, в котором они
выглядят наиболее эффектно. Но можно сделать и
горизонтальный срез складки. И мы сможем
убедиться, что складки в этом сечении также
разнообразны: они могут быть вытянутыми, очень
длинными, но узкими, или, наоборот, овальными,
Острая
Веерообразная
242
Различные типы складок по форме сводовой части, или замка

Внутренние силы Земли
ПОБЕРЕЖЬЕ ЗАЛИВА
МЕКСИКАНСКИЙ ЗАЛИВ
Купол
Каменная соль
(триас—юра)
Купола каменной соли в районе Мексиканского залива (Северная Америка/
Соль всплывает и прорывает более молодые толщи пород.
почти круглыми; иногда они приобретают
квадратную форму, а в разрезе напоминают корыта или
сундуки. Разнообразие формы складок зависит от
свойств горных пород и направления действия
силы, приложенной к пластам.
Как правило, в горных областях наблюдается
сложное сочетание складок в большом объёме
пород, т.е. всё пространство занято складками,
переходящими друг в друга. Обычно такое
сочетание складок называют складчатостью.
Если пересекать Большой Кавказ по Военно-
Грузинской дороге, то уже за Владикавказом по
обоим берегам Терека можно видеть сложные
складки, сложенные чёрными глинистыми
сланцами нижней и средней юры, образовавшимися
160—205 млн лет назад. Они непрерывно
прослеживаются до селения Коби в Грузии, обрываясь
перед началом последнего крутого подъёма на
Крестовый перевал. А далее, после крупного
разлома, вплоть до другого грузинского селения —
Ананури — находится толща известняков и
мергелей (осадочных горных пород, состоящих из
кальцита или доломита и глинистых минералов),
смятых в сложные складки.
Таким образом, горная система Большого
Кавказа характеризуется полной складчатостью,
т.е. всё видимое пространство заполнено
складками, непрерывно переходящими друг в друга.
Такая складчатость образуется только в том
случае, когда действуют очень активные силы.
Смятые в складки пласты горных пород не
удивляют нас в горах, т.к. мы понимаем, что и
сами горы возникли в результате действия
мощных геологических сил.
А есть ли складки в равнинных областях,
например в окрестностях Москвы или других
городов европейской части России,
расположенных на Русской равнине Восточно-Европейской
платформы? Да, есть, но выглядят они совершенно
иначе, чем в горах. Дело в том, что в таких
районах, которые называются платформами,
присутствуют как бы два различных этажа горных
пород. Нижний этаж, или фундамент, сложен
прочными древними породами — гранитами,
гнейсами, кристаллическими сланцами. На его
относительно ровной поверхности горизонтально
залегают пласты менее прочных осадочных пород.
Всё это сооружение напоминает конструкцию
Полная складчатость в горах. Всё пространство заполнено складками, которые в свою очередь испытали разрывы
243

Энциклопедия для детей
-од-*
^=^
г 0,2 КМ
1-0,1
0
L-0,l
Прерывистая складчатость на платформе. Видны отдельные складки, не связанные друг с другом
деревенского дома — прочный фундамент и
бревенчатый сруб над ним.
Однако фундамент платформы в отличие от
фундамента дома на протяжении десятков и сотен
миллионов лет испытывает медленные движения
вверх и вниз. Если какой-то участок фундамента
начнёт вдруг подниматься, то горизонтально
залегающие выше него пласты горных пород будут
тоже приподниматься, повторяя форму этого
участка или блока фундамента. Блок действует как
твёрдый штамп. На поверхности при этом
образуется поднятие с очень небольшими углами
наклона (в несколько градусов или даже минут).
Такие складки трудно заметить, тогда как складки
в горах видны всем.
Ещё одно важное отличие складок,
образовавшихся в осадочном чехле платформ,
заключается в том, что они встречаются поодиночке и не
связаны друг с другом, как в горно-складчатых
областях. Поэтому их объединяют в прерывистую
складчатость, которая противопоставляется
полной складчатости, описанной выше. Прерывистой
она называется потому, что одиночные складки
прерываются горизонтально залегающими
пластами горных пород.
КАК ОБРАЗУЮТСЯ
СКЛАДКИ
Итак, мы рассмотрели формы складок, их
отдельные части, сочетания складок в пространстве. Но
вот «вечный» вопрос геологов: как же
образовались различные типы складок? Какие силы и в
течение какого времени должны действовать на
пласты горных пород, чтобы их так сильно смять?
Был ли этот процесс относительно быстрым или
растягивался на миллионы лет? Были ли силы,
приложенные к пластам горных пород,
исключительно большими или, наоборот, очень слабыми,
но действовавшими длительное время? Всеми
этими вопросами занимается область геологической
науки, которая называется тектоникой (от греч.
«тектоникос» — «строительный»). Именно
тектоника рассматривает различные виды структур,
возникающих в горных породах, и условия их
образования.
Механизмы формирования практически всех
известных форм складок можно свести к трём
главным типам. Первый тип приводит к
образованию складок поперечного изгиба. Они об-
Попсречный изгиб
Поперечный изгиб
Z
■'Ч
-V-
%—4h
Л^
Поперечный изгиб
Продольный изгиб
■К
'\
]+
Каким образом пласты горных пород могут изгибаться в складки? Путём поперечного и продольного изгибов в
зависимости от того, как приложена сила к их поверхностям
244

Внутренние силы Земли
Моделирование складчатых процессов и образования складок.
слоев, формируются сложные складки.
разуются в том случае, когда сила, сминающая
горизонтально залегающий пласт, направлена
перпендикулярно к нему.
Возьмём стопку бумаги и надавим на неё сверху
или снизу. Если она не лежит на столе, а
опирается, скажем, на две книжки, то мы увидим,
что бумага либо прогнётся вниз, либо изогнётся
вверх. Поскольку пласты пород более пластичны,
чем бумага, а давящий на них блок пород более
жёсткий, чем палец, то возникновение складки
обеспечено. Так возникают складки на
платформах, например на упоминавшейся уже Русской
равнине (Восточно-Европейская платформа), где
блоки фундамента перемещаются, как клавиши
рояля, приподнимая или опуская слои осадочных
пород, их перекрывающие.
При втором типе образования складок
возникают складки продольного изгиба, когда силы
направлены вдоль пластов по горизонтали. Такой тип
складок можно получить, сжимая на столе толстую
пачку листов бумаги с боков. При этом листы
бумаги, сминаясь в складки, скользят друг по другу,
иначе их смять просто невозможно. Представим
себе, что такое же продольное сжатие испытывают
слои пород разной прочности — твёрдые песчаники
и мягкие глины. При таком смятии пластичные
глины будут сильнее раздавливаться и
выжиматься с крыльев складок в их своды, которые
станут увеличиваться в объёме. В своды как бы
накачивается, нагнетается пластичная глина.
Эксперименты по моделированию складок
разных типов легко организовать в домашних
условиях. Возьмите небольшой ящичек, у которого
одна стенка прозрачная, например из плексигласа
(т.е. оргстекла), а торцовая стенка подвижная.
Уложите на дно ящичка разноцветные слои
При сжатии, направленном вдоль
пластилина, а ещё лучше — чередуйте пластилин
с песком или мелом. Когда Вы начнёте медленно
сдавливать слои, нажимая на подвижную стенку,
то увидите, как подготовленная Вами слоистая
«толща» начнёт сминаться в складки. Изменяя
состав «слоев» и их толщину, Вы получите
различные типы складок.
При третьем типе формирования складок
образуются складки течения, или нагнетания.
Они свойственны таким пластичным породам, как
глины, гипс, каменная соль, ангидрит. Складки
таких пород отличаются очень прихотливой
формой, что мы и наблюдаем в соляных куполах. При
высоких температурах, которые существуют на
глубинах в несколько километров, пластичными
становятся даже такие прочные породы, как
кварциты, мраморы, известняки и песчаники,
также образующие весьма сложные по форме
складки (в том числе и складки течения).
Таким образом, формирование складок — это
непростой и, главное, очень длительный процесс.
Поэтому стоит ещё раз обратить внимание на
фактор времени, который в геологии играет
важнейшую роль. Не следует думать, что складка
может образоваться в течение нескольких лет. Этот
процесс растягивается на миллионы (реже — сотни
тысяч) лет. Тогда и силы, приложенные к пластам
горных пород, могут быть не столь значительны,
но зато устойчиво действовать длительное время,
а горные породы ведут себя при этом как очень
вязкая жидкость. Вместе с тем эти же породы
обладают твёрдостью и хрупкостью. Если к ним
быстро приложить силу, например резко ударить
молотком, они расколются, но при медленном
сдавливании породы как бы «потекут» и начнут
деформироваться.

Энциклопедия для детей
можно ли
РАЗОРВАТЬ ПЛАСТЫ
ГОРНЫХ ПОРОД?
То, что пласты различных по составу горных
пород могут быть смяты в складки, мы уже
убедились. А можно ли при этом ещё и
разорвать пласт, толщу пластов или даже крупный
блок земной коры? Можно, но для этого
необходимы некоторые условия, и в первую очередь рост
напряжений в земной коре.
Что происходит во время землетрясений с
поверхностью Земли? В октябре 1994 г. произошло
сильное землетрясение вблизи южной части
Курильских островов. Телевидение показало
последствия этой катастрофы. Было отчётливо видно, как
шоссейная дорога разбита зияющими трещинами,
при этом одна часть дороги оказалась опущенной
на несколько метров по отношению к другой.
Дорога была разорвана, когда волна напряжений
превысила прочность горных пород, по которым
проходило шоссе. Такое нарушение непрерывности
(или, как говорят геологи, сплошности пород), т.е.
большую трещину, по которой произошло
смещение, и называют тектоническим разрывом в
отличие от складок, где слои хоть и очень сильно
смяты, но свою сплошность не теряют.
Какими только не бывают разрывные
нарушения по своим размерам, протяжённости, форме
и величине смещения! Известны разрывы от самых
В крупных зонах разломов и при очень сильных
землетрясениях в горных массивах могут возникнуть
не просто трещины, а целые расселины,
которые сохраняются многие тысячелетия и служат
верным признаком недавних разрывов и смещений
в земной коре. На снимке — стенка («крыло») одного
из молодых разломов в Армении у посёлка Гарни.
Видно, что левое крыло поднято над правым, о плоскость
разлома круто погружается вниз налево.
246
маленьких, длиной 5—20 см, до грандиозных зон
шириной в десятки и длиной в тысячи километров.
Разрывы могут быть вертикальными и
наклонными, могут быть и горизонтальными. Смещение
по ним иногда совсем не наблюдается, а нередко
достигает сотен километров. Чтобы как-то
разобраться в этом многообразии форм разрывов, как и
в случае складок, необходимо определить
некоторые понятия, обозначающие отдельные части
разрыва, чтобы с помощью этих понятий
одинаково описывать и выделять элементы разрывов.
Так, в любом разрыве всегда присутствуют
поверхность, или плоскость разрыва, и крылья
разрыва. Крыльями разрыва называются два блока
горных пород, расположенных по обе стороны от
поверхности разрыва, которые и подвергаются
смещению. Так как в большинстве случаев
поверхность разрыва наклонена, то крыло,
располагающееся выше этой поверхности, называют
висячим — оно как бы висит над поверхностью
разрыва, а крыло, располагающееся ниже, —
лежачим. Перемещение крыльев относительно
друг друга в плоскости разрыва является очень
важным показателем и называется величиной
смещения, или амплитудой. По амплитуде, т.е.
расстоянию между крыльями разрыва, мы судим
Знаменитый сдвиг Грейт-Гленн в Шотландии,
разорвавший и сместивший на 150 км части ранее
единого гранитного массива.

Внутренние силы Земли
о том, маленькое или большое было смещение по
разрыву.
Когда мы смотрим на крутые горные склоны,
особенно в ущельях, то часто можно наблюдать,
как разрывы пересекают и смещают слои горных
пород в разных направлениях. Как же можно
назвать эти разрывы?
Оказывается, существует несколько главных
типов разрывов — сброс, взброс (надвиг), покров и
сдвиг. При сбросе поверхность разрыва наклонена
в сторону относительно опущенного блока, при
взбросе — наоборот. При надвиге происходит то же
самое, только поверхность разрыва более пологая.
В случае покрова поверхность разрыва близка к
горизонтальной, а при сдвиге смещение
происходит вдоль поверхности разрыва, а не поперёк.
Можно легко убедиться в том, что совершенно
безразлично, двигался ли один блок, а другой был
неподвижен, или они оба перемещались на одно и
то же либо на разные расстояния. Важен конечный
результат, и всегда сбросом будет называться
разрыв, поверхность которого наклонена в сторону
относительно опущенного блока или крыла.
Поэтому геологи и могут так легко договориться
между собой.
Разрывные нарушения встречаются
поодиночке, а могут образовывать группы и целые рои. В
некоторых районах земного шара можно
наблюдать, как заключённые между двумя
параллельными разрывами типа сбросов горные породы
оказываются опущенными. Такая необычная
структура называется грабеном (от нем, Graben —
«ров»). И действительно, такие образования
напоминают огромные траншеи или рвы, как будто
выкопанные гигантским экскаватором.
Если сбросов много и они параллельны друг
ДРУГУ» образуется сложный многоступенчатый
грабен. Многоступенчатые грабены называются
рифтами (от англ. rift — «расселина», «ущелье»),
или рифтовыми зонами. Протягиваясь на тысячи
километров, они образуют сложные рифтовые
системы. Хорошо известна Великая
Восточно-Африканская система рифтов, прослеживаемая от
Юго-Восточной Турции через Сирию, Ливан и
Израиль к Красному морю и далее от Эфиопии на
юг Африки, до реки Замбези. Длина такой
континентальной рифтовой системы составляет
более 6500 км; образовалась она по геологическим
ВЕЛИКИЕ АФРИКАНСКИЕ
ГРАБЕНЫ
Африканский континент в своей восточной части как
бы рассечён ударом гигантского меча, след от
которого представляет собой огромные
расщелины-грабены. Они простираются более чем на 6 тыс. км от
Юго-Восточной Турции и Северной Сирии до реки
Замбези на юге Африки. Это самая протяжённая трещина в
земной коре в пределах континентов. Она образована
системой впадин-грабенов шириной от 1—2 км до
десятков километров. Впадины имеют плоское дно и
крутые, часто обрывистые борта, поднимающиеся над
ним на 1,5—2 км. Внутри впадин-грабенов
располагаются крупнейшие африканские озёра — Ньяса, Руква,
Танганьика, Ниву, Альберта. Самая глубокая и широкая
часть системы грабенов занята Красным морем. На
севере она продолжается, протянувшись через залив
Акаба и далее через Палестину по линии Мёртвое
море — долина реки Иордан.
Земная кора в Восточной Африке начала
раскалываться несколько десятков миллионов лет назад, но
особенно активно края трещин стали расходиться в
разные стороны в последние несколько миллионов лет.
Они и сейчас «живут», что подтверждается
многочисленными землетрясениями и активной
вулканической деятельностью. Особенно деятельны были
вулканы в далёком прошлом, о чём свидетельствуют
обширные покровы лав. Знаменитые вулканы
Восточной Африки — Нгоронгоро, Олдоньо-ленгаи,
Сусва, Телеки, Килиманджаро, Рунгве, Мененгаи и
другие — сейчас затихли. Над ними поднимаются лишь
газовые струи, но в любой момент извержения могут
повториться. Поражают пейзажи этих мест: крутые,
местами отвесные уступы по бортам впадин-грабенов,
синева узких и длинных озёр, красная почва, редкая
растительность саванны, чёрные базальтовые лавы и
мрачные конусы вулканов. Лишь на вершине
Килиманджаро белеет снежная шапка, которой любовался
писатель Эрнест Хемингуэй.
Великая Восточно-Африканская система грабенов
продолжает активно развиваться и в наши дни. И кто
знает, может быть, через миллионы лет Восточная
Африка превратится в остров, а на месте грабенов будет
плескаться новое море, похожее на Красное.
Сброс
Взброс
Надвиг и покров
Сдвиг
Наиболее распространённые типы разрывов в земной коре. Их разнообразие зависит от положения поверхности
разрыва по отношению к поднятым и опущенным блокам.
247

меркам совсем недавно, лишь 10—15 млн лет
назад. Система рифтов, располагающихся в сво
довых частях срединно-океанических хребтов,
протягивается на 60 тыс. км. Вот какую не
вероятную длину могут иметь сложные системы
тектонических разрывов.
Иногда параллельные системы разрывов
ограничивают не впадину (ров), а, наоборот,
поднятие — горст (от нем. Horst — «возвышенность»),
напоминающее сундук, только очень длинный.
Таким образом, горст — это структура, по форме
противоположная грабену, т.е. её центральная
часть не опущена, а поднята.
Знаменитое озеро Байкал, крупнейшее в мире
хранилище пресной воды, расположено в грабене.
Наибольшая глубина озера достигает 1620 м, а
глубина днища грабена, установленная по осадкам
плиоценового возраста (4 млн лет), составляет
5 км. Многоступенчатый байкальский грабен
является частью сложной рифтовой системы
молодых грабенов, протягивающейся на 2500 км. Такие
же рифтовые системы, состоящие из грабенов,
известны в Европе: Рейнский грабен, древние
грабены Осло, грабен Викинг в Северном море; в
Северной Америке — грабен Рио-Гранде. В Африке
Великая Восточно-Африканская рифтовая система
расколола континент, отделив от него восточную
часть, которая и в наши дни со скоростью
несколько сантиметров в год дрейфует на восток.
Если этот процесс продолжится, то в будущем
Аравийский полуостров и восточная часть Африки
могут совсем отделиться от «чёрного континента».
Но для этого придётся подождать примерно
50 млн лет.
Известны также и очень древние грабены,
ъ^/s^csn 'лоторъгл тгруллерло *2.,Ч млрд лет. 8
пределах Русской равнины, сформировавшейся на
Восточно-Европейской платформе, располагаются
рифейские (относящиеся к верхнему протерозою)
грабены, которые формировались 0,6—1,6 млрд
лет назад. Если бы «снять» покров осадочных
Горст
Ступенчатые горсты и грабены. По отдельным сбросам соседние блоки опускаются
Энциклопедия для детей
СИСТЕМА «ВЕЛИКИХ
РАЗЛОМОВ» В ОКЕАНАХ
Совсем недавно, каких-нибудь 30—40 лет назад,
считалось, что дно океанов плоское и похоже на
блюдце, над которым лишь кое-где возвышаются
холмы и горы. Когда же в начале 60-х гг. составили
детальную батиметрическую карту (т.е. карту рельефа
океанского дна), нашим глазам открылась удивительная
картина. В океанах существуют огромные срединно-оке-
анические хребты общей протяжённостью более
60 тыс. км. Вдоль оси хребтов проходят глубокие
ущелья. Это впадины-грабены, образованные почти
вертикальными разломами — сбросами. Однако
наиболее поразительны многочисленные поперечные
разломы, пересекающие осевую часть хребта. По ним
отрезки хребтов сдвигаются относительно друг друга
на десятки и сотни километров. Эта система «великих
разломов» была открыта в 1974 г. канадским геологом
Дж. Тузо Уилсоном. Грандиозные сдвиги в срединно-
океанических хребтах образуют рисунок,
напоминающий разрубленные ножом и сдвинутые
относительно друг друга дольки длинного огурца.
«Великие разломы» прослеживаются на тысячи
километров в виде ущелий. Дно ущелий имеет ширину
1—5 км и находится на глубинах 5—7 км. Частое
изменение глубины на 4—5 км вдоль таких разломов,
названных трансформными, приводит к образованию
очень расчленённого подводного рельефа. Разломы
пересекают не только земную кору, но и всю
литосферу и являются следами скольжения
литосферных плит относительно друг друга. Глубокие
ущелья в зонах подобных разломов изучены
океанологами с подводных спускаемых аппаратов.
Трансформные разломы известны и на континентах;
наиболее ярким примером их является сдвиг Сан-Андреас
в Калифорнии. Открытие хребтов и разломов в океанах,
безусловно, стало открытием века.
248

Внутренние силы Земли
отложений, накопившийся за последние 0,6 млрд
лет на платформе, то под ним обнаружилась бы
ветвящаяся система древних глубоких грабенов,
которые заполнены осадочными и местами
вулканогенными породами. Именно с этими грабенами
геологи связывают грядущие открытия залежей
нефти и газа.
Пожалуй, никакие другие типы разрывов не
вызывали таких ожесточённых, порой
драматических споров среди геологов, как покровы. Сами
покровы нередко ставили исследователей в тупик:
как это так — на более молодых горных породах
практически горизонтально залегают более
древние породы? Ведь очевидно, что молодые породы
должны залегать выше древних, постепенно
наслаиваясь на них.
Чтобы лучше понять, что такое тектонический
покров, можно провести эксперимент со слоёным
тортом, состоящим, например, из разноцветных
прослоек крема. Нижние слои крема уложены
раньше верхних, поэтому они для нас будут более
древними. Давайте разрежем теперь слоёный торт
сверху вниз, но под очень пологим углом наклона
с одного края до другого. Упростить наш
эксперимент возможно, если взять лишь один кусок торта.
Если верхнюю отрезанную часть торта переместить
вдоль поверхности разреза на нижнюю,
оставшуюся на месте часть, мы получим модель
КОРИНФСКИЙ КАНАЛ
И ТЕКТОНИКА
Пелопоннес — самый большой полуостров Греции —
соединяется с материком узким, 6-километровым
Коринфским перешейком. К северу от него
расположен Коринфский залив, к югу — Сароникский.
Высота самого* перешейка над уровнем моря — до
50 м. Земная кора нарушена здесь многочисленными
разломами. В геологическом отношении Коринфский
перешеек — не что иное, как растущий
многоступенчатый горст. Центральная часть его поднята, а стороны
опущены.
За много веков до нашей эры, чтобы попасть из
Коринфского залива в Сароникский и не огибать при этом
Пелопоннес, древние греки ставили корабли на
специальные повозки и по мощённой каменными
плитами дороге (диолкосу) перевозили их из порта
Лекэон в порт Кенхрен, которые существовали ещё в
VIII в. до н.э. Прорыть канал через перешеек мечтал
Александр Македонский, всерьёз задумывались об
этом римские императоры Гай Юлий Цезарь и
Калигула.
В 67 г. н.э. при римском императоре Нероне
начали копать канал. Работы были прерваны после его
смерти в 68 г. н.э. И только много веков спустя, в
1882 г., наконец-то строительство канала было
продолжено. Оно велось по проекту французского
архитектора и инженера Фердинанда де Лессепса,
создателя грандиозного Суэцкого канала,
соединившего Средиземное и Красное моря.
Коринфский канал имеет длину 6343 м, ширину 24 м и глубину
8 м. В его вертикальных стенках великолепно видно
геологическое строение, в том числе горизонтальные
слои горных пород, опущенные относительно друг
друга по системе разломов — сбросов. Этот район в
настоящее время сейсмически и тектонически активен,
о чём свидетельствуют довольно частые землетрясения,
последнее из которых было в 1981 г. В районе мыса
Херайон на северном побережье Коринфского залива
хорошо видны древние волноприбойные ниши
(углубления, образовавшиеся в результате ударов
волн) на высоте более 3 м над уровнем моря. Это
означает, что берег здесь поднялся за последние
несколько тысяч лет. В то же время соседние участки
побережья опускаются, о чём свидетельствуют
затопленные храмы, портовые сооружения и дороги
начала нашей эры. Рядом с перешейком находятся
безмолвные очевидцы тех далёких дней — руины
древнего Коринфа, где в 51—52 гг. н.э. жил апостол
Павел. Сохранилась и трибуна на древней агоре —
рыночной площади, где апостол Павел был судим, но
затем оправдан римским проконсулом Галионом.
Стоят и колонны храма Аполлона, и фонтан Пирини,
который действует до сих пор.
X
Коринфский конол. В стенох коноло видны
розрывы, смещающие слои горных пород
249

Энциклопедия для детей
ТЕКТОНИЧЕСКИЙ ПОКРОВ
ИЗОБРАЖЕНИЕ В ПЛАНЕ (КАРТА)
■
Палеоген
(Автохтон)
ИЗОБРАЖЕНИЕ В РАЗРЕЗЕ
^-^Аллохтон
В тектоническом покрове наиболее важным является почти
горизонтальная поверхность разрыва, по которой более
древние породы обычно надвигаются на более молодые.
тектонического покрова или очень пологого
надвига. Действительно, нижние слои
крема (в верхней части торта), т.е. более древние,
будут залегать выше верхних слоев нижней части
торта, т.е. более молодых.
Впервые тектонические покровы изучили в
Альпах в конце XIX в. Затем их обнаружили во
многих других горных областях. В покрове
различают переместившиеся по разрыву толщи
пород — аллохтонные (от греч. «аллос» —
♦другой», «иной» и «хтон» — «земля»), т.е. не
местные, чуждые, привнесённые откуда-то
(в приведённом примере — это верхний кусок
торта), и породы, по которым происходило
перемещение тела покрова, — автохтонные (от греч.
«аутос» — «сам», «хтон» — «земля»), т.е. местные
толщи (нижний кусок торта).
Покровы и надвиги характерны для
горноскладчатых сооружений, испытавших сильное
сжатие, таких, например, как Альпы, Пиренеи,
Большой Кавказ, Канадские Скалистые горы,
Урал и т.д. В настоящее время установлены
покровы в Аппалачских горах на востоке
Северной Америки, переместившиеся на запад более
чем на 200 км, — это совершенно удивительная
структура.
Ещё один яркий пример покровной
тектонической структуры — внутреннее строение
Скандинавских гор. Они протянулись с юга на север на
1500 км и представляют собой гигантский покров,
надвинутый с запада, со стороны Атлантического
океана, на древние кристаллические толщи
Балтийского щита на расстояние более 250 км. Из-под
разрушенного и размытого покрова местами про
глядывают породы тех толщ, по которым покров
двигался.
Покровы и надвиги интересны тем, что под
ними могут залегать ценные полезные
ископаемые, особенно нефть и газ. Например, на
местности нет никаких признаков нефти; тем не
менее, зная об особенности строения земной коры,
геологи пробуривают горные породы, заведомо не
содержащие скоплений нефти и газа
(аллохтонные), на глубину 3—4 км и обнаруживают нефть
и газ ниже, в автохтонных породах. Такие
примеры известны в Аппалачах (Северная
Америка), Предкарпатье (Восточная Европа) и во многих
других местах.
Перед северо-западным изгибом Альп
располагаются невысокие Юрские горы. Они образованы
мезозойскими отложениями, причудливо смятыми
в коробчатые и сундучные складки, ниже которых
слои пород располагаются почти горизонтально.
Получается необычная картина: смята в складки
только верхняя часть слоев, а нижние залегают
почти горизонтально. Оказывается, эти две толщи
разделяются слоем очень пластичных пород —
каменной солью, гипсом, ангидритом, глинами, по
которым, как по смазке, верхние слои
соскользнули и смялись в складки. Иными словами,
в основании верхних слоев располагается
поверхность разрыва, или, лучше сказать, срыва.
Такие срывы очень широко распространены в
природе, и всегда они происходят только там, где
имеются какие-то пластичные толщи, играющие
роль смазки. Конечно, эти процессы идут очень и
очень медленно — со скоростью не больше 2—5 см
в год. Но за несколько миллионов лет перемещение
оказывается весьма внушительным.
Двухметровый уступ, мгновенно разорвавший горные
породы в эпицентре Спитакского землетрясения
(Армения, 1988 г.). На стенке уступа сохранились
«зеркала скольжения» (светлые пятна), т.е. плоскости,
притёртые и даже отполированные в условиях
огромных давлений и температур в зоне трения в
момент сейсмической подвижки. Так раз за разом с
интервалом в сотни и тысячи лет могут создаваться
зоны разломов в земной коре.
250

Внутренние силы Земли
Хорошо известно, что штат Калифорния на
западе США — это район частых и сильных
землетрясений. Последнее и очень мощное
произошло в конце 1993 г., когда разрушения
охватили крупный город Лос-Анджелес.
Виновником этих землетрясений является знаменитый
тектонический разрыв — сдвиг Сан-Андреас, т.е.
сдвиг Святого Андрея. При сдвиге два блока
горных пород перемещаются вдоль плоскости
разрыва. Именно такая картина и наблюдается в
сдвиге Сан-Андреас, причём величина смещения —
примерно 1 м за 100 лет. Непрерывно
продолжающимися движениями по этому сдвигу
перемещаются русла рек, испытывая резкий, колено-
образный изгиб; разрушаются и смещаются
бетонные желоба для воды, так же как и изгороди (см.
сюжет «Сан-Андреас разрывает всё»). Наряду с
медленными смещениями происходят и
мгновенные подвижки, которые и вызывают
землетрясения.
Большие массы горных пород, перемещаемые
вдоль какого-либо разрыва, благодаря своему
огромному весу оказывают друг на друга мощное
давление, под воздействием которого образуется
гладкая, отполированная поверхность разрыва в
горных породах, называемая зеркалом
скольжения. В него, конечно, нельзя смотреться, но если
провести рукой, то ощущаешь гладкую
поверхность горных пород.
Если между перемещающимися блоками
горных пород попадают твёрдые обломки, то на
зеркалах скольжения появляются штрихи и
борозды, выдавленные этими обломками. Нередко
в зоне разрыва наблюдается скопление
остроугольных обломков горных пород разного
размера — они образовались за счёт того, что блоки при
смещении дробились как бы гигантской тёркой.
САН-АНДРЕАС
РАЗРЫВАЕТ ВСЁ
Сан-Андреас — это не легендарный герой Святой
Андрей, подобный библейскому Самсону,
разорвавшему руками пасть льва. Это всего лишь название
разлома в земной коре. Но зато какого! Разлом Сан-Андреас
протянулся через всю Калифорнию на 1000 км. На
снимках, сделанных из космоса, этот разлом выглядит как
линия, прочерченная силами природы от города Сан-
Франциско на севере до Калифорнийского залива на юге.
Разлом Сан-Андреас относится к сдвигам. Сама зона
смещения очень узкая, внутри неё горные породы
перетёрты настолько, что стали пластичными на ощупь.
Этот исключительно активный разлом образовался при
сближении двух огромных литосферных плит — Северо-
Американской и восточно-Тихоокеанской. Они движутся
вдоль разлома одна относительно другой подобно
гигантским льдинам (первая — к северо-западу, а вторая — к
юго-востоку). При таком движении между ними и
возникла огромная зона скольжения, а землетрясения,
возникающие в ней время от времени, есть не что иное,
как разрядка постоянно накапливающихся напряжений.
Именно поэтому население таких крупных городов, как
Сан-Франциско и Лос-Анджелес, живёт в постоянном
страхе. Несмотря на всё совершенство техники, большое
количество разнообразных приборов и новейших
сейсмических станций, пока не удаётся предсказать время
и место очередного землетрясения.
Американцы шутят, что когда-нибудь Сан-Франциско и
Лос-Анджелес, два крупнейших города Калифорнии,
соединятся друг с другом. Действительно, они находятся
на противоположных сторонах разлома и движутся друг к
другу. И, между прочим, не так медленно движутся — со
скоростью примерно 5 см в год. А это значит, за 150 лет
(с тех пор как в Калифорнии началась «золотая
лихорадка») два богатейших города приблизились друг к
другу почти на 8 м.
Сан-Андреас обнаруживает себя сегодня, можно
сказать, прямо на глазах. В последние годы со страниц газет
не сходят фотографии разрушенных и горящих зданий,
упавших автомобильных эстакад, рухнувших мостов,
покрытых трещинами домов. Всё это — последствия
движений по разлому в Калифорнии. Во многих местах по
линии разлома смещаются дороги, в городах — тротуары,
различные линии связи. И это может происходить без
всяких землетрясений. А уж при землетрясениях
подвижки гораздо сильнее. При одном из землетрясений
разрыв прошёл по середине апельсиновой плантации, и
оказалось, что ряды деревьев по одну сторону
сместились относительно рядов, оказавшихся на другой
стороне. Как будто разрезали ножом пирог. В другом
случае разрыв прошёл через крыльцо дома, и оно
отъехало от самого строения. А при катастрофическом
землетрясении 1906 г. обнаружили, что части прежде
ровной изгороди оказались отодвинуты одна от другой на
4 м. Русла рек и гряды горных пород разрывались
и разъезжались на несколько метров. И это происходило
на протяжении 400 км.
Так что Сан-Андреас — это не легендарный богатырь,
а настоящий, постоянно разрывающий и раздвигающий
земные недра и всё, что осмелилось приземлиться на его
могучем позвоночнике.
х
Смещение русло ручья по сдвигу
примерно но 0,5 км.
251

Энциклопедия для детей
Один из самых мощных хребтов но Памире —
Зоалойский с наивысшей вершиной — пиком Ленина
(7134 м) — поднялся всего за несколько миллионов лет.
Он и теперь продолжает расти со средней скоростью
несколько миллиметров в год. А иногда при мощных
землетрясениях моментальный подъём может составить
несколько метров. В северных предгорьях хребта на земле
виден «шрам» высотой 5—10м. Он образовался всего за
5—7 тыс. лет и рассекает молодые ледниковые и
речные отложения, но в русле река его, конечно, размыла.
«ГАЗОВОЕ ДЫХАНИЕ» ЗЕМЛИ
Как писал выдающийся русский учёный Владимир
Иванович Вернадский в 1912 г., наша Земля «дышит». В
атмосферу непрерывно выделяются различные газы — окись и
двуокись углерода, метан и другие, образующиеся не
только в земной коре, но и в верхней мантии. Естественно,
«дыхание» Земли более ощутимо в тех местах, где есть
глубокие разломы. Таким образом, обнаруживая источники
газов, можно установить места этих разломов, невидимых
на Земле. Современная техника позволяет улавливать
ничтожные количества газов. Наиболее интересным из них
является гелий, прошедший наряду с водородом через всю
историю Земли и Вселенной. Первичный «звёздный» гелий
содержится в метеоритах и образцах лунных пород,
доставленных на Землю астронавтами. Но на Земле он не
обнаружен. Зато есть другой, радиоактивный гелий,
который образуется при распаде радиоактивных элементов.
Гелий ищут в подземных водах, в которых он растворяется.
Определяют его содержание с помощью специальных
приборов — масс-спектрометров. Такая водно-гелиевая
съёмка земной коры позволяет выявить проницаемые для
гелия разломы, где его содержание повышено. Они
обнаружены на Русской равнине, где кристаллические породы её
фундамента залегают глубоко. Очень эффективна для этих
целей и радоновая съёмка, т.е. аналогичный поиск
источников газа радона. Этими методами пользуются и для
предсказания землетрясений: известно, что при усилении
напряжений в земной коре увеличивается и выделение газов.
Там, где на глубине содержится нефть, найти её
помогают выходы газов метана и пропана (в этих местах
поселяются питающиеся ими бактерии). Так «газовое
дыхание» Земли помогает находить разломы, а также
некоторые полезные ископаемые.
Иногда эти обломки сцементированы глиной,
образовавшейся из мелко перетёртых обломков.
Такие породы называются тектонической
брекчией, или милонитом (от греч. «милое» —
«мельница»). В крупных разрывных нарушениях
мощность (толщина) раздробленных пород может
достигать десятков метров, что говорит об
огромном давлении, возникшем между
перемещающимися блоками.
Итак, несмотря на то что горные породы
обладают большой прочностью и твёрдостью, они
могут быть смяты в складки и разорваны
тектоническими разрывными нарушениями, а
также разбиты трещинами. На глубинах в
несколько километров, где давление велико и температура
повышена, твёрдые горные породы становятся
пластичными и приобретают способность к
медленному течению, образуя складки (см.ст. «Складки
в горных породах»). Фактор времени в
геологических процессах играет очень большую роль.
Медленно нарастают напряжения, медленно
деформируются слои горных пород, сминаясь в
складки; медленно происходит смещение по
разрывам, и только иногда это перемещение, подобно
взрыву, происходит за секунды. Тогда земля и
«трясётся». Силы, действующие в самой верхней
«плёнке» — земной коре, — очень тонкой
(30—50 км) по сравнению с радиусом земного шара
(6371 км), могут иметь разные причины, но одной
из важнейших является обычная сила тяжести.
ЗЕМЛЕТРЯСЕНИЯ
Всё затряслось, от кремнистых подошв до верхов многоводных.
В ужас пришёл под землёю Аид, преисподней владыка.
В ужасе с трона он прянул и громко вскричал, да над ним бы
Лона Земли не разверз Посейдон, потрясающий Землю,
И жилищ бы его не открыл и бессмертным и смертным...
Так почти за 3 тыс. лет до наших дней великий
певец древности Гомер описал в «Илиаде»
страх, наводимый землетрясением на
простых смертных, героев, владык и даже самих
бессмертных богов.
А вот рассказ молодой женщины о совсем
недавних событиях: «...Раздался оглушительный
звук, похожий на взрыв, вмиг всё задрожало и
зазвенело. Гул ещё не затих, как начало
раскачиваться здание... Меня бросало по коридору от
252

одной стены к другой... вдруг провалился пол, и
люди с отчаянными криками полетели в
пропасть». Подобных описаний за тысячи лет
накопилось множество.
О землетрясениях слышали все. Даже те, кто
живёт далеко от опасных областей. Редкий месяц
проходит без сообщений о разгуле стихии в
каком-нибудь уголке земного шара. Теперь слово
«землетрясение» всё чаще употребляется в
переносном смысле, потому что любое внезапное, а тем
более разрушительное событие мы сравниваем с
землетрясением. И это вполне понятно.
Землетрясение — это колебание всего и вся: и самой земли,
и всего на ней сущего. Сотрясение страшное,
внезапное, неожиданное и неотвратимое.
Древнему человеку буйства природы казались
загадочными, со скрытым смыслом. Многие
землетрясения не просто потрясали воображение, но
вполне ощутимо сотрясали людей, их имущество и
дома, нарушали привычный образ жизни, а подчас
вели к невосполнимым потерям и гибели. Это
можно было объяснить только вмешательством
свыше. Вот как об этом сказано в Библии:
«Потряслась и всколебалася земля, дрогнули и
подвиглись основания гор; ибо разгневался Бог»
(псалом 17).
В наше время гораздо полезнее обратиться к
научным знаниям и попробовать разобраться в том,
что же такое землетрясения, где и как они
происходят, чего от них можно ожидать и как с
ними бороться.
Определить землетрясение несложно. Ясно, что
это сотрясение земли. Древние славяне называли
его «трус». По-гречески землетрясение — «сейс-
мос», поэтому всё связанное с землетрясениями
называется сейсмическим: сейсмические волны,
сейсмические станции, сейсмические приборы
(сейсмографы) и т.д. А сама наука о
землетрясениях называется сейсмологией. Великий писатель,
естествоиспытатель и гуманист Иоганн Вольфганг
Гёте в своей поэме «Фауст» даже ввёл действующее
лицо по имени Сейсмос. Писатель жил в
сейсмически спокойной Германии, и поэтому его персонаж
только ворочается и ворчит под землёй. А если бы
Гёте жил и творил в горах Австрии или
Швейцарии, а уж тем более Италии или Греции,
подверженных частым и сильным
землетрясениям, то агрессивность Сейсмоса проявилась бы в
буйном и жестоком нраве.
В XIX в. Гёте утверждал: «Нельзя спорить с
землетрясением». Современные специалисты
убеждены, что с землетрясением спорить можно.
Накопленные о землетрясениях знания и их
применение на практике только подтверждают,
что человек способен противостоять земной
стихии, и вполне успешно. Это не дерзкая мечта, не
бесполезное занятие, а реальная возможность.
Изучать землетрясения и знать их причуды
необходимо не только сейсмологам и жителям
сейсмических областей, но и различным
специалистам. Проектировщик, архитектор, инженер,
строитель — все обязаны сделать конструкции
Внутренние силы Земли
зданий такими, чтобы они выдержали Idffihbi
подземные толчки, т.е. сделать их |КВВвЯ1|
сейсмостойкими. Однако строить везде
железобетонные коробки, похожие на
противотанковые блиндажи, которые могут выдержать
землетрясение в 9 баллов, слишком дорого. Такие
расходы многократно превысят ущерб от
возможного землетрясения и не по карману даже самым
богатым странам. Поэтому проектирование и
строительство сейсмостойких сооружений
проводят в соответствии с сейсмическим
районированием, которое позволяет определить области, где
могут происходить сильные землетрясения —
7—8-балльные, а где сильнейшие — 10—12-
балльные.
ten: inn wclc&en ПЫиЬап&Ш/м* Mffdtyciifkfcr
iettguteeofcer Mfe* mtt0«biad)t:S!lwct) w* twawflf txfolget fy:
Шей паф Ъ**$тп£ШШ$а$м9/1иШфп1с1ип/»й
€*ЪЫЪт gcfctKbcn f&llen:©tfer Jeii jebrrmenfeHuft
feb* triftlid) *nn& пйфЛ(
juroflen.
JDurd) Iohan Rafch Alt t*g gebett*
Wit HbmiKtyiWlayifrcfri* nit natyutrticfctb
Титульный лист одного из первых в Европе трактатов по
сейсмологии (XVI в.). Он содержит «старые и новые»
описания землетрясений, объяснение их причин и даже
предшествующих признаков. Интересно, что
средневековый художник образно представил очень
много верных деталей землетрясения. Если верить
изображённому, то силу толчка можно оценить
не меньше чем в 8 баллов
253

В спасательных операциях после сейсмических
катастроф должны участвовать специально
обученные и подготовленные люди с особым снаряжением
и приборами. Обычный спасатель или
бульдозерист здесь может оказаться беспомощным.
Работа в экстремальных ситуациях требует
максимальной самоотдачи и очень высокой
квалификации. Недаром в Японии, которая больше других
стран страдает от землетрясений, есть
специальные аварийные службы. Там проводятся
регулярные учения и тренировки, в которых
участвует всё население.
Кроме того, изучать землетрясения очень
интересно. Особенно будучи «полевым»
сейсмологом, т.е. таким, который изучает событие и его
последствия (а значит, и причины)
непосредственно на месте. Есть и другая категория сейсмологов.
Они работают только в кабинете и
расшифровывают записи приборов, которые могут уловить
колебания, происходящие на расстоянии тысяч
километров. И конечно, работа «кабинетных»
сейсмологов не менее ответственна и нужна.
Основная трудность изучения землетрясений
состоит в том, что сотрясение земли и последствия
этого можно наблюдать только наверху, а само
«взрывное устройство» срабатывает в недоступных
глубинах Земли. Но попробуйте внедрить приборы
на глубину 5—10 км, а то и сотни километров, где
1—2 балла 3—4 балла 5 баллов 6 баллов
Энциклопедия для детей
Город Спитак оказался практически в эпицентре
страшного землетрясения 1988 г. Восстановить такие
дома уже невозможно. Главная задача — учесть все
недостатки строительства предыдущих лет. Теперь это
особенно важно не для города Спитак, где подобное
9—10-балльное сотрясение может не повториться в течение
сотен лет, а для других городов сейсмически опасных зон.
254

Внутренние силы Земли
готовятся и возникают землетрясения. Тут
пригодился бы управляемый подземный ракетный
корабль, как у Жюля Верна. Но ведь он не
изобретён. И всё же люди научились проникать в
глубины Земли. И не только с помощью шахт и
сверхглубоких скважин. Тому, кто хочет понять,
что происходит в таинственных глубинах Земли во
время землетрясения, достаточно совершить туда
воображаемое путешествие.
Итак, собирайтесь! Но имейте в виду: путь будет
трудным. Впереди и интересные открытия, и
блуждания во тьме неизведанного.
КАК ИЗМЕРЯЮТ СИЛУ
ПОДЗЕМНОГО УДАРА?
Известно, что нрав Сейсмоса непостоянен. А как
его измерить? Простейший и широко
используемый способ — это оценка силы землетрясения в
баллах (подобно тому как в баллах оценивают силу
ветра, волнение на море). Надо только помнить,
что шкала (т.е. последовательность чисел для
количественной оценки силы землетрясений) в
баллах условная и относительная. Баллы не являются
физическими единицами, но служат для удобства
определения относительной силы по внешним
проявлениям, таким, как воздействие на
людей, предметы, строения,
природные объекты.
Наиболее распространена 12-балльная шкала.
Это означает, что все возможные землетрясения
разбиты на 12 рангов по нарастающей силе:
1 балл (незаметное) — приборы улавливают
колебания почвы;
2 балла (очень слабое) — землетрясение
практически не ощущается людьми, даже находящимися
в спокойном состоянии;
3 балла (слабое) — колебания отмечаются
немногими людьми;
4 балла (умеренное) — землетрясение
отмечается многими людьми; открываются неплотно
закрытые окна и двери;
5 баллов (довольно сильное) — раскачиваются
висячие предметы, скрипят полы, дребезжат
стёкла, осыпается побелка в домах;
6 баллов (сильное) — землетрясение ведёт к
лёгкому повреждению некоторых зданий:
появляются тонкие трещины в штукатурке, в печах и т.п.;
7 баллов (очень сильное) — неизбежны
значительные повреждения некоторых зданий:
появляются трещины в штукатурке, отламываются
отдельные её куски, возникают тонкие трещины в
стенах, повреждаются дымовые трубы;
8 баллов (разрушительное) — наблюдаются
7 баллов 8 баллов
Шкала силы землетрясений в картинках.
9 баллов
10—11 баллов
12 баллов
255

Энциклопедия для детей
Остатки былого
величия и красоты
средневековой
мечети Аннау под
Ашхабадом. Она
существовала с
XV в. и была
полностью
разрушена
известным
Ашхабадским
земле трясением
(1948 г.) силой
в 9 баллов, когда
весь город
оказался
в руинах, а число
погибших достигло
многих десятков
тысяч.
Обратите внимание на крупный горизонтальный разрыв
в основании бывшего портала
Вместе с другими признаками он свидетельствует о
сильнейшем горизонтальном импульсе.
разрушения в зданиях: образуются большие
трещины в стенах, падают карнизы, дымовые трубы;
на склонах гор появляются оползни и трещины
шириной до нескольких сантиметров;
9 баллов (опустошительное) — происходят
обвалы во многих зданиях, обрушиваются стены,
перегородки, кровля; в грунтах образуются
трещины шириной 10 см и более; обвалы, осыпи,
оползни в горах;
10 баллов (уничтожающее) — разрушение
большинства зданий, в некоторых — серьёзные
повреждения; образуются трещины в грунте до 1 м
шириной, обвалы, оползни; за счёт завалов в
речных долинах возникают озёра;
11 баллов (катастрофа) — характерны
многочисленные трещины на поверхности земли и
вертикальные перемещения по ним, большие
обвалы в горах; общее разрушение зданий;
12 баллов (сильная катастрофа) — происходит
сильное изменение рельефа; образуются
многочисленные трещины, вертикальные и горизонтальные
перемещения по ним; огромные обвалы и оползни;
изменяются русла рек, образуются водопады и
озёра; характерно общее разрушение всех зданий
и сооружений.
Вот как описал 4-балльное землетрясение
директор школы в Ставрополе — городе,
расположенном близ северного подножия Большого
Кавказа: «Большинство жителей слышали гул,
двигавшийся с востока на запад,
сопровождавшийся дрожанием домов, мебели. Некоторые
заметили колебание листьев комнатных растений,
хозяйки — зыбь в кастрюлях с супом. На улице
прохожие большей частью не обратили внимания
на землетрясение».
ЧТО ТАКОЕ ЭПИЦЕНТР
ЗЕМЛЕТРЯСЕНИЯ?
Слово «эпицентр» часто приходится слышать по
радио или телевидению: «эпицентр событий»,
«эпицентр беды» и т.п. Оказывается, его часто
употребляют вместо слова «центр», а это ошибка!
«Эпицентр» означает «над центром», а не «в
центре». Эпицентр землетрясения — это условная
точка на Земле, расположенная над очагом
землетрясения, над тем местом в глубине, где зародился
первый импульс колебания и смещения. Иногда
эпицентром называют место на Земле, где
сотрясения достигли наибольшей силы, хотя оно не
всегда располагается точно над центром очага. Но
особенности Сейсмоса заключаются в том, что,
произведя толчок где-то в одном месте, он
возбуждает Землю на сотни и даже тысячи километров
вокруг. Возникают сейсмические волны, которые
разбегаются от центра в разные стороны.
Сейсмологи говорят, что из центра землетрясения идёт
сейсмическое излучение. Волны могут быть
разных типов — продольные, поперечные,
поверхностные. У них разные скорости, энергия и сила
воздействия. Поскольку энергия волны
рассеивается и поглощается по мере её движения, ясно, что
чем дальше от эпицентра, тем слабее
землетрясение, тем меньше его балл. Если землетрясение
было, скажем, 7-балльным, это означает, что
именно в эпицентре были сотрясения в 7 баллов, а на
удалении от него отмечались 6-, 5-, 4-балльные,
вплоть до едва заметных 3-балльных. Когда,
например, по телевизору показывают схему
подвергшейся землетрясению области, на ней изображены
концентрические окружности. Это так называемые
изосейсты, т.е. линии на географической карте,
Намацу — символ землетрясения.
Японская гравюра. XIX в.
256

соединяющие точки, где землетрясение
проявилось с одинаковой силой. Схему изосейст
упрощённо изображают как несколько
концентрических окружностей. На самом деле они обычно
вытянуты в одном направлении и похожи на
эллипс. Почему — поймём, когда спустимся на
глубину, к месту зарождения землетрясения.
АФТЕРШОКИ
И ФОРШОКИ
Большую часть своей (да и нашей) жизни Сейсмос
дремлет в принадлежащих ему подземных
владениях. Незначительные толчки бывают часто, но об
этом знают только очень чуткие приборы. Но если
Сейсмос проснулся, а тем более разбушевался, то
быстро не успокоится. Это значит, что
землетрясения редко происходят в одиночку, гораздо чаще —
парами, группами, роями, в особенности сильные.
За сильными обычно следует множество толчков
постепенно убывающей силы, хотя некоторые из
них могут быть лишь немного слабее основного.
Такие последующие толчки называют афтершока-
ми (от англ. after — «после» и shock — «удар»,
«толчок»). После сильного землетрясения афтер-
шоки дают целый «концерт» с меняющимися
ритмом, частотой и силой ударов. Подобные
«концерты» могут длиться несколько суток, недель и
месяцев. Бывает, что земля не может успокоиться
по нескольку лет.
Значительно реже перед сильным
землетрясением возникают предшествующие толчки —
форшоки (от англ. foreshock — «предварительный
толчок»). Они как бы предупреждают, что Сейсмос
проснулся. Известно немало случаев, когда именно
после первых слабых толчков люди покидали дома
и тем самым спасались от последующего, более
сильного сотрясения. Например, во время
катастрофического землетрясения в Армении в
1988 г. в Спитаке и Ленинакане (сейчас город
Гюмри) некоторым жителям с хорошей реакцией
удалось спастись, выбежав из квартир и
спустившись по лестницам ещё до главного толчка,
разрушившего многие дома.
Чем интересны афтершоки? Ведь они
возникают, когда землетрясение уже произошло и ничего
предусмотреть нельзя. Это не совсем верно.
Представьте себе ситуацию после разрушительного
землетрясения: допустим, человеку удалось
выбраться из дома, который сильно повреждён.
Спасшийся не одет, а вокруг холод, ночь...
Возможно, в квартире остался кто-то из близких,
нуждающихся в помощи. Что делать? Зайти в дом?
А если снова толкнёт — завалит или нет? Это
трудные вопросы. Известно много трагических
случаев, когда повреждённые главным ударом
здания рушились именно при повторных, менее
сильных толчках и засыпали обломками отважных
спасателей. Хорошо, если на месте оказывались
оснащённые аппаратурой специалисты, а сам
Внутренние силы Земли
процесс разрядки подземных напря- гД^уу
жений шёл по «нормальному», т.е. |ВиВКЕЯ|
предсказуемому, сценарию. Тогда
можно предвидеть афтершоки, как это было в
Ташкенте в 1966 г. и Спитаке в 1988 г.
Бывает, однако, и так, что исследователи
увлекаются и попадают в трагикомические
ситуации. После разрушительного Хаитского
землетрясения 1949 г. в Таджикистане один московский
учёный на собрании уцелевших жителей
рассказывал о том, что такое землетрясения, почему
бывают, как от них уберечься. Чтобы все его
слышали, он вещал стоя на бочке. На вопрос,
может ли повториться толчок, он ответил, что
землетрясение уже выплеснуло накопившуюся
энергию и поэтому подобного быть не должно. Не
успел он окончить речь, как сильный толчок
сбросил его с бочки на глазах всех собравшихся.
Другой случай произошёл в 1976 г. в Узбекистане,
в Газли. После сильного апрельского
землетрясения один учёный — столичное светило науки —
разъяснял жителям, что повторения такого
события в том же месте не предусматривается в скором
времени, разве что через несколько сотен лет. А
поскольку очень многие здания и помещения были
сильно повреждены, а некоторые даже разрушены,
их стали спешно восстанавливать. Но уже в мае
того же года новый, ещё более сильный толчок
поразил Газли, снёс остатки прежних строений и
вывел из строя новые. По существу предусмотреть
такое развитие событий было практически
невозможно, ибо это очень редкий, «ненормальный»
случай развития сейсмического процесса.
Несмотря на неровный, непостоянный нрав
Сейсмоса, учёные вывели несколько законов. Один
из них назвали «законом повторяемости».
Определить по нему, где и когда повторяются
землетрясения, невозможно. Он устанавливает только
соотношения между количеством землетрясений
разной силы.
В 10-балльной зоне Спитакского
землетрясения (Армения, 1988 г)
не осталось ни одного неразрушенного дома.
На месте церкви XIX в. — печальные руины.
257

Энциклопедия для детей
Давно известно, что слабые землетрясения случаются гораздо чаще,
чем сильные. А сильнейшие — совсем редко. Сейсмологи обнаружили,
что между числом землетрясений разной силы существует
математически строгое соотношение. А это позволяет определять, как часто в той
или иной местности могут происходить землетрясения определённой
силы. «Значит, всё же есть закономерность в поведении коварного Сейс-
моса, — думали специалисты. — Достаточно изучить множество слабых
толчков, чтобы разобраться с сильными». Но это оказалось не так просто.
Соотношения выводились, во-первых, только средние. А во-вторых, той
дело оказывалось, что сильнейшие землетрясения случались чаще, чем
им предписывал «закон». Теперь задача науки такова: долго и
придирчиво следить за исполнением закона и вырабатывать к нему
поправки. Не только непостоянному своенравному Сейсмосу, но и вообще
природе свойственно держать сокровенные законы в тайне, изредка
посвящая в неё только самых настойчивых исследователей.
[сколько
ЗЕМЛЕТРЯСЕНИЙ
В ГОД
ПРОИСХОДИТ
НА ЗЕМЛЕ?
^тветить на этот вопрос,
J приведя лишь одно число,
невозможно, Обязательно нужно
указать, какой силы произошло
землетрясение. Кроме того,
необходимо учитывать, что
далеко не все толчки, происходящие в
действительности,
регистрируются приборами.
Множество слабых толчков
существующими «сейсмическими
сетями» ещё не улавливается.
Отголоски подземных бурь —
например, на дне океанов, в
далёких горах и пустынях — слышны
совсем плохо.
Подсчитано, что в настоящее
время приборами регистрируется
около 100 тыс. слабых толчков в
год. На жизнь людей они
практически никакого влияния не
оказывают, даже если возникают в
густонаселённых местностях.
Сильных землетрясений
насчитывается ежегодно около 100 по
всему земному шару. Но только о
нескольких из них становится
широко известно.
Сильнейшие землетрясения
сотрясают планету даже
не каждый год, а приблизительно
1 раз в 10 лет, но зато часто
оказываются катастрофическими
(если только они происходят не в
глубинах океана далеко от
берега). Такие землетрясения с
магнитудой 7, В и более могут
поражать местность в радиусе
сотен километров, а ощущаться —
в радиусе 500—700 км и более,
на площади до нескольких
миллионов квадратных
километров. Например,
Лиссабонское землетрясение 1755 г.
ощущалось даже на юге
Скандинавии; Красноводское
землетрясение 1895 г. в
Туркмении достигло Саратова и
Пензы; землетрясение 1911 г. в
Тянь-Шане докатилось до
Южного Урала.
ГДЕ ПРОИСХОДЯТ ЗЕМЛЕТРЯСЕНИЯ?
Посетим самые сейсмические области Земли, т.е. те, где случаются
частые и самые сильные землетрясения. Обратимся к специальной карте
сейсмичности. Она показывает, что землетрясения бывают далеко не
везде. Большая часть земного шара сейсмически безопасна. И лишь в
некоторых местах условные знаки землетрясений так густо покрывают
карту, что сливаются друг с другом. Местности, наиболее подверженные
землетрясениям, называются сейсмическими областями, или
сейсмическими поясами. На карте видно, что землетрясения скапливаются пре-
L I ГЯ О yjSL
А з х s м у д,
В Европе, как известно, самым тяжёлым по последствиям было Лиссабонское землетрясение 1755 г. Не только
столица Португалии, но и многие города были разрушены, погибло около 70 тыс человек. Тех, кто не был погребён под
обломками рушившихся зданий, настигла огромная морская волна цунами, а довершили дело пожары. Всё это довольно
правдиво изображено на гравюре того времени. Но на ней, конечно, невозможно было изобразить силу землетрясения,
отголоски которого достигли Германии на севере и Северной Африки на юге, так же как и подлинные масштабы бедствия
258

Внутренние силы Земли
имущественно в двух широких и неровных
полосах. Одна из них опоясывает Тихий океан. Её
назвали Тихоокеанским сейсмическим поясом.
Другая тянется наискосок через Средиземноморские
страны Европы, Ближний и Средний Восток,
Центральную Азию вплоть до Индонезии. Её называют
Альпийским, или Средиземноморско-Азиатским,
поясом. Есть и отдельные от поясов сейсмические
полосы. Их можно наметить на дне Индийского и
Атлантического океанов.
Люди в древности думали, что землетрясения
бывают только в горах и по берегам морей
тогдашней ойкумены (обитаемой Земли).
Действительно, в горных районах, где земная кора живёт
особенно активной, временами даже бурной
жизнью, подземные толчки случаются чаще.
Однако теперь хорошо известно, что
землетрясения, иногда даже разрушительные, могут
возникать и на равнинах, где их обычно не
ожидают.
Разве могли в начале XIX в. жители
равнины по берегам Миссисипи —
тогда, к счастью, малочисленные —
предположить, что в один ужасный день земля под
ними начнёт ходить ходуном, деревянные дома
зашатаются, а деревья будут раскачиваться до
земли; доселе мирная и спокойная земля станет
рваться и трескаться, выбрасывать фонтаны воды
с песком и грязью? Именно это происходило
трижды в период с 1811 по 1812 г., когда в
центральной части североамериканского
континента разразились сильнейшие землетрясения в
10—11 или даже 12 баллов. Спустя полвека в этих
местах проказничал Том Сойер, известный всем
детям своими приключениями. Он даже и не
подозревал, что живёт в опасной области, потому
что к тому времени Земля уже успокоилась. Но
американский писатель Марк Твен, автор книги
«Приключения Тома Сойера», знал о
землетрясениях. Герой его рассказа «Миссис Мак-
F
* АЗИЯ^
■Г
1
\
_Г.^*г
Ч
АВСТРАЛИЯ
^ ^Р
* ,;
V
l4
ч
Л
^СЕВЕРНАЯ Ч^
^° АМЕРИКА
&
//
V/
i
1
Ч ^
*к <-~^
Л^ЮЖНАЯ^
АМЕРИКА-
\
***'
&^щ
■
пл .
й
МР0П
4. *
^._
АФРИКА
Ч _^^
о) с ш
&1*
<
V
V
л
•^
АЗИЯ
А
л
v/J^
J.V'1 1
.\£l
". - .' - .
Карта сейсмичности Земли с вулканами.
259

Энциклопедия для детей
Вильяме и молния» признаётся:
«...После того как из-за меня
произошло землетрясение четыре года
назад, я ни разу не забывал молиться».
Это вовсе не единственный случай, когда
равнинная область подвергалась сильным
землетрясениям. Подобным образом совсем
неожиданно — к счастью, в почти ненаселённой
местности — разразились подряд три очень сильных
землетрясения в 1968 г. на вполне равнинном и,
казалось бы, безобидном австралийском
континенте. Совсем недавно, 30 сентября 1993 г.,
произошло землетрясение в центральной части
полуострова Индостан, на невысоком плато,
которое до того на карте выделялось как область
наименьшей сейсмической опасности. Именно
здесь землетрясение превратило в груды мусора 12
В обширной, ровной и, казалось бы, совершенно
спокойной долине Миссисипи (где жил главный герой
книги Марка Твена «Приключения Тома Сойера») в начале
XIX в. (1811—1812 гг.) совершенно неожиданно
разразились одно за другим три сильнейших
землетрясения, сила которых достигала 10—11, а
возможно, 12 баллов. Обычно устойчивые бревенчатые
дома не выдержали конвульсий Земли. Так художник
изобразил события, свидетелем которых являлся сам.
деревень, погубив несколько десятков тысяч
человек. Таких примеров можно привести немало.
Это означает, что далеко не все области, в
течение столетий остающиеся спокойными, на
самом деле сейсмически безопасны. Просто
сильные землетрясения возникают там очень редко, а
потому может создаться впечатление не только у
жителей, но и у специалистов, что эти области не
входят в число сейсмически активных. Например,
в Тихоокеанском поясе на каком-то участке
разрушительные землетрясения повторяются в
среднем через 150 лет, в
Средиземноморско-Азиатском — через 200—300 лет. А на платформенных
равнинах разрушительные землетрясения обычно
возникают не чаще чем через 500—700 лет, а
потому и забываются.
Могут ли разразиться катастрофические земные
ЗЕ
МОЖЕТ ЛИ БЫТЬ
ЗЕМЛЕТРЯСЕНИЕ В МОСКВЕ
И САНКТ-ПЕТЕРБУРГЕ?
Большинство жителей двух российских столиц и вообще
всей Центральной России землетрясений никогда не
ощущали и ответят на вопрос отрицательно. Между тем
время от времени такой вопрос всё же возникает, а
несколько лет назад была даже небольшая паника.
А какова ситуация на самом деле? Если как следует
расспросить москвичей, то кое-кто из них вспомнит о
землетрясениях 1977 и 1990 гг. А жители юго-запада
столицы, особенно обитатели высоких этажей, приведут и
некоторые впечатляющие подробности. Тогда высокие
дома шатались так, что в квартирах раскачивались люстры,
выплёскивалась вода из аквариумов и посуды. Немало
людей в страхе покидали дома. То же самое было в
высотных домах Минска и даже Нижнего Новгорода
(бывшего Горького). А московские старожилы могут
вспомнить и чувствительные сотрясения 1940 г., когда ещё
высоких жилых домов в столице не было.
Значит, недра Центральной России могут рождать
значительные землетрясения? Вовсе нет! Сотрясения 1940,
1977 и 1990 гг., как и более ранние, дошли до России, а
также Украины и Белоруссии, зародившись в Карпатских
горах. Именно там, очень глубоко под землёй, на глубине
100—150 км, располагается очаг, где время от времени
рождаются сильнейшие землетрясения. В Румынии они
приносят сильные разрушения, при этом бывает много
жертв, а до Москвы и тем более Петербурга доходят
только слабые «отголоски» этих подземных бурь.
И так случалось не только в XX в. Например, в
набросках автобиографии А.С. Пушкина имеется такая запись:
«Юсупов сад. Землетрясение. Няня». Это воспоминание о
том, как трёхлетний Саша ощущал землетрясение, гуляя с
няней в Юсуповом саду в Москве. Землетрясение 1802 г.
в Москве описано тогда же русским историком
^Н.М. Карамзиным в журнале «Вестник Европы».
В русских летописях есть неоднократные упоминания о
землетрясениях не только в Киеве и окрестностях, но и в
Москве, Владимире, Суздале. Одно из самых ранних
упоминаний относится к 1230 г., когда «потрясеся земля
Ростовская и Суздальская и Володимирская в самую обедню».
И все эти землетрясения исходили из Карпатского очага.
Ну а всё же в Москве могут возникнуть «собственные»
ощутимые землетрясения? Пожалуй, нет. Во всяком случае,
за 900-летнюю историю летописания они не отмечены.
Слабые толчки или колебания в других местах Центральной
России возникают редко и серьёзной опасности не
представляют.
260

Внутренние силы Земли
потрясения на великих равнинах России?
Сейсмологи на такой вопрос отвечают отрицательно. На
Русской равнине, где летописание восходит к
XI в., не отмечено ни одного сильного
землетрясения. Да и слабые 4—5-балльные сотрясения,
которые здесь случались, зарождались в далёких
Карпатах, а не под ногами её жителей. Так что
российскому читателю, если он живёт не на Байкале или
Камчатке, чтобы ощутить сильные землетрясения,
придётся предпринять далёкое путешествие.
ПУТЕШЕСТВИЕ В
ЭПИЦЕНТР
Туда лучше отправиться на ковре-самолёте, чтобы
в случае опасности можно было сразу вырваться из
объятий Сейсмоса. Ведь именно в эпицентре и,
конечно, только во время очень сильных
землетрясений не просто трескается земля, но
разрываются и смещаются земные пласты, а вместе с
ними и всё, что на них находится: дорога, забор,
Старинная китайская фарфоровая ваза — не просто
украшение и произведение искусства, дошедшее до нас из
глубины веков. Это самое раннее из известных устройств
длярегистрации землетрясений. Ему без малого 2 тыс. лет.
Работало оно следующим образом. Вокруг вазы помещены
головы драконов, обращенные по сторонам света. Внутри
вазы укреплена система рычагов, выведенных к пасти
каждого дракона. Драконы до поры до времени держат в
пасти шарики. При подземном толчке рычаги приходят в
движение так, что дракон, обращенный по направлению
толчка, теряет свой шарик. Шарик падает в раскрытый рот
лягушки под головой именно этого дракона. Так древние
китайцы устанавливали сам факт землетрясения и
направление его распространения.
Брусчатая мостовая не только нарушена землетрясением
(Спитак, 1988 г), но сдвинута поперёк взгляда зрителя.
Такая подвижка, когда дальняя от наблюдателя часть
смещена налево, называется левосторонним сдвигом.
Вертикальные деформации в полосе сдвига (около
дерева) фактически отсутствуют. В данном случае сдвиг
довольно незначительный (до 10 см), но бывает, что при
некоторых землетрясениях сдвиг измеряется несколькими
метрами.
грядки в огороде или ряды плодовых деревьев.
Бывает, что целые горы сдвигаются с места,
съезжают в долины, перегораживают реки; возникают
уступы по нескольку метров высотой, трещины в
прочных скалах. В описаниях очень многих
землетрясений, сделанных очевидцами, можно найти
немало упоминаний о таких трещинах,
расселинах, провалах. Например, пришлось
перепрыгивать через них Н.Н. Миклухо-Маклаю на Новой
Гвинее. А что, если такой разрыв или даже
трещина пройдёт через туннель или плотину
гидроэлектростанции, газо- или нефтепровод, через город с
его коммуникациями?..
По тому, насколько свежими, неизменёнными
выглядят подобные следы землетрясения, можно
определить, когда оно произошло. Недавно
образовавшаяся расселина будет более глубокой, чем
старая, края которой уже не очень отвесны,
обвалились, сгладились. Теперь разработаны и
более точные методы определения возраста
землетрясений.
Уступ, возникший вследствие разрыва земных пластов при
сильном землетрясении в Японии в 1891 г.
261

Энциклопедия для детей
По поверхностным проявлениям
можно определить и силу
землетрясения. Когда сила толчка слабее —
9 баллов, возникают крупные трещины, большие
оползни, разрываются дороги. Таких наглядных
свидетельств на Земле множество. Наиболее
интересно одно из них, впервые научно исследованное
в Японии. Фотографию местности, где видны
последствия землетрясения конца XIX в.,
приводят почти в каждой книге по сейсмологии.
Обычный сельский пейзаж — поля, домики,
дорога. И наискосок всё это разорвано резким и
крутым уступом, как булка, разрезанная
огромным ножом. Нижний «ломоть булки» опущен на
6 м и сдвинут вправо на 4 м. Это означает, что если
бы по прежней дороге поехал какой-нибудь
экипаж, он перевернулся бы на уступе и оказался
бы внизу, у его подножия, но не на той же дороге,
а на расстоянии 4 м в стороне от неё. Этот уступ,
немного сглаженный, и сейчас можно увидеть и
сфотографировать. Именно этот случай
продемонстрировал учёному миру, что может произойти
в эпицентре.
Нарушения рельефа наглядно позволяют
представить картину землетрясения. Но хорошо бы
послушать и очевидцев. Увы! Описаний 12-
балльных землетрясений нет. Ведь они
исключительно редки и до сих пор, к великому счастью
людей, происходили в малонаселённых областях.
Если кому-нибудь и пришлось испытать 12-
балльный удар, он уже никогда не сможет об этом
поведать, потому что выйти живым из этого ада
невозможно.
В 1970 г. в далёкой Южной Америке, в горах
Перу, возникло одно из сильнейших и наиболее
трагических землетрясений нашего столетия.
Рушились дома, пучилась и оседала земля,
открывались огромные трещины. Радиолюбитель,
попавший в эпицентр, передал в эфир следующее: «...Это
ужасно! На нас падают горы... всюду пыль от
обвалов... люди задыхаются!» Это были его
последние слова... Вместе с ним погибли ещё
66 тыс. человек. Разрушено было 250 населённых
пунктов. Без жилья осталось более 800 тыс.
человек.
Только однажды очевидец, находившийся в
Какую силу надо приложить, чтобы изогнуть стольные рельсы? Для настоящего землетрясения это пустяковая работа, оно
даже горы с место сдвигает, о уж сбросить с рельсов поезд — дело нетрудное. На этом рисунке с натуры после
землетрясения 1892 г., которое произошло но границе современных Пакистана и Индии, наиболее интересно то, что
рельсы изогнуты только в очень узкой полосе, кок раз там, где произошло смещение горных пород.
262

Внутренние силы Земли
самой сотрясаемой области, записал свои слова на
магнитофон. Это было во время землетрясения на
Аляске, которое вошло в историю как
♦землетрясение Страстной пятницы». День 28 марта 1964 г.
называют здесь «траурной пятницей». Диктор
радиостанции сидел перед включённым
магнитофоном. Поразительно, что он не потерял
самообладания, а магнитофон продолжал работать. Вот что
сохранила для истории магнитофонная лента:
«Эй, кто это там?! Ну и ну! Ух ты, ничего себе!
Ого — ой, ой! О Господи, да это же землетрясение!
Ого! Точно, землетрясение! Ух, ещё раз! О чём-то
таком мне приходилось читать, — не часто здесь
бывает, и вот — на тебе! — прямо сейчас! Боже,
всё поехало — все эти штуки в ящиках сорвало с
места!.. Ой! Страх-то какой, Господи! Чёрт, скорей
бы этот дом перестал так шататься! Ничего такого
у меня в жизни не было! И не похоже, что это
когда-нибудь кончится... — о-о-о-о, — всё
шатается, — будто кто трясёт. Постой-ка, я лучше
поставлю телевизор на пол. Ну, я скажу, чертовски
страшно, а оно всё трясёт, честное слово.
Интересно, выберусь я отсюда? О Боже! Ей-богу, хуже
мне никогда в жизни не было! Может, уже
кончается? Дай Бог, чтобы этого больше не было.
Уф! Честное слово, весь дом шатается, как будто
кто-то взял его за шиворот и трясёт. Интересно,
цела ли ещё радиовышка? Передатчик упал, но я
не думаю... ох, меня трясёт, как лист... не думаю,
1000 000
100 000 Ь
юооо Ь
зг 1 ооо h(
1900
1910
1920
1930
1940
1950
1960
1970
1980
Считается, что число жертв землетрясений
в мире ежегодно в среднем составляет около 10 тыс. человек.
Но год от года оно резко изменяется Наиболее страдают от
землетрясений страны с низким уровнем жизни и районы с
высокой плотностью населения. В XX в. это
страны Центральной Азии, Центральной и Южной Америки,
а также Япония. Красная линия — кривая среднегодовых
людских потерь, вертикальные синие линии — отдельные
наиболее чувствительные землетрясения.
ЖЕРТВЫ ПОДЗЕМНОЙ СТИХИИ
Превние легенды о жестоких чудовищах, которые
^Ц^ежегодно требуют дань в виде прекрасных девушек и
юношей, актуальны и поныне. Такими чудовищами вполне
можно считать землетрясения. На нашей планете от
землетрясений ежегодно гибнет в среднем около 10 тыс.
человек. По сравнению с числом жертв транспортных
аварий, казалось бы, немного. Но это поверхностное
суждение. Бывают годы, когда сейсмические катастрофы
уносят сразу 100 тыс. и даже 200 тыс. человек. В XX
столетии так было в 1908 г. в Италии, в 20-х гг. — в Китае и
Японии, в 1976 г. — снова в Китае. Люди гибнут в основном
под обломками рушащихся зданий, но нередко бывает, что
к жертвам приводят сопутствующие пожары в больших
городах, обвалы и оползни в горной местности, после-
дующие волны цунами на морских берегах, а также
необычные холода, эпидемии и др.
Примерно за последние 100 лет насчитывают свыше 150
землетрясений с числом погибших в каждом более 500
человек. Из них большая часть приходится на Иран, Китай,
Турцию.
Значит ли это, что в названных странах чаще всего
возникают сильнейшие землетрясения? Подумайте, прежде
чем читать дальше. Утвердительный ответ на этот вопрос не
будет правильным. Почему? Да потому, что число жертв
зависит не только и не столько от силы землетрясения
(интенсивности колебаний на поверхности), сколько от
плотности населения в поражённой местности,
сейсмостойкости построек, оперативности спасательных
мер и других факторов.
Возьмём, например, два одинаковых по силе
землетрясения: в 1988 г. в Армении и в 1989 г. в
Калифорнии — оба с магнитудой 7. При первом погибло не
менее 25 тыс. человек, при втором — 65 человек. Вообще
в бывшем СССР за 50 лет пс "ибло от
землетрясений свыше 200 ть с. человек, а в
США — 500 человек.
Конечно, человеческие жизни —
главная ценность. Но подсчёт ущерба от
землетрясений включает число раненых и
пострадавших и, конечно, прямой и
косвенный материальный ущерб.
Так вот, при Калифорнийском
землетрясении 1989 г. 14 тыс. человек
стали бездомными, при Спитакском
(в Армении) — or 340 тыс. до 500 тыс.
Прямые материальные убытки от обоих
землетрясений считались примерно
одинаковыми, но вот косвенный ущерб в Армении
оказался на порядок больше. Причина?
Главная, видимо, — в уровне цивилизации.
И ещё один важный вопрос: снижается,
растёт или остаётся неизменным число
жертв при землетрясениях? И тоже не
спешите с ответом. Казалось бы, по мере
развития цивилизации, совершенствования
строительной индустрии, ужесточения
антисейсмических норм число жертв и
материальный ущерб должны снижаться. Но этого,
увы, не происходит. И не потому, что
усиливается сейсмическая активность, как
некоторые думают. А потому, что прогресс
охватывает в основном высокоразвитые
страны, а основная масса населения по-прежнему
сосредоточена в слаборазвитых или развивающихся. Там
строительство традиционно, и нормы очень редко
выдерживаются. И вообще население в сейсмоактивных
областях драматически растёт, как растёт число уязвимых
сооружений и опасных производств без соответствующих
мер защиты и предупреждения бедствий. Вот почему
ЮНЕСКО объявила 1990—2000 гг. десятилетием борьбы со
стихийными бедствиями.
х
263

Развалины скотоводческой фермы в Алойской долине но
границе Памира и Тянь-Шаня. Это типичная картина
8-балльных сотрясений относится к последствиям
малоизвестного землетрясения 1978 г.
ЗЕМЛЕТРЯСЕНИЯ И...
ДЕРЕВЬЯ
Какое отношение к землетрясениям имеют деревья?
Оказывается, деревья, их жизнь, болезни и смерть
могут быть очень тесно связаны с землетрясениями.
Самый простой пример — поведение деревьев при
толчках. Даже при слабых сотрясениях, балла в 3—4,
кроны деревьев могут колебаться и листья шелестеть,
хотя на земле может быть ничего не заметно. А при
9 баллах и более деревья нередко гнутся до земли то в
одну, то в другую сторону. При самых сильных
землетрясениях огромные деревья могут вырываться из
земли и даже выбрасываться («катапультировать») в
воздух.
Гораздо чаще деревья гибнут из-за крупных
камнепадов, оползней или снежных лавин, возникающих при
сильных землетрясениях. В результате образуются целые
полосы-«залысины» на склонах гор. Такие проплешины
сохраняются десятки лет после землетрясений. В XIX в. на
Аляске, например, целый массив леса «слизала»
огромная волна, возбуждённая сейсмическим толчком в
заливе Литуйя.
Совершенно невероятный случай произошёл в 1906 г.
в Калифорнии. Там разразилось настолько сильное
землетрясение, что о нём до сих пор помнят жители
этого штата, если не всей Америки. При этом
землетрясении произошло уникальное явление, а именно:
земля разорвалась на протяжении нескольких сотен
километров. По выражению геологов, это «вспоролся»
тектонический «шов». В данном случае разрыв
обнаружился вдоль крупнейшего разлома под названием
Сан-Андреас. И местность по разные стороны гигантского
разлома сдвинулась на несколько метров — произошло
сдвиговое смещение «крыльев» разлома.
После землетрясения места наибольших разрушений
пригласили осмотреть знаменитого нидерландского
ботаника Хуго де Фриза. Геологи показывали ему
разорванные горные пласты и смещённые долинки ручьёв,
тропинки и изгороди, разъехавшиеся на несколько
метров. Ботаническое «светило» только недоверчиво
покачивало головой и вежливо улыбалось. Но кому-то из
сопровождавших пришла в голову счастливая мысль. Бо~
264
чтобы он совсем сломался. Боже, такое запросто
может свалить вышку. Я ничего не передам в эфир,
ни на какой волне, даже и думать нечего.
Посмотрим, может, какая-нибудь станция
работает. Нет, никакая. Наверное, приёмник всё-таки
в порядке... Я ведь включил его и начал говорить,
когда это началось! Честное слово, весь дом
трясётся, как лист на ветке! Все двери открыты,
посуда вывалилась из буфетов, и всё болтается
туда-сюда. Господи, только бы этого больше
никогда не было...»
Диктор радиостанции пережил это страшное
землетрясение вместе с тысячами жителей Анко-
риджа, столицы Аляски, и оставил свои
впечатления о толчке в 10 баллов. Населению Аляски
повезло в том отношении, что эпицентр оказался в
море, а очаг землетрясения — глубоко под дном
океана. Кому доведётся когда-нибудь побывать в
Анкоридже, тот сможет сам «увидеть
землетрясение». В городе создали «парк
землетрясения»: сохранили трещины в земле, вздыбленные
слои грунта, покривившиеся деревья.
Теперь мы имеем представление о том, что
может случиться в эпицентральной области
сильнейшего землетрясения. Ясно, что в эпицентре
очень сильного землетрясения (8 и 9 баллов)
разрушения и нарушения рельефа хоть и не
бывают такими громадными, но тоже очень
значительны и ведут к катастрофическим по-'
следствиям. Людей охватывает ужас, большинство
зданий обычной конструкции рушится. Реки могут
покинуть свои русла, возникают озёра, обвалы,
оползни и трещины.
Сатирики Илья Ильф и Евгений Петров описали
в своём произведении «12 стульев» Ялтинское
землетрясение в Крыму, правда довольно
гротескно. Вот что сказано о крымских похождениях
Остапа Бендера в погоне за стульями: «...Раздался
третий удар, земля разверзлась и поглотила
пощажённый первым толчком землетрясения и
развороченный людьми гамбсовский стул».
Можете посмеяться над концессионерами, но не
принимайте этот эпизод как вполне реальный.
11 сентября 1927 г. в Крыму действительно
произошло сильное землетрясение, эпицентр
которого располагался примерно на 30 км южнее
берега, в Чёрном море. В Ялте, где концессионеры
охотились за стулом, сотрясения от главного
ночного толчка не превысили 8 баллов.
Действительно, обваливались скалы в горах и возникали
трещины, но в эти трещины едва вошла бы ножка
или спинка стула. Утром, при третьем толчке,
достигшем 6—7 баллов, трещины, вероятно,
только слегка раскрылись. А вот впечатления
жителей Ялты, очевидцев того же землетрясения:
«Слышались продолжительный подземный гул и
грохот, постепенно усиливавшийся, ощутились
три значительных толчка с последующим
колебанием почвы в течение 8—10 с; в домах двигалась
мебель, дымовые трубы на некоторых крышах
повреждены, в стенах возникли трещины; кое-где
обвалилась каменная ограда; в окрестных горах

Внутренние силы Земли
произошли обвалы, в родниках замечено
увеличение притока воды».
Впрочем, Остап Бендер допускал ради красного
словца и 50-балльное землетрясение. Он явно не
знал, что и 11—12 баллов достаточно, чтобы
уничтожить творения рук человеческих.
Как определить силу землетрясения, если
очевидцев не оказалось или все они погибли?
Шкала интенсивности, которую разработали
сейсмологи, предусмотрела разные случаи и разные
признаки. Используются в основном четыре
группы признаков: ощущения людей, перемещение
предметов, степень разрушения строений и,
наконец, изменения природы.
Для самых сильных землетрясений — 10, 11 и,
наконец, 12 баллов — используют в основном
следы на местности. Для сильных
землетрясений — от 7 до 10 баллов — больше сведений
поступает о повреждениях и разрушениях домов,
мостов и т.п., ну а об умеренных и слабых
землетрясениях от 3 до 7 баллов обычно судят по
поведению людей и перемещениям предметов.
Лучше всего, конечно, использовать все четыре
группы признаков. Опираться в определении силы
толчков только на ощущения и рассказы людей
ненадёжно. Очевидцы, особенно неопытные,
обычно преувеличивают силу землетрясения. Поэтому
сейсмологи опрашивают многих и стараются
выяснить действия людей и перемещение
предметов вокруг.
И всё же оценок порой недостаточно. Главный
недостаток такой шкалы интенсивности в том, что
• инженеры и строители не могут её использовать.
Им нужны физические данные о колебаниях —
ускорение, период колебаний, амплитуды,
спектры. Поэтому одновременно разрабатываются
шкалы, в которых удаётся соединить оценки в баллах
с физическими величинами, определяемыми с
помощью инструментов.
таника привезли к дереву, нории которого по разрыву
оторвались и переместились по горизонтали на несколько
метров. «Наконец-то я вижу настоящие ботанические
свидетельства!» — возбуждённо вскричал знаменитый
ботаник. После этого он поверил всем объяснениям и с
энтузиазмом принялся измерять и записывать увиденное
Случаи разрыва деревьев, конечно, встречаются
редко. Но деревья, оказывается, в том случае, если
письменных источников недостаточно, могут помочь
определить, когда в данной местности раньше возникали
землетрясения. Именно в Калифорнии, где сохранились
знаменитые секвойи возрастом до 2—4 тыс. лет, ботаники
позднее начали разрабатывать специальный
дендрохроно логический (от греч. «дендрон» —
«дерево» и «хронос» — «время») метод. По толщине и
степени деформации древесных колец в поперечном
срезе можно определить, в какие годы дерево испытало
сильные деформации и резкие изменения условий питания
из-за сильнейших сейсмических воздействий. Пилить
дерево для этого не нужно, существуют специальные
микробуры. Таким образом удалось определить крупные
сейсмические события за последние несколько сотен лет.
Но и для определения времени гораздо более ранних
землетрясений деревья могут быть полезны. В этом
случае — уже мёртвые. Когда при землетрясении в лесистой
местности сходят оползни или каменные лавины, они
могут схоронить под собой и сорванные древесные
стволы. Вели специалисту посчастливилось обнаружить
такие захороненные древесные остатки, он может отдать
их на радиоуглеродный анализ и определить время
гибели дерева, а значит, и время землетрясения (если
только удастся доказать, что именно оно было причиной
гибели дерева). Например, удалось выяснить, что на
Южном берегу Крыма кроме известных разрушительных
землетрясений XV в. и 1927 г. было ещё землетрясение,
поразившее эту райскую местность 3 тыс. лет назад.
Этот метод теперь широко используется во всём мире,
и немало землетрясений удаётся «воскресить» в
до письменной истории Земли с помощью погибших
деревьев.
:
Существующие школы оценки силы
землетрясений несовершенны,
и поэтому учёным не всегдо удоётся
точно укозоть болл происшедшего
землетрясения. Журналисты же вообще
часто путают разные шкалы и вносят
ужасную путаницу в умы обывателей.
265

Энциклопедия для детей
почему
сотрясается
ЗЕМЛЯ
Долгое время процессы, происходящие при
землетрясении в его очаге на большой глубине,
оставались загадкой. В таинственные глубины Земли
«проникали» или фантасты, или учёные. И те и
другие — мысленно. Следуя за фантастами, можно
найти и устаревшие, ошибочные, и опередившие
своё время предположения. Следуя за учёными,
можно узнать, что известно современной науке.
На глубину в сотни метров можно спуститься
вместе с исследователями пещер — спелеологами,
на глубину в несколько километров — только с
шахтёрами. До 7—10 и даже 15 км опускаются
буровые снаряды сверхглубоких скважин.
«Заглянуть» глубже можно только с помощью
геофизических приборов. А древние, рассуждая о
♦натуре», проникали в Землю, мысленно
погружаясь внутрь по путям, которыми вещества
(воздух, пламя, лава) выходили из Земли. Не
удивительно поэтому, что и землетрясения в
древности связывали с этими стихиями.
Если обратиться к научным трактатам — от
древнегреческого мыслителя VI в. до н.э.
Аристотеля до сочинений начала XIX в., — то в них
можно найти водяную (или воздушную) теорию
возникновения землетрясений. Смысл её состоит в
том, что внутри Земли существуют огромные
разветвлённые пустоты, по которым циркулируют
вода или воздух. Они при сильных движениях
(прорывах) производят сотрясение
перекрывающей оболочки. Не случайно в греческой
мифологии бог Посейдон — владыка морей — был и
«земледержателем», и «колебателем Земли».
В XIX в. представления о подземных пустотах
ещё оказывали большое влияние на умы учёных,
так что самые передовые из них были уверены, что
землетрясения происходят при обрушении в
подземных полостях. В XVIII и XIX вв. также
развивалась гипотеза о связи землетрясений с
подземным огнём, т.е. с извержениями вулканов.
В конце концов пришлось признать, что они могут
возникать и тем, и другим, и ещё третьим
Так представил ужас разрушительного землетрясения 1805 г., поразившего тогдашнее Неаполитанское королевство,
итальянский художник начала XIX в. (гравюра на меди). Особенно выразительны фигуры людей, гибнущих в огромных
трещинах. Эти трещины не отражают собственно геологических процессов в недрах, а возникли за счёт встряхивания
относительно рыхлых, насыщенных водой грунтов.
266

Внутренние силы Земли
способом, а именно при разрыве горных пород
далеко от подземных пустот и вулканов. До XX в.
всё ещё считалось, что наиболее распространены
обвальные и вулканические землетрясения. Но
теперь в любой книге по сейсмологии сказано о
том, что практически все сильные и 99% слабых
толчков относятся к категории тектонических, т.е.
возникающих за счёт резкого смещения горных
пород по разрывам.
ПОНЯТИЕ ОБ ОЧАГЕ
ЗЕМЛЕТРЯСЕНИЯ
Что же называют очагом землетрясения? Очаг —
это то пространство внутри Земли, где сдвигаются
и разрушаются горные породы и откуда
излучаются сейсмические волны. Это действительно
центр того события в жизни Земли, которое
называется землетрясением. Почему его называют
очагом? Наверное, потому, что с незапамятных времён
для племени и семьи очаг, где горел огонь, всегда
был средоточием, источником, центром жизни. И
на протяжении очень многих столетий считалось,
что источником землетрясений был подземный
огонь (очаг). Недаром сейсмический очаг
по-болгарски так до сих пор и называют — «огнището»,
а по-украински — «огнище».
Очаг землетрясения — это некий объём горных
пород, пространство внутри Земли, в котором
можно найти и геометрический центр сотрясения,
и точку начала сдвижения, разламывания горных
пород — гипоцентр (от греч. «гипо» — «под»,
«внизу»). Если кто-то хочет сказать по-научному,
что находится в самом центре событий, то
выражение «в гипоцентре событий» будет более
правильным, чем «в эпицентре событий».
Может ли человек оказаться в очаге
землетрясения, который располагается глубоко под
землёй? И всё же оказаться в очаге можно, даже
не спускаясь в глубокую шахту. Всё дело в том, что
некоторые очаги столь велики, что сами себя
обнаруживают, позволяя понять, что же
происходит там, где действуют недоступные
человеческому глазу силы.
Вспомним уступ, который образовался и
сдвинул дорогу в Японии. Подобные явления много раз
наблюдались в Калифорнии, Центральной Азии,
Австралии, Индии и других местах. В Армении
при Спитакском землетрясении 1988 г. разрыв
протянулся на несколько десятков километров, а
смещения по нему достигли 2 м. Всё это как раз и
считается выходом на поверхность тех самых
разрывов, которые возникли в очаге и с
молниеносной быстротой вспороли, как бы взрезали
ножом доверху, земную кору. Но чаще очаги
оказываются замаскированными в толще горных
пород.
Поэтому встретить человека, побывавшего в
очаге, можно. Но вот в гипоцентре не побывал ещё
никто. Сейсмический разрыв земной коры может
выходить на поверхность, но зарождается он всегда
На первый взгляд на фотографии изображён кусок
обычного камня. На самом деле это не камень, а горная
порода алевролит (т.е. затвердевший суглинок). Главное
же — на нём сохранилось плоскость скольжения, та
самая плоскость, по которой при землетрясении один
блок двигался относительно другого. На плоскости
остались следы такого движения в виде гладкой
блестящей поверхности, которая изборождена мелкими
штрихами. Они-то и могут указать точное направление, о
иногда и величину сейсмической подвижки. Борозда
посередине, как шрам от удара саблей, но сомом деле
даёт след движения какого-то очень твёрдого
осколка, процарапавшего отполированную поверхность
в процессе движения блоков.
на глубине. Очень редко глубина не превышает
3—5 км, чаще — 10—15 км, иногда десятки, а
бывает, даже несколько сотен километров.
Глубокие разрывы так и не выходят из недр Земли.
Отдельный разрыв — это, конечно, упрощённая
схема того, что происходит в очаге землетрясения.
Чаще движение происходит по нескольким
плоскостям, которые или параллельны, или
располагаются под углом друг к другу. Смещения могут
различаться по величине и, что особенно
существенно, по направлению. Например, если разрыв
мгновенный и плоскость его изобилует
неровностями, возникающие колебания будут очень
резкими и при землетрясении возникает сильная
тряска. Но бывает, что земля вспарывается
несколько медленнее обычного, колебания при
этом возникают довольно продолжительные и
землетрясения будут вялыми, «мягкими».
Известно, что в недрах Земли сосредоточены
такие огромные силы, что они двигают не только
отдельные массивы горных пород, но целые
материки или литосферные плиты толщиной в
десятки или сотни километров. Движение это
постоянное, но очень медленное. В горных поясах
267

Энциклопедия для детей
LffiKJA и вблизи них внутриземные напря-
|ВВЁВЯ|| жения нарастают и растут до тех пор,
пока не превысят сопротивление
горных пород или силу трения на поверхности
какого-либо существующего разлома. Чтобы
«переполнить чашу терпения» каменного монолита,
иногда достаточно «капли» в виде незначительного
дополнительного воздействия — например,
приливной волны, изменения атмосферного давления,
отголосков далёкого землетрясения или даже
сильного дождя. В подготовленном месте горные
породы разрываются и смещаются. В результате
напряжение ослабевает, или, как говорят
сейсмологи, «сбрасывается». Но главное, что в этот
момент выделяется огромная энергия. Она
рассеивается в разные стороны или направленно от
трещины-разрыва в виде сейсмических волн,
которые колеблют землю и повреждают или
разрушают творения природы и постройки,
созданные человеком.
Давайте немного разберёмся. На глубине 5 км
температура горных пород составляет 500° С, а
давление больше, чем 1 т на 1 см2. Представляете,
что будет, если, например, всю мебель из квартиры
нагрузить на маленький квадратик (1x1 см) пола?
Весьма стилизованные представления средневекового
итальянского художника о землетрясении. Если бы он сам
пережил столь страшное событие, вряд ли изображённые
им людские фигуры оставались бы на ногах и в
сравнительно спокойных позах. Такую картину
использовать в качестве документа нельзя.
Если такое давление при указанной
температуре прилагать долго (как это и бывает в земной
коре), то даже гранит потечёт, т.е. из хрупкого станет
пластичным. А это значит, что он уже не будет
трескаться. А как же в таком случае возникают на
глубине разрывы и землетрясения? Может быть,
правы древние философы, считавшие причинами
землетрясений прорывы лавы, обрушения внутри-
земных пустот, вспышки подземного огня?
Современная наука отвечает на этот вопрос
иначе. Специальные исследования пород из
скважины глубиной 8—12 км доказывают, что на
глубине есть трещины и поры, частично
заполненные жидкостью и газом. Сжатие в них сильно
ослаблено, возможно, они даже немного
растягиваются. Напряжения распределены неравномерно,
что создаёт условия для растрескивания.
На глубинах до 5 км обычно возникают только
слабые толчки, потому что не хватает объёма
горных пород, чтобы накопить большую энергию.
Правда, бывают исключения, когда на небольшой
глубине зарождаются разрушительные
землетрясения, подобные Спитакскому. А самые мощные
землетрясения зарождаются глубоко, и их очаги
захватывают огромные объёмы земной коры до
глубины 40—60 км. И именно на больших
глубинах, где может скопиться значительная
энергия, разрывы и зарождаются.
Это объясняет, почему даже при очень сильных
землетрясениях очаговые разрывы в виде трещин
и уступов редко выходят на поверхность. С
глубины 10—15 км они ещё могут прорваться, но
с глубины 20—40 км и более это им уже не под
силу. Если добавить, что разрывы в земле могут
быть наклонными и даже почти горизонтальными,
то станет понятно, почему так редко можно
встретить человека, побывавшего в очаге.
КАК ИЗМЕРЯЮТ СИЛУ
УДАРА НА ГЛУБИНЕ?
В путешествии по поверхности Земли речь шла о
силе землетрясений, а спустившись в недра, мы
переходим к таким понятиям, как напряжение и
энергия. И это не случайно. Ведь на поверхности
можно качественно оценить воздействия
сейсмических волн и сравнить их между собой, пользуясь
12-балльной или другими специальными
шкалами. А как измерить и сравнить по силе
землетрясения там, где зарождаются сейсмические
волны, т.е. в очагах? Ни заглянуть туда, ни поставить
приборы в очаге невозможно. Внутри Земли
горные породы сотрясаются значительно слабее, чем
наверху. Гораздо важнее узнать, какая же энергия
выделяется при том или ином землетрясении. Вот
мы и подошли вплотную к очень непростому
вопросу, в котором путаются многие. В газетах, по радио
и телевидению часто сообщают примерно так:
«Вчера в 17 ч 30 мин по местному времени
произошло сильное землетрясение на Филиппинах. Сила
землетрясения составила 6,5 баллов по шкале
Рихтера. Имеются жертвы и разрушения». В такой
268

Внутренние силы Земли
информации есть явная путаница. Дело в том, что
Чарлз Рихтер — крупнейший американский
сейсмолог — усовершенствовал шкалу оценки
землетрясений. Только измеряют ею совсем не то, что
ощущается наверху, и не в баллах. Шкала Рихтера
имеет дело с энергией землетрясений,
выделяющейся в очаге. Чтобы объективно сравнивать
землетрясения друг с другом, строго оценивать
процессы в очаге и выяснять жизнь земной коры и
глубоких оболочек Земли, надо иметь шкалу не в
баллах, а в физических единицах. В первой
половине XX столетия сейсмологи нашли способ
определения энергии отдельного землетрясения,
выделившейся в его очаге, как бы глубоко и далеко он
ни находился. Они взяли для удобства не сами
величины колебаний, которые записываются на
ленте сейсмографа, а их десятичные логарифмы.
Получилась физическая шкала в единицах от 1 до
9 с подразделением на десятые доли. Условная
единица этой шкалы называется магнитудой (от
лат. magnitudo — «величина»). Шкала проста и
удобна в обращении, потому быстро и прочно
вошла в употребление у сейсмологов. Надо только
помнить, что магнитуда — это не сама энергия
землетрясения, а величина, пропорциональная ей.
Теперь если, скажем, где-нибудь на
Филиппинских островах, или в глубинах Тихого океана, или
в азиатских пустынях произошло сильное
землетрясение, то через полчаса-час сейсмологи во
многих странах мира уже знают его магнитуду (и
таким образом оценивают энергию). Поскольку
существует тесная связь между магнитудой,
глубиной очага и интенсивностью в баллах, то и их
можно оценить теоретически, не выходя из
кабинета. Но заметим: оценить, а не установить,
т.к. местные отклонения могут оказаться довольно
значительными.
Если нам сообщают, что сила землетрясения
5 баллов, это означает, что никаких повреждений,
а тем более жертв, нет. А при магнитуде 5 ещё
неизвестно, какие были сотрясения и
повреждения. Например, известное Ташкентское
землетрясение 1966 г. имело магнитуду 5,3 и при этом
сотрясения достигли 8 баллов, так что центральная
часть города оказалась разрушенной. Но на многие
землетрясения с такой же магнитудой жители в
других краях могут почти не реагировать. Всё дело
в том, что очаг Ташкентского землетрясения
оказался на глубине всего 8 км, да ещё под центром
города. А будь он на глубине 15—25 км, подземные
толчки вызвали бы только панику среди жителей.
Очень важно также знать, что при увеличении
магнитуды на единицу энергия землетрясения
возрастает в 30 раз. Вот маленькая задачка.
Ташкентское землетрясение 1966 г. имело
магнитуду 5,3, а Рачинское 1992 г. в Грузии — 7,1.
Определите, во сколько раз больше энергии
выделилось при втором землетрясении, если сила
обоих оказалась одинаковой — 8 баллов. Ответ:
чуть ли не в 900 раз. При каждом землетрясении
выделяется колоссальная энергия, исчисляемая
миллионами, миллиардами и даже триллионами
эргов (от греч. «эргон» — «работа»;
единица измерения работы, энергии и
количества теплоты; 1 эрг = 10^ Дж).
Самое слабое землетрясение, которое могут
зарегистрировать сейсмографы, даёт 2 • 104 эрг;
едва ощутимое людьми с магнитудой около 3
высвобождает энергию 2-Ю10 эрг. Разрушительное
землетрясение с магнитудой порядка 7, подобное
Спитакскому 1988 г. в Армении, излучает
2-Ю16 эрг. А энергия самого сильного из
зарегистрированных приборами землетрясений с
магнитудой 8,9 была равна 2 • 1018 эрг.
Вот какую энергию выделяет Земля, всего лишь
ослабляя напряжения в своей каменной оболочке!
Накопление и последующее высвобождение
огромной энергии не могут произойти в малых
объёмах пород. Чем больше энергия
землетрясения, тем больше объём очага, и наоборот.
Очаги крупнейших землетрясений могут
достигать в длину 500—700 км. Если Русская равнина
была бы высокосейсмичной, то такой очаг
протянулся бы от Москвы до Санкт-Петербурга. Как
всё-таки повезло её жителям, что Сейсмос обошёл
вниманием обширные пространства между
Чёрным и Белым морями. Гораздо меньше повезло
КОГДА ЭТО НАЧАЛОСЬ?
I
Можно ли узнать, когда на Земле произошло самое
первое землетрясение? Во всяком случае, можно
попытаться.
Существуют письменные свидетельства у разных
народов. Древние греки оставили нам литературные
памятники по крайней мере с середины I тыс. до н.э. По
китайским хроникам удалось составить каталог
землетрясений за последние 3 тыс. лет.
Сообщения о землетрясениях археологи и лингвисты
обнаружили на глиняных табличках древних ассирийцев.
Подземные бури были известны и древним шумерам, что
отражено в древнейших, восходящих к III тыс. до н.э.
сказаниях о Гильгамеше, записанных тоже на табличках.
А как узнать, были ли землетрясения ещё раньше? Тут
помогают археологические раскопки и специальные
исследования. Археологи нередко обнаруживают следы
сейсмических разрушений. Яркий пример — гибель
минойской цивилизации на острове Крит в середине II тыс.
до н.э.
В целом ряде пещер находят древние обвалы сводов и
даже скелеты людей, придавленных во время
землетрясений. Некоторые из останков относятся к
палеолиту, т.е. события происходили десятки тысяч лет
назад.
Когда за дело берутся геологи, они могут обнаружить
следы ещё более древних землетрясений. Сейчас
существует даже такая наука — палеосейсмогеология.
Чаще всего можно установить следы древних
землетрясений в горных районах. Учёные теперь могут
определить не только точное место катастрофы, но и её
силу, и приблизительное время. Отдельные следы
землетрясений сохраняются в горных породах, возраст
которых равен десяткам и даже сотням миллионов лет.
Наверное, землетрясения начались на Земле тогда, когда
возникла сама Земля.
269

Энциклопедия для детей
БЫВАЮТ ЛИ
ЗЕМЛЕТРЯСЕНИЯ НА ЛУНЕ?
Землетрясения могут быть только на Земле, А
сотрясения спутника Земли — Луны — должны
называться, вероятно, лупотрясениями.
Первый лунный сейсмометр был установлен
американцами 20 июня 1969 г., и этот день можно считать
днём рождения лунной (или даже внеземной)
сейсмологии. Вскоре в местах высадки астронавты
установили сеть небольших, но очень чувствительных
сейсмографов (приборов для записи сейсмических
колебаний), которые вскоре уловили толчки и колебания
поверхности Луны. Сейчас имеются свидетельства
десятков лунотрясений, исходящих из её недр, не
говоря о десятках сотрясений от метеоритных ударов и
ударов ракет. Сейсмичность Луны проявляется в
тектонических толчках (как на Земле). Сейсмические толчки
вызываются также колебаниями силы тяжести
(происходящими из-за изменения расстояния Луны от
Земли) и резкими суточными перепадами температур
(до 260° С). И хотя все эти сотрясения по сравнению с
земными очень слабы (зато сильны удары метеоритов,
на Земле случающиеся редко; см.ст. «Гигантские
метеоритные кратеры. Звёздные раны»), лунотрясения
представляют исключительно большой научный интерес.
Оказалось, что на Луне, как и на нашей планете, есть
пояса и узлы повышенной сейсмичности, но
обнаруживаются они только на видимой стороне. Почему? Ответа
пока нет. И это только одна из очень многих загадок.
Ещё больше загадок таят в себе Марс и Венера. На
этих планетах, как оказалось, тоже происходят
сотрясения. Но по-настоящему их исследовать удастся
только следующим поколениям учёных.
Сотрясения в недрах Луны, Марса, Венеры
исследуются из чисто научного интереса. И немалого.
Они помогают лучше изучить внутреннее строение и
свойства нашего спутника и соседних планет. Для
современных учёных именно Луна, Марс, Венера служат
«лабораторией» для получения важнейших
сравнительных материалов, способствующих
расшифровке сейсмических сигналов на Земле и решению
практических вопросов земной сейсмологии.
ЗЕМЛЕТРЯСЕНИЯ... В
поэзии
Именно стихами с давних времён выражали люди
самые сильные переживания и впечатления. Поэтому
нет ничего удивительного в том, что взрывы подземных
напряжений находили отражение в произведениях поэтов
всех времён и народов. Могут ли они оставаться
равнодушными свидетелями страшных событий, когда
незыблемая основа бытия — матушка Земля, будто
взбесившись, начинает вдруг сотрясаться или неистово
дрожать.
Ужасны минуты, когда привычные предметы
подпрыгивают или бросаются в сторону, а надёжные
стены домов шатаются и с грохотом падают и кажется,
что рушится мир. Часы же, проведённые в ожидании
повторной встряски, поистине ужасны. Вокруг на
руинах — стоны и плач покалеченных, тела погибших и
рыдания оставшихся в живых родственников. Потом
наступают долгие месяцы скорби и оплакивания
погибших; люди разбирают завалы и понимают, что
необходимо начинать жизнь сначала.
В древневавилонских сказаниях, древнеиндийских
поэтических книгах «Махабхарата» уже упоминается
народам Китая, Монголии, Индии, Южной
Америки, Ближнего и Среднего Востока. Например,
Спитакское землетрясение в Армении
выплеснулось из очага длиной 30—40 км.
Итак, главное, что происходит в очаге, — это
разрыв и смещение горных пород, разрядка
прежде накопившихся напряжений и
моментальное выделение огромной энергии, которая
рассеивается в виде сейсмических волн.
ВЕРХОМ НА
СЕЙСМИЧЕСКОЙ ВОЛНЕ
Кажется, мы задержались в очаге. Пора
возвращаться назад. Но как? Есть один очень быстрый
способ. Помните, как неугомонному барону
Мюнхгаузену довелось летать верхом на пушечных
ядрах? Почему бы нам не оседлать сейсмическую
волну? Если землетрясение было очень сильным,
то можно попасть в любую точку земного шара —
на выбор. Нужно только верно выбрать
направление и волну. Волны, исходящие из очага, бывают
продольные и поперечные.
Если оседлать продольную волну, как коня, она
будет на ходу раскачивать седока взад-вперёд, то
растягиваясь, то сжимаясь. Если взнуздать
поперечную волну, то она устроит боковую качку и
будет пытаться сбросить седока в сторону. Правда
нам надо продержаться всего несколько минут,
даже если мы забрались в недра Земли где-то под
Азией или под Тихим океаном. Сейсмические
волны бегут со скоростью 3—8 км/с. На глубине
быстрее, наверху — медленнее.
Если хочется попасть к родным местам как
можно скорее, то лучше сесть верхом на
продольную волну. Она бежит чуть быстрее
поперечной, что позволит выиграть несколько секунд.
Так ли это важно? Для нас — нет. Но сейсмологи
как раз этими секундами и дорожат. Для них
незначительная разница в скоростях продольных
и поперечных волн имеет очень большое значение.
Волны и названы соответственно: первичные — Р
(от англ. primary) и вторичные — S (от англ.
secondary). Долго специалисты не умели
определять с точностью до долей секунды момент их
появления.
Сейсмические волны действительно бегут от
очага, как бегуны на длинную дистанцию, но
заранее известно, что продольные придут раньше.
Теперь у сейсмологов есть таблицы, по которым
определяют «время пробега», т.е. промежуток
времени, за который каждая волна проходит от
очага до сейсмической станции.
Вот почему сейсмологи не ждут, когда
телеграфные агентства передадут сообщения с места
бедствия. Не выходя из кабинета, они по
специальной программе с помощью компьютеров уже через
полчаса-час могут сообщить, где и с какой силой
выплеснулась энергия подземной стихии.
Сейсмос просыпается, ворочается, вскакивает,
топчется в сковывающей его каменной оболочке,
270

Внутренние силы Земли
постепенно обессиливает, но всё ещё продолжает
конвульсивно вздрагивать, пока не засыпает снова
глубоким сном. Такой период может длиться
сутки, недели, месяцы, а иногда и годы. И всё это
время у сейсмологов, следящих за своим неуёмным
подопечным, масса хлопот.
ЧТО ТАКОЕ ЦУНАМИ?
Слово «цунами» звучит для русского человека
довольно непривычно. Да и употребляется оно очень
редко. И ничего странного. Слово это пришло из
японского языка и означает «большая волна».
Знаменитый японский художник Хокусай на своей не
менее знаменитой картине в присущей японской
графике манере, отличающейся скупостью средств
и чёткостью линий, изобразил цунами. Огромная,
уже перекинувшая гребень волна заглатывает,
словно пасть чудовища, три лодки с едва
различимыми гребцами. В просвете между волнами
просматривается белая коническая вершина
Фудзиямы — знаменитого «молчащего» вулкана Японии.
Картина эта в значительной мере символична.
Нигде в мире цунами не происходят так часто и не
порождают столько бедствий, как в Японии.
Цунами — это не обязательно большая волна и
не просто волна. Цунами не связаны с ветрами,
Окраина посёлка Северо-Курильск на одном из самых
северных островов Курильской гряды. Бетонные ворота
бывшего стадиона (на среднем плане) — это всё, что
осталось от посёлка после колоссальных волн цунами,
набросившихся на берег в результате крупного
землетрясения 7 952 г. в прилегающей части дна Тихого
океана Цунами такой громадной высоты (до 30 м),
конечно, возникают редко. Но волны цунами высотой до
нескольких метров но Тихоокеанских берегах один раз
в несколько лет происходят обязательно. Чтобы стать
причиной огромных разрушений и человеческих жертв,
достаточно цунами высотой 2—3 м, как, например,
4 октября 1994 г. на южных островах Курильской гряды
и японском острове Хоккайдо.
буйство подземной стихии. Конечно, по мнению древних,
всё происходило по воле Владыки Вселенной:
...верховный бог богов... владыка взревел великим ревом...
миры ему откликнулись и все десять сторон света.
Потряслись все миры отзвуком того рёва.
Гомер в к Илиаде» и «Одиссее» не мог не описать
вспышки гнева Посейдона — владыки морей и колеба-
теля Земли: «...Отец бессмертных и смертных грянул
над ними; а долу под ними потряс Посейдон».
В эпосе большинства народов мы находим
поэтические описания земных потрясений, дававших пищу
фантазиям и догадкам, откуда и пошли различные предания
и поверья. Некоторые из легенд и сказаний могут не
только представлять интерес для истории культуры, но и
сослужить службу современной сейсмологии. Так,
предания индейцев запада Северной Америки,
изложенные в произведении Генри Лонгфелло «Песнь о
Гайавате», помогли установить, что в прошлом в
Скалистых горах было сильное землетрясение:
Словно град летели камни
С треском с Вавбика, утёса,
И земля окрест дрожала...
О некоторых древних землетрясениях можно узнать
только по поэтическим описаниям. Например, о
страшном землетрясении It86 г. в Японии и вызванном
им цунами поведал его очевидец поэт Камо-но Гэмей.
Знаменитый азербайджанский поэт и мыслитель Низами
Гянджеви (XII в.) оставил нам поэтическое описание
сильнейшего, 10-балльного землетрясения в Южном
Азербайджане. Вот маленький отрывок из его поэмы:
ать
Вся земля сотряслось, туч метнулась гряда,
Сотрясенье земли унесло города.
Закрутилась земля. Иль пришёл её срок?
Стал её кувыркать разыгравшийся рок.
Все оковы небес разомкнуться смогли.
Свёл разгул сотрясенья суставы земли.
Заградил, в её жилах текучие воды,
Гор поранил хребет, в них закрыл он проходы.
Все глаза он подвел тяжкой скорби сурьмою,
Целый мир он одел безнадёжности тьмою.
И позднее поэты не оставались безучастными к
сейсмическим бедствиям. Среди них были и Гёте, и
Вольтер. В XX в. узбекский поэт Гафур Гулям
откликнулся на Андижанское землетрясение 1902 г.; Владимир
МаяковскийГ-— на Крымское землетрясение 1927 г.;
Евгений Долматовский после Ашхабадской катастрофы
1948 г. написал поэму «В суровый час»; Иоле Станишич
отозвался поэмой «Раненая Черногория» на
землетрясение 1979 г.; несколько поэтов выразили горе
армянского народа, пострадавшего от землетрясения
1988 г.
Ещё на заре нашей эры великий географ древности
Страбон сказал: «Нельзя узнать от поэта точно все
подробности, да мы и не требуем от него научной
точности». Культура, создаваемая на протяжении многих
тысячелетий, помогает человеку не только узнавать, но и
осознавать, проникать в сущность явлений и осмысливать
себя в окружающем мире. И тут поэты незаменимы.
Например, поэт Н.М. Языков в стихотворении
«Землетрясение» (1844 г.) писал:
Так ты, поэт, в годину страха
И колебания земли
Носись душой превыше праха,
И ликам ангельским внемли.
х
271

Энциклопедия для детей
штормами, ураганами. Они возникают
и при тихой погоде. И потому
оказываются неожиданными и очень
коварными. Зарождаются цунами на дне океана
(моря) в результате резких подвижек дна при
сильных землетрясениях, крупных подводных
оползнях, иногда при извержениях вулканов.
Длина таких волн обычно столь велика (по
сравнению с высотой), что в открытом океане на
кораблях их попросту не замечают. Но вот на
мелководье, когда такая волна подходит к берегу,
она сжимается, вырастает в высоту и уже
обрушивается на берег валами, а то и стеной воды
высотой до нескольких десятков метров. От такого
вала спасенья нет.
Многие знают, как трудно бороться с
набегающими волнами во время купания! Эти волны
имеют высоту всего полметра. При высоте волн
около 1 м в воду войти уже нелегко. Но что же
тогда говорить о волнах высотой 5—10, а тем более
15—30 м?! Такие волны, подобно разъярённым
зверям, набрасываются на берег, сметая всё на
своём пути. Корабли срываются с якорей и
выбрасываются на сушу подчас за сотни метров от
берега; причалы, дома, всё живое и неживое
попадает в неописуемый водоворот и
перемалывается в нём до неузнаваемости.
Оставшиеся живыми очевидцы могут
рассказать о виденном, только если они оказались на
высоких холмах и утёсах на берегу или если
находились на корабле вдали от берега. Обычно же
удаётся видеть только хаос на берегу после того,
как море возвратится восвояси.
Где же бывают цунами? Чаще всего цунами
обрушиваются на берега Тихого океана (75%). На
берега Атлантического океана и Средиземного
моря они низвергаются значительно реже, а берега
Северного Ледовитого океана с ними вообще не
знакомы. Очень важно заметить, что цунами
возникают далеко не при каждом даже очень
сильном землетрясении и вовсе не обязательно
вблизи места возникновения землетрясения.
Нередко землетрясения зарождаются, например,
около берегов Южной Америки, а волна идёт через
весь Тихий океан и набрасывается на его
западные — азиатские — берега.
Теперь существует специальная служба
цунами, которая предупреждает о возможном цунами
и времени его прихода. Действительно, хотя
скорость распространения цунами составляет мно-
I
К. Хокусой. «Большая волна — цунами». XIX в.
272

Внутренние силы Земли
гие сотни километров в час, но Тихий океан так
велик, что учёные имеют в запасе несколько часов,
чтобы сообщить об опасности жителям
противоположного берега. Конечно, иногда случаются и
«ложные тревоги», но лучше перестраховаться и
уйти как можно дальше и выше от воды, чем
испытывать немилосердную судьбу.
В России наиболее опасны с точки зрения
цунами восточные побережья Камчатки и
Курильских островов. Здесь разрушительные цунами за
последние 250 лет несколько раз демонстрировали
свою ярость и мощь. Уже первый исследователь
Камчатки знаменитый Степан Крашенинников
образно описал сильнейшее цунами 1737 г.
Цунами на Южных Курильских островах 4
октября 1994 г. — самый свежий пример.
Значительные цунами известны на берегах Чёрного
моря, на Байкале, но здесь они возникают довольно
редко.
Жизнь на берегу любого моря опаснее, но зато
намного привлекательнее, чем в глубине материка,
даже несмотря на угрозу цунами.
ного города обязали выселиться за его
пределы. Остановились заводы и
фабрики, полностью замерла жизнь, люди
со страхом ждали рокового часа. Однако ничего не
случилось, если не считать массовых треволнений
и огромных убытков.
Подобные случаи не единичны. Настоящих,
научно обоснованных прогнозов насчитывается
совсем немного, а удачные можно пересчитать по
пальцам. В 60—70-х гг. XX в. казалось, что
сейсмология накануне решительного прорыва.
Прогноз землетрясений уже значился в списке тех
открытий, с которыми человечество оставит
XX век. Теперь ясно, что решение проблемы
переносится в век XXI.
Вспомним, что разработка надёжного метода
прогноза погоды заняла около полувека. Но
прогнозирование землетрясений гораздо сложнее и
теоретически, и технически. Оказалось, что даже
очень плотная сеть станций, высокое качество
измерений и быстрота их обработки вовсе не
обеспечивают успеха.
можно ли
ПРЕДСКАЗЫВАТЬ
ЗЕМЛЕТРЯСЕНИЯ?
Можно! Каждый год десятки людей предсказывают
землетрясения и предлагают собственные теории.
Подобные предложения идут обычно от
экстрасенсов, трактористов, механиков, любознательных
пенсионеров, реже — от людей, причастных к
физике или океанологии. Но никогда — от серьёзных
исследователей-сейсмологов. Ни одно из таких
предсказаний не выдерживает научной проверки.
Нередко предсказатели просто безграмотны.
Если уж задавать сейсмологам действительно
важные, интересующие нас вопросы, то
сформулировать их надо так: «Разработана ли теория
прогноза землетрясений и можно ли реально
прогнозировать сейсмические события?»
Ответы могут быть разные. Вот самый
короткий: «Теории прогноза пока нет, она
разрабатывается, но отдельные успешные опыты
прогнозирования уже имеются».
Если же у сейсмолога найдётся время до
очередного сильного землетрясения, он может
ответить более подробно. А вначале расскажет
несколько историй.
Знаменитый древний город Тебриз (Тавриз) на
северо-западе Ирана много раз разрушался
землетрясениями. Давным-давно астролог Ширази
(1236—1311) предсказал одно из них. Но, как ни
старался он убедить жителей, ему не поверили.
Никто не ушёл из города, и 40 тыс. жителей
поплатились жизнями за неверие мудрецу.
Произошло это примерно 700 лет назад.
Всего несколько лет назад власти одной
среднеазиатской столицы, наоборот, поверили некоему
предсказателю настолько, что жителей миллион-
КАК УБЕРЕЧЬ ДОМ ОТ
ЗЕМЛЕТРЯСЕНИЯ?
Не всякому домовладельцу или обитателю
многоэтажного дома стоит этим заниматься. Большая
часть городов, посёлков, деревень России находится в
областях несейсмичных. Повреждения и разрушения
начинают возникать только при землетрясениях в 6—7 баллов.
Это зависит ещё и от того, из чего и как построен дом.
Если он из брёвен или бетона, ему и 9-балльные
землетрясения могут быть не страшны. Кирпичный или
прочный деревянный каркасный дом (т.е. дом, имеющий
каркас — остов — из деревянных брусьев) устоит при
8 баллах, хотя и получит повреждения. А вот дом из глины
или самана (необожжённого кирпича с примесью резаной
соломы) сильно пострадает и при 7 баллах.
Существует специальный кодекс (правила) для
архитекторов и строителей с рекомендациями по строительству
различных сооружений в сейсмоопасных районах. Если эти
правила соблюдаются и качество постройки хорошее, то
всё в порядке — можно не беспокоиться. Если же нет...
Почему в Армении в 1988 г. были столь велики
разрушения и многочисленны жертвы? Да потому, что
строили не по правилам и с очень низким качеством.
И всё-таки, если строить индивидуальный дом в
опасном районе, как быть?
Можно положиться на волю Всевышнего (или русское
«авось»); приобрести специальный талисман (амулет,
оберег), защищающий дом от катастрофы. Между прочим,
после разрушительного землетрясения в Египте в 1992 г.
подобные талисманы шли нарасхват (надо было бы
проверить этот способ во время землетрясения). А если
серьёзно, то нужно просто соблюдать правила
антисейсмического строительства, которые хорошо известны
специалистам. Вот некоторые из них, самые простые: дом
должен быть соразмерный, без выступов, пристроек,
украшений. Не следует ставить дом близко к воде. Место
для дома нужно выбирать не на склоне, а на ровном
участке, избегать ставить дом на глинистых грунтах, отдавая
предпочтение каменистым. А лучше вообще строить на
скале и подальше от обрывов. Делать прочный глубокий
фундамент, не жалеть цемента. И вообще качество,
качество и ещё раз качество — вот главная защита.
х
273

Энциклопедия для детей
LnpyX Прогнозом называется заблаговре-
|ИВёВ81| менное определение места, силы и
времени землетрясения.
Имеет смысл предсказывать только сильные
толчки — от 8 баллов и выше. Какой практический
смысл содержит публикация такого, например,
заключения учёных: «В течение ближайшего
полугода в Краснодарском крае возможно
землетрясение силой свыше 5 баллов»? Точной оценки
нет, где именно — непонятно. Жители будут
взбудоражены, и полгода им придётся жить в
страхе. Никакой ценности такой прогноз не имеет
и никому не поможет.
Прогноз только тогда можно будет считать
действительным, когда удастся заметить начало
подготовки землетрясения и следить за ним по
мере его приближения к критической точке.
Такого прогноза никогда не делают
самодеятельные предсказатели. Даже учёным
заблаговременно заметить и следить за землетрясением
удаётся исключительно редко. В мировой практике
известен лишь один успешный пример. Он
относится к очень сильному землетрясению в Китае в
1975 г. И сделан он был, как ни странно, без
разработки или использования строгой теории.
Вполне удачным этот прогноз считается потому,
что не только учёные уточняли свои прогнозы по
мере нарастания опасности, но и администрация
Мы поднялись. Мы ступили на вершину.
Мечта стала явью... Было
полдвенадцатого дня, сияло солнце, а небо — во
всю жизнь я не видел неба синее! ...Со всех сторон
вокруг нас высились великие Гималаи... Выстро-
■РР
Карп Бодмер. «Ландшафт со стадом бизонов
на Верхней Миссури». XIX в.
крупного города и всего региона отреагировала
вовремя, и все необходимые мероприятия удалось
провести организованно. В результате столь
слаженных действий в миллионном городе удалось
сократить число жертв до нескольких сотен
человек (а при подобном, но не предсказанном
землетрясении в следующем, 1976 г. погибло почти
четверть миллиона!). Однако сам город спасти от
разрушения не удалось.
От чего более всего гибнут и калечатся люди,
чем вызываются колоссальные убытки? Ответ
однозначен: от разрушения сооружений. Люди
гибнут в основном под развалинами домов, не
выдерживающих сейсмических нагрузок. Гораздо
меньше — от возникающих при землетрясениях
пожаров, оползней, цунами, специфических
болезней. Поэтому столь важно усовершенствование
антисейсмического строительства.
Теперь развивается новое направление —
оценка сейсмического риска. В него входит не только
оценка вероятности сильного землетрясения в том
или ином городе, области, тем более если там
имеются ответственные объекты (атомная
электростанция, плотина, химический завод), но и оценка
возможного ущерба в конкретных условиях, т.е. в
зависимости от плотности населения,
насыщенности промышленными предприятиями, их
стоимости, опасности, расходов на восстановление и т.д.
ившиеся величайшие вершины мира казались
маленькими холмиками. Никогда я не видел такого
зрелища и никогда не увижу больше — дикое,
прекрасное и ужасное. В великий момент, которого
я ждал всю жизнь, моя гора казалась мне не
безжизненной каменной массой, покрытой льдом,
а чем-то тёплым, живым, дружественным. Она
была словно наседка, а остальные вершины —
цыплята, укрывшиеся под её крыльями».
Так описывает свои впечатления знаменитый
альпинист Тенцинг Норгей, ступивший около
полудня 29 мая 1953 г. вместе с Эдмундом Хиллари
на вершину Эвереста — высочайшей горы мира.
Подобные переживания испытывает каждый,
кто когда-либо поднимался на какую-нибудь
вершину в горах, — неважно, что она намного
ниже Эвереста. Но это Вы взошли на неё, преодолев
усталость и, быть может, страх, и это Ваша победа.
Горы всегда притягивали людей, особенно
живущих на равнине. Сначала они подавляют
человека, впервые попавшего в горы, своей
мощью, своими фантастическими очертаниями,
поражают слепящей белизной снежных вершин,
грохотом бурлящей воды. Но, побывав в горах,
человек на всю жизнь остаётся их пленником. Он
мечтает снова и снова возвращаться туда, где над
осевшими облаками выступают зубчатые
вершины, ранним утром окрашенные в розовый цвет,
ОБРАЗОВАНИЕ ГОР
274

Внутренние силы Земли
где можно часами сидеть и любоваться
грандиозной панорамой — творением великих сил
природы.
Что заставляет слои горных пород вздыматься
на головокружительную высоту? Почему в одних
местах горы высокие, а в других — низкие,
напоминающие лишь холмы? Почему огромные
равнинные пространства лишены не только гор, но
даже невысоких холмов? Эти вопросы задают себе
почти все побывавшие в горах, но ответить на них
может лишь геолог — человек, посвятивший свою
жизнь изучению земных тайн.
ПОЧЕМУ ГОРЫ РАСТУТ?
Если посмотреть на географическую карту мира,
можно увидеть, что в расположении горных
хребтов существует вполне определённая
закономерность. Наиболее высокие и протяжённые горные
цепи опоясывают с востока и запада Тихий океан.
На востоке они образуют как бы гигантское
кольцо — это Кордильеры Северной Америки и Анды
Южной Америки. На западе горные
хребты образуют более сложную
картину, нередко разветвляясь, переходя
на острова, огибая впадины окраинных морей,
таких, как Охотское, Японское,
Восточно-Китайское и Южно-Китайское, Филиппинское и др.
Очень крупный горный пояс, состоящий из ряда
высоких хребтов, протягивается из района
Средиземноморья далеко на восток, начиная от
Гибралтарского пролива на западе и кончая высочайшими
горами в цепи Гималаев и хребтами
Индокитайского полуострова на востоке. Вся эта структура
называется Альпийско-Гималайским
горно-складчатым поясом, т.к. образование складок в земной
коре и поднятие гор происходили в основном
одновременно и начались 10—14 млн лет назад.
Существуют и другие высокие горные системы,
такие, как, например, Памир, Тянь-Шань, Алтай,
Саяны и т.д. Есть и невысокие, поросшие лесом
горы — Уральские, Скандинавские, Аппалачи.
Почему же горные хребты располагаются
именно так, а не иначе? Земная кора — это очень
Зоолайский хребет — гигантская стена высотой 6—7 км, закованная в лёд и вечные снега. Ещё сравнительно недавно
[по геологическим меркам) — в начале неогенового периода (15—20 млн лет назад) на его месте располагалось
обширное понижение, куда сносился обломочный материал с окрестных гор. В результате давления с юга, со стороны
Индостонской литосферной плиты, осадочные толщи оказались смятыми и выдавленными высоко вверх. Продвижение на
север и сжатие горных пород продолжается. Образовавшийся горный хребет напоминает гребень огромной морской
волны, застывшей перед тем, как обрушиться на берег
275

Энциклопедия для детей
LgA^vi тонкая, неравномерная по толщине
|ддЕЕя| самая внешняя оболочка Земли
мощностью от 5—10 км в океанах до
60—70 км под самыми высокими горами на
континентах. Природа распорядилась таким
образом, что на протяжении доступной изучению
геологической истории крупные плиты литосферы
с корой континентального типа то сходились
вместе, образуя огромные суперконтиненты, то,
наоборот, расходились, в результате чего между
ними появлялись новые океаны.
Альпийско-Гималайский горно-складчатый
пояс, протягивающийся от Гибралтара до Кавказа и
далее через Иран и Афганистан в Гималаи, как раз
и представляет собой результат столкновения
огромных литосферных плит: с севера — Евразиат-
ской плиты, а с юга — Африкано-Аравийской и
Индостанской. Используя разнообразные методы,
в том числе и палеомагнитные (т.е. определяя
магнитное поле, запечатлевшееся в горных
породах с момента их образования), геологи смогли
установить, что в начале юрского периода,
примерно 190—200 млн лет назад, между этими
огромными литосферными плитами располагался океан,
который был назван в честь греческой богини —
Тетис. Он имел форму расширяющегося к востоку
клина. На протяжении последующей
геологической истории океаническое пространство
постепенно сокращалось за счёт сближения Евразии с
Африкой, Аравией и Индостаном.
Геологическое развитие этих литосферных плит
было различным. Южная окраина Евразии была
очень активной: перед ней возникали и исчезали
островные вулканические дуги, которые
отделялись от материка окраинными морями,
напоминающими современные Японское или Охотское, но
только на юге Евразии. Развитие северных окраин
Африки и Аравии, располагавшихся по другую
сторону древнего океана Тетис, было более
спокойным. Они лишь незначительно опускались,
вследствие чего в мелководных морях на них
накапливались осадки.
Все толщи разнообразных отложений,
образовавшихся в океане Тетис и особенно по его
окраинам, в какой-то момент, примерно 60—
70 млн лет назад, начали раздавливаться между
двумя сближающимися литосферными плитами,
как в гигантских тисках. Этот процесс наиболее
активно проходил в последние 10—15 млн лет. Всё
это очень напоминает сталкивание крупных льдин
на реке во время ледохода.
Но так или иначе, к настоящему времени
литосферные плиты настолько сблизились, что
оказались как бы спаянными друг с другом. От
древнего океана Тетис в геологическом смысле
остались лишь одни воспоминания в виде остатков
океанической коры, выдавленных в разные
стороны из зоны столкновения литосферных гигантов.
Естественно, что сближение литосферных плит
сопровождалось не только смятием слоев горных
пород в сложные складки, но и их нагромождением
друг на друга с образованием высоких горных
хребтов. Причём происходило всё это совсем
недавно (конечно, по геологическим меркам) -
всего лишь несколько миллионов лет назад.
КАВКАЗСКИЕ
ГОРЫ — РЕЗУЛЬТАТ
СБЛИЖЕНИЯ
двух ПЛИТ
Посмотрим на одно из самых узких мест этого
грандиозного горного пояса. У его северной
окраины, в Предкавказье, расположены равнинные
участки, которые принадлежат прочной плите,
называемой Скифской. Далее к югу находятся
субширотные (т.е. протягивающиеся примерно с
запада на восток) горы Большого Кавказа высотой до
5 км, узкие впадины Закавказья — Рионская и
Куринская низменности — и также субширотные,
но выпуклые к северу горные цепи Малого Кавказа
в Грузии, Армении, Восточной Турции и Западном
Иране (высотой до 5 км). Южнее находятся
равнины Северной Аравии, которые, так же как и
равнины Предкавказья, принадлежат очень прочной,
монолитной Аравийской литосферной плите.
Поэтому Скифская и Аравийская плиты — это как
бы две части гигантских тисков, которые медленно
сближаются, раздавливая всё, что находится
между ними. Любопытно, что непосредственно против
северного, сравнительно узкого окончания
Аравийской плиты, в Восточной Турции и Западном
Иране, находятся наиболее высокие горы по
сравнению с горами, расположенными западнее и
восточнее. Они вздымаются как раз в том месте, где
Аравийская плита, как некий твёрдый клин,
наиболее сильно сдавила податливые отложения.
Чтобы понять такие соотношения рельефа, надо
знать, что Аравийский полуостров отделяет от
Африки неширокое, но протяжённое Красное
море. Его образование связано с возникновением
рифта — ущелья, которое стало развиваться всего
лишь 10—11 млн лет назад. Бывший ранее единым
Африкано-Аравийский континент раскололся
вдоль огромной трещины-рифта, и Аравия с тех
пор стала удаляться от Африки в северном
направлении, вращаясь при этом против часовой
стрелки. Мощное тело прочной литосферной плиты
(Аравийской) медленно, но неотвратимо
сдавливало более мягкие и податливые толщи пород,
накопившиеся в бывшем океане Тетис и его
окраинных морях, которые и образовали ряд
горных хребтов разной высоты и очень сложного
внутреннего строения. Эта сложность объясняется
тем, что различные породы не только сминались в
складки, но и наползали друг на друга, образуя
тектонические покровы (см.ст. «Можно ли
разорвать пласты горных пород»). Находясь под
огромным давлением, весь горный пояс оказался
расколотым протяжёнными диагональными
разломами — сдвигами, вдоль которых отдельные его
части как бы скользят друг по другу. Такие
276

Внутренние силы Земли
смещения и вызывают сильнейшие землетрясения,
например в Армении в 1988 г. и в Эрзинджане
(Турция) в 1991 г.
Горная система Большого Кавказа наиболее
высока в центральной части, между потухшими
вулканами Эльбрус и Казбек. И эти вулканы, и
некоторые другие вершины поднимаются здесь до
5 км и выше. Южный склон Большого Кавказа
узкий и очень крутой, тогда как северный —
пологий и широкий. Связано это с тем, что с юга
под Кавказ пододвигается монолитная и прочная
Закавказская литосферная плита. Поэтому и
отложения на южном склоне смяты в очень
сложные складки, надвинутые, опрокинутые и как
бы наползающие друг на друга и на массив. Это
пододвигание и приводит к такому росту гор
Большого Кавказа, что они становятся
асимметричными, и главный хребет проходит ближе к югу.
КАК ОБРАЗОВАЛИСЬ
ДРУГИЕ ГОРНЫЕ
СИСТЕМЫ
Альпы — высочайшие горы Европы — также
возникли в результате раздавливания горных пород
между двумя литосферными плитами —
Адриатической и Средне-Европейской. По существу все
отложения, слагающие Альпы, как
паста, выдавленная из тюбика,
нагромоздились одни на другие потому, что
две литосферные плиты не только столкнулись в
этом месте, но и надвинулись друг на друга. Такое
же происхождение имеют и Карпаты,
сравнительно невысокие горы.
Возникновение величайшего горного узла
Памира, Каракорума, Гиндукуша, Гималаев,
Тибетского плато связано с тем, что Индостанская
литосферная плита 10—15 млн лет назад
столкнулась с Евразиатской литосферной плитой.
Продолжая перемещаться в северном направлении, она
оказывает огромное давление на толщи горных
пород.
А вот столкновение океанической и
континентальной плит породило Кордильеры Северной
Америки и Анды Южной Америки, узкой полосой
окаймляющие с запада эти материки. В начале
мезозойской эры все материки были спаяны в один
огромный суперконтинент — Пангею. Затем
началось его раскалывание на отдельные крупные
литосферные плиты, и возник Атлантический
океан, который раскрывался и расширялся в обе
стороны от протяжённого срединно-океанического
хребта — центра поступления на дно океана из
мантии Земли огромных масс базальтовой магмы.
Это место — зона так называемого спрединга (от
| Щ
Э. Дорелл. «Горный ландшафт (Богемские Средние горы)». XIX в.
277

Энциклопедия для demed
50 ВЫСОЧАЙШИХ ВЕРШИН МИРА
ПОЛЮСА
СЕВЕРНАЯ И ЮЖНАЯ АМЕРИКА
АФРИКА
ЕВРОПА

Внутренние силы Земли
Чо-Ою
Манаслу
) / *!l ч )У 'Г
АЗИЯ
АВСТРАЛИЯ И ОКЕАНИЯ

Энциклопедия для детей
•ТЬ
«*&
4Ш/ J*
f
f рщ]
Ч. Хифи. «Гора Эгмонт». 1839 г
англ. spread — «расширение», «растекание»).
Подобная же зона существует и на востоке Тихого
океана, по отношению к которой материал
океанической коры движется в обе стороны. Так как
континенты Северной и Южной Америки вместе с
прилегающими участками дна Атлантического
океана перемещаются к западу, то часть
тихоокеанской земной коры погружается под них, как
под более лёгкий и плавучий материал. Это
взаимодействие континентальной, более толстой и
лёгкой земной коры с более тонкой и тяжёлой
океанической и вызывает нагромождение друг на
друга слоев горных пород, образование складок в
земной коре и рост гор по западной окраине
Северной и Южной Америки.
Столкновение океанических и
континентальных литосферных плит сопровождается
образованием глубоководных желобов у побережий,
частыми и сильными землетрясениями, мощными
вулканическими извержениями и ростом горных
хребтов, столь типичных для активных
континентальных окраин. Точно так же можно объяснить
происхождение горных цепей, обрамляющих с
востока Евразию.
Своим появлением крупные и протяжённые
горные цепи обязаны движению или столкновению
литосферных плит. Но это утверждение имеет
достаточно общий характер, а в каждом
конкретном случае все гораздо сложнее, чем просто
результат столкновения. Толщи горных пород,
погружающиеся на большие глубины после своего
образования, попадают в область высоких
температур и давлений. Нагреваясь, одни минералы
превращаются в другие и могут увеличивать свой
объём. И тогда уже изменённые по сравнению с
первоначальным состоянием горные породы могут
выпирать, как тесто из квашни, что также
приводит к образованию горного рельефа. У
каждого горного хребта есть свой как бы
антихребет, или «корень», т.е. прогиб по поверхности
Мохоро'вичича (или поверхности «М»), разде-
Высочайшие горы — средоточие
разнообразных сил, изменяющих лик планеты
Здесь они действуют с максимальной силой. У подножия
хребта Петра Первого, который изображён на снимке,
проходит активный тектонический разлом — источник
разрушительных землетрясений. Плоскость разлома полого
погружается под горный массив. Горные массы, слагающие
хребет, скользят по разлому и продвигаются вперед
на север подобно ледоколу в ледяных торосах Горные
склоны (дальний план) разрушаются совместным действием
ледников, лавин, обвалов и оползней. Обломки горных
пород выносятся из гор ледниками и потоками талых вод к
подножию (ближний и средний планы), где образуют
хаотические нагромождения. И озеро, и разбросанные по
его берегам глыбы имеют ледниковое происхождение.
280

Внутренние силы Земли
МГ^
^T^fc^:
\Ч*
fc»

Энциклопедия для детей
^EILX ляющей земную кору и верхнюю
|ИВыВа| мантию. Чем выше горы, тем глубже
«корень». На Памире он достигает
глубины 70 км. Эти корни как бы уравновешивают
вздымающиеся горные хребты.
Известно, что в недалёком прошлом (10—
30 тыс. лет назад) вся Скандинавия была покрыта
мощным ледяным панцирем толщиной 1—2 км,
под тяжестью которого земная кора прогнулась.
Когда ледниковый покров растаял, земная кора,
избавившись от тяжкого бремени, стала
подниматься; и поднимается она и в настоящее время,
свидетелем чему является низкогорный рельеф
Скандинавии.
Когда мы говорим о глубоких «корнях» гор под
Гималаями или Андами, не следует забывать и о
том, что в зонах столь крупных столкновений
увеличение мощности земной коры, т.е. рост
корней гор, может происходить за счёт её удвоения
при проникновении земной коры одного
континента под другой (как пальцы одной руки входят в
промежутки между пальцами другой).
Столкновение гигантских литосферных плит не
только вызывает рост гор, или орогенез (от греч.
«орос» — «гора», «генес» — «рождённый»)
непосредственно в самой зоне столкновения, но и
сопровождается увеличением напряжений внутри
плит за тысячи километров от неё. Это очень
напоминает эффект столкновения крупных льдин,
которые испытывают торошйше (т.е. сжатие и
нагромождение друг на друга) по границам
соприкосновения, а в глубине льдин появляются
лишь трещины.
В горах мы привыкли видеть, что слои пород
смяты в складки и нарушены разрывами, причём
образование складок и рост гор происходили
одновременно. Однако существуют целые горные
системы (например, Тянь-Шань), основная
складчатость которых возникла задолго до образования
современных хребтов. В таких районах на высоте
около 4 км можно видеть слабо всхолмленный,
почти равнинный рельеф, в котором прорезаны
глубокие (1—2 км глубиной) долины и ущелья.
Такие горы поднимались в виде крупных блоков
земной коры, ограниченных разломами.
Образуется огромный свод, состоящий из блоков,
поднятых на разную высоту.
Существуют горы довольно высокие, которые
образовались не за счёт столкновения литосферных
плит, а путём, например, постепенного накопления
продуктов вулканических извержений. В
настоящее время вулканизм влияет на формирование
рельефа на площади около 1 млн км2. Крупные
извержения «выдают» на поверхность Земли
десятки кубических километров материала,
который, накапливаясь в течение тысячелетий, создаёт
горный рельеф. За последние несколько сотен
тысяч лет были созданы вулканические горы на
Кавказе, в Турции, Иране, Андах, Антарктиде, на
западе США и во многих других районах.
Следовательно, вулканизм — это мощный фактор
горообразования.
КАК БЫСТРО
ВЗДЫМАЮТСЯ ГОРЫ?
Говоря о том, почему растут горы, невозможно
обойти вопрос о скорости их роста. Большинство
геологических процессов происходит очень мед
ленно. Движение плит, например, происходит со
скоростью лишь несколько сантиметров в год, но
длится десятки миллионов лет. Поэтому так велик
конечный эффект от их столь незначительного на
первый взгляд перемещения. Горы могут «расти»
только в том случае, если скорость поднятия
земной коры в данном конкретном месте будет больше,
чем скорость размыва горных пород. Если скорость
разрушения гор будет превышать скорость их
подъёма, то постепенно горы превращаются в
холмистую равнину.
Измерение скорости роста гор — не такое
простое дело, как может показаться на первый
взгляд. Существуют очень надёжные
геодезические методы, позволяющие измерить скорость
современных вертикальных и горизонтальных
движений участков земной коры различного
размера. Результаты измерений показывают, что
последние по своим величинам всегда опережают
первые.
Не следует забывать, что рост гор — явление
очень длительное и скорость их поднятия могла
меняться в разные эпохи в силу различных
причин, например усиления или замедления
сближения литосферных плит.
Обобщённые данные по многим горным странам
дают такую цифру: всего лишь 0,6—1 мм в год.
Тем не менее результаты измерений за короткие
промежутки времени свидетельствуют о более
высоких темпах поднятия гор, составляющих
10 мм в год. Это всего лишь 1,0 см в год —
величина очень маленькая; но за миллион лет,
если бы горы не разрушались, они поднялись бы
на высоту 10 километров!
Чешский учёный Зденек Кукал обобщил многие
данные по скорости роста гор, полученные
разными авторами, и показал, что скорости роста гор
свыше 5—10 мм в год являются исключительными
на фоне подавляющего большинства цифр — не
более 1—3 мм в год. Причём скорости поднятий
обычно более высоки, нежели скорости опусканий.
Это правило лишь подчёркивает чрезвычайно
высокие скорости вертикальных движений земной
коры, связанных с мгновенным действием
сильных землетрясений, когда образуются уступы и
провалы в несколько метров.
Всё сказанное выше свидетельствует о том, что
геологические процессы в целом и рост гор — это
очень медленные процессы, которые длятся многие
миллионы лет. Вряд ли человек, всю жизнь
проживший в горах, сможет уловить их движение.
Но за сотни тысяч и миллионы лет эти процессы
производят поразительный эффект. Именно
благодаря им мы можем любоваться великолепными
панорамами горных хребтов.
282

МИНЕРАЛЫ
D САМОРОДНЫЕ
ЭЛЕМЕНТЫ
ЗОЛОТО
кто один из древнейших известных чело-
'веку минералов. Золото — металл ярко-
жёлтого цвета, очень мягкий (твёрдость 1>—2)
и ковкий. Оно отличается высоким удельным
весом (около 19). Золотистый цвет имеет
множество разных минералов, но природное
^ золото невозможно спутать ни с каким
другим минералом. Оно очень часто ветре»
чается в виде мельчайших, невидимых глазом
крупинок в различных минералах, однако
«находили и очень крупные его скопления. В
Австралии, например, найдена так
называемая «Плита Холтермана»— обломок
кварцевой жилы общим весом 285 кг, в
котором было более 90 кг чистого золота!
Довольно обычны кристаллы золота октаэд-
рической, кубической формы и их
древовидные сростки ••— «пальмовые листья»,
«ветки».
Золото почти всегда содержит заметную
примесь серебра. Золото и серебро могут
образовывать непрерывный ряд составом от
к почти чистого (высокопробного) золота до
чистого серебра. В ряду золото — серебро
выделяют разновидности: электрум
(обогащенное серебром золото) и кюстелнт
(обогащенное золотом серебро). Обычно золото
встречается в гидротермальных жилах с
кварцем, карбонатами и сульфидами
(коренные руды)' Часто оно добывается из
россыпей, куда попадает при выветривании,
размывании коренных руд.
Ценность золота обусловлена не только
» редкостью, но и малой химической
тивностью. На воздухе оно абсолютно не
изменяется, не действует на него и
большинство кислот. Растворяет его только
«царская водка» — смесь азотной и соляной
кислот.
ЧТО ТАКОЕ
МИНЕРАЛ
— По-моему, горчица — минерал, —
продолжала Алиса задумчиво.
— Конечно, минерал, — подтвердила
Герцогиня. Она готова была соглашаться со
всем, что скажет Алиса. — Минерал
огромной взрывчатой силы. Из неё делают
мины и закладывают при подкопах...
Льюис Кэрролл
«Алиса в Стране Чудес»
МИНЕРАЛЫ С КНИЖНЫХ СТРАНИЦ
И МУЗЕЙНЫХ ПОЛОК
Не счесть алмазов в каменных пещерах...»,
«Малахитовая шкатулка», «Гранатовый браслет»...
Да, так перед многими впервые приоткрывается
сложный мир минералов. Но рассказы о сокровищах
пиратских сундуков и добычах удачливых похитителей
бриллиантов далеко не исчерпывают красоту, разнообразие и
таинственность этого мира. Ведь минералы — не только
причудливые кристаллы, тускло поблёскивающие на музейных
полках; это и разноцветные зёрнышки в расколотом
придорожном булыжнике, и песчинки на морском берегу, и
золотой песок в лотке старателя, и снежинки, медленно
опускающиеся на землю. Они слагают и оплавленную глыбу
«пришельца» из космоса — метеорита, и кусок свинцовой
руды в ковше экскаватора, й глинистый обрыв реки.
Минералы обнаружены и далеко за пределами Земли — на
далёких планетах и в их атмосферах, в кометах, в
межзвёздной пыли. В общем минерал — это один из основных
«кирпичиков», которые слагают окружающий нас мир
неживой природы.
ОТ ДРЕВНЕЙШИХ ВРЕМЁН
ДО НАШИХ ДНЕЙ.
КАК ЧЕЛОВЕЧЕСТВО
ЗНАКОМИЛОСЬ С МИНЕРАЛАМИ
Первое знакомство человека с минералами произошло
задолго до появления письменности. В древности люди хорошо
знали многие минералы и умели использовать их свойства.
284

Минералы а горные породы
Доказательством тому служат обнаруженные археологами
на многих стоянках древнего человека острейшие кремнёвые
ножи и наконечники стрел, золотые украшения,
нефритовые топоры и молотки, рисунки на стенах пещер,
сделанные не потускневшими за тысячелетия минеральными
красками.
Древнейшие из дошедших до наших времён сведения о
камнях, опыте их использования содержат
древнеегипетские папирусы, индийский эпос (XI—X вв. до н.э.),
китайские хроники (XX—V вв. до н.э.). Первые
специальные описания минералов можно найти в древнем
китайском манускрипте Сан-Хей-дина «Древние сказания о
горах и людях» (V в. до н.э.), в трактате «О камнях»
древнегреческого естествоиспытателя и философа Теофраста
(372—287 гг. до н.э.) и книгах римского учёного Плиния
Старшего (23—79 гг. н.э.)
Уже во времена Плиния Старшего были известны десятки
минералов. Первые классификации минералов, где
учитывались их физические свойства, содержатся в трудах
выдающихся мыслителей средневековой Средней Азии и
Арабского Востока аль-Бируни (973—ок. 1050) и ибн Сины
(Авиценны). Ибн Сина (ок. 980—1037) подразделил
минералы по их свойствам на камни и земли, металлы, горючие
ископаемые и соли (растворимые вещества). В Европе
сведения по минералогии и рудному делу были обобщены
немецким учёным Георгиусом Агриколой (Георгом Бауэром)
в XVI в.
От позднелатинского слова minera («руда») и возникло
название единой науки об ископаемых кристаллах —
минералогия. Когда в начале XIX в. общая до того времени
наука о камнях и других ископаемых разделяется на
минералогию, горнорудное дело, металлургию, геологию и
палеонтологию (что произошло благодаря трудам Абраама
Готлоба Вернера, преподавателя Фрайбергской горной
академии, бывшей в то время основным центром развития
минералогии), список известных минералов насчитывал уже
более трёхсот видов.
Число изученных минералов стало быстро расти, когда
начали применять химический анализ. Большой вклад в
изучение состава минералов и форм их кристаллов внесли
выдающиеся учёные XVIII—XIX вв. Якобе Берцелиус,
Аксель Фредерик Кронштедт, Михаил Васильевич
Ломоносов, Василий Михайлович Севергин, Николай
Иванович Кокшаров, Юхан Гадолин, Павел Владимирович
Еремеев, Эйльхард Мичерлих, Жан Батист Роме де Лиль,
Рене Жюст Гаюи, Антуан Лоран Лавуазье, Огюст Мишель-
Леви, Уильям Хайд Волластон и многие другие.
В конце XIX — начале XX вв. человеку удалось
проникнуть в тайну кристаллической структуры минералов.
В 1890 г. русский учёный Евграф Степанович Фёдоров
установил все 230 возможных способов расположения
атомов в кристаллах, а в 1912 г. немецкий физик Макс
Теодор Лауэ предложил использовать открытые в 1895 г.
рентгеновские лучи для исследования кристаллов. Именно
тогда появились новые науки, связанные с минералогией.
Законы построения кристаллов из атомов и молекул стала
изучать кристаллохимия. Начало ей было положено в
трудах норвежского учёного Виктора Мориса Гольдшмидта.
Поведением атомов химических элементов в земной коре
начала заниматься геохимия, основоположником которой
является русский учёный Владимир Иванович Вернадский.
Неожиданно оказалось, что многие особенности строения
Золото
МЕДЬ
С самородной медью люди знакомы уже
многие тысячелетия. Это металл
красноватого цвета, по своим физическим свойствам
очень похожий на золото. Медь часто образует
красивые «веточки» — дендритовые сростки.
Однако она не так устойчива к внешним
воздействиям, как золото. Её обычно покры~
веют чёрные и зелёные корочки солей и
оксидов. Встречается медь в основном там,
где окисляются содержащие её руды. Она
может образовывать многотонные самородки.
5?
Медь
ЖЕЛЕЗО
Вероятно, первое знакомство человека с
самородным железом было связано с
находками железных метеоритов, которые
исчисляются сотнями, причём вес некоторых,
как, например, упавшего в отрогах Сихотэ-
Алиня в 1947 г., составляет десятки тонн. Иак
сейчас установлено, в них присутствуют два
минерала железа состава (Fe, Ni) — камасит и
тэнит.
Изделия из метеоритного железа известны
285

Энциклопедия для детей
с глубокой древности. Например, индийский
владыка XVII в. Джахангиримел саблю, кин»
жал и наконечник копья из метеоритного желе~
за. Самородное железо (феррит) встречается
и $ земных породах магматического происхожу
дения, но его заметные скопления очень редки,
обычно оно образует мельчайшие вкрапления в
вулканических породах — базальтах. Железо
имеет серый цвет, металлический блеск, отли*
чается сильными магнитными свойствами.
к
Железо
ГРАФИТ
жго название происходит от греческого слова
.«графо» — «пишу» и связано с одной из
характерных особенностей этой
кристаллической формы углерода. Чёрный, мягкий
минерал, он легко оставляет черту на бумаге.
С этим свойством графита каждый человек
знакомится ещё в детстве, когда учится рисовать •
или писать «простым» карандашом. В природе
графит чаще всего встречается в виде
шестиугольных пластинчатых кристаллов с
весьма совершенной спайностью. Графит
может образовываться из угля при повышенной
t-емпературе или при повышенном давлении, а
акже кристаллизоваться из горячих газов.
и «поведения» минералов можно сопоставить с явлениями,
которые раньше были известны только для мира живой
природы. Так появились термины «генерации (поколения)
минералов», «анатомия кристаллов минералов», «борьба за
выживание», «конкуренция» между отдельными зёрнами
минералов в их сообществах. Теперь всё чаще
обнаруживаются точки соприкосновения минералогии с новейшими
разделами других фундаментальных наук — физики,
химии, биологии, математики. Так, например, оказалось,
что формы многих сростков минералов можно описать при
помощи недавно разработанного математического метода —
фрактальной геометрии.
Вместе с тем учёные продолжают открывать всё новые
минералы. В настоящее время список известных минералов
насчитывает около 4 тыс. видов и ежегодно открываются
десятки новых.
ТАК ЧТО ТАКОЕ
МИНЕРАЛ?
С течением времени взгляды на то, что такое минерал,
заметно менялись. Многое из того, что раньше изучали
вместе с минералами — окаменелости, горные породы,
природные жидкости и газы, — изучают сейчас в лабораториях
палеонтологов, петрографов и геохимиков. Однако в давно
известных минералах неожиданно обнаруживаются такие
особенности, которые не дают возможности свести всё
многообразие их свойств в одно определение. Даже сейчас не
утихают споры о том, что такое минерал. Не вдаваясь б
подробности этих споров и несколько упрощая
существующие представления, можно сказать, что минерал —
однородный, обычно кристаллический продукт природных
процессов, имеющий определённые физические свойства и
химический состав.
Очень важным отличительным признаком минерала
является его природное происхождение. Хотя химикам
известны миллионы разнообразных химических
соединений, лишь очень немногие из них встречаются в виде
минералов, причём подавляющее большинство их очень
редки, а многие найдены только в одном-единственном месте
и то в очень малых количествах. Это объяснить просто. Б
лаборатории можно создать более разнообразные условия,
чем реально существующие в природе, собрать в одну
«компанию» химические вещества, которые вместе в
природе почти не встречаются.
Таким образом, даже полностью сходные с природными
образованиями вещества, которые изготовили в лаборатории
(например, искусственные рубины, алмазы), строго говоря,
минералами называть нельзя.
Не относятся к минералам и издавна используемые в
ювелирном деле природные смолы — янтарь и гагат (чёрный
янтарь, вязкая разновидность каменного угля), потому что
они не имеют кристаллической структуры. Много неудобств
при составлении классификации минералов доставил и
единственный встречающийся в природе жидкий металл —
ртуть. Раньше, когда минералы различали между собой в
основном по составу, ртуть (как и вода) признавалась
минералом. Сейчас, когда минералы различают и по их
кристаллической структуре, природным жидким веществам
большинство учёных в гордом звании «минерал»
отказывают.
Привычно упоминаемый в одном ряду с ценнейшими
драгоценными камнями жемчуг также нельзя отнести к

Минералы а горные породы
минералам, потому что он неоднороден. Жемчуг состоит из
минералов кристаллического карбоната кальция и
органического вещества, и каждое составляющее его вещество имеет
свой состав.
ИНДИВИДУАЛЬНОСТЬ
НАДО УЧИТЫВАТЬ.
ДАЖЕ У МИНЕРАЛОВ
Минералы представляют собой однородные по составу и
различные по размеру (от десятитысячных долей
миллиметра до нескольких метров) кристаллы. Они могут
отличаться друг от друга, обладать «индивидуальностью», т.е.
неповторимым сочетанием свойств и качеств. Минералы
могут образовывать огранённые кристаллы, а могут быть
зёрнами неправильной формы.
Слово «минерал» может означать и отдельно взятый
кристалл, и целый минеральный вид. Так, например, когда
говорят об уникальной твёрдости алмаза, то имеют в виду
свойство, общее для всех кристаллов, зёрен этого
минерального вида, а когда вспоминают о судьбе крупнейшего
алмаза «Куллинан», то имеют в виду, разумеется, отдельный
минерал.
ЧЕМ ОТЛИЧАЮТСЯ
МИНЕРАЛЫ ДРУГ ОТ ДРУГА
И КАК ИХ ИЗУЧАЮТ
...Но я ещё должен сказать о
кристаллах, формах, красках. Есть кристаллы
огромные,как колоннада храма, нежные,как
плесень, острые, как шипы, чистые,
лазурные, зелёные, как ничто другое в мире,
огненные, чёрные, математически точные,
совершенные, похожие на конструкции
сумасбродных, капризных учёных или
напоминающие печень, сердце...
Карел Чапек
«Записки из Англии»
лицом к лицу
С МИНЕРАЛОМ
Друзу (сросток) ярко поблёскивающих кристаллов, или
рассечённый бледными прожилками серый обломок горной
породы, или просто горсть песка из ручья — всё это можно
назвать минералогическими образцами. Среди подобных
образцов может оказаться новый, ещё никому не известный
минерал или минерал, указывающий на богатейшее
месторождение (например, малиновые и фиолетовые зёрнышки
пиропа в речных отложениях указали геологам путь к
алмазоносным трубкам Сибири). Может случиться так, что
образец опасен из-за своей радиоактивности. Чтобы быть
готовым к любым сюрпризам минералов, надо уметь их
определять.
Прежде всего необходимо обратить внимание на их
внешние признаки, которые видны невооружённым глазом
или определяются с помощью простейших подручных
средств.
АЛМАЗ
Уникальность этого минерала звучит уже в
его названии: «адамас» по-гречески
означат «несокрушимый». Эта кристаллическая
форма углерода отличается высочайшей
твёрдостью (10) — никакой другой минерал не
может оставить на нём царапину. Алмазы
образуют кристаллы кубической сингонии:
октаэдры, кубы, ромбододекаэдры. Они могут
быть бесцветными, а могут иногда иметь
жёлтую, голубую, розовую или зелёную
окраску. Бывают даже чёрные алмазы (карбонадо).
Почему окрашивается алмаз, до конца не
изучено —* возможно, в этом «виноваты»
изменения или несовершенства структур
некоторых кристаллов. Эти несовершенства
могут быть связаны с внедрением в
кристаллическую структуру «чуждых» атомов,
например азота или никеля, а могут вызываться
и «поломками» кристаллической решётки под
действишМ радиации, Одно из характерных
свойств алмаза ■—* способность светиться под
рентгеновскими лучами. Это свойство часто
применяетсяф когда на обогатительных
фабриках отделяют алмазы от вмещающей их
породы*
Наиболее крупные алмазы (и огранённые
алмазы — бриллианты) имеют свои названия и
историю, и часто довольно кровавую. Из
далёкого прошлого тянутся легенды таких алмазов,
как «Шах», «Нох-и^Нор»,«Регент», «Орлов»,
«Флорентиец», «Зелёный дрезденский» и
многих других знаменитых камней.
Крупные месторождения алмазов связаны с
удивительными и загадочными породами —-
кимберлитами. Основными минералами,
встречающимися в них вместе с алмазом,
являются оливин, серпентин, пироксены,
флогопит, ильменит, пироъ Встречаются
алмазы и в некоторых других породах. Так,
<тюсительно недавняя находка алмазов в
метаморфических породах, глубина образен
вания котбрых не превышает нескольких
километров, заставила задуматься о том, все
ли алмазы — гости из больших глубин. Есть
предположение* что алмазы могут возникать и
в межзвёздном пространстве.

Энциклопедия для детей
НАЗВАНИЯ МИНЕРАЛОВ
f*o многими минералами люди позна-
\ш+комились ещё в глубокой древности:
камень служил средством защиты, первым
орудием труда, украшением, предметом
легенд, поклонения и суеверий..* Целая наука
— астроминералогия — была известна ещё
древним египтянам. Они специально подбирали
камни для строительства пирамид, причём для
каждого захоронения особые камни, добытые
в строго определённом месте. Занимали эти
вопросы халдеев и древних греков, жителей
Индии и Тибета. Кстати, в Индии и Тибете до
сих пор даже обычные жилища строят из
нескольких видов камня: один вид — для фу«~
дамента, другой — для стен, третий *~ для
внутренних перекрытий.
Исстари считалось, что каждый минерал
имеет своё астрологическое значение, т».к*
обладает энергетическим полем и излучает некий
информационный поток. С древнейших времён
сохранилась масса предписаний по поводу
ношения камней: кому можно, а кому
противопоказано носить тот или иной камень и
в каком возрасте. Обязательно учитывались
характер человека, его индивидуальность и
недуги. Большое внимание уделялось огранке
камней и сочетаемости их с оправой.
Некоторые камни полагалось носить на
определённом пальце, только на правой или
только на левой руке. Знали древние и о связи
камней с планетами и знаками Зодиака,
разными стихиями, сезонами, месяцами^
лунными днями. Существовали также и строгие
правила, в соответствии с которыми можно
было дарить камни и получать их в подарок.
Можно верить или не верить этому, но -за-
частую привязанность к какому-то украшению
из минерала доставляет столько радости чело*
веку, что он начинает считать его своим
талисманом, приносящим удачу. Древние астроло*-
ги, например, считали, что агат прогоняет кол~
дунов и вампиров, гранат приносит счастье
только целеустремлённым, волевым людям, со
всей страстью отдающим себя делу, а циркон
— очень опасный камень в руках негодяев.
Часто минералы называли по месту их
первых находок. Например, аляскит —* с полу^
острова Аляска; андалузит — из испанской
области Андалузия; арагонит *— из области Ара*
гон в Испании; исландский шпат — из Ислан^
дни; Лабрадор — с побережья полуострова
Лабрадор (Канада); мурманит — с Мурман->
ского побережья Кольского полуострова;
мусковит —слюда из Московии; спессаргин *~
с плато Шпессарт на северо-западе Баварии;
хибинит и хибинскит — из гор Хибин; чароит ф.
от названия реки. Чара в Восточной Сибири.
Однако амазонит, несмотря на своё
название, не встречается в районе реки Амазонки в
Южной Америке. Возможно, его спутали с дру*
гим минералом. А найден он был впервьт лг
Г руге Амелия, штат Виргиния (США/.
Некоторые минералы получили названия по
приписываемым им врачующим и охраняющим
свойствам: нефрит — от болезни почек (от
греч. «нефрос» — «почка»}; аметист -*~
предохраняющий владельца от пьянства,
амулет против опьянения (от греч. «аметистос»
— «трезвый», «непьяный»}.
Иногда по названию минерала можно
судить о его составе: куприт —медный; гале-
ПЕРВОЕ ВПЕЧАТЛЕНИЕ.
КАК ВЫГЛЯДИТ МИНЕРАЛ
Первое, что необходимо исследовать, — это внешний облик
минерала. Минералы могут образовывать разнообразные
огранённые кристаллы, тогда их форма поможет определить
минерал.
Многие названия форм кристаллов происходят от
греческих числительных, и, хотя некоторые из них звучат
как загадочные заклинания, например «пентагондодекаэдр»
или «тетрагонтриоктаэдр», они лишь описывают, сколько в
данной фигуре граней (эдра) и углов (гониа) в
многоугольнике, образующем эту грань.
Так, названия распространённых форм кристаллов
означают: октаэдр — восьмигранник (от греч. «окта» —
«восемь»), тетраэдр — четырёхгранник (от греч. «тетра» —
«четыре»), а всем хорошо известную фигуру — куб — можно
назвать гексаэдром, т.е. шестигранником (от греч. «гекса» —
«шесть»).
Очень многое об условиях образования минерала могут
рассказать несовершенства кристаллов, отклонения их
формы от идеальной. Часто остаются и образуются
кристаллы-двойники (когда срастаются два кристалла),
дендриты (ветвистые, древовидные сростки из множества
кристаллов). Гребенчатые, волокнистые сростки образуются
при последовательном однонаправленном срастании
пластинчатых, игольчатых кристаллов. Некоторые сростки
пластинчатых кристаллов так похожи на причудливые
цветы, что их называют гипсовыми или гематитовыми
розами. Тонкие, расходящиеся из одного центра
кристаллические волокна некоторых минералов (например, малахита)
образуют удивительные, похожие на шарики округлые
сростки — сферолитпы. В том случае, когда срастающиеся
зёрна минерала не имеют заметной кристаллической
огранки или отдельные кристаллы не заметны, их
называют зернистыми, скрытнокристаллическими, или
землистыми агрегатами.
ЦВЕТА
ОКАМЕНЕВШЕЙ РАДУГИ
Другое важнейшее свойство минерала — его цвет. Если
собрать все минералы вместе, то их цвета и оттенки составят
богатейшее собрание красок, целую каменную радугу. Для
многих из них цвет настолько характерен, что даже отражён
в названиях, как, например, аурипигмент (от лат. auri —
«золото» и pigmentum — «краска»), розовый родонит (от
греч. «родон» — «роза») или голубой аквамарин (от лат.
aqua marina — «морская вода»).
Цвет некоторых минералов может меняться в
зависимости от освещения. Александрит — разновидность
минерала хризоберилла — днём выглядит как зеленоватый
камень, а при вечернем освещении наливается красным
цветом. В некоторых прозрачных кристаллах (турмалинах,
апатитах, эпидотах) можно наблюдать поразительное
явление — если смотреть на них в разных направлениях, их
цвет оказывается различным. Этот эффект называется
плеохроизмом (переводится с греческого как
«многокрасочность»). Он возникает из-за неодинакового поглощения и
преломления света некоторыми кристаллами в разных
направлениях.
Постоянным, но иногда отличающимся от собственного
цвета минерала, является цвет черты, которую он оставляет
на более твёрдом предмете. Обычно его проверяют, проводя
288

Минералы а горные породы
минералом по специальной неглазурованнои керамической
пластинке. Например, латунно-жёлтый халькопирит
оставляет на ней зеленовато-чёрную черту, а чёрный сфалерит —
коричневую. Очень характерную вишнёво-красную черту
оставляет гематит, что подчёркивает и его название,
обозначающее «кровавый».
ПРОСТО
БЛЕСК
Блестит любой достаточно гладкий предмет. Блестит
граненый стакан, блестит начищенный самовар или сапог. Но
блестят по-разному. Очень разнообразен и блеск минералов.
Он определяется тем, сколько света минерал отражает и
сколько поглощает. Более половины падающего света
отражают ярко-белые с металлическим блеском кристаллы ар-
сепогирита, серебро — свыше 90%. Ярко сверкающие
гранями минералы, такие, как кварц и топаз со стеклянным
блеском, отражают не более 5% . Различают металлический,
полуметаллический, алмазный, жирный (смолистый) и
стеклянный блеск минералов.
Самым ярким блеском является, конечно,
металлический, которым обладают самородные металлы, а также
многие соединения металлов с серой (сульфиды).
Очень ярко блестят на свежих сколах сфалерит и галенит,
но если положить их рядом, то станет ясно, что
металлический блеск галенита заметно сильнее, чем алмазный блеск
сфалерита.
Полуметаллический блеск графита похож на
металлический, но заметно слабее. Не всегда похожи на алмаз
минералы, обладающие алмазным блеском, такие,
например, как ярко-красная киноварь или красно-бурые
иголочки рутила. Очень распространены минералы,
имеющие стеклянный блеск. Иногда, если минерал представляет
собой пластинку или сросток пластинок, как у слюд, его
блеск воспринимается как «перламутровый» или
«шелковистый», если вместе срастаются тонкие минеральные
волокна, что характерно для гипса-селенита и хризотил-
асбеста.
ПРОЯВИМ
ТВЁРДОСТЬ
Твёрдость — очень важный показатель минерала. Для того
чтобы её определить, устраивают своеобразное
«соревнование» на прочность двух минералов или минерала с
каким-либо известным твёрдым веществом. Более твёрдый
оставляет царапину на более мягком. Если царапины нет,
то царапающий минерал мягче. Насколько твёрже (или
мягче)?
Для определения твёрдости таким способом обычно
используется шкала Мооса, названная в честь немецкого
учёного Фридриха Мооса, предложившего в 1811 г. простой
и наглядный способ сравнения минералов по их твёрдости.
В этой шкале минералы расположены в порядке увеличения
их твёрдости: 1 — тальк, 2 — гипс, 3 — кальцит, 4 —
флюорит, 5 — апатит, 6 — полевой шпат, 7 — кварц, 8 —
топаз, 9 — корунд, 10 — алмаз.
Например, если минерал, твёрдость которого нужно
определить, царапает флюорит, а сам этот минерал можно
процарапать апатитом, то его твёрдость обозначается
как 4,5.
Однако надо помнить, что эти цифры абсолютным
выражением твёрдости минералов не являются и не
нит •— свинцовый; кальцит — кальциевый:
магнезит — магниевый; сидерит — железный;
никелин — никелевый; антимонит -— сурьмяный;
флюорит — фторный; батисит — барий, титан,
кремний; бафертисит — барий, железо, титан,
кремний; тухолит — торий, уран, гелий,
кислород.
С XVIfl в. названия минералам стали давать
по фамилиям учёных, первооткрывателей,
высокопоставленных лиц. Это, например,
шеелит — в честь шведского химика К.В. Шееле;
галлуазит — в честь бельгийского геолога
Ж.В. Омалиуса д*Аллуа; гадолинит — в честь
финского химика Ю« Гадолина; канкринит —
в честь известного русского финансиста и
писателя, с 1823 г. министра финансов России
графа В.Ф, Канкрина; уваровит (один из
красивейших гранатов) — в честь президента
Петербургской Академии наук графа С.С. Уварова.
Позже воробьевит, ферсманит и ферсмит
назвали в честь советских минералогов В.И.
Воробьёва и А.Е. Ферсмана; вернадит и
ландауит -** в честь выдающихся учёных
В.И. Вернадского и Л. Д. Ландау; чкаловит — в
честь лётчика-испытателя В.П. Чкалова; гага-
ринит — в честь первого космонавта Ю.А.
Гагарина.
С 70-х гг. XX в, почти половина новых
минералов получила названия по именам учёных.
Среди специалистов раздаются
настойчивые призывы к рациональному наименованию
минералов — по их составу и строению. Но
пока их называют и по химическому составу, и
по месту жительства первооткрывателей, и по
ярким свойствам минералов (например, зорит
— цвет утренних зорь), и даже по названиям
учреждений —- имгрэит (И/ЛГРЭ — Институт
минералогии, геохимии и кристаллохимии
редких элементов).
с
нел
хитут
\ии
СЕРА
Самородная сера встречается в виде ярко-
Жёлтых кристаллов и их сростков. В числе
немногих минералов сера знакома человеку с
глубокой древности. Она была одним из
важнейших веществ в лабораториях алхимиков,
неизменным компонентом рецептов
«философского камня» -~ вещества, призванного
превращать разные металлы в золото.
Кристаллы серы часто прозрачны, они
имеют жирный или алмазный блеск, низкую
твёрдость (2). Особенностью серы является её
горючесть: она легко загорается и горит с
выделением едкого сернистого газа.
Самородная сера встречается в осадочных породах, где
возникает в результате жизнедеятельности
некоторых видов бактерий. Сера также часто
встречается в вулканических районах, где
образует кристаллические «шубы», нарастающие
на стенки трещин, через которые вырывается
поток горячих газов.
Кроме упомянутых здесь самородных
элементов в природе обнаружен и ряд других.
Известны самородные металлы платиновой
группы, мышьяк, сурьма, висмут, теллур,
свинец, олово. В последнее время их список
пополнили хром, титан, цинк, кадмий,
алюминий, кремний. Некоторые из этих находок были
крайне неожиданными и серьёзно изменили
многие представления о природных процессах.
289

Энциклопедия для детей
Сера.
D СУЛЬФИДЫ
ПИРИТ
Название этого минерала происходит от
греческого слова «пир» *-~ «огонь», что,
вероятно, связано с его способностью давать
яркие искры при ударе* Это самый
распространённый минерал класса сульфидов. Он
имеет соломенно-жёлтый' цвет, металлический
блеск, черный цвет черты, оставляемой на
шглазурованной керамической пластинке;
тличается довольно высокой твёрдостью (6,5),
Пирит можно встретить в самых различных
горных поррдах, он образует громадные
залежи гидротермального происхождения,
может быстро накапливаться. Известен случай,
когда за несколько десятилетий в пирит
превратилось тело упавшего в шахту шведского
рудокопа* Известен ещё один минерал состава
Fe$2* «о образующий кристаллы не кубической,
а ромбической сингонии — марказит.
I /ирит и марказит
означают, что алмаз в 10 раз твёрже талька, а корунд в 3
раза твёрже, чем кальцит. На самом деле эти отношения
сложнее, и разница в измеряемых значениях твёрдости
минералов гораздо сильнее, чем это можно себе представить,
глядя на шкалу Мооса. Оказывается, что флюорит твёрже
гипса примерно в 4 раза, а алмаз — в 200 раз!
Большинство драгоценных и поделочных камней,
которые используются в ювелирных изделиях, твёрже стекла
(твёрдость по шкале Мооса 5,5), так что, проведя камешком
из ювелирного изделия по стеклу, можно легко распознать
стеклянную имитацию драгоценного камня (она-то
царапины на стекле не оставит).
ДАВАЙТЕ-КА
ВЗВЕСИМСЯ
Одно из наиболее постоянных свойств минералов — их
плотность (или удельный вес), которая определяется как
отношение массы минерала к его объёму.
Даже не имея большого опыта, по высокой (4,5 г/см3)
плотности легко отличить, например, барит от внешне
похожих на него минералов кальцита и полевых шпатов,
плотность которых не превышает 3 г/см3.
Высокий удельный вес многих рудных минералов
позволяет отделить их при помощи промывания. Текущая
вода легче уносит зёрна более лёгких минералов (кварца,
слюд, карбонатов и др.), а на дне остаётся тяжёлый
концентрат — шлих, в котором скапливаются «чемпионы»
по плотности среди минералов (до 20 г/см3 и более):
самородное золото и металлы платиновой группы, а также
алмазы и много других ценнейших минералов.
ОСКОЛКИ РАЗБИТОГО
ВДРЕБЕЗГИ МИНЕРАЛА
Среди свойств минерала есть и такое, определить которое
можно, лишь разбив его на несколько частей.
Способность минерала раскалываться по определённым
направлениям называется спайностью. В зависимости от
того, насколько легко он раскалывается и каким гладким
получается скол, говорят о весьма совершенной или
несовершенной спайности. Весьма совершенная спайность,
например, у кристаллов слюды, от которых даже пальцами
легко отделить блестящие пластинки. У некоторых
минералов можно заметить несколько направлений спайности,
по которым разваливается образец после удара. Три таких
направления, например, можно обнаружить у кальцита или
полевых шпатов. Иногда спайности как таковой нет. Это
тоже характерный признак минералов, например кварца
или граната.
...И ПРОЧАЯ, И ПРОЧАЯ,
И ПРОЧАЯ...
Некоторые минералы можно определить, зная их особенные,
специфические свойства, например магнитность (для
магнетита и пирротина), которую можно обнаружить по
отклонению стрелки компаса вблизи от минерала. Иногда они
имеют характерный вкус, например солёный галит или
горько-солёный сильвин (однако не стоит пытаться
определять на вкус все встречающиеся минералы — это может
плохо кончиться), и даже запах (например, чесночный запах
для некоторых мышьяковых минералов). Есть и горючие
290

Минералы и горные породы
1. Наперсный крест. Золото,
альмандины, жемчуг, литьё,
чеканка, гильошировка, эмаль.
Петербург. 1899-1908 гг.
2. Брошь. Золото, бриллиант, алмазы,
сапфир, агат, стёкла, чеканка,
выпиловка, монтировка. Конец XX в.
3. Брошь. Золото, серебро, бриллиант,
алмазы, сапфиры, турмалин, опалы,
альмандин, жемчуг. Петербург.
1899-1908 гг.
Кулон. Золото, аквамарины, штамп, выпиловка,
монтировка. Казань (?) или Екатеринбург (?).
1908-1917 гг.
Яйцо с моделью крейсера «Память Азова». Золото,
платина, серебро, бриллианты, алмазы, рубин,
аквамарин, гелиотроп, бархат, литьё, чеканка,
гравировка, резьба по камню. Петербург. 1891 г.
Стакан. Серебро, нефрит, штамп, канфарение, резьба.
Петербург 1915 г
Ювелирные изделия из золота и серебра, изготовленные фирмой Фаберже.

Энциклопедия для детей
НЕМНОГО О ПИТАНИИ
И КАК ОНО
ОТРАЖАЕТСЯ НА
ВНЕШНЕМ ОБЛИКЕ
Казалось бы, такой заголовок немного не-
обычен. Как это связано с минералами? А
ведь это тоже о них*
Чтобы кристаллы минералов могли
возникнуть и вырасти, им, как и живым
существам, необходимо питаться. «Пищей» для
них служат частицы вещества,
перемещающиеся в той среде, где рождаются минералы.
«Родиной» для минералов могут быть раствор,
расплавленное вещество (например, магма)
или даже газ.
конечно, у различных минералов «меню»
заметно отличается, они строят своё «тело» из
разных частиц. Растущий кристалл
привередливо выбирает из всего разнообразия
окружающих частиц нужные ему и встраивает их в
свою кристаллическую решётку (правда,
самим этим частицам, вероятно, кажется, что
они просто ищут и находят для себя самые
удобные местечки).
Очень большое влияние на Жизнь
растущего кристалла оказывают изменения в
количестве и качестве его питания. Интересно,
что самые совершенные кристаллы,
отличающиеся геометрически правильными формами,
высочайшей прозрачностью (если данный
минерал вообще может быть прозрачным),
вырастают тогда, когда этот минерал был
ограничен в питании и рос медленно. Когда же
питание обильно, избыточно, кристалл часто
несовершенен по форме, наполнен всяким
«мусором» — включениями других минералов,
жидкостей или газов; кристаллы, способные
быть прозрачными, при этом оказываются
мутными.
Когда питания совсем мало, это тоже
плохо: минерал начинает терять частицы своего
вещества, растворяется и, в конце концов,
погибает.
Если же в какой-то среде находится
множество минералов одного вида, а питание
их недостаточно, то между ними может
развернуться настоящее сражение. Крупные
кристаллы начинают отнимать «пищу» у более
мелких, и те в результате погибают.
Случаются в жизни кристаллов и другие
драматические события, Так, например,
кристалл может «отравиться»t захватить такие
вещества, которые не позволяют ему больше
присоединять к себе все новые частицы, и
тогда рост кристалла останавливается.
Очень своеобразны свойственные многим
минералам нитевидные, игольчатые кристаллы;
иногда их ещё называют «вискерсы»
(по-английски «усы»). Необычен и способ питания
некоторых из них. На вершине
кристаллической «нити» иногда сидит капля жидкости и
«ловит» необходимое вещество из
окружающего газа, а затем отдаёт его растущему
кристаллу.
«Кристаллы^скелеты» *— кажется, такое
возможно лишь в фильмах ужасов. Но нет,
термин «скелетные кристаллы» означает лишь,
что кристалл рос в таких условиях, когда новые
частицы присоединялись преимущественно к
его рёбрам, а середины граней отставали от
них по скорости роста. 8 результате часто об-
минералы, например самородная сера. А такой минерал, как
тальк, можно определить вообще с закрытыми глазами -
только дотронешься до него и сразу почувствуешь, что он
как бы покрыт жиром. Некоторые карбонаты, такие, как
кальцит и арагонит, «вскипают», если на них капнуть
кислотой, а минерал вольфрама — шеелит — ярко светится
под ультрафиолетовой лампой. Имея специальные приборы,
можно обнаружить радиоактивность минералов,
содержащих различные радиоактивные элементы (в основном уран
и торий).
КАК ИЗУЧАТЬ
МИНЕРАЛЫ
Современные способы исследования минералов обнаружили
и многие ранее неизвестные свойства. Это расширило
арсенал минералогии и показало, что мы многого не знаем даже
о давно открытых минералах.
Конечно, основным инструментом минералога являются
разнообразные микроскопы. Для изучения мелких зёрен и
кристаллов используют бинокулярные лупы, которые дают
объёмное изображение и увеличение в десятки раз. Глядя
через такой прибор даже на невзрачные корочки на
каком-нибудь камне, можно ощутить себя в многоцветных
зарослях кристаллов разнообразных причудливых форм.
Рассматривать мельчайшие зёрнышки минералов можно в
тонких пластинках, вырезанных из образца, под
поляризационным микроскопом (увеличение в сотни раз).
Удивительные эффекты даёт поляризованный свет, когда
проходит сквозь кристаллы: он «раскрашивает» каждое
зёрнышко минерала в ярчайшие краски, меняющиеся,
гаснущие и переливающиеся при поворотах столика
микроскопа.
Мельчайшие зёрнышки и кристаллы можно рассмотреть
с помощью электронных микроскопов, увеличивающих их
изображение во многие тысячи и даже миллионы раз. Они
«ощупываются» пучком электронов, примерно таким же,
каким «рисуется картинка» на экране телевизора.
Фантастическая зоркость современных электронных
микроскопов позволяет проследить даже за поведением
отдельных атомов в кристаллах. Есть у пучка электронов и
ещё одна поразительная способность. Если направить его на
какой-нибудь минерал, то каждый атом в нём отзовётся
своим, характерным только для этого химического элемента
рентгеновским излучением. Приборы, использующие этот
эффект, например электронные микрозонды, позволяют
определить химический состав мельчайших зёрнышек
минералов. Электронный пучок, как и рентгеновские лучи,
помогает проникать и в секрет структуры минералов.
Такую важную характеристику минералов, как твёрдость
(точнее, микротвёрдость), минералоги сейчас оценивают по
глубине вдавливания в минерал алмазной пирамидки под
определённой нагрузкой. А для исследования цветов и
оттенков минералов сейчас используются
спектрофотометры — приборы, позволяющие измерить, сколько света
поглощает (или отражает) данный минерал.
По-новому «осветили» многие минералы
электромагнитные волны невидимой части спектра — от радиоволн до
гамма-излучения. В наше время легко определить минерал
с помощью инфракрасных лучей, а рентгеновские лучи
проникают в тончайшие особенности расположения атомов
в кристаллах минералов.
292

Минералы и горные породы
Сейчас разрабатываются и используются методы
изучения минералов с применением лазерной техники,
нейтронных пучков, синхротронного излучения.
Так что теперь на вопросы учёных минералы отвечают
прихотливыми узорами на фотопластинках, колонками
цифр и кривыми на дисплеях компьютеров. Чтобы
разобраться в их ответах, нужно знать физику, химию,
математику и уметь пользоваться компьютерной техникой.
ОСНОВНЫЕ ГРУППЫ
МИНЕРАЛОВ
Давайте представим каменную оболочку нашей планеты —
земную кору — в виде огромного сказочного мира,
населённого минералами. Мы уже знаем, как знакомиться с
его жителями, в чём они похожи друг на друга и чем
различаются. Теперь обратим внимание на их родственные
связи. Оказывается, существует несколько больших
семейств (классов) минералов, которые выделяются на
основании сходства их химического состава. Обычно
различаются следующие классы минералов: самородные элементы,
существующие в природе в свободном виде, т.е. в виде
простых веществ; сульфиды — соединения элементов с
серой; галогениды — соединения с галогенами (фтором,
хлором, бромом или йодом); оксиды — соединения с
кислородом; силикаты — кремний-кислородные соединения
(раньше их рассматривали как соли кремниевых кислот);
соли угольной (карбонаты), серной (сульфаты), фосфорной
(фосфаты), азотной (нитраты) кислот и некоторые другие.
Состав вещества, как известно, выражается при помощи
химических формул. Для того чтобы записать состав
минерала, часто применяют специальные кристаллохими-
ческие формулы.
Например, группа атомов СОз в формуле кальцита
выделяется квадратными скобками Са[СОз]. Таким же
образом поступают и с шестичленным «кольцом» из атомов
кислорода и кремния в формуле берилла Be3Al2[Si60i8].
Когда в тех же самых местах (позициях) оказываются атомы
разных элементов, как, например, атомы (ионы) железа и
магния в оливине, то в формуле минерала они помещаются
в круглые скобки: (Mg, Fe)[Si04] (явление, когда разные по
составу вещества могут заменять друг друга в
кристаллической решётке и образовывать одинаковые по структуре
кристаллы, называется изоморфизмом).
Некоторые минералы содержат воду,
вода, с которой мы хорошо знакомы,
находится в «связанном» состоянии,
способами «встроена» в их кристаллическую решётку, и её
можно удалить только при нагревании минералов. При этом
обычно они меняют свою кристаллическую структуру и
превращаются в другие минералы. Если нагреть гипс —
содержащий воду сульфат кальция (CaS04 * 2Н2О), — он
превратится в безводный минерал ангидрит (CaS04).
ГЛАВНОЕ — ПОРЯДОК,
ИЛИ КАК УСТРОЕНЫ КРИСТАЛЛЫ
Значит, даже для того чтобы правильно написать формулу
минерала, надо знать, каким образом в его структуре
располагаются слагающие её «кирпичики» — атомы,
молекулы, ионы. Что же такое кристаллическая структура? Это и
есть порядок расположения мельчайших частиц в
пространстве.
но это вовсе не та
Вода в минералах
она различными
разуются очень красивые, ажурные, хрупкие
кристаллы. Знакомые всем «скелетные крис-
талльг» — вто разнообразные шестилучевые
звёздочки снежинок.
Даже незначительные нарушения условий
«питания» во время роста могут заставить
кристаллы минералов существенно изменить облик.
Вот один пример такого изменения. Чтобы
увидеть «ростовые зоны» (последовательно
нараставшие слои), возьмём кубический
кристаллик пирита, распилим его пополам,
отполируем и протравим этот срез.
(Травлением называются различные способы выявления
внутренней структуры среза.) Может оказаться,
что в своём «младенчестве» кристалл имел ок-
таздрическую (8-гранную) форму, потом он
оброс целым комплексом граней, из которых
всё больше разрастались грани пентагондо-
деказдра (12-гранника, каждая из граней
которого является пятиугольником), а потом и
они уступили место граням куба.
Но даже сохраняя те же самые грани,
кристаллы одного минерального вида, растущие в
разных «питательных средах», могут оказаться
совершенно непохожими друг на друга.
Например, кристаллы апатита могут выглядеть
И как плоские шестиугольные пластинки, и как
удлинённые «карандашики», и даже как
иголочки. Конкретные причины такого влияния
«питательных сред» на облик минералов во
мнргих случаях ещё не ясны.
КИНОВАРЬ
Н'азвание этого сульфида ртути имеет
древнеиндийское происхождение, и
связано оно с названием красной смолы,
считавшейся кровью дракона. Это очень красивый
красный или тёмно-красный минерал, с
алмазным блеском. Издавна используется как
основная руде ртути и в качестве минеральной
краски. Киноварь, как и галенит, отличается
высоким удельным весом (8,1 г/см3).

Энциклопедия для детей
АНТИМОНИТ
Латинскоеmtimoniurrt означат* «сурьма»*
Название указывает на значение этого
минерала как основной сурьмяной руды*
Антимонит обладает свинфво+серым цветом,
1\еталлическйм бл&ском* В отличие от галенита
н образует игольчатые, столбчатыекристаллы
совершенной спайностш вдоль удлинения
ристаллов.
Антимонит.
АУРИПИГМЕНТ
ШЁазвение этого минерала с латинского
П переводится как «золотая краска». Это
очень красивый минерал золотисто-желтого
цвете» с жирным или алмазным Шелковистым
блеском, совершенной спайнбстью, очень
Кягкий (твердость t iS~~2),
Красочно выглядят его сростки с другим
/льфидом мышьяка — оранжево-красным
реальгаром, который встречается в низкотемпе*
ратурных гидротермальных милах.
Аурипигмент.
294
Согласитесь, всё-таки разные вещи — беспорядочно
сваленная груда кирпичей и стена дома, которая аккуратно
сложена из этих кирпичей. Так же и частицы вещества:
когда они образуют кристалл, то располагаются рядами,
цепочками, в виде сеточек. Они отстоят друг от друга на
одинаковых, повторяющихся расстояниях.
Мы привыкли думать, что для поддержания порядка
необходимо прилагать какие-то усилия. Однако порядок в
структуре кристаллов возникает и поддерживается как бы
сам собой. Чтобы увидеть, как образуется такой порядок,
достаточно насыпать в коробочку много одинаковых
шариков и слегка встряхнуть её. Если под рукой нет
шариков, воспользуйтесь одинаковыми монетами.
Разложите их на столе и сдвиньте ладонями так, чтобы они
наиболее плотно соприкасались друг с другом. Что
получилось? Вокруг каждой монеты, лежащей внутри,
закономерно расположились шесть таких же монет. При
этом образовались ряды соприкасающихся монет,
протянувшиеся в трёх разных направлениях. Конечно, это
очень простой пример «наведения порядка». Частицы,
слагающие настоящие кристаллы, далеко не похожи на
шарики. Более того, многие кристаллы состоят из разных
частиц. Тем не менее их взаимное расположение очень
похоже на то, что мы увидели на примерах с шарами и
монетами.
Внутреннее устройство кристалла неизбежно отражается
и на его внешнем облике, и на его форме. По форме
кристалла определяют, в каком порядке соединились
частицы в его структуре. И, конечно, можно с большей
уверенностью говорить, что в октаэдрическом кристалле
флюорита, шестиугольной пластинке графита и в
пластинчатом кристалле барита частицы расположены по-разному. А
вот в «кубиках» галита и галенита они расположены очень
похоже, хотя эти минералы имеют различный химический
состав.
Как же описать эти различия и сходства? Обратим
внимание на симметричность всех кристаллических
структур и соответственно кристаллов. Но симметричны они
по-разному. Ещё раз призовём на помощь воображение.
Представим себе, что каждый кристалл, каждый минерал —
это целое царство. Все его подданные — атомы, молекулы,
ионы — обязаны подчиняться строжайшим законам.
Порядок в царстве кристалла идеальный. С ним даже
отдалённо не сравнятся армейские колонны на военном
параде.
^та\
шт
U4^
Кристаллическая решётка
каменной соли (галита).
Чёрные кружки —
ионы натрия,
белые — ионы хлора.

Минералы а горные породы
Управляет этим царством очень строгая
властительница — симметрия. Её нельзя разглядеть даже в самый
сильный микроскоп, потому что у неё нет ни тела, ни объёма,
ни массы. Однако у неё есть слуги, которые взирают на
окружающие ряды, цепи, кольца и следят за тем, чтобы все
частицы и атомы занимали чётко установленное для них
место. Имя этих слуг — «элементы симметрии»: центры,
плоскости и оси симметрии.
Центр симметрии — особая точка (она может быть
только одна) внутри какой-нибудь фигуры, которую
образуют частицы кристалла. Она отличается тем, что любая
проведённая через неё прямая линия по обе стороны и на
равных расстояниях от неё встретит подобные точки.
Например, возьмём куб или шар. Их геометрический центр
и есть центр их симметрии.
Плоскостью симметрии называется плоскость, делящая
фигуру на две зеркально-подобные части. Такую плоскость
каждый может найти на своём теле, мысленно «разделив»
его на правую и левую половины.
Ось симметрии — прямая линия, проходящая через
фигуру, при повороте вокруг которой эта фигура
совмещается сама с собой. Число совмещений фигуры с собой
при повороте её вокруг оси симметрии на 360° называется
порядком оси. Так, например, через грифель шестигранного
карандаша проходит ось симметрии шестого порядка.
В минералах могут быть оси симметрии только второго,
третьего, четвёртого и шестого порядков, а живые
организмы (например, морские звёзды) могут обладать
♦запрещённой» для минералов осью пятого порядка.
Правда, обнаружены и кристаллы с осью пятого порядка, но
это не минералы, а «живые» кристаллы — вездесущие и
коварные вирусы. Похоже, что по этой оси проходит одна
из границ между миром живого и неживого. Ось симметрии
седьмого порядка в природе вообще не встречается. Если
предмет имеет такую ось — значит, он сотворен разумным
существом, человеком.
Но вернёмся к минералам. Мы должны решить задачу:
по элементам симметрии научиться определять их сходства
и различия. Например, кристалл кубической формы имеет
следующий набор элементов симметрии: три оси четвёртого
порядка, четыре оси третьего порядка, девять плоскостей и
центр симметрии. Попробуйте их найти и сравнить с набором
элементов симметрии, например тетраэдра (фигуры с
четырьмя гранями — равносторонними треугольниками).
Как бы ни был сложен такой подход, только по степени
симметричности мы сможем подразделить кристаллы на
семь классов (сингоний), семь разновидностей: кубическую,
тетрагональную, гексагональную, тригональную,
ромбическую, моноклинную и триклинную. Иными словами,
властительница-симметрия может создавать семь основных
видов конструкций, которые образуют её подданные, и для
поддержания порядка в каждой из них требуется
определённое число слуг — плоскостей, осей и центра
симметрии.
Интересно, что одни и те же вещества в разных условиях
могут образовывать совершенно разные кристаллические
структуры, а следовательно, и разные минералы. Ярким
примером этого является углерод: если у него
гексагональная сингония, то образуется графит, если кубическая —
алмаз.
О ШОГЁНИДЫ
ФЛЮОРИТ
рщё его чес то называют плавиковым шпатом.
С Это название, как и слово «флюорит» (от
лёт. Uuere — «течь»)j связано с
использованием mom минерала в качестве
флюса ■~::вешества+Помогающего при
выплавке, например» металлов. Известны очень
разнообразные по окраске разновидности флю-
щ ^:-зелёньШ, голубые, фиолетовые,
эные, жёлтые, розовые, коричневые,
ас ныв. Реже минёра л бесцветен. Часто
ну цветов можно увидеть даже в пределах
чого кристалла. От его центра к поверхности
• многократно сменять друг друга
ные, розовые, лиловые, бесцветные зоны,
ересно, что цветом флюорита легко
валять, нагревая его или воздействуя
рентгеновскими лучами. Некоторые
разновидности флюорита можно заставить
светиться голубым, зелёным, фиолетовым
светом, облучая минерал ультрафиолетовыми
лучами или нагревая еУоь ОбычнЬ флюорит
прозрачен или полупрозрачен, имеет
стеклянный блеск, для него характерна
совершенная спайность.
х
эиг
Флюорит.
ГАЛИТ
ААожет быть, кто-то и не слышал названия
ШтШэтогб минерала, но уж самого минерал
наверняка знают все. Очищенный галит ~~~ это
поваренная соль (от греч*«галс» — «соль»).
Галит -*• прозрачный или полупрозрачный
Минерал со стеклянным блеском, орычно
бесцветен, но минеральные Примеси часто
окрашивают его а серый, красный, коричневый
цвета* Красивая голубая и фиолетовая окраска
некоторых галитов связана с воздействием на
них радиоактивных лучей в природных
залежах. Встречается галит # а виде кубических
кристаллов, которые обладают совершенной
[спайностью и легко раскалываются на па-
раллелепипеды.
0 природе он часто образует колоссальные
295

Энциклопедия для детей
залежи — целые слои толщиной в сотни
метров, Галит легче большинства других
горных пород, и поэтому иногда его слои
«всплывают», нан капли масла, на которое
налили воду. При этом образуются целые
«горы» из соли — «соляные купола». Пре~
оасные ажурные кристаллы галита можно
айти в некоторых высыхающих соляных
озёрах. Основные отложения галита
образовались при отступании, высыхании древних
В этих отложениях галит встречается
несте с кальцитом, гипсом, сильвином (КО).
Голит.
ШНЕРАЛЫ
У «АДСКИХ ВРАТ»
г П стречи с дьяволом» —~ так назвал свою
D книгу известный вулканолог Гарун
Тазиев. И действительно, мир вулканов — их
езжизненная, покрытая тёмным шлаком
поверхность, буйство огненной стихии,
читающие всё на своём пути потоки лавы,
оварные «палящие тучи», сернистые
испарения — издавна наводил людей на мысль,
что именно здесь находятся окна в царство
ьявола, в преисподнюю.
Минералог же видит, как вулкан своим
цыханием создаёт поразительные, уникальные
минералы.
Вулканы при извержении выделяют
громадное количество газов. Известно, что
лишь один из боковых конусов Этны при своём
последнем извержении в 1978 г. выделял в
виде пара более 200 млн л воды в день. Но и
когда вулкан не извергается, через трещины в
нем непрерывно идёт поток горячих газов. А на
стенках этих трещин из газов осаждаются
разноцветные кристаллические корочки
разнообразных минералов* В большом количестве
здесь можно встретить уникальные хлориды,
фториды К, Na, Fe, Мп, At, Си, Pb, различные
сульфаты, оксиды железа, марганца, меди.
Скопления самородной серы бывают настолько
велики, что иногда разрабатываются как
месторождения. В Италии из таких скоплений
добывается и удивительный минерал сассолин
(НэВОз) — природная борная кислота. Ветре-
^^^
Структуры алмаза (слева) и графита (справа)
Вертикальные линии соединяют атомы чередующихся слоев
ГДЕ И КАК ОБРАЗУЮТСЯ
МИНЕРАЛЫ
Надо быть емельш,
чтобы видеть скрытое...
Морис Метерлинк
«Синяя птица>>
МОЛЧАЛИВЫЕ
СВИДЕТЕЛИ
Рождение большинства минералов скрыто от нас: эту тайну
хранят миллионы лет, прошедшие с момента их образования
в недосягаемых глубинах Земли. Там и сейчас происходят
загадочные процессы рождения минералов и превращения
их друг в друга.
Возьмите в руки обломок горной породы, из которой
выступают голубовато-серый кристалл-«бочонок» корунда,
или похожие на молодую траву «заросли» кристаллов
эпидота на магнетитовой руде, или рассыпающийся под
пальцами на блестящие пластинки слюдяной сланец, или
просто обломок гранита с железнодорожной насыпи.
Взгляните на находку и задумайтесь: это соприкосновение с
частицами, возраст которых исчисляется миллиардами лет,
которые возникли задолго до появления живых существ и
исчезновения многих из них.
Минералы земной коры тысячами незримых связей
взаимодействуют, казалось бы, с совершенно чуждым им
миром живой природы. Они участвуют практически во всех
природных процессах, в том числе и в круговороте в природе
таких важнейших для жизни элементов, как, например,
кислород, углерод, сера, фосфор. Есть и гипотезы, что
некоторые минералы послужили «верстаком», на котором
были «сконструированы» сложные органические молекулы,
давшие начало жизни на Земле.
Так получилось, что человек больше знает о событиях,
происходящих на расстоянии в миллионы световых лет, чем
о том, что творится глубже десятка километров у него под
ногами. Самыми надёжными свидетелями скрытой от нас
жизни Земли являются минералы, которые образовались в
недрах планеты и затем в результате геологических
процессов оказались наверху и стали доступны для
изучения. Если о событиях, происшедших сотни и тысячи
лет назад, можно узнать из наскальных рисунков и
296

Минералы и горные породы
Кварц
Агат
Оникс.
чаются и просто поразительные находки. Так, на лаве
Везувия находили корочки серых кристаллов
удивительного соединения РезЫ2 — минерала сидеразота.
В возгонах (твёрдых продуктах деятельности
вулканических газов) вулкана на одном из Курильских островов
нашли скопление сульфида редчайшего элемента —
рения. А в трещинах вулканических конусов, выросших за
несколько месяцев в ходе знаменитого Толбачикского
извержения 1976 г. на Камчатке, были найдены такие
самородные металлы, как железо, алюминий, медь, цинк,
олово, свинец, титан, золото. Это поставило учёных перед
множеством вопросов, в частности каким образом эти
металлы переносились вулканическими газами и что же в
самом деле происходит при извержениях.
о оксиды
КВАРЦ
Это один из самых распространённых минералов.
Несмотря на простой состав, известно множество его
разновидностей, которые составляют целый мир
ювелирных и поделочных камней. Известны
разновидности кристаллического кварца различных
цветов: фиолетовый и лиловый аметист, жёлтый цитрин,
коричневатый раухтопаз, чёрный морион. Бесцветный кр-
истшлический кварц называется горным хрусталём. Скры-
токристалличесшя разновидность кварца — халцедон —
тоже образует целую гамму разновидностей: зелёный
хризопраз, мясо-красный карнеол, розовый сердолик,
полосчатые агаты и ониксы и множество других.
Включения различных минералов могут превращать кварц в
мерцающий жёлтыми и красноватыми «звёздочками»
авантюрин, в шелковисто-переливающиеся «тигровый
глаз», «кошачий глаз» и «соколиный глаз».
У кварца обнаружено много замечательных свойств,
которые сейчас широко используются человеком. В
отличие от обычного стекла кварц прозрачен не только
для видимых, но и для ультрафиолетовых и инфракрасных
лучей, что позволяет использовать его в различных
оптических приборах. Небольшой коэффициент теплового
расширения даёт возможность делать из кварцевого
стекла посуду, которую можно без опасений ставить
прямо на огонь. Всем, наверное, известны «кварцевые»
часы. В них, как и во многих других электронных
приборах, используется важное свойство кварца — он
колеблется под действием электромагнитного поля
(тезоэффет).
Кварц может образовываться и встречаться в самых
разных условиях — в магматических, метаморфических,
осадочных породах. Самые крупные и хорошо
огранённые кристаллы кварца можно найти в пегматитах и
гидротермальных жилах.
х
Благородный
опал
297

Энциклопедия для детей
,.
ГЕМАТИТ
Название минерала произошло от
греческого слова *гематос» {«кровь»)* Это
связано с характерным вищнёво^красным
цветом черты, которую оставляет этот
минерал на специальной керамической
пластинке. Сам гематит бывает от буро*
красного до черного цвета* его кристаллы
обладают полу металлическим или алмазным
блеском. Гематит образует уплЬшДнные
кристаллы, которые образуют красивые сростки
(«гематитовые розы»).
Гемотит.
МАГНЕТИТ
£'щё один оксид железа. Назван он,
вероятно, по имени легендарного
древнегреческого пастуха Магнуса,
нашедшего природную магнитную гору. От
гематита он отличается чёрным цветом,
сильными магнитными свойствами (около об*
резца, содержащего магнетит, легко заметить
отклонение стрелки компаса) и формой
кристаллов.
Магнетит встречается в магматических,
метаморфических породах (это .из-за него
гигантское скопление железных руд на
ерритории России получило название
Курской магнитной аномалии).
Он является представителем большого
семейства минералов — группы шпинелей,
куда входят благородная шпинель (MgAliOd)
— прозрачный драгоценный камень розового
цвета, украшающий королевские короны,
хромит (FeCrjOj) ■•**. основная хромовая руда,
и многие другие минералы.
::П
старинных манускриптов, если о происходившем на Земле
миллионы лет назад рассказывают остатки животных и
растений прошедших эпох, то минералы могут поведать о
жизни Земли за колоссальный промежуток времени. Может
быть, этот кристалл пирита вырос незадолго до таинственной
катастрофы, положившей конец владычеству динозавров на
Земле, а это невзрачное зёрнышко полевого шпата возникло
на молодой, совершенно безжизненной планете, которая ни
очертаниями материков, ни составом атмосферы ещё не
напоминала современную Землю.
Конечно, чтобы что-то узнать о возникновении и жизни
минералов, надо суметь спросить их и понять ответ.
Посмотрим, например, на прозрачные пластинки,
сделанные из некоторых кристаллов кварца, циркона или
касситерита. В них даже невооружённым глазом можно
заметить по-разному окрашенные полоски (ростовые
зоны) — следы последовательного роста кристаллов. Они есть
во многих минералах и зачастую настолько тонки, что их
трудно разглядеть даже при помощи микроскопа. В них, как
на компакт-диске или компьютерной дискете, записана
история минерала, история окружавшей его среды.
Колоссальное количество сведений о жизни минерала и о том, что
происходило вокруг него, зашифровано в изменении его
состава, появлении в нём неоднородностей (в том числе
минеральных, газово-жидких включений). Теперь наша
задача состоит в том, чтобы научиться расшифровывать эти
записи. Работа эта во многом только начинается, и впереди
ещё много интересного и неожиданного.
Как возникли минералы, почему некоторые из них всегда
находятся рядом, а иные никогда не встречаются вместе?
Сейчас уже ясно, что рождение и преобразование
минералов — важная часть грандиозных процессов жизни всей
известной нам части Вселенной, но здесь мы остановимся на
способах образования минералов лишь во внешней твёрдой
оболочке Земли — земной коре.
ПОДНЯВШИЕСЯ
ИЗ ПЕКЛА
В глубинах Земли существуют области, где вещество
находится в жидком, расплавленном состоянии, называемом
магмой. Когда магма поднимается вверх, она начинает
медленно остывать, при этом один за другим образуются разные
минералы. Тем, которые рождаются первыми, повезло: они
формируют правильные кристаллы, потому что ничто не
мешает их росту. Минералам, которые возникают позже,
приходится тесниться в промежутках, поэтому форма их
далека от правильной. Зная эту закономерность, можно
исследовать магматическую горную породу и установить, в
каком порядке образовались минералы при остывании
расплава на глубине. Особенно хороши для изучения такие
горные породы, как граниты, диориты, габбро,
полированные пластины которых часто используют для облицовки
зданий, памятников, станций метрополитена.
Если магма свободно изливается на поверхность Земли
(её называют лавой), то затвердевает она так быстро, что
часть её вещества не успевает образовать кристаллы и
застывает в виде стекла. Конечно, оно не похоже на оконное
стекло: обычно это тёмное, непрозрачное вещество,
составляющее основу таких вулканических пород, как базальты.
Горная порода, целиком состоящая из вулканического
298

Минералы и горные породы
стекла, называется обсидиан. Он используется как
поделочный камень.
Иногда подъём магмы сопровождается взрывами,
которые дробят горные породы и выбрасывают наверх
минералы, образовавшиеся на больших глубинах. Это так
называемые трубки взрыва, которые содержат редкие
минералы, образовавшиеся при очень высоких температурах
и давлениях. Из них наиболее известны алмазоносные
кимберлитовые трубки, названные так по месту их первой
находки — посёлку Кимберли в Южной Африке. Они имеют
форму вертикального конуса, расширяющегося до
нескольких сотен метров у поверхности Земли и сужающегося на
глубине до десятков километров. Предполагают, что по ним
с глубины свыше 100 км, где температура и давление
достаточно высоки, было поднято к поверхности вещество,
в котором образовались алмазы.
ГОРЯЧЕЕ
ДЫХАНИЕ ГЛУБИН
При остывании магмы выделяется большое количество
«летучих» веществ в виде газов и растворов. Проходя по
трещинам в окружающих горных породах, они остывают и
образуют очень разнообразные горные породы: пегматиты,
грейзены и гидротермальные жилы, которые содержат
важнейшие руды металлов.
Пегматиты своё название получили от греческого
«пегматос» — «крепкая связь», вероятно, из-за
«проросших» друг в друга кристаллов кварца и полевого шпата.
Пегматиты — обычно крупнозернистые (т.е. состоящие из
крупных зёрен минералов) горные породы, часто содержат
гигантские кристаллы некоторых минералов. В них,
например, находили кристаллы кварца размером до 5,5 м,
кристаллы берилла длиной 6 м и весом 200 т, 10-метровые
кристаллы полевого шпата. Очень богаты пегматиты
минералами редких и редкоземельных элементов, многие из
которых встречаются только в них. В образовании
пегматитов ещё очень много неясного, но большинство учёных
считают, что минералы в них образуются при
кристаллизации «остаточного» расплава, который насыщен водой и
газами и остаётся жидким, когда уже большая часть магмы
раскристаллизовалась.
Грейзены получили своё название от немецкого слова
Greisen — «расщепление». Это связано с тем, что основной
минерал многих грейзенов — слюда — легко расщепляется
на пластинки. Грейзены образуются из магматических
горных пород, в основном из гранитов, которые изменяют
свой минеральный состав под действием горячих газов и
растворов. Они тоже часто содержат многие ценнейшие
руды, например олова и вольфрама, а также красивейшие
кристаллы турмалинов, бериллов, топазов.
СОКРОВИЩА
ИЗ «ГОРЯЧЕЙ ВОДЫ»
«Горячая вода» — так можно перевести название горячих
источников и горячих подземных растворов (гидротерм).
Они интересны ещё и тем, что образуют множество
минералов. Температура гидротермальных растворов может
колебаться от 50—150° С (низкотемпературные гидротермы) до
почти 400° С (высокотемпературные гидротермы). Эти
температуры могут превышать всем хорошо известную тем-
Магнетит.
КАРБОНАТЫ
КАЛЬЦИТ
Зто один из наиболее распространённых
минералов. Он бывает белым, серым,
бурым, голубым, зелёным, жёлтым, розовым и
даже черным* Его кристаллы обладают
совершенной спайностью по трём направлениям и
раскалываются на правильные фигурки, каждая
грань которых имеет форму параллелограмма.
Кальцит образует очень разнообразные
кристаллы от пластинчатой до
вытянуто-призматической формы. Его легко отличить по
«вскипанию» под действием даже разбавленных
кислот, прозрачная разновидность кальцита —
исландский шпат -* обладает способностью
расщеплять проходящий через него луч света
на два так, что, если взглянуть на предмет
через пластинку исландского шпата, его
изображение раздваивается. Этим свойством
обладают многие минералы, но кальцит —
практически единственной, в котором это явление
(двулучепреломление) заметно
невооружённым глазом.
Основная часть кальцита в природе
содержится в многокилометровых толщах
осадочных пород>~ известняков, в метаморфизо-
ванных известняках —мраморах. Если
приглядеться ко Многим из этих пород,
окажется, что они почти целиком сложены из
карбонатных остатков обитателей древних
морей -—• морских лилий, морских ежей,
раковин разнообразных моллюсков.
Вода легко растворяет и вновь переотлагает
кальцит в осадочных породах. С этим связано
возникновение загадочного и чарующего мира
пещере их разноцветными, спускающимися с
кровли гигантскими кальцитовыми
«сосульками» — сталактитами; растущими вверх колон*
нами *--* сталагмитами; хрупкими «каменными
цветами» и зарослями странных ветвистых
кальцитовых образований — гелектами.
Вместе С кальцитом осадочные породы и
Гидротермальные жилы часто содержат такие
карбонаты, как доломит (СаМд[СОз]2),
сидерит (ЕеСОз)* Магнезит (МдСОз) и
родохрозит (МпСОз) обычно встречаются в
гидротермальных жилах.
к
299

Энциклопедия для детей
Кольцит
МАЛАХИТ И АЗУРИТ
Эти минералы хорошо известны как ювелир-
ные и поделочные камни: изумрудный и
тёмно-зелёный малахит, названный так из-за
сходства своего цвета с цветом листьев мальвы
(по-гречески «малахэ»), ярко-синий азурит,
название которого происходит от персидского
слова «лазвард» — «голубой» (только не надо
путать азурит с лазуритом, тоже синим, но
силикатным минералом). Малахит часто
встречается в виде «почек» с
концентрически-зональным строением, а азурит образует
кристаллические корочки, землистые агрегаты. Очень
красив волокнистый малахит с шелковистым
блеском («плисовый малахит»). Редко, но всё же
встречаются и отдельные кристаллы малахита.
Образуются эти минералы там, где вблизи
поверхности окисляются сульфидные медные
руды. Очень часто эти руды можно найти по
землистым малахитовым корочкам (медной
зелени).
Интересно, что уральский малахит, красота
которого воспета писателем Павлом
Петровичем Бажовым в «Малахитовой шкатулке» и
который известен как один из ценнейших
поделочных камней, на первых порах после открытия
его месторождений на Урале в 1635 г.
к использовался лишь в качестве медной руды*
пературу кипения воды (100° С), но даже очень горячие
растворы не превращаются в пар, если давление достаточно
высоко. Если действие происходит на глубине, где горячие
растворы обычно движутся по трещинам в горных породах,
то на стенках этих трещин формируются разнообразные
минералы. Так образуются гидротермальные жилы.
Самое интересное происходит там, где эти растворы
приближаются к поверхности и где резко понижается
давление. Они бурно вскипают (с этим, в частности, связано
такое удивительное явление природы, как гейзеры), и из них
начинает выделяться множество минералов. Очень похожее
явление — образование накипи в чайнике. Это тоже
отложение минеральных веществ из горячей воды, только в
домашних условиях. Отложения минеральных веществ
часто полностью забивают водопроводные трубы, по
которым текут «рукотворные гидротермы».
С гидротермами связано образование важнейших рудных
месторождений — золота, меди, свинца, цинка.
СМЕНИВШИЕ ОБЛИК
И ИМЯ
В недрах Земли горные породы часто изменяют свой
минеральный состав под действием внутреннего тепла или из-за
повышенного давления. Это явление называется метамор
физмом. Термин «метаморфизм» обозначает один из
важнейших процессов в жизни каменной оболочки Земли.
Удивительные превращения — вот что происходит практически
с любым веществом, которое волей геологической судьбы
погружается в недра Земли или попадает в непривычные для
него условия. Рождаются не только новые минералы, но и
новые горные породы, которые ими образованы. Из наиболее
известных метаморфических пород можно назвать гнейсы,
сланцы, кварциты, мрамор. Они образуются при
перекристаллизации как осадочных пород (например, кварциты из
песчаника, мрамор из известняка), так и некоторых
магматических (некоторые гнейсы из гранитов, серпентиниты из
перидотитов). Минеральный состав многих
метаморфических пород точно указывает на условия, в которых они
изменялись.
Когда в глубинах Земли магма встречается с горными
породами, сложенными в основном карбонатами, возникают
кладовые ценнейших и красивейших минералов — скарны.
«Скарн!» — это возглас шведских горняков, когда они,
пробивая шахту к богатой магнетитовой руде, вместо неё
наталкивались на пустую породу. Но не такой уж она
оказывается и пустой. Скарны, которые образуются на
контакте магмы с мрамором, содержат гранаты, пироксены,
благородную шпинель и некоторые другие драгоценные
камни.
СОЛНЦЕ, ВОЗДУХ, ВОДА
И МИНЕРАЛЫ
Как бы ни были тяжелы условия в глубинах Земли, всё-таки
для большинства минералов они очень благоприятны: там,
можно сказать, их родной дом. Лишь только минерал
оказывается на поверхности земли, на него начинают
действовать многочисленные внешние силы, в первую очередь
Солнце, воздух и вода. Изменяются условия — приходится
изменяться и минералам. При этом часто образуется мно-

Минералы и горные породы
жество новых минералов. Вода и кислород воздействуют на
руды, образовавшиеся на глубине, и окисляют их (их
скопления называются зонами окисления). Скопления новых
минералов образуют так называемые коры выветривания
горных пород.
В условиях жаркого климата в морях и озёрах выпадают
в осадок различные соли, тоже образующие на дне залежи
минералов. Ещё большие минеральные массы образуют
остатки различных организмов.
ВЕЧНОЕ
ПРЕВРАЩЕНИЕ
Все процессы образования минералов тесно связаны друг с
другом: образовавшийся из горячей магмы кристалл
полевого шпата, попав на поверхность Земли, превращается в
каолинит и гидрослюды осадочных пород, а когда эти
породы погрузятся в глубины Земли, то их минералы в свою
очередь могут превратиться в кристаллы рубина, ставролита
или того же полевого шпата. Это вечное превращение,
обновление минералов прекрасно описано «поэтом камня»,
минералогом, геохимиком Александром Евгеньевичем
Ферсманом. «Всюду вокруг нас идёт напряжённая химическая
работа. Всюду старые тела перерабатываются в новые,
осадки ложатся на осадки, накопляются минералы;
разрушенный и выветрившийся минерал сменяется другим,
незаметно на свободную поверхность ложатся новые и новые
слои... Так постепенно продукты разрушения Земли,
ускользая от власти деятелей поверхности и закрываясь новыми
осадками, переходят в чуждые им условия глубин. А в
глубинах породы воскресают в совершенно новом виде. Там
они соприкасаются с расплавленным океаном магмы,
который проникает в них, то растворяя, то вновь
выкристаллизовывая минералы. Так осадки поверхности снова
соприкасаются с магмой глубин, и частица каждого вещества
совершает много раз свой долгий путь в вечном движении».
КАКИЕ БЫВАЮТ
МИНЕРАЛЫ
.. .А город был чистое золото, подобен
чистому стеклу. Основания стены города
украшены всякими драгоценными камнями:
основание первое — яспис (яшма), второе
— сапфир, третье — халцедон, четвёртое
— смарагд (изумруд), пятое — сардоникс,
шестое — сердолик, седьмое — хризолит,
восьмое — берилл, девятое — топаз,
десятое — хризопраз, одиннадцатое —
гиацинт, двенадцатое — аметист.
Новый завет. Откровение Иоанна Богослова
(Апокалипсис), гл. 21, стих 18—20
НЕ ПРОСТО,
А ОЧЕНЬ ПРОСТО —
САМОРОДНЫЕ ЭЛЕМЕНТЫ
Часто эти минералы и называются так же, как химические
элементы — серебро, медь, теллур, висмут, сера, а некоторые
СУДЬБА
«ШАХА»
Есть драгоценные камни, которые не только
являются молчаливыми свидетелями
исторических событий, но и их участниками. С
одним из таких камней мы сейчас и позна-
комимся. Это алмаз, носящий имя «Шах»,
историю которого описал А.Е. Ферсман.
Прозрачный, чуть желтоватый, вытянутый
кристалл длиной около 3 см был найден в
1591 г. в Голконде, знаменитом своими
самоцветами районе Индии. Он был доставлен ко
двору владыки княжества Ахмеднагар.
Придворные мастера вырезали персидской
вязью на одной из граней алмаза: «Бурхан-
Низам-шах Второй, 1000 г,» (надо учесть, что
это летоисчисление отличается от привычного
нам). Но уже через несколько лет княжество
Ахмеднагар покорил властитель Северной
Индии Акбар из династии Великих Моголов и
завладел в числе прочих драгоценностей и
этим камнем. Когда же власть перешла к его
внуку, Шах Джахану, тот повелел на другой
грани алмаза вырезать надпись: «Сын Джахан-
гир-шаха Шах Джахан. 1051 г.» (это был
1641 г.). Но сын Шах Джахана Аурангзеб после
долгой, упорной борьбы захватил всё
богатство и трон Великих Моголов, заточив отца в
темницу. Трон зтот, по описанию
путешественников, поражал своим
великолепием. Он был украшен 108 алыми
благородными шпинелями, 160 изумрудами,
множеством бриллиантов. С передней стороны
балдахин украшал обрамлённый рубинами и
изумрудами алмаз. Это был «Шах». К этому
301

Энциклопедия для детей
времени кроме надписей не нём появилась
глубокая борозда, позволяющая подвешивать
его на шёлковой или золотой нити, Пр$#нееиз
резиденции Великих Моголов Джаханабада
алмаз был перевезён в Дели. Но не вечной
оказалась сила Великих Моголов, и в 1739 г.
Надир-шах из Ирана напал на Индию и завла*
дел этим алмазом, В Иране была
выгравирована и третья надпись на нём: «Владыка Каджар
Фатх'Али-шах Султан. 1242 г.» (т.е. tB24 rw), А
через пять лет после этого в столице Ирана
Тегеране был убит русский дипломах и поэт
А.С. Грибоедов. Чтобы смягчить гнев
российского царя, шах Ирана послал в
Петербург своего сына Хосров-мирзу с одним
из величайших сокровищ иранской казны— ал*
мазом «Шах». В Петербурге алмаз хранился
среди других драгоценностей в Бриллиантовой
кладовой Зимнего дворца вплоть до войны
1914 г., когда он был отправлен в Москву.
Сейчас этот камень находится в Москве,
в Алмазном фонде.
I
■о
СУЛЬФАТЫ
ГИПС
Минерал белого, серого, желтоватого
цвета. Иногда он бесцветен, прозрачен
или полупрозрачен, со стеклянным блеском, с
весьма совершенной спайностью, твёрдость
его равна 2, а это означает, что он легко цара*
пается даже ногтем. Кристаллы гипса 4-» это
пластинки, лепестки, иголочки. Среди них
часто встречаются двойниковые кристаллы
(«ласточкин хвост»), сростки лепёсткьвидиых
кристаллов («гипсовые розы»). Нак поделочные
камни известны волокнистые разновидности
гипса: селенит и алебастр — породы,
состоящие из мелкокристаллического гипса.
Нак галит и кальцит (и часто вместе с ними),
гипс может слагать огромные пласты
осадочных пород.
имеют и собственные названия. Так, кристаллический
углерод в природе может встречаться в форме разных
минералов — графита, лонсдейлита и алмаза.
Несмотря на простоту состава, происхождение
большинства этих минералов крайне загадочно. Какая сила
собирает в многокилограммовые самородки один из
наименее распространённых в природе химических
элементов — золото? Где возникают алмазы, для образования
которых нужны огромные температуры и давления,
немыслимые в доступных для нас условиях? Как они поднимаются
наверх? В последние десятилетия были найдены такие
самородные минералы, которые по всем существовавшим до
сих пор представлениям возникнуть просто не могли,
например самородный алюминий.
И ТУТ ЗАПАХЛО СЕРОЙ...
СУЛЬФИДЫ
Сульфидами называются соединения химических элементов
(в основном металлов) с серой. Многие из них уже очень
давно известны и используются человеком.
Встретить такие минералы можно практически во всех
горных породах. Очень разнообразны и условия их
возникновения. Вместе с магматическими расплавами
поднялись вверх гигантские скопления сульфидов железа,
меди и никеля близ Норильска в России и около Садбери в
Канаде. Со скарнами Приморья связаны крупные
месторождения сульфидов свинца и цинка — галенита и
сфалерита. Сенсацией стало и открытие в рифтовых зонах
океана так называемых чёрных курильщиков — бьющих из
трещин на дне горячих источников, вокруг которых
вырастают «трубы», конуса, целые холмы из сульфидных
минералов.
СОЛЬ ЗЕМЛИ, И НЕ ТОЛЬКО ОНА.
ГАЛОГЕНИДЫ
Галогенидами называют соединения элементов с
галогенами — фтором, хлором, бромом, йодом. Их можно также
описать как соли плавиковой (HF), соляной (НС1) и других
подобных кислот.
Галогены, точнее их ионы, есть почти во всех природных
водах. На этикетке минеральной воды можно видеть такую
надпись: «Хлоридно-карбонатная». Хлорид натрия придает
солёный вкус и морской воде. Поэтому достаточно дать этим
водам испаряться, чтобы в них росла концентрация солей.
А далее из них начинают выпадать кристаллы. Как один из
интереснейших примеров природной лаборатории, в которой
образуются многие из этих минералов, можно назвать
Кара-Богаз-Гол — высыхающий залив Каспийского моря.
Есть и такие малорастворимые в воде галогениды, как
фторид кальция — флюорит. Бывает, что галогениды
образуются и из горячих вулканических газов, и даже на
большой глубине в магматических породах, например
карминово-красный фторид натрия — виллиомит.
КИСЛОРОД,
СПРЯТАННЫЙ В КАМНЕ.
ОКСИДЫ
Оксиды — соединения элементов с кислородом. Не так давно
было обнаружено, что некоторые искусственно полученные

Минералы и горные породы
соединения (например, оксид меди, бария и лантана)
обладают свойствами высокотемпературных сверхпроводников.
Это материалы, которые могут произвести в ближайшем
будущем переворот в энергетике и электронике.
Одним из самых распространённых на поверхности Земли
оксидов является НгО — вода и её минеральная
кристаллическая форма — лёд. Но с этим минералом знакомы все,
за исключением, может быть, аборигенов Центральной
Африки. Загадочных и поразительных свойств у него даже
больше, чем у многих других минералов.
Ещё один минерал этой группы — корунд (АЬОз). Это
минерал высочайшей твёрдости (9), уступающей лишь
алмазу. Наиболее распространён корунд серого, серовато-
синего, розового цветов. Его прозрачные разновидности —
это известнейшие драгоценные камни: синий сапфир и
кроваво-красный рубин. Бесцветная разновидность
корунда — лейкосапфир. Корунд обычно встречается в виде
огранённых бочковидных кристаллов. Мелкие зёрна
корунда называются наждаком. Издавна он использовался для
затачивания металлических орудий и шлифовки
драгоценных камней (но, конечно, не алмаза). Это же название
сохранили и искусственные точильные камни, хотя сейчас
они далеко не всегда состоят из корунда.
Есть рубины и сапфиры, которые, как и наиболее
крупные алмазы, имеют свои названия и историю. Несмотря
на то что уже давно найден способ синтезировать рубины
любого размера, природные рубины и сапфиры остаются
одними из самых дорогих драгоценных камней, часто
превосходящих по стоимости равные по величине алмазы.
Очень ценятся «звёздчатые» сапфиры, на выпуклой
полированной поверхности которых видна скользящая при
поворотах камня трёх-, шести- или двенадцатилучевая
звезда.
Высокая твёрдость и химическая стойкость корунда часто
используются в технике. Вспомните хотя бы о «камнях» в
часах. Это тоже корунд. С корундом связано и создание
источников света, обладающих фантастическими
возможностями, — лазеров. Одним из первых материалов,
использованных в качестве сердца лазера — его стержня,
был искусственный рубин.
В природе корунд обычно встречается в магматических,
метаморфических породах и пегматитах, обогащенных
полевыми шпатами.
Вместе с оксидами обычно описываются и гидроксиды —
соединения, содержащие кислородно-водородные атомные
группы (ОН). Из них, пожалуй, стоит упомянуть о
гидроксидах железа, нескольких минералах (гётите, лепи-
докроките, ферроксигите), имеющих формулу FeO(OH), но
разные кристаллические структуры. Раньше их смесь
называлась лимонитом. Ещё очень важна смесь гидроксидов
алюминия АЮ(ОН) — бокситы, являющиеся важнейшей
рудой алюминия.
КАРБОНАТЫ —
ОКАМЕНЕВШЕЕ ДЫХАНИЕ
ПРОШЕДШИХ ЭПОХ
К карбонатам относятся минералы, содержащие в своём
составе углерод — кислородные группы [СОз]. Иногда их
определяют как соли «угольной кислоты» — Н2СО3.
Карбонаты, слагающие мощные толщи осадочных пород,
представляют собой огромную планетарную «кладовую» окис-
ЦЕЛЕСТИН И БАРИТ
'■•*2|тр похожие друг на друга и часто об-
<Jразующие смешанные по составу крис^
талльи Название целестина происходит от
латинского c&elestis — «небесный» и связано с
небесно-голубой окраской этого минерала.
§арит обычно белый, серый, розоватый
минерёл;его название греческого
происхождения («барис») и означает
«тяжелый», что связано с его необычно
высокой для нерудного минерала плотностью
(4,5 г/см*}. Он встречается в виде хорошо
ограненных таблитчатых, столбчатых
кристаллов.
Целестин встречается в основном в осадочг
ных породах, где его накопление во многом
связано с мельчайшими организмами—
радиоляриями (ажурные скелетики некоторых
из них состоят из сульфата стронция). Барит
частв Можно найти в низкотемпературных
гидротермальных жилах.
Целестин.
О ФОСФАТЫ
АПАТИТ
Это очень изменчивый по цвету минерал, что
и объясняет возникновение его названия
(от греч. «апатйо» — «обманываю»). Он бывает
и жёлтым, и зеленым, и синим, и фиолетовым,
и красным* а иногда бесцветен. Апатит
образует кристаллы характерной формы —
шестиугольные призмы.
Его можно найти во многих магматических
породах, а красивые, хорошо огранённые
кристаллы апатита встречаются в гидротермальных
и пегматитовых жилах. Землистая
разновидность апатита —> фосфорит — часто
образует большие скопления в некоторых
осадочных породах.
5С
303

Энциклопедия для детей
Апатит
О СИЛИКАТЫ И
АЛЮМОСИЛИКАТЫ
оливин
|го минерал от жёлто-зелёного (оливкового,
^что и отражено в его названии, которое
происходит от латинского слова oliva г*-
«маслина») до тёмно-зелёного, почти чёрного цвета.
'Чёлто-зелёная прозрачная разновидность
оливина -— известный драгоценный камень
хризолит, брошь из которого и представлена
на фотографии.
Брошь
Золото, хризолиты
Москва 1899-1908 гг
304
ленного углерода, углекислоты — той самой, которая об
разуется при дыхании живых существ, выбрасывается
вулканами и в наше время в огромных количествах образуется
при сжигании миллиардов тонн угля, нефти, газа. Еще не
известно, как смогла бы существовать жизнь на Земле, если
бы не карбонаты, забирающие значительную часть
углекислоты.
ОТ ГИПСА ДО «НЕБЕСНОГО КАМНЯ».
СУЛЬФАТЫ
Сульфаты можно рассматривать как соли серной кислоты
H2SO4. Конечно, это не означает, что они образуются в
природе только при реакциях, в которых участвует серная
кислота. Для их образования небходимо, чтобы в растворе
было достаточное количество групп SO4. А их много и в
морской воде, особенно в лагунах по берегам морей. Много
сульфатов и в горячих водных растворах, просачивающихся
из глубин Земли.
«КАМЕНЬ ПЛОДОРОДИЯ» И ДРУГИЕ.
ФОСФАТЫ
Фосфатами называются соли фосфорной кислоты Н3РО4.
Элементом жизни и мысли назвал фосфор известный
минералог Ферсман. Без него невозможна жизнь ни животных,
ни растений. Огромное значение для повышения урожая
многих культурных растений имеют фосфатные удобрения,
получаемые из природных фосфатов. Но и происхождение
многих скоплений фосфатов связано с деятельностью
миллиардов живых существ. В Подмосковье и других районах
России залегают тёмные глины юрского возраста, богатые
фосфоритами. Чего там только нет! Спирально-закрученные,
сверкающие не потускневшим за десятки миллионов лет
перламутром раковины аммонитов, остроконечные ростры
белемнитов (как их образно называют, «чёртовы пальцы»);
попадаются зубы древних акул и даже кости динозавров.
Прямо внутри раковин моллюсков, которые в изобилии
встречаются в железных рудах Керчи, попадаются
удивительные хрупкие пучки изумрудно-зелёных пластинок
фосфата железа — вивианита.
КРАЕУГОЛЬНЫЕ КАМНИ
ЗЕМНОЙ КОРЫ.
СИЛИКАТЫ И АЛЮМОСИЛИКАТЫ
Силикаты и алюмосиликаты — самое обширное и
многочисленное семейство минералов; они исключительно
важны хотя бы потому, что слагают около 3/4 земной коры.
Они могут возникать в совершенно различных условиях.
Кристаллы некоторых из них зарождаются в огненно-
жидких магмах при температурах, значительно
превышающих 1000° С, а другие — прямо на поверхности
Земли.
Крайне разнообразны они и по своему химическому
составу, и по внешнему виду. Очень трудно поверить, что
так близка родственная связь между массивными серо-
чёрными, вспыхивающими изнутри голубым и зелёным
светом кристаллами полевого шпата Лабрадора и нежным,
похожим на белый пух пучком тончайших кристаллов
морденита, минерала из группы цеолитов!
Общим же для них является их основной «кирпичик» —
группа из одного атома кремния и четырёх атомов

Минералы а горные породы
1. Шкотулка-теремок. Малахит, латунь. Урал.
Вторая половина XIX в. Из фондов
Государственного Исторического музея.
т|Я1тгТцд^^^^Ч^^Я
2. Шкатулка. Малахит, позолоченная латунь.
Урал. Середина XIX в. Из фондов
Государственного Исторического музея.
3. Письменный прибор. Малахит, позолоченная
бронза, стекло. Россия. 1830—J 840 гг. Из
фондов Государственного Исторического
музея.
Шкатулка туалетная. Малахит. Урал. Вторая
половина XIX в. Из фондов Государственного
Исторического музея.
5. Шкатулка из малахита. Россия. XX в.
Малахит — прекрасный поделочный материал.

Энциклопедия для детей
TQHA3
|тог минерал часто используется в
'ювелирных изделиях. Значение Щрва
«топаз» до сих пор точно не известит
Происхождение его очень древнее и,
возможно, восходит н санскритскрму слову,
означающему «огонь»* По версии Плиния
Старшего, этот минерал получим название пр. [
лесту, где добывался в древности* ^острому
Гопазос в Красном море. Он бывает желтоват
тым («винный топаз»), голубым, рюзовыЖм
бесцветным. Можно встретить кристалл,
сердцевина которого отличается по цвету шрбшоч*--
ни, — например, сердцевина розовая, а ярае*
шек — голубой. Это очень твёрдый минерал
(твёрдость 8), тяжёлый (с удельным\вёсош\'
3,5 г/см3, за что его раньше называли
«тяжеловес»), способен раскалываться на'
ровные блестящие пластинки (сов4рщ&ншя
спайность).
Он встречается в горных породах вместе со
слюдами, аквамарином, турмалином, флюорй*
том, вольфрамитом. Наиболее крупные крис~
таллы ювелирного качества находят в:тегмати--
товых жилах, где попадаются громадные, ве~
сом в десятки килограммов кристаллы* топаза*
х
Топаз
БЕРИЛЛ
Название этого минерала произошло от
древнегреческого слова «бэриллёс»,зна-
1чение которого теряется в веках. Обычно
берилл имеет желтовато-зелёный и голубовато^
зелёный цвет. Его прозрачные разновидности
используются в качестве драгоценных камней.
К бериллам относится один из самых дорогих
камней — ярко-зелёный изумруд, В этом
Iсемействе находятся также жёлтый гелиодор,
аквамарин — берилл цвета морской воды ~~
и розовый воробьевит.
Берилл встречается в виде столбчатых
шестигранных кристаллов, иногда очень
крупных — массой в десятки тонн. Его находят
в грейзенах, пегматитах вместе с полевыми
шпатами, слюдами, топазом, турмалином.
5?
кислорода, окружающих его так, что кремний оказывает
в центре тетраэдра, в вершинках которого располагаются
атомы кислорода (в алюмосиликатах на месте кремния
может быть также и алюминий). Размер ребра этого
тетраэдра всего около 1/4 миллионной доли миллиметра.
Этот «кирпичик» отличается от многих других групп
атомов, из которых выстроены структуры минералов,
относящихся к другим классам (например, от уже упо
минавшихся нами карбонатных групп СОз или сульфатных
групп SO4), тем, что в отличие от них силикатные группы
SiC>4 легко могут соединяться между собой.
В этой их способности заложены богатейшие возмож
ности для «конструирования» разнообразнейших построек.
Сравнивая гармонию кристаллической структуры и
ритмичной мелодии, варианты таких построек называют
«структурными мотивами». С учётом разнообразия этих
«мотивов» силикаты и алюмосиликаты разделяются на
группы, о которых мы расскажем ниже.
ПРЕКРАСНЫЕ ОСТРОВА
В МОРЕ МИНЕРАЛОВ.
ОСТРОВНЫЕ СИЛИКАТЫ
Когда силикатные «кирпичики» — кремнекислородные
группы — расположены в кристаллической структуре
силикатов в «гордом одиночестве» (как в гранатах) или образуют
небольшие группы из двух, трёх (как у турмалина), четырех,
шести (как у берилла) «соседей», их можно представить себе
в виде «взявшихся за руки» (вершины тетраэдров) пар или
хороводов из трёх, четырёх или шести участников. Еще
такие группы напоминают разнообразные по форме
«острова», «атоллы», закономерно и симметрично расположенные
в «море» других слагающих силикатные минералы групп
атомов. Поэтому их называют «островными силикатами».
Даже немногие примеры минералов — островных
силикатов, приведённые дальше, показывают, насколько
богата эта группа замечательными минералами, в том числе
издавна известными ценнейшими драгоценными камнями.
К ней относятся берилл, жадеит, лазурит, хризолит, а также
циркон. Название этого минерала происходит от
персидского слова, означающего «золотой цвет». И
действительно, существует ювелирная разновидность циркона
золотисто-жёлтого цвета, называемая «жаргон». По другой
версии название «циркон» происходит от арабского слова,
означающего «киноварь». Известна, например, ювелирная
разновидность циркона — красно-коричневый гиацинт.
Циркон также может иметь бурую, красную, лиловую
окраску или быть бесцветным. Он отличается алмазным
блеском, высокой твёрдостью (7,5—8). Часто циркон бывает
радиоактивным из-за примеси тория или урана. Очень
интересные вещи можно наблюдать в микроскопе, когда
зерно такого циркона оказывается включено в прозрачный
минерал, например в слюду. Вокруг циркона возникает
несколько цветных концентрических полосок — так
называемый «плеохроичный дворик». Эти полосы отмечают
повреждения кристаллической структуры
минерала-хозяина под «обстрелом» разных частиц, образующихся при
радиоактивном распаде внутри циркона. Но ещё большие
разрушения несёт этот распад кристаллической структуре
самого циркона. Бывает, что она оказывается полностью
разрушена.
Обычная форма кристаллов циркона — 4-гранные
306

Минералы и горные породы
призмы с пирамидальными головками. Мелкие
кристаллики циркона можно найти почти в любой магматической
породе, а красивые крупные кристаллы встречаются в
пегматитовых жилах.
К островным силикатам относится обширное семейство
минералов, которые объединены общей для них
кристаллической структурой, — гранаты. Они получили своё
название от латинского granum — «зерно». Многие из них
действительно похожи на зёрна плода, носящего то же
название — гранат. Наиболее распространёнными и
известными из них являются: андрадит — красновато-бурый,
бурый до чёрного; гроссуляр — жёлтый, жёлто-зелёный;
уваровит — изумрудно-зелёный; альмандин — фиолетово-
красный; спессартин — розовый, жёлто-бурый; пироп —
темно-красный.
Названия этих минералов отражают их окраску (grossu-
laria по-латински означает «крыжовник», «пиропос» по-
гречески — «огненный») или указывают на место их находки
(Алабанда в Малой Азии и Шпессарт в Баварии). Андрадит
назван так в честь португальского минералога д'Андрада, а
уваровит — в честь президента Петербургской Академии
наук, а в дальнейшем министра народного просвещения
графа Сергея Семёновича Уварова. Очень ценится зелёная
разновидность андрадита — демантоид, название которого
означает «подобный алмазу». Распознав секрет структуры
гранатов, люди научились создавать новые, не
существующие в природе искусственные кристаллы, построенные
по гранатовому «образцу». Так, сейчас в некоторых
ювелирных изделиях можно увидеть камни насыщенного
изумрудно-зелёного цвета — искусственный гранат,
синтезированный из редких элементов — галлия и гадолиния.
Все гранаты обладают высокой твёрдостью (7—7,5),
образуют кристаллы характерных форм — 12- и 24-гран-
ники (ромбододекаэдры и тетрагонтриоктаэдры).
Образуются они в различных условиях. Так, андрадит и
гроссуляр — обычные минералы скарнов, альмандин
распространён в кристаллических сланцах, спессартин — в
некоторых метаморфических породах и пегматитах,
уваровит образует очень красивые щётки блестящих мелких
кристаллов в прожилках хромитовых руд, а пироп —
характерный минерал кимберлитов, и его находки в речных
отложениях не раз подсказывали дорогу к алмазоносным
кимберлитовым трубкам.
ЦЕПОЧЕЧНЫЕ СИЛИКАТЫ:
НЕ ТОЛЬКО ТО,
ЧТО МОЖНО ПОВЕСИТЬ
НА ЦЕПОЧКУ
Силикатные тетраэдры Si04 выстраиваются в линию —
цепочку, соединившись своими вершинками, как шеренга
взявшихся за руки людей. Образующиеся при этом
постройки так и называются — цепочечными. Вроде бы
простая вещь — цепочка, но силикатных цепочек существует
множество. Представьте, что в той же шеренге людей
некоторые через равные промежутки стоят, повернувшись
лицом в обратную сторону. Подумайте, сколько разных
цепочек можно составить, меняя количество людей,
повернувшихся в разные стороны, и расстояние между ними.
Выполняя подобное задание, можно даже оказаться
изобретательнее самой природы и придумать закономерную
цепочку, неизвестную ещё в структурах цепочечных силикатов.
Берилл
ТУРМАЛИН
Название минерала «турмалин» происходит
от сингалезского слова «турмали».
Закрепилось оно за этим минералом в начале
ХУШ в., когда первая партия этих камней была
доставлена с острова Цейлон в Голландию.
Турмалин имеет исключительно сложный
химический состав. Существует целая радуга
его разновидностей — розовый рубеллит,
коричневый дравит, зелёный вер делит, синий
индиголит, чёрный шерл, бесцветный ахроит.
Очень красочны и необычны многоцветные
турмалины. Они могут иметь разный цвет вдоль
кристалла, когда, например, на синих и
зелёных кристаллах нарастают розовые головки или
на бесцветных кристаллах — чёрные головки
(«голова мавра» — так называют такие
кристаллы турмалина с острова Эльба). Они могут
менять цвет от центра кристалла к краю, как,
например, «арбузные» турмалины с розовой
сердцевиной и зелёной «корочкой».
Турмалин образует удлинённые кристаллы,
которые легко отличить по форме — в сечении
они имеют форму треугольника с «выпуклыми»
сторонами.
Встречается турмалин в некоторых
метаморфических породах и гидротермальных жилах,
однако самые крупные, разноцветные его
кристаллы обычно находят в пегматитах и грейзенах.
«Арбузный» турмалин.
307

Энциклопедия для детей
ПЛАГИОКЛАЗЫ
азванне это происходит от греческих слов
9«плагиоз» — «косой» и «клазис» —
«разлом», означает «косо раскалывающиеся»
и возникло во времена, когда основным
способом определения разных полевых шпатов
было вычисление углов между их плоскостями
спайности. Плагиоклазы имеют составы,
промежуточные между составами альбита
{NalAlShOe]) и анортита (CalAlfiijOaJh Между
этими разновидностями в зависимости от
содержания основных компонентов и с ростом
доли кальциевого компонента располагаются
олигоклаз, андезин, Лабрадор и битовнит.
Этот ряд плагиоклазов является примером
довольно распространённого в мире
минералов типа веществ, носящих странное на
первый взгляд название «твёрдые растворы».
Оказывается, растворы не всегда бывают
похожими на чай, в котором растворяют ложку
сахару. Однородное вещество, в котором
уживаются два и даже больше химических
единений, может быть и твёрдым.
Как и остальные полевые шпаты, плагиокла-
i обладают совершенной спайностью по грё
направлениям, стеклянным (или
перламутровым, как это бывает у пластинчатых
сростков альбита) блеском, твёрдость их
равна 6.
Некоторые плагиоклазы обладают
иризацией (от греч. «ирис» — «радуга»), т.е.
эффектом «павлиньего пера»; в них заметны
радужные «всполохи», «переливы» голубого
цвета в серовато-белой разновидности олиго-
клаза — беломорите (его также называют
«лунный камень») и cmmro, зелёного, жёлтого
цвета в тёмно-сером4 чёрном Лабрадоре.
Плагиоклазы чаще встречаются в виде
зёрен, пластинок белого, серого фета в маг-
магических породах; красивые белые,
голубоватые пластинчатые сростки кристаллов альбита
можно найти в пегматитах и гидротермальных
жилах.
УЖИЕ
соед
зы о
напр
USh
IX
Беломорит и лобродор.
308
Среди природных цепочечных силикатов известны как
яркие, разноцветные драгоценные и поделочные камни, так
и внешне невзрачные, не выделяющиеся ни цветом, ни
совершенной формой кристаллов минералы, но исклю
чительно важные как основные составляющие многих
горных пород, например базальтов.
Многочисленное семейство минералов, в структуре
которых присутствуют цепочки силикатных тетраэдров, — это
пироксены. Многие из них, как, например, бронзит,
пижонит, авгит, являются одними из основных составных
частей некоторых магматических горных пород. Черно-
зелёные иглы минерала из группы пироксенов — эгирина -
прекрасно смотрятся в образцах с Кольского полуострова на
фоне зеленовато-серого нефелина и кроваво-красного
эвдиалита. Знаменит своими прозрачными драгоценными
разновидностями — голубовато-розовым кунцитом и
зелёным гидденитом — сподумен, представляющий собой
литиевый пироксен, встречающийся в пегматитах.
Одним из наиболее распространённых пироксенов
является диопсид, призматические серовато-зелёные
кристаллы которого можно встретить в некоторых
магматических породах и скарнах. Ювелиры очень ценят его красивую
изумрудно-зелёную разновидность — хромдиопсид.
ЛЕНТОЧНЫЕ СИЛИКАТЫ —
КРИСТАЛЛЫ,
«СПЛЕТЁННЫЕ» ИЗ ЛЕНТОЧЕК
«Ленточка» — основа структуры ленточных силикатов —
представляет собой просто две соединённые между собой
силикатные цепочки, о которых рассказывалось выше.
Образно это можно представить себе так: встретились две
шеренги людей и подали друг другу руки. Поскольку
цепочки могут быть разными, возможно образование
разнообразных «ленточек».
ЛИСТОВЫЕ СИЛИКАТЫ:
«ЛИСТЬЯ»,
КОТОРЫЕ НЕ ОПАДАЮТ
Сделаем ещё один шаг в игре с нашим «силикатным
конструктором». Возьмём уже получившиеся у нас «ленточки» и
так же, как раньше мы соединяли цепочки в ленточки,
соединим их между собой. Если «строительного материала»
у нас достаточно много (а в природе его много; кремний и
кислород — самые распространённые на Земле элементы),
то мы можем составить из них целые «листы». Если эти
«листы» сложить в «стопку», то получится основа
кристаллической структуры ещё одной группы минералов —
листовых (или слоистых) силикатов.
Слоистая структура этих минералов часто заметно влияет
на их внешний вид и свойства. Хорошо известно, что слюды
расщепляются на пластинки. А получается это потому, что
в них гораздо легче «разорвать» связи между атомами,
соединяющие соседние силикатные «листы», чем связи
между атомами в самом «листе».
Листовые силикаты и алюмосиликаты из семейств
гидрослюд, хлоритов, глинистых минералов играют важную
роль в метаморфических и осадочных породах. Эти
минералы обычно образуются при разрушении разных
горных пород на поверхности земли. Глины, илистые осадки
на дне морей и озёр в значительной мере сложены именно

Минералы а горные породы
этими минералами. Они же во многом определяют состав и
плодородие почвы. Образующиеся при разложении полевых
шпатов залежи каолинита (Al4[Si40io](OH)8) используются,
например, для изготовления фарфора, а образующийся при
выветривании ультраосновных (оливиновых) пород
никелевый нонтронит ((Ni, Fe, Al)[(Si, Al)4Oio](OH)2 * 4H20)
является важной никелевой рудой.
ф£ф
• Si OD
•* оо
•5i ОО
Тетраэдры могут объединяться в цепочки, двойные цепочки («ленты»)
и в целые слои («листы») Образующиеся при этом структуры так
и называются — цепочечные, ленточные и слоистые (листовые)
При объединении группировок в ажурные объёмные постройки
получаются так называемые каркасные структуры
КАРКАСНЫЕ
АЛЮМОСИЛИКАТЫ —
«СТРОИТЕЛЬНЫЕ ЛЕСА»
ЗЕМНОЙ КОРЫ
«Силикатный конструктор» позволяет строить из уже
привычных нам тетраэдров не только плоские ленты или листы,
но и ещё более сложные и разнообразные пространственные
постройки. И этой возможностью природа воспользовалась
в полной мере. В получающихся при этом постройках
соединившиеся между собой тетраэдры образуют «каркас»
кристаллических структур множества силикатных (алю-
мосиликатных) минералов, которые так и называются —
каркасные алюмосиликаты.
Более чем наполовину горные породы земной коры
сложены минералами, относящимися к каркасным
алюмосиликатам, — полевыми шпатами. Их по праву можно
назвать краеугольными камнями земной коры. Они
являются преобладающими минералами в гранитах, горных
породах, считающихся символом прочности и неизменности,
их мельчайшие пластинки пронизывают базальты —
породы, считающиеся материалом фундамента, на котором
стоят материки и океаны.
Полевые шпаты подразделяют на две группы: калий-
натриевые (ортоклаз и микроклин) и кальций-натриевые
полевые шпаты (плагиоклазы).
К сожалению, здесь не рассказано о многих других
красивых минералах, даже о целых классах не менее
интересных. Знакомство с каждым из них сопровождается
любопытными открытиями и приподнимает завесу
неизведанного.
МИКРОКЛИН
И ОРТОКЛАЗ
Это одинаковые по химическому составу
((К, Ыа)[А1$1з08}), но различающиеся по
своим кристаллическим структурам минералы
из группы полевых шпатов. Различия их
кристаллических структур проявляются, в
частности, в угле, образуемом их двумя
плоскостями спайности. У ортоклаза (от греч.
«оргос» — «прямой» ши «клазис» — «разлом»)
он Прямой (и название его означает
«раскалывающийся прямо»), а у микроклина (от греч.
«микрос» — «малый» и «клино» —
«наклоняю») этот угол немного отличается от
прямого> что и звучит в его названии, которое
можно перевести как «маленький угол».
Микроклин и ортоклаз — минералы
серого/белого, жёлтого, розового, красного
цветов. Хорошо известна зелёная, голубовато-
зелёная разновидность микроклина —
амазонит. Эти полевые шпаты, как и
плагиоклазы, тоже являются твёрдыми растворами.
Они часто образуют хорошо огранённые
кристаллы в магматических породах (гранитах,
диоритах) и пегматитовых жилах, в которых
кристаллы этих полевых шпатов могут
достигать гигантских размеров и массы до
нескольких десятков тонн.
Микроклин и ортоклаз.
Натролит (минерал из группы цеолитов)
309

Энциклопедия для детей
ГОРНЫЕ ПОРОДЫ
ГОРНЫЕ ПОРОДЫ:
ЧТО ЭТО ТАКОЕ?
- г^орная порода представляет собой природное
соединение одного или нескольких минералов
-_L или скопление минеральных обломков.
Каждая горная порода образовалась в определённых
природных условиях. Со свойствами минералов,
особенностями их соединения между собой
связаны все свойства породы — цвет, вес, прочность
и т.д. Так, например, прочность породы
определяется прочностью соединения минеральных зёрен.
Как мозаика состоит из кусочков смальты, так
и горные породы сложены мелкими
разноцветными частичками — минералами. Их зёрна в
породе могут быть правильными кристаллами
разных размеров или иметь неправильную форму.
Статуэтка богини Земли Тетеоиннан,
сделанная из базальта (Мексика).
Доколумбова эпоха.
Каждая горная порода занимает некоторые
объём в земной коре: она образует геологически
тпелОу которое может иметь различные размеры i
форму. Песчаники, глины, известняки часто
образуют пласты — обширные по площади,
нередко до нескольких десятков и сотен тысяч
квадратных километров, но относительно
небольшие по мощности (толщине) — от нескольких
сантиметров до многих сотен метров. Граниты и
некоторые другие горные породы, возникшие из
застывшей магмы, образуют скопления самой
причудливой формы: в виде гигантских «капель*,
«грибов», конусов с многочисленными
отростками, внедряющимися в окружающие породы.
Горная порода похожа на картину художника.
Сюжет, композицию, игру красок можно увидеть
невооружённым глазом. А с помощью лупы можно
увидеть, как нанесены «краски», рассмотреть
мелкие детали картины.
По условиям образования горные породы
делятся на три большие группы: магматически^
или изверженные, горные породы, которые
образуются при застывании природных расплавов -
магм, лавы; метаморфические — образуются из
магматических, осадочных или ранее метаморфи-
зированных пород на больших глубинах при
свойственных им высоких температурах и
давлении, а также благодаря обогащению различными
газами и парами, выделяющимися из
близкорасположенного магматического очага; осадочные -
формируются на поверхности Земли при
разрушении пород и минералов, а также в результате
жизнедеятельности или отмирания организмов.
МАГМАТИЧЕСКИЕ
ПОРОДЫ
Есть место в преисподней, Злые Щели,
Сплошь каменное, цвета чугуна,
Как кручи, что вокруг отяготели.
Посереди зияет глубина
Широкого и тёмного колодца,
О коем дальше расскажу сполна.
Данте Алигьери
«Божественная комедия»
Магма — это насыщенный газами природный
высокотемпературный расплав. В большинстве
случаев она имеет силикатный или алюмосиликатный
состав (т.е. состоит в основном из Si02, AI2O3 и
химически связанных с ними оксидов К, Na, Са,
Mg, Fe, Ti). Чтобы составить представление о
магматических породах, нужно знать, как рождаются,
живут и умирают магмы. Это происходит при
температурах от 500 до 1300° С в зависимости от
состава и условий плавления пород. Главным ис-
310

Минералы и горные породы
точником тепла являются глубинные участки
Земли, где активно протекают ядерные реакции.
Магмы рождаются на глубинах от 10 до нескольких
сотен километров, где имеются необходимые для
этого температуры.
Магма может проникать в вышележащие слои
Земли (внедряться), может и изливаться на
поверхность, образуя излившиеся породы.
Излившуюся магму называют лавой. При
извержениях с вершин и со склонов вулканов,
окутанных облаками пепла, мелких обломков и газов,
медленно стекают красновато-серые потоки лавы.
Лавовые «реки» остывают всего за несколько
минут и покрываются тонкой хрупкой коркой.
Корка трескается и взламывается под напором
магмы изнутри лавовых потоков. В строении
потока выделяются неровные, волнистые полосы,
порождённые множеством мелких лавовых струй
и «вмёрзших» в лавы остроугольных обломков
корки. При подъёме магмы на поверхность газы,
которые были в ней растворены, начинают резко
выделяться, подобно тому как углекислый газ
выходит из открытой бутылки газированной воды.
Поэтому застывшие лавы часто бывают
пористыми. Поры — это следы от магматических
газов. Излияния лавовых потоков можно
наблюдать во время извержения вулканов Камчатки,
Курильских островов, на Гавайях, в Исландии и
других вулканически активных районах Земли.
Подобно волшебнику, природа вызывает
многократные превращения в каменном царстве. Из-за
продолжительности процессов они мало заметны
человеческому глазу. Но за тысячи и миллионы лет
магматические породы под действием воды и ветра
разрушаются и разделяются на части, образующие
слоистые осадочные толщи. При определённых
условиях осадки плавятся, превращаясь в
магматические жидкости. Состав магм меняется в
Гранитная статуя
фараона Собкемсофа I,
изготовленная
из пятнисто-розового
гранита из Асуана.
Египет. XVI в. до н.э
ТАБЛИЦА ГЛАВНЫХ МАГМАТИЧЕСКИХ ГОРНЫХ ПОРОД
Содержание
Si02
Группы пород
г —
ПЛУТОНИЧЕСКИЕ
(ИНТРУЗИВНЫЕ)
ВУЛКАНИЧЕСКИЕ
(ЭФФУЗИВНЫЕ)
>65%
Кислые
+ + + + + +
+ + + + +
Граниты
+ + + + + +
+ + + + +
+ + + + + +
+ + + + +
Риолиты
+ + + + + +
+ + + + +
65—52%
Средние
X X X X
XXX
Диориты
XXX
X х X X
X X X х
ххх
. Андезиты
ххх
X X X X
52—45%
Основные
г г г г г
г г г г
Габбро
Г Г Г Г
г г г г г
г г г г г
г г г г
Базальты
г г г г
г г г г г
<45%
Ультраосновные
.-.-.
Пикрнты
■■ " * " ' V
311

Энциклопедия для детей
ГЕОЛОГИЧЕСКАЯ ПОДОПЛЕКА
НЕУДАЧИ ВЕЛИКОГО
ТАМЕРЛАНА
На Малом Кавказе ещё 10 тыс. лет назад интенсивно
извергались вулканы* Сегодня о них напоминают
многочисленные вулканические конусы и вулканические
плато, лавовые потоки и многие другие формы рельефа.
Они создают неповторимый облик горной страны, С
некоторыми вулканическими «постройками» связаны историче*
ские и легендарные события* Одна из них — гора Арарат.
В Библии сказано, что Ноев ковчег причалил к ней после
Всемирного потопа.
На юге Малого Кавказа, неподалёку от города
Нахичевань в Азербайджане, есть гора Иляндаг (в переводе на
русский означает «Змеиная гора»). Она болте чем на 1 км
возвышается над окружающей местностью. Фактически это
несколько остроконечных вершин, напоминающих
гигантские иглы, с крутыми, почти отвесными склонами. Издалека
они имеют фантастический вид, а если подойти к горе
поближе (но не в плотную: это опасно), можно услышать
трашный грохот: это с её склонов обрушиваются камни,
Оказывается, гора Иляндаг -*- экструзивный купол, т.е..
громная масса ещё не до конца остывшей вязкой магмы,
торая медленно продолжает подниматься вверх на
протяжении миллиона лет. При этом поднятие охватило и
дно долины соседней реки Алиндшачай —* за последние
10 тыс. лет оно поднялось примерно на 20 м, что
свидетельствует о продолжающемся, вероятно, И в наше
время поднятии горы Иляндаг.
Другая одиноко возвышающаяся вершина — гора
Алинджа — имеет богатое событиями историческое
грошлое. Она немного ниже горы Иляндаг (1811 м против
384 м), но не так раздроблена на отдельные части, а
ютому удобна для устройства укреплении. На её вершине
есть ровные площадки, которые окружены почти отвесными
600-метровыми склонами. Подняться на её вершину можно
по единственной тропе. У подножия горы, вблизи русла
реки Алинджачай, есть источники минеральной воды*
Несколько тысяч лет назад здесь, в долине реки, было
много мощных минеральных источников, оставивших свои
отложения — травертины — в виде пластов мраморного
оникса, который пока ещё не разрабатывается. Также
вблизи горы Алинджа встречаются красивые халцедоны и
агаты редкого фиолетового оттенка.
На вершине горы сохранились развалины крепости
Алинджа, которая существовала по крайней мере с IV в.
Многие завоеватели пытались её захватить. Войска
знаменитого Тамерлана подвергали крепость осаде 14 лет с
небольшими перерывами с 1387 по 1401 г. Многие попытки
\зять крепость штурмом оказались безуспешными, хотя
иска Тамерлана брали все крепости, которые осаждали*
>ни, например, смогли преодолеть мощные горные
системы на пути в Индию и покорить Дели. Однако
небольшую крепость с маленьким гарнизоном им захватить
не удалось.
Вот что написано о крепости Алинджа в дневнике
испанского посла Рун Гонсалеса де Клавихо, путешествовавшего
ко двору Тимура в 1403—1406 гг,: «В тот день им показали
амок с левой стороны, называемый Алинга (Алинджа), Он
тоял на высокой горе, окружённой стеной с башнями, а
нутри него было много виноградников, садов и усеянных
полей, много воды и пастбищ для скота * А на самом верху
был замок.
Когда Тамурбек победил султана персидского,
которого звали султан Амад (Ахмед), и захватил его землю*
он (Ахмад) скрылся в этом замке Алинга. И Тамерлан в нём
осаждал его людей три года, А (потрм) Амад беЩал И
крылся у султана вавилонского, где находится и теперь».
Конечно, защитники крепости проявляли мужество и
изобретательность, но, вероятно, главной их
покровительницей была природа, создавшая такую з#ме^
зависимости от состава плавящихся пород и
условий плавления.
Современная классификация магматических
пород основывается, с одной стороны, на
химическом и минеральном составе, а с другой — на
условиях образования пород. По условиям
образования излившиеся породы называются также
вулканическими (образовавшими на поверхности
Земли вулканы), а глубинные — плутоническими
(от имени Плутона — греческого бога подземного
царства). Эти породы хорошо различаются внешне.
Плутонические (их ещё называют интрузивными
породами) остывают медленно, находясь, как в
термосе, в недрах Земли. Поэтому кристаллы
успевают вырасти, и порода получается
крупнокристаллической. Вулканические породы,
наоборот, быстро остывают при излиянии магмы на
поверхность Земли или при подводных
извержениях вулканов. Кристаллы в них имеют гораздо
меньшие размеры, и часто эти породы содержат
застывший, но не успевший раскристаллизоваться
расплав — вулканическое стекло.
Каждой глубинной магматической породе
соответствует излившаяся магма такого же
химического состава. Как оказалось, свойства магм
сильно зависят от содержания в них окиси
кремния. Кислые магмы (названные так потому,
что содержат много кремниевой кислоты) вязкие,
медленно движутся и застывают при низких
температурах. В противоположность кислым
выделяют основные и ультраосновные магмы
(содержащие мало Si02 и много оксидов металлов),
которые, наоборот, горячи и подвижны. Потоки
лав основного состава способны стекать со склонов
вулканов со скоростью 40—60 км/ч. Магмы
промежуточного состава (между кислыми и
основными) называют средними.
Так как мантия Земли обеднена кремнезёмом,
на больших глубинах могут выплавляться только
основные и ультраосновные расплавы. Богатые
кремнезёмом кислые (гранитные) магмы могут
выплавляться только в земной коре, где много
обогащенных кремнезёмом осадочных пород. Но
здесь температуры ниже, чем это необходимо для
плавления. Тепло для выплавления кислых магм
приносят с собой поднимающиеся из мантии
основные и ультраосновные магмы.
Посмотрите на таблицу классификации
магматических горных пород. Она устроена очень
просто. В ней левые ряды занимают породы,
обогащенные магнием, который входит только в
состав темноцветных минералов (оливина,
пироксена, амфибола, биотита и др.)- Их повышенное
содержание придаёт породам тёмный цвет вплоть
до густо-чёрного у базальтов и пикритов.
Исключение составляют тёмно-серые и чёрные
стекловидные обсидианы, которые не содержат
темноцветных минералов. Вместе с количеством
темноцветных минералов увеличивается и удельный вес
пород, что можно определить, даже просто
«взвесив» образец в руке. Таблицу классификации
магматических горных пород можно взять в
312

Минералы а горные породы
путешествие по местам, где есть горные реки или
галечные и скалистые морские берега.
Вообще магматические породы встречаются
буквально на каждом шагу. Полированные плиты
магматических пород украшают цоколи многих
административных зданий, дворцов, музеев, полы
и стены метро, а также подземных переходов.
Плитами пористых лав Закавказья выложены
тротуары в центре столицы Грузии — Тбилиси. Из
магматических пород изваяны уличные
скульптурные памятники выдающимся гражданам,
надгробные плиты и памятные камни.
НАИБОЛЕЕ
РАСПРОСТРАНЁННЫЕ
МАГМАТИЧЕСКИЕ ПОРОДЫ
ГРАНИТ. Выражения «камень-гранит»,
«грызть гранит науки» прочно заняли место в
русском языке. Гранит связывается нами с чем-то
очень прочным и долговечным. Однако граниты-
рапакиви (от финск. «рапакиви» — «гнилой
камень») названы так за малую прочность; в
местах их выхода обычно располагаются
понижения рельефа, что говорит об их лёгкой
разрушаемости.
Граниты легко узнать по внешнему виду. Они
состоят из довольно крупных кристаллов, «зёрен»
(от лат. granum — «зерно») кварца, полевого
шпата и слюды, окрашенных в разные цвета:
серые, белые, желтоватые, красные, зеленоватые и
т.д. Окраска связана с цветом полевых пшатов,
слагающих большую часть породы. Они
появляются в магме раньше других минералов, поэтому
растут свободно и часто образуют крупные
кристаллы. Кварцевые зёрна обычно полупрозрачные,
округлые, серого цвета. Слюда образует легко
расщепляемые ногтем листочки, расположенные
между зёрнами полевого шпата и кварца.
С гранитными массивами связано много
месторождений драгоценных камней (берилла, топаза),
олова, вольфрама, цинка, свинца, меди, серебра,
золота и многих других ценных металлов. Здесь
добываются кристаллы кварца, обладающие
пьезоэлектрическими свойствами (от греч. «пьезо» —
«давлю»; при деформации кристалла возникают
электрические заряды) и поэтому широко
используемые в радиоэлектронике, и полевой пшат,
который применяется при производстве керамики.
РИОЛИТ (ЛИПАРИТ). Можно сказать, что
это застывшая магма гранитного состава,
излившаяся в виде лавового потока из жерла
вулкана. Поэтому он имеет такой же химический
состав, что и гранит, но сильно отличается от
последнего внешним видом. Это мелкозернистая
горная порода светло-серого цвета, в которую
вкраплены крупные, идеально огранённые
кристаллы кварца и полевого шпата. Они как бы
«плавают» в основной массе.
Такая разница во внешнем облике объясняется
различными условиями образования. Граниты
чательную гору. На её вершине они могли небольшими
силами отбивать атаки неприятеля благодаря естественной
непреодолимости склонов и неограниченному запасу
камней; которые сбрасывали на головы штурмующим.
Защитники могли прямо в крепости пополнять запасы воды и
продовольствия, что и позволяло им выдерживать блокаду
сколь угодно долго. На горе была устроена система сбора
и хранения дождевых вод, были поля, на которых
выращивались зерновые культуры. Крепость Алинджа не сдалась и
другим многочисленным завоевателям.
х
ХРУПКИЙ... ГРАНИТ
Известно, что гранит — очень прочная порода. Но как и
человек, он стареет. Гранит теряет свои свойства от
мороза, увлажнения и нагрева. Прочность гранита зависит
от силы сцепления составляющих его минералов. Если
связи между кристаллами ослабевают, то образуются
Трещинки, в- которые проникает вода, уменьшающая
прочность гранита. Поэтому «слабость» гранита
определяют по количеству поглощаемой им воды. До
некоторых пор считали, что если водопоглощение гранита
не превышает 0,5—0,8%, го из него можно строить всё что
угодно. Но оказалось, что это не всегда так.
Исключение из правила обнаружилось при довольно
необычных обстоятельствах. В 1988—1989 гг. в горах
Верхоянского хребта на востоке Сибири шли поиски
гранита, пригодного для изготовления бетона. При бурении
разведочных скважин извлекались керны — столбики иногда
крепкого, а иногда хрупкого гранита. Воды он почти не
«брал». Казалось, что необходимый материал найден. Но в
лаборатории выяснилось, что прочность образцов при
сжатии низка; они крошились, как сухари.
Разгадку парадокса нашёл специалист-петрограф
Леонид Звягинцев. Он выяснил, что в найденном граните
тончайшими трещинами пронизаны сами зёрна
составляющих его минералов и контакты их друг с другом
непрочны. В такие микротрещины зёрен вода попасть не
может, нр порода легко разрушается.
х
застывают на глубине очень медленно, в спокойной
обстановке. Кристаллизация гранитного массива
может длиться миллион лет. Риолиты — это
вулканические породы. Поэтому их
кристаллизация происходит значительно быстрее. Тонкие
потоки риолитов застывают за несколько суток, а
мощные — за несколько лет.
Излияния риолитов сопровождаются взрывами
и выбросом в воздух большого количества
вулканического пепла. Лавы кислого состава, из
которых образуются риолиты, обладают большой
вязкостью, поэтому длина их потоков не
превышает 1—1,5 км.
АНДЕЗИТ по химическому составу занимает
промежуточное положение между базальтами и
риолитами. Нечто среднее он представляет собой и
по многим другим свойствам. Андезитовая лава не
такая вязкая, как риолитовая, но и не такая
жидкая, как базальтовая. Изучая андезит под
микроскопом, можно увидеть «лесную подстилку
313

Энциклопедия для детей
в ельнике». Крупные кристаллы
пироксена, амфибола и плагиоклаза
похожи на большие шишки, окружённые
мельчайшими кристалликами плагиоклаза,
напоминающими еловые иголки, осыпавшиеся с
веток. Между этими кристалликами изредка
проглядывают вкрапления вулканического стекла.
Название этой породы произошло от Андских гор
в Южной Америке, где они широко
распространены. Андезиты в большом количестве
изливаются из вулканов на Курильских островах,
Камчатке, в Японии и т.д.
БАЗАЛЬТЫ — тоже застывшие лавы —
составляют основную массу изверженных горных
пород. Базальтами сложено дно современных
океанов, они занимают обширные площади и на
суше. Например, большие пространства
Центральной Сибири покрыты мощным слоем базальтовых
лав. Слово «базальт» произошло, по-видимому, от
эфиопского слова «базал» — «железосодержащий
камень» и впервые было упомянуто Плинием
Старшим. В отличие от риолитов базальты имеют
чёрный цвет. Поскольку базальтовая магма более
жидкая и растекается небольшими потоками, она
быстрее остывает, поэтому базальты содержат
больше вулканического стекла. Они обычно
пористые за счёт газовых пузырьков, которые
выделяются из магмы. При остывании базальтов эти поры
часто зарастают красивыми веерообразными
сростками кристаллов цеолита или кальцита. В
пустотах внутри застывших базальтов иногда
образуются очень красивые тонкополосчатые агаты.
ГАББРО образовались из базальтовой
магмы, которая застыла на глубине. Слово «габбро»
(от итал. gabbro) пришло из Тосканы, области в
Италии, где издревле эти породы применялись в
строительстве. Габбро имеют очень характерный
внешний облик. Это обычно крупнозернистые
породы, состоящие из двух минералов —
плагиоклаза и диопсида, которые красиво прорастают
друг в друга. Плагиоклаз — светлый минерал, а
пироксен — тёмно-зелёный. Эту породу легко
узнать по пёстрой окраске.
С массивами габбро связаны месторождения
меди, титана, железа, хрома.
ПЕРИДОТИТ получил своё название от
старого названия оливина — перидот (от франц.
peridot). Впервые так был назван богатый
оливином базальт. В настоящее время перидотитами
называют все глубинные породы, содержащие
более 30% оливина, представленного
правильными полупрозрачными зелёными кристаллами.
Кроме оливина эти породы сложены пироксеном,
могут иметь в своём составе небольшое количество
плагиоклаза, флогопита, ильменита, хромита,
амфибола и других минералов. При вторичных
метаморфических процессах перидотит
превращается в серпентиниты (от лат. serpentinus —
«змеиный»), поэтому по-русски эти породы
называются змеевиками. Некоторые плотные зелёные
Базальт из лавового потока На фотографии отчётливо
видны полосы, образованные при течении лавы.
серпентиниты с красивыми пятнистыми узорами
используются как поделочный камень, из которого
изготавливают вазы, шкатулки и другие
декоративные изделия. С массивами перидотитов
связаны крупнейшие месторождения платины,
меди, никеля, хрома.
ПИКРИТ является вулканическим аналогом
перидотита. Название появилось в середине XIX в.
для обозначения вулканических пород,
содержащих много магния. В нём много крупных
кристаллов оливина и пироксена, пространство
между которыми заполнено мелкими кристаллами
пироксена и вулканическим стеклом. Чаще всего
пикрит образуется при осаждении тяжёлого
оливина на дно потока жидкой базальтовой лавы.
КИМБЕРЛИТЫ относятся к семейству
ультраосновных пород и редко встречаются на
нашей планете. Внешне они очень невзрачны и
напоминают обычный бетон, в котором
сцементированы обломки разнообразных пород.
Уникальность кимберлитов в том, что с ними связаны
главные месторождения алмазов и ювелирных
гранатов. Поэтому найти и изучить кимберлиты
мечтает каждый геолог. Они слагают необычные
воронкообразные тела (диатремы, или трубки
взрыва), которые образуются при взрыве
магматических газов.
Кимберлиты — самые глубинные из всех
известных магматических пород. Магма, из
которой они образовались, зародилась на глубинах
160—350 км.
ПРОРОЧЕСКОЕ НАЗВАНИЕ
Город Кимберли, расположенный на юге Африки,
известен более cm лет как центр добычи алмазов. Он
возник на месте богатейшего россыпного месторождения
алмазов недалеко от реки Оранжевой и был назван по
фамилии Британского министра колоний того времени —
Кимберли (ЮтЬеНеу). Интересно, что в европейских
языках не удалось найти смыслового значения этого слова,
а в турецком близкое по звучанию словосочетание означает
«кто поцарапает» (kirn *— «кто», berelemek — «поцарапать»,
314

Минералы и горные породы
«повредить»). Алмаз ~-: самый Твердый ,.из известных мате*
риалов. Возможно, это случайное совпадение. Однако
история хранит примеры множества других совпадений.
В Австралии, например, в её северо-западной части,
есть плато Кимберли, Здесь же находитеягород Кимберли-
Дауне у западного края плато, и был известен посёлок
Кимберли в юго-восточной части платой Rot да и почему их так
назвали, не известно. Может быть, в честь трго же
министра колоний, а может, в честь знаменитого
южноафриканского города, потому что здесь, в районе плато,
были обнаружены золотые россыпи.
Название оказалось Пророческим. 0 \979r. на плато
Кимберли, примерно в 100 км от посёлка Кимберли, было
отнрыто богатейшее месторождение алмазов Арджил ~
кимберлитовая трубка площадью примерно 4S: га н
россыпное месторождение, протянувшееся mi 35 км.. По соседству
с плато Кимберли и Не очень далеко от города Кимберли-
Дауне, примерно в А 20 км, 4 ВО-х гг. было отнрыто другое
месторождение алмазов '—« Элл&нтейл-Фицрой, состоящее
более чем из 20 кимберлитовых трубок. На обоих
месторождениях добывают алмазы в промышленных масштабах.
АНОРТОЗИТ практически
целиком состоит из минерала
плагиоклаза. Это довольно редкая горная порода,
хотя существуют огромные массивы (до
нескольких тысяч квадратных километров), сложенные
анортозитами. Они возникли очень давно — в
докембрии на ранних стадиях формирования
земной коры. С этими породами связаны крупные
месторождения титамагнетитов в Южной Африке,
Канаде, на Украине и других регионах мира.
Одной замечательной разновидностью
анортозитов являются лабрадориты, из-за их красивого
цвета и прочности широко используемые в
качестве облицовочных материалов (например, из
них сделаны ступени главного входа Московского
университета). Ярко-синие округлые пятна как бы
вспыхивают огнём на солнце. Это явление
называется иризацией и вызвано отражением света от
N-* *1 -*- .-Г^к,
■%*, \.rt -*•— -j —-^й^-*^,„
^ ^ ■'"•"• ~¥ -■ "-^ft*:
" А^/чУ^Г
■г--■ V* W **-:•: -^ v-rO"
..й*/- "^ ада»*,»/
'" "^ч**-
*"*^#
.;-#;••;;
•л"" •:
Фантазия природы безгранична
315

Энциклопедия для детей
внутренних поверхностей кристаллов
плагиоклаза. В России массивы
анортозитов известны в Карелии и
Забайкалье.
Вышеперечисленными типами магматических
горных пород далеко не исчерпывается
бесконечное в своём разнообразии каменное царство,
возникающее из глубинных огненных расплавов.
Здесь приведены описания только самых
распространённых пород, по объёму составляющих около
80% всех магматических образований (граниты,
риолиты, базальты, андезиты). В качестве примера
отмечены редкие и важные в экономическом
отношении и загадочные по своему
происхождению кимберлиты, анортозиты и лабрадориты.
ЧУДЕСНЫЕ
ПРЕВРАЩЕНИЯ
В НЕДРАХ ЗЕМЛИ.
МЕТАМОРФИЧЕСКИЕ
ПОРОДЫ
Большая часть горных пород, слагающих земную
кору, неоднократно меняла условия своего
существования, то погружаясь в глубины, то поднимаясь
наверх. Одновременно менялись облик и состав
самих горных пород. Греческое слово
«метаморфоза» означает превращение одного предмета в
другой, отсюда их название — метаморфические
породы. Осадочные и магматические породы —
известняки, глины, базальты и т.д. — под влиянием
меняющихся температур, давления и химических
условий превращаются в нечто совсем на них не
похожее. Как в печи при обжиге пластичная глина
превращается в кирпич, прочные кувшины или
прелестные фарфоровые и фаянсовые изделия, так
и в недрах Земли мягкие осадки, поступившие
сверху, преобразуются в твёрдые горные породы.
Разница лишь в том, что на глубинах 30—60 км
высокие температуры (400—900° С) и огромные
давления (десятки тысяч атмосфер) воздействуют
в течение миллионов лет. В результате рыхлые
мелкозернистые осадки превращаются в
крупнокристаллические (зёрна размером 0,3—1 см)
породы большой прочности. В этом процессе многие
непривлекательные на вид осадочные породы,
например известняки, превращаются в благородные
разноцветные мраморы, которыми издавна
украшают дворцы. Разнообразную коллекцию
мраморов можно видеть в залах московского
метрополитена: телесно-розовым, с красными сосудистыми
прожилками мраморам станций
«Белорусская-радиальная» и «Динамо» не уступают по красоте
серовато-белые с муаровым рисунком мраморы
«Смоленской».
К метаморфическим породам относятся нежно-
зелёные нефриты, сиреневые чароиты,
неповторимо разнообразные по рисункам и цветовой
гамме яшмы. Прочными, как кремень,
карельскими песчаниками мостили когда-то улицы
Алтайская яшма.
Восточно-Казахстанская область.
Петербурга. Многие драгоценные камни (рубины,
благородная шпинель) «родом» из
метаморфических пород.
Где образуются метаморфические породы? Для
ответа на этот вопрос нужно вспомнить о
распределении температур и давлений в земной коре.
Общеизвестно, что с глубиной температура и
давление непрерывно растут.
Наличие в горных породах водных растворов
или газов ускоряет метаморфические процессы.
Эти газы и растворы называются флюидами (от
лат. fluidus — «текучий», «подвижный»).
Флюиды — это «соки» Земли, с помощью которых
происходят активные минеральные превращения
в её недрах. Они переносят тепло и химические
компоненты. Если в породах мало флюидов, то
метаморфические процессы происходят настолько
медленно, что даже миллионов лет не хватает,
чтобы изменения горных пород стали заметны.
Итак, изменения происходят при смене
давления и температур под воздействием
высокотемпературных газов и растворов. При этом порода
не плавится, но перекристаллизовывается,
изменяя свой минеральный состав, размеры зёрен и
многое другое. А под воздействием нагретых газов
изменяется не только минеральный, но и
химический состав исходной породы.
Метаморфические породы отличаются по
рисунку и окраске. Это связано как с различием
температуры и продолжительности метаморфизма,
так и с разнообразием слагающих эти породы
минералов. Главных породообразующих
минералов в метаморфических породах много больше,
чем, например, в магматических.
Низкотемпературные метаморфические породы
преимущественно мелкозернистые и
малопривлекательные. Мелкозернистость связана с низкими
температурами кристаллизации, резко
снижающими скорость реакций: растворение и
кристаллизацию минералов. Однако среди минералов есть
«чемпионы» по скорости роста. К ним, например,
относятся гранаты и ставролит. Так как эти
минералы растут быстрее остальных, то их зёрна
316

Минералы а горные породы
выделяются по размерам на общем фоне породы.
Зёрна, сильно превышающие по своим размерам
другие минералы, названы порфиробластами.
Метаморфические породы привлекают
внимание невероятным сочетанием простоты
полосчатого строения пород на одних участках и сложным
смятием, скручиванием, прерывистостью слоев и
их взаимным пересечением на других, рядом
расположенных участках. В метаморфических
породах удлинённые и игольчатые кристаллы
темноцветных минералов, как правило, вытянуты
в одну и ту же сторону (т.е. имеют
пространственную ориентировку). Это связано с внутренними
напряжениями в породе, которые существовали
при их образовании. Минералы стараются
развернуться перпендикулярно направлению
напряжений примерно так же, как мелкие щепочки в
зоне прибоя разворачиваются вдоль волны и
перпендикулярно ветру. Если в горной породе
много темноцветных минералов, то она
расщепляется на тонкие пластины.
При высокотемпературных
процессах часто изменяется исходный химический, а
следовательно, и минеральный состав горной
породы. Такие процессы выделяются в особый ряд
метасоматических, а породы называются мета-
соматитами. Например, при метаморфизме
известняков образуются мраморы (состоящие из
кальцита метаморфические породы), а при
метасоматозе — скарны (породы, состоящие из граната,
клинопироксена и т.д.). Происходящие при этом
превращения часто очень сложны и разнообразны.
Учёные до сих пор окончательно не выяснили,
откуда поступают растворы и газы, производящие
изменения, хотя в большинстве случаев их
источником является магма.
Учитывая разнообразие метаморфических и
метасоматических пород как по составу, так и по
Пейзаж в камне.
317

Энциклопедия для детей
условиям образования, а также
множество загадок и проблем, связанных
с этими породами, исследователям
предстоит огромная работа по их изучению.
НАИБОЛЕЕ РАСПРОСТРАНЁННЫЕ
МЕТАМОРФИЧЕСКИЕ ПОРОДЫ
КВАРЦИТ обычно имеет светлую окраску и
сложен зёрнами кварца неправильной формы,
образуется он из песчаников или песка, похожего
на тот, который лежит на многочисленных
пляжах. Попав в глубины Земли, песок может
превратиться через несколько миллионов лет в
прочную и красивую горную породу. Красивые
разновидности кварцитов используют как
поделочный и облицовочный камень. Однако основная
масса их идёт на изготовление строительного
щебня, применяется в металлургии (в качестве
добавки при плавлении руды — флюса) и в
стекольной промышленности.
Отдельно можно выделить железистые
кварциты, которые ещё называют джеспилитами (от
англ. jasper — «яшма» и греч. «литое» —
«камень»). Эти кварциты содержат большое
количество магнетита и гематита — оксидов железа —
и являются ценными железными рудами. С ними
связаны крупнейшие в мире железорудные
месторождения, такие, как Курская магнитная
аномалия (КМА), Криворожское месторождение и др.
От обычных кварцитов они отличаются тёмно-
серым, тёмно-бурым или красноватым цветом,
чередованием тонких прослоек различной
окраски, образующих красивый рисунок. Джеспилиты
используют и как поделочные камни.
ГНЕЙСЫ (от нем. Gneis) содержат много
полевых шпатов. Это полосчатые породы: обычно
светлые полосы кварца и полевого шпата
чередуются с тёмными полосами, состоящими из
слюды (биотита), амфибола, пироксена и других
минералов. Они занимают огромные территории на
древних участках земной коры. Гнейсы — самые
древние из известных на Земле горных пород.
СЛАНЦЫ — тонкослоистые породы. Они
содержат большое количество цветных минералов
(слюд, амфиболов и др.), имеющих листоватую или
вытянутую форму, и поэтому легко расщепляются
на тонкие пластины. Сланцы образуются как из
осадочных, так и магматических пород. При
метаморфизме обыкновенной глины получаются
очень красивые сланцы, содержащие гранат,
ставролит, мусковит.
Биотитовый гнейс Видны сложные складки, образованные
при сильном давлении на породу во время метаморфизма.
Сланец с кристаллами граната и ставролита
Кристаллы ставролита образуют
крестообразные срастания.
СКАРНЫ получили название от шведского
слова «skarn», которым горные рабочие на
месторождении Лонгбан в Скандинавии называли
пустую ненужную породу. Шведский учёный
Тернебом, изучавший это месторождение,
использовал термин «скарн» для обозначения всех
пород, образующихся на контакте магматических
и карбонатных пород. Скарны обычно имеют
зеленоватую или буроватую окраску из-за
слагающих их моноклинных пироксенов, эпидота,
актинолита (минералы зелёного цвета) или граната
(красновато-коричневый, бурый минерал).
Изначально скарны плотные и мелкозернистые. С ними
связано большое количество месторождений
железа, меди, цинка, вольфрама.
ГРЕИЗЕН. Термин «грейзен» употребляли
немецкие рудокопы для обозначения
мелкозернистой породы, содержащей оловянный камень
(касситерит). В научной литературе его впервые
употребил немецкий учёный Вернер. В настоящее
время грейзенами называют горные породы кварц-
мусковитового, мусковит-полевошпатового состава
(содержащих иногда топазы, бериллы и другие
минералы). Это светлые, обычно сильно пористые
породы, в которых преобладает либо кварц, либо
полевой шпат. С грейзенами связаны
месторождения олова, вольфрама и других редких
металлов.
Метаморфические породы обычно делятся по
составу. Если преобладает кварц, то её называют
318

Минералы и горные породы
кварцитом; если полевого шпата больше, чем
других минералов, то порода будет называться
гнейсом; если же кварца и полевого шпата в породе
мало, а большая часть породы сложена цветными
минералами (амфиболом, пироксеном, слюдой,
гранатом и т.д.) — такая порода называется
сланцем. Породы, состоящие из одних карбонатов,
называются мраморами. К названию породы
обычно прибавляются названия минералов, её
слагающих. Например, метаморфическая порода,
состоящая из биотита и амфибола, будет
называться биотит-амфиболовым сланцем; кварцит,
содержащий мусковит, — мусковитовым
кварцитом; порода, сложенная полевым шпатом, кварцем
и клинопироксеном, — клинопироксеновым
гнейсом и т.д.
ОСАДОЧНЫЕ
ПОРОДЫ
Всё, что существует на Земле, — высокие скалы и
глубокие овраги, леса и пустыни, животные и
растения, сам человек и плоды его труда — всё это
рано или поздно разрушается. Каменные утёсы
разваливаются, растения гниют, животные
умирают, здания ветшают и рассыпаются в прах, а
механизмы ржавеют. Любой предмет
живой и неживой природы, любое
изделие, созданное руками человека, в
конечном итоге распадаются на свои составные
части. Продукты разрушения могут быть
различны по своим размерам — от крупных глыб до
мельчайших пылинок. Но все они так или иначе
отрываются от исходных (материнских) тел и
образуют новые геологические тела, новые
скопления минеральных и органических частиц. В
рыхлом виде такие скопления называются
осадком, т.к. они осаждаются на земную поверхность.
При уплотнении из них образуются осадочные
породы. Как и все горные породы, осадочные
породы также состоят из скоплений минералов, но
эти минералы могут иметь не только химическое,
но и органическое происхождение. Внешняя
оболочка Земли (верхняя часть земной коры) является
«родным домом» только для осадочных пород —
они и формируются, и существуют в условиях
температур и давлений, характерных для земной
поверхности. А при образовании, например,
магматических и метаморфических пород
существовали совершенно другие условия. Эта оболочка
Земли, на которой образуются и где находятся
осадочные породы, называется стратисферой (от
Микелонджело Буонорроти в мастерской высекает скульптуру из белого мрамора.
319

Энциклопедия для детей
лат. stratum — «слой»), а изучением
осадочных пород занимается наука
литология (от греч. «литое» — «камень»).
Осадочная оболочка не всегда окружала земной
шар. Первыми горными породами на Земле были
магматические, и только при их разрушении
начали образовываться первые осадки. По мере
возникновения и развития растительного и
животного мира процесс образования осадков
усложнялся: корни растений могут разрушить даже крепкие
скалы, а маленький подснежник способен
пробиться сквозь толстый слой асфальта. Растения и
животные, умирая, распадаются на химические
элементы, давая тем самым новый материал для
образования осадков. Человек ещё интенсивнее
воздействует на земную поверхность. Взрывая
скалы, чтобы прокладывать дороги, создавая
карьеры для добычи полезных ископаемых, строя
города и вырубая леса, он, с одной стороны,
ускоряет процессы разрушения земной
поверхности, превращая в осадки всё большие массы
вещества, а с другой — создаёт то, что в скором
времени снова неизбежно разрушится и станет
материалом для осадков.
Карл Бодмер «Вид каменных стен» Х/Хв
ОКАМЕНЕВШАЯ ЛЕГЕНДА
Красноярский заповедник «Столбы» — это край
причудливых скал. Их необычные формы издавна
удивляли людей, и они, не найдя объяснения их
происхождения, слагали легенды. Вот одна из них.
Выло это в глубокой древности. Шил в Сибири
своенравный могучий царь Енисей. На гордо поднятой
голове носил он прекрасную ледовую корону Саян. Много
дочерей имел Енисей, но самыми прекрасными были
Вазаиха и Лалетина. Однажды приехал к царю богатый
князь Такмак со свитой, стал сватать Лалетину. А Енисей
хотел сначала выдать замуж Вазаиху— она ёыла старшей
дочерью. Но наотрез отказался князь Такмак от такой
невесты — слишком уж сварливой и капризной слыла она.
Рассердился тогда царь Енисей и, поднявшись во весь
свой богатырский рост, сказал: «Коли так — быть тебе,
князь Такмак, и всем твоим богатырям каменными
столбами. Сделаю я своих дочерей реками. И будете вы
стоять подле них веки вечные».
Как сказал, так и свершилось. Но слишком высоко к
солнцу поднял свою гордую голову грозный царь. Растаяла
КАКИЕ БЫВАЮТ
ОСАДОЧНЫЕ ПОРОДЫ
Чтобы определить осадочную породу, надо узнать,
из каких минералов или органических соединений
она состоит, что привело к скоплению осадочных
частиц, превратившихся в породу. Состав
осадочных пород зависит, во-первых, от исходного
состава материнской породы, при разрушении которой
они образуются, и, во-вторых, от климатических
условий, сопровождавших их формирование.
Если частицы разрушенной материнской
породы были унесены ветром или водой либо просто
скатились с горы к её подножию, то такие осадки
и образованные из них осадочные породы
называются терригенными (от лат. terra — «земля» и
греч. «генос» — «род», «происхождение»). Тер-
ригенный осадок всегда представляет собой
скопление обломков пород, минералов, иногда с
остатками раковин или растений. Размеры облом-
320

Минералы и горные породы
ков могут быть самыми разными, а название
терригенной породы и зависит от их размеров. Так,
крупные метровые глыбы слагают брекчии;
сантиметровые обломки — конгломераты (от лат.
conglomerates — «собранный», «скопившийся»;
это порода, включающая окатанные обломки) или
дресвяники (дресва — мелкий щебень, крупный
песок; это порода с угловатыми обломками);
песчаные миллиметровые частицы — песчаники, а
более мелкие зёрна — алевролиты (от греч.
«алеврон» — «мука», «литое» — «камень»). Самые
мелкие обломочные частицы размером меньше
0,005 мм образуют глинистые породы.
от солнца его ледяная корона, и сам Енисей тоже
превратился в реку...
Как же в действительности возникли необычные скалы в
север<>-западных отрогах Восточного Саяна?
;$ол&е 500 млн лет назад на этом месте простиралось
обширное море* на дне его скапливались осадки, из
которых образовались песчаники, сланцы и известняки. Позже
они были подняты и смяты в складки — образовались горы
Восточного Саяна. В них внедрилась магма и застыла
гранитными массивами.
Облик гор всё время менялся. Постепенно они
разрушились, и на их месте простёрлась огромная
холмистая равнина. Но вот снова началось поднятие,
которое продолжается и в настоящее время. Увеличивается
высота гор, которая сопровождается разрушительной
работой ветра, воды, колебаний температуры.
Так' разрушились пласты песчаников и известняков и
обнажились залегающие под ними граниты. Магматические
породы оказались прочнее и постепенно стали возвышаться
Над общим уровнем, образуя различной формы скалы,
напоминающие людей, птиц, зверей...
Скалыг згиполучили название Столбов. Они и теперь как
бы «pm&tyr», т.е. поднимаются все выше и выше, потому
что разрушаются медленнее, чем окружающие их песча
ники, сланцы и известняки,
у
Валуны, гладко окатанные волнами,
накапливаются в прибрежной зоне.
Косая и волнистая слоистости в песчанике
сформировались под воздействием течений и волнений
Впоследствии были перекрыты следующей порцией осадка.
Органогенные породы образуются при
отмирании целых колоний организмов, сохраняя в
своём составе их раковины и скелеты. При
разрушении такой органогенной породы могут
образоваться как терригенные осадки, так и
растворённые в воде химические соединения.
Когда осадочные частицы выпадают на земную
поверхность из перенасыщенных растворов, они
образуют группу хемогенных (т.е. связанных с
химическими реакциями) осадков и
соответственно хемогенных осадочных пород. Способность
воды растворять в себе химические соединения
тесно связана с её температурой, а
следовательно — с климатом.
Отдельную группу осадочных пород составляют
кауспгобиолигпы (от греч. «каустикос» —
«горючий», «биос» — «жизнь», «литое» — «камень»).
Эти породы — торфы, угли, горючие сланцы —
321

Энциклопедия для детей
образовались из
скоплений остатков
растений. К этой же
группе относятся янтарь и нефть.
Вулканогенно-осадочные
породы образуются под влиянием
магматических (вулканических)
процессов. Основные компоненты
этих пород извергаются из жерла
вулкана в виде пепловых частиц
разного размера. По способу
образования эти породы могут быть
терригенными (если они состоят
из обломочных компонентов) или
хемогенными (если их составные
части образовались в результате
химических реакций).
Малиново-красные песчаники,
слагающие один из хребтов в
Памиро-Алое.
На горном склоне видны слои,
образованные скоплением
более крупных обломков —
гальки и валунов.
ТЕРРИГЕННЫЕ
ПОРОДЫ
В эту группу входят все породы, состоящие из
обломков, которые образуются при разрушении
горных пород. Обломки переносятся водой или
ветром, накапливаются в водоёмах и других
естественных «ловушках» (т.е. тех местах, где они могут
остановиться), образуя обломочные, или терриген-
ные, осадки. Крупные глыбы и валуны часто
остаются у подножия разрушающейся скалы. Они
оторваны от материнской породы и, значит, также
являются терригенными. В этом случае перенос
обломков происходит под действием силы тяжести.
Самая распространённая терригенная порода на
Земле — песчаник, который образуется из терри-
генного осадка — песка.
КАК ИЗ ПЕСКА ПОЛУЧАЕТСЯ
ПЕСЧАНИК. «Сколько верёвочку ни вить, а концу
быть...» Как бы долго ветер и вода ни перемещали
песчинки, в конце концов все зёрна находят себе
спокойное убежище и начинают превращаться в
осадочную породу. Подобными убежищами могут
служить болота, лагуны, озёра, моря — любые
места, где ничто не тревожит эти зёрна. Песчинки
могут спрятаться под более молодыми осадками,
застрять в вязком иле, захорониться в углублениях
дна. Как только движение зёрен прекращается,
поры между ними начинают заполняться любым
материалом, который приносит вода в твёрдом или
растворённом состоянии. Это могут быть
глинистые частицы, химические соединения, выпа-
Строительство Стоунхенджа (древняя Британия). ^Ч^Ч^
Бронзовый век.
322

Минералы и горные породы
дающие в осадок из воды, живые организмы весьма
малых размеров. Весь этот материал скрепляет
зёрна и поэтому называется цементом. Иногда
цемент образуется из самих зёрен: края обломков
растворяются, растворённые компоненты
скапливаются в порах и снова кристаллизуются в виде
цемента. Особенно часто это происходит с
кальцитом (карбонатом кальция).
Химический состав осадка довольно часто
меняется, пока все его компоненты не
приспособятся друг к другу. То вода принесёт избыток
солей, то какое-нибудь зерно начинает
разрушаться, выпуская на свободу химические
элементы, то лежащий выше или ниже слой начнёт
освобождаться от каких-нибудь компонентов.
Немалую роль в этой природной химической
лаборатории играют и органические остатки, попавшие
в осадок. Они начинают гнить, поглощая кислород
и выделяя углекислый газ. А углекислый газ тут
же ищет кальций, иногда «выхватывая» его прямо
из зёрен. Жизнь осадочной породы — это
постоянное приспособление к меняющимся
условиям: только частицы, наконец,
притёрлись друг к другу, даже
слиплись (сцементировались илом или
солями), как происходят новые перемены — черви
переворошили весь осадок, что-то съели, а что-то
извергли, сверху лёг новый слой осадка, и
изменилось давление. Причины могут быть
разными, а результат один — снова породе
необходимо приспосабливаться к другим условиям.
Новая общность частиц стремится к равновесию
как внутри самой себя, так и с окружающей
средой. Этот процесс бесконечен. Даже в
сцементированной горной породе, где соседствуют зёрна
разных составов, непрерывно идут процессы
разрушения одних минералов и создания других,
лучше приспособленных к существованию в новых
условиях. По мере накопления сверху молодых
осадочных слоев более древние породы
погружаются всё глубже. На глубине их ожидают совсем иные
условия: и температура выше, и давление больше.
Здесь многие минералы исчезают, вместо них
образуются другие, более стойкие; осадочная

Энциклопедия для детей
порода перерождается, превращаясь в
метаморфическую. Если в результате
движений земной коры эта
метаморфическая порода выйдет на поверхность, внешние
силы вновь возьмутся за её разрушение до осадка
и опять будут создавать осадочную породу.
Из песчинок в конечном итоге образуется
прочная горная порода — песчаник. Из песчаника
можно уже выпиливать блоки, строить настоящие
дома, высекать скульптуры. Чем однороднее по
составу получается песчаник, тем более прочным
строительным материалом он будет.
ИЗ ИСТОРИИ ОТКРЫТИЯ
ЕВРОПЕЙСКОГО ФАРФОРА
Это замечательное изобретение было сделано
алхимиком из Пруссии И.Ф. Вётгером. Он объявил королю
Саксонии Августу Сильному, что умеет получать золото из
других веществ, но, увы, у него ничего не получилось*..
Тем не менее Вётгер стал приближённым короля и обязан
был бывать на приёмах, где все строго соблюдали
придворный этикет. Однажды он зашел к парикмахеру
подновить и припудрить парик перед очередным приёмом.
В ту пору пудрой служила тонко помолотая рисовая мука.
Случай помог алхимику. Пока его парик обрабатывался,
Вётгер вздумал проверить качество помола муки:
послюнявив пальцы, начал растирать пудру и*.* неожиданно
обнаружил большую её пластичность. На возмущённый
вопрос клиента, что это за пудра, парикмахер ответил* что
вместо рисовой муки все парикмахеры города давно
используют белую землю, и молил не выдавать его тайну
королю: «Рис так дорог, а здесь неподалёку, около города
Ауэ (в Рудных горах. — Прим, авт.}, землевтдрлец Шнорр
копает белую землю и дёшево продаёт нам,
парикмахерам. Пудра получается очень хорошая, она белее рисовой
и лучше держится на парике».
Образованный и смекалистый Вётгер сразу понял свою
выгоду. Он отобрал у испуганного парикмахера всю пудру
(которая представляла собой, как потом выяснилось, тонко
размолотую белую глину — каолин) и изготовил из неё
фарфор. 2 марта 1709 г. он вручил королю первые
образцы изделий из этого фарфора, А вскоре (в 1710 г.) в
Саксонии возникла известная на весь мир Мёй&внская
мануфактура, где впервые стали изготавливать твёрдый
фарфор (из каолина), состав которого был изобретён
Вётгером. (Так называемый мягкий фарфор **-*
без каолина — производился в Швропе с XV/ в J
Если в песчанике зёрна имеют разный состав, а
цемент образован из какого-нибудь легко
растворимого соединения (например, гипса), такой
песчаник быстро разрушится под действием ветра
и воды. Как только движения земной коры
выведут пласт подобного песчаника наружу, он
очень скоро снова превратится в песок. Если же
зёрна в песчанике сложены только кварцем, а
цемент кремнистый, такую породу разрушить
нелегко.
ГЛИНИСТЫЕ ПОРОДЫ
Реликтовые следы морских течений в слоистой
песчоно-глинистой породе.
Если в сухую погоду дорога пылит под ногами, а
в дождь ноги оставляют на ней глубокие следы,
если лужи долго не высыхают, грязь прилипает к
ботинкам так крепко, что счищается только
жёсткой щёткой, — всё это проделки глины.
Что же такое глина и почему столь
разнообразны её свойства? Если представить себе частичку
меньше 0,005 мм — это и будет размер глинистого
минерала. Собираясь вместе, эти крохотные
минералы и образуют горную породу — глину. Будучи
не очень прочно сцепленными друг с другом, они
легко отрываются и создают пыль. Поскольку
частички чрезвычайно малы, расстояния между
ними (которые называются порами) также
невелики, и вода не может пройти через глину, как
через песок. Она задерживается между
глинистыми частичками, связывает их, и в результате
мы получаем чавкающую под ногами грязь.
Частички в обводнённой глине крепче сцеплены
друг с другом, чем в сухой, поэтому их так трудно
счистить с обуви и так легко лепить из них всё что
угодно. Когда глинистые частицы, слагающие
породу, попадут под давление слоев, лежащих
выше, они лучше «притрутся» друг к другу,
прочно сцепятся, и получится плотная и крепкая
глинистая порода — аргиллит. Аргиллит не боится
воды, потому что она не может пройти между
сцепившимися минералами, а ветер не способен
вырвать из породы отдельные частички и поднять
их в виде пыли. Аргиллит легко расколоть
молотком на тонкие плитки.
Окраска глин может быть самой различной. Её
определяют разные элементы, входящие в
решётку глинистых минералов или присутствующие
в виде примесей. Так, углерод окрашивает горные
породы (в том числе и глинистые) в тёмно-серые и
чёрные цвета, оксиды железа (Fe+3) дают
розоватые (до красных) оттенки, а закись железа (Fe+2)
проявляется в зелёном цвете глинистых пород.
Чистый каолин, состоящий только из одного
минерала каолинита, имеет белый цвет, т.к. в
составе этого минерала присутствуют только
атомы кремния и алюминия (соединённые с
кислородом и гидроксилом).
Названия глин определяются названиями
минералов, их слагающих. Встречаются как
мономинеральные (от греч. «монос» — «один»), так и
полиминеральные (от греч. «поли» — «много»)
глинистые породы. Из мономинеральных гли-
324

Минералы и горные породы
нистых пород широко распространены каолиновые
глины (каолины), названные так по хребту Каолин
в Китае, где они добывались для производства
фарфора. Каолиновые глины белые, жирные на
ощупь. За счёт присутствия органического
вещества они приобретают серую окраску, а на
ощупь становятся «сухарными», т.е. шершавыми.
Для формирования пластов глинистых пород и
сравнительно мощных толщ необходимо, чтобы
при этом не накапливались осадки другого типа.
Такие условия могут возникать в тиховодных
бассейнах (т.е. озёрах, лагунах и т.д., где нет
сильных движений воды) на участках с
выровненным рельефом, а также в морях и океанах на
значительных глубинах вдали от
континентальных склонов. На дне глубоких океанических
котловин (на глубинах 4—6 тыс. м) в настоящее
время накапливаются глубоководные красные
глины, обогащенные железом и марганцем. К этим
глинам приурочены богатые рудные залежи желе-
зомарганцевых конкреций (минеральных
образований округлой формы). Состоят такие глины из
очень мелкого терригенного и вулканического
материала, приносимого с суши во взвешенном в
воде состоянии или же ветром. В них встречается
небольшая примесь морских органических
остатков (радиолярий, диатомовых водорослей, форами-
нифер), зубы и кости глубоководных рыб, иногда
частицы космических тел (например, мельчайшие
осколки метеоритов). Скорость накопления этих
глин очень мала: за 1 тыс. лет образуется слой
толщиной 1 мм.
Большая часть любого глинистого вещества
накапливается в устьях рек, дельтах. Обломочный
материал река обычно отлагает раньше, а
глинистая взвесь доносится до моря, где соли,
растворённые в морской воде, способствуют
собиранию мелких глинистых частиц в более крупные
скопления, которые быстрее осаждаются.
Появление слоев глинистых пород среди
аллювиальных (речных) отложений может указывать на
то, что река сменила русло. В морях и океанах у
подножия континентальных склонов слои
глинистых пород формируются в те периоды, когда
прекращается снос обломочного материала по
подводным каньонам. Глинистые пласты среди
вулканических пород говорят о перерывах в
вулканической деятельности. Состав глинистых
минералов на корах выветривания позволяет
определить состав исходных пород, климат и
другие условия, существовавшие во время
образования осадков. Способность глинистых минералов
трансформироваться (менять свой состав и
строение) позволяет узнавать не только условия их
формирования, но и те, в которые попала порода
после захоронения.
ХЕМОГЕННЫЕ ПОРОДЫ
СОЛИ. Одна из осадочных горных пород
известна абсолютно всем. Каждый день её можно
увидеть на столе, без неё любая еда — не еда: суп
КАКАЯ СОЛЬ ПОЛЕЗНЕЕ?
Известно, что поваренная соль в природе — это минерал
галит, имеющий формулу NaCI. Но, как всякий
минерал, он не является химически чистым веществом, а
содержит до 8% примесей, состав и количество которых зависят
от месторождения. Чаще всего в галите присутствуют
соединения магния, калия, кальция, а также в небольших
количествах— марганец, железо, никель, медь, фтор,
рубидий, стронций, барий, серебро, золото, кобальт, хром,
цинк и другие элементы, общее содержание которых не
превышает сотых долей процента (так называемые
микроэлементы).
С давних пор известно, что поваренная соль, добытая в
разных местах, может иметь различные свойства. Римский
естествоиспытатель Плиний Старший в своей «Естественной
истории» писал, что больше всего в его времена славилась
саламинская соль, получаемая из морской воды, а на
острове Кипр — тарентская и фригийская, которая
содержится в солёных озёрах. Эти два сорта считались особенно
полезными для зрения. А соль, привозимая из Каппадокии
(территория современной Турции), обладала свойством
придавать блеск коже,..
Поваренную соль добывают разными способами:
подземным -— каменную соль, открытым — озёрную соль,
выпариванием на солнце морской воды — так называемую
бассейновую соль. Во всех случаях соль непременно
содержит примеси. Меньше всего их в том сорте соли, который в
основном продаётся в наших магазинах и используется в
приготовлении пищи. Однако этот сорт соли незаслуженно
занял господствующее место на нашем столе. Отсутствие
примесей •—это скорее не достоинство, а недостаток. Для
человека полезнее соль, содержащая в небольших
количествах микроэлементы. А какая соль в этом отношении
наиболее ценна? Та, что используется с древнейших
времён, — морская. Она обладает полезными свойствами, в
том числе антитоксическими (способна уменьшать
воздействие вредных веществ), благодаря тому что у неё наиболее
естественное сочетание химических элементов, близкое по
составу к биологическим жидкостям человека.
«Розы пустыни», возникающие но поверхности в результате
прорастания кристаллов гипса сквозь песок
325

Энциклопедия для детей
.
ЗАГАДКА СРЕДИЗЕМНОГО МОРЯ
Уникальные залежи солей находятся на дне
Средиземного моря. В центральной части они
достигают мощности 2 тыс, м. Учёные подсчитали, что если
полностью выпарить морской бассейн глубиной 1 тыс, м, то
толщина слоя солей окажется около 14 м,Накопление соли
в Средиземном море длилось около 500 тыс. лет, она осаж~
далась со скоростью 3~-*4 м за i тыс* лет. Такая скорость,
по оценкам ученых, вполне реальна, но странным
представляется то, как столь большое море превратилось в
мелководное озеро. Геологические материалы, полученные
при бурении морского дна, позволяют сделать выводы, что
5—6 млн лет назад уровень воды в Средиземном море
несколько раз понижался.
Учёные предполагают, что в то время отсутствовал
Гибралтарский пролив, разделяющий сейчас Африку и
Пиренейский полуостров, и Средиземное море не было
связано с Атлантическим оке ном.
В этих условиях Средиземное море превращалось в
замкнутый бассейн и, лишенное притока менее солёных
океанских вод, просто «высыхало» в условиях жаркого
климата, превращаясь в солёное озеро, в котором шло
активное осаждение солей,
В последнее время предложена другая гипотеза,
согласно которой в бассейн Средиземного моря поступали
менее насыщенные солями холодные воды из Атлантиче*
ского океана и заставляли более плотные от растворённых
солей морские воды опускаться на дно и осаждать соли во
впадинах морского дна, где отсутствовали течения, способ*
ныв перемешивать морские и океанские воды. Однако эта
интересная гипотеза ещё нуждается в подтверждений*
■
х
Один из многочисленных хребтов Зоподного Тянь-Шаня,
сложенный прочными известняками В карбоне (палеозой)
на дне моря откладывались горизонтально лежащие слои
песков и известняковых осадков К настоящему времени они
превратились в прочные горные породы, поднятые на высоту
до 4 км и «поставленные на голову», т е. залегающие почти
вертикально
невкусен, хлеб — как трава и даже пирожное не
так приятно на вкус. Догадались? Да, самая
обычная поваренная соль, она называется еще
каменной солью. Эта осадочная порода состоит из
минерала галита (от греч. «галс» — «соль»).
Реки несут в море не только твёрдые частицы,
но и растворённые химические соединения. Б
середине XIX в. итальянский учёный Усиглио
ставил опыты, выпаривая морскую воду. Ему
удалось выяснить, что эти вещества выпадают из
раствора в строгой последовательности: сначала
труднорастворимые, затем всё более
легкорастворимые — карбонаты, потом сульфаты, затем соли
хлора — хлориды.
Конечно, редко пересыхают или мелеют целые
моря, поэтому месторождения солей чаще всего
образуются в озёрах, заливах или лагунах,
отделённых от моря какими-нибудь преградами,
например песчаными косами.
Русскими учёными А.Е. Ферсманом, Л.В. Пус-
товаловым, Н.М. Страховым была дополнена
схема химического разделения растворённых в
воде веществ. Оказывается, первыми в осадок
выпадают соединения железа, марганца,
алюминия, кремния. Окислы этих элементов трудно
растворимы, поэтому осаждение их не требует
значительных испарений воды. Железные,
марганцевые и алюминиевые руды образуются в
условиях влажного тёплого климата. Эти
минералы могут осаждаться прямо из речных
потоков, слагая округлые образования
(конкреции), корки на поверхности дна или даже
рудные залежи при достаточной
концентрации их в речных водах.
Такие соли, как карбонат
кальция, сульфат кальция (гипс) и
хлорид натрия (галит), довольно
часто встречаются в соленосных
толщах.
При определённых условиях
могут образовываться и другие
соли. Так, например, в
некоторых озёрах Южной Калифорнии
добываются соли бора, в пустыне
Атакама в Северном Чили
обнаружены осадки с высоким
содержанием нитрата натрия.
Особенно интенсивное испарение
морской воды может привести к
осаждению минерала сильвина
(КС1). Этот минерал наиболее
легко растворяется в воде,
поэтому и осаждение его
происходит только при полном осушении
бассейна.
В районе города Соликамска в
Пермской области (Урал) соленосная толща
достигает 500 м. В ней чередуются соли разного
состава: гипс, галит, сильвин, ангидрит.
326

Минералы и горные породы
ОРГАНОГЕННЫЕ
ПОРОДЫ
Все живые организмы содержат в своих тканях и
скелетах разнообразные минеральные вещества.
Когда животные или растения погибают, остаются
органические и минеральные соединения, нередко
частично или полностью сохраняющие формы этих
организмов. При массовых захоронениях
органических остатков образуются органогенные (или
биогенные) породы. Кости и панцири живых
существ в основном состоят из карбоната кальция
(кальцита), поэтому карбонатные органогенные
породы (известняки) получили широкое
распространение в осадочной оболочке Земли. Реже, чем
карбонатные, встречаются органические остатки с
кремниевыми скелетами, состоящими из опала и
халцедона. И опал, и халцедон — соединения Si02
с молекулами воды. В опале воды содержится
много (Si02 * ПН2О), в халцедоне — одна молекула
воды, а в кварце её нет совсем. Ещё реже
встречаются органические остатки, состоящие из
фосфатных, сернистых и других минеральных
образований. Живая ткань организмов при отмирании
также может участвовать в образовании осадочных
пород. Из растений образуются такие осадочные
породы, как торф, угли, горючие сланцы.
КАРБОНАТНЫЕ ОРГАНОГЕННЫЕ
ПОРОДЫ. Хорошо известная осадочная порода этого
типа — мел. Тот самый белый мягкий мел,
которым пишут на доске и чертят на тротуаре.
Состоит он из мельчайших кристалликов
кальцита, из которых 70—100 млн лет назад были
построены панцири микроскопических
водорослей — кокколитофорид. Эти водоросли свободно
плавали недалеко от поверхности тёплого моря, а
отмирая, падали на дно, образуя осадки. За
десятки миллионов лет в некоторых древних морях
накопились слои мела мощностью в десятки, а
иногда и сотни метров. Все меловые холмы,
которые сейчас встречаются в районах Поволжья,
в Северной Франции, Южной Англии и во многих
других местах — остатки донных отложений
древних морей. В этих породах встречаются
остатки морских ежей, морских губок, раковин
моллюсков. Их содержание в породе обычно не
превышает нескольких процентов, поэтому они не
являются породообразующими организмами.
Однако их присутствие помогает геологу установить
возраст породы, глубину моря, особые условия
накопления осадка на морском дне. Ведь кокколи-
тофориды живут в поверхностном водном слое, а
на дно падают уже умершие формы, в то время как
различные моллюски обитают на самом дне моря
и каждый их вид может существовать только в
определённых условиях.
И плотные известняки, содержащие остатки
раковин, и блестящий мрамор, узорчатые плиты
которого украшают старинные дворцы, музеи и
станции метро, — всё это когда-то было
известковыми осадками. Чем крупнее и разнороднее
«Гриб» — подставка для спичек, выполненная из известняка.
Фирма Фаберже. Москва. 1880 г.
по размерам частички, из которых состоят осадки,
тем легче происходит перекристаллизация
породы: вместо мелких кальцитовых кристалликов
получаются крупные, они срастаются друг с
другом, закрывают поры в породе и превращают
её в твёрдый камень.
РИФОВЫЕ ИЗВЕСТНЯКИ. Для геолога
современные рифы — это живая лаборатория по
производству органогенных известковых осадков.
Рифовые постройки создаются в течение
длительного времени морскими организмами,
которые существуют только колониями,
сообществами. В настоящее время большая часть рифов
построена кораллами, но сотни миллионов лет
назад главными строителями рифов были мшанки
(колониальные водные, преимущественно
морские, животные, ведущие прикреплённый образ
жизни) и водоросли. Кораллы, мельчайшие
морские животные, добывают кальций из морской
воды и строят из него красивые ветвистые или со
сложной извилистой поверхностью «домики»,
тончайшие кружевные столбики и перегородки.
Жить эти организмы могут только на глубинах не
327

Энциклопедия для детей
Мельчайшие организмы —
диатомеи, различимые только при больших
увеличениях, заполняют глубоководные
илы Черного моря
более 45 м при температуре не ниже +20° С. Как
только уровень моря поднимается, кораллы гибнут
и превращаются в известковый осадок, а на его
поверхности возникают новые сооружения, в
которых кипит жизнь, пока и этот слой не
опустится ниже допустимой глубины. При
поднятии морского дна волны разрушают коралловые
постройки.
Выходы рифовых известняков на западном
склоне Урала обозначают древние границы тёплого
моря. Вдоль северо-восточного берега полуострова
Крым, там, где он омывается водами Азовского
моря, тянется полоса рифовых известняков,
созданных 40 млн лет назад. Эти известняки с
причудливым ячеистым строением построены
колониями мшанок (так же, как и кораллы,
ведущими прикреплённый образ жизни).
Известняки изрезаны многочисленными мелкими
бухтами, что придаёт всему побережью очень
нарядный вид. Интересно, что эта древняя
береговая линия почти повторяет современную границу
моря. Восточное побережье Чёрного моря в районе
города Судак до сих пор хранит остатки
коралловых рифовых построек, которые
существовали здесь 140 млн лет назад.
Подводный мир кораллового рифа
328

Минералы а горные породы
ОРГАНОГЕННЫЕ КРЕМНИСТЫЕ
ПОРОДЫ. В природе существует целая группа
организмов, которые для создания своих скелетов и
защитных оболочек используют кремний. В
морской воде его не так много, поэтому жить таким
организмам труднее. Они реже образуют
органогенные осадки и реже встречаются в виде
пород. Тем не менее такие кремниевые организмы,
как диатомовые водоросли, радиолярии,
некоторые виды губок и др., за сотни миллионов лет
своего существования (органической жизни)
сумели создать довольно мощные слои органогенных
пород.
Диатомовые водоросли — микроскопические
одноклеточные водоросли (диатомеи) размером от
4 до 2 • 10 б см с кремниевым скелетом. В морях
встречают одиночные округлые или чечевицеоб-
разные формы, в пресноводных бассейнах обычны
колониальные нитевидные особи. Радиолярии (от
лат. radiolus — «маленький луч») планктонные,
т.е. свободно плавающие одноклеточные
организмы. Обладали сложным изящно построенным
кремниевым скелетом, состоящим из центральной
ячеистой капсулы, окружённой маленькими
шипами, которые поддерживают радиолярии на
плаву. Умирая, и диатомеи, и радиолярии
накапливаются на морском дне в виде осадков,
состоящих из кремниевых скелетиков. Эти осадки
называются диатомовыми, или радиоляриевыми,
илами, а после уплотнения (литификации) они
Пейзажная уральская яшма с горы Полковник
около города Орск (Россия).
превращаются в горные породы — диатомиты и
радиоляриты.
Если в результате вулканических процессов в
морскую воду поступали дополнительные порции
кремния, то в этих зонах бурно развивались
радиолярии, а выпадая на дно, они скреплялись
кремнием, осаждённым из насыщенной воды. В
результате получались яшмы — красивые кварц-
халцедоновые породы, окрашенные в разные цвета
примесями химических элементов, которые
поступают вместе с кремнием из земных недр. Такие
выходы разноцветных яшм мощностью в десятки
329

Энциклопедия для детей
Кремниевая порода со следами
жизнедеятельности илоедов.
и сотни метров известны на восточном склоне
Урала, где они образовались около 400 млн лет
назад. Большая твёрдость яшмовых пород,
благодаря которой они идеально шлифуются, а также
разнообразие их окрасок — полосчатых,
пятнистых, причудливо узорчатых — делают яшмы
прекрасным материалом для изготовления
украшений, облицовки стен, создания мозаичных
панно, для украшения шкатулок, столиков и даже
полов.
ЧТО ЖЕ ТАКОЕ КРЕМЕНЬ? Всем знакомое
слово «кремень» имеет несколько значений.
Кремнями называют любые горные породы, сложенные
окислами кремния независимо от того, какой
минерал образует породу: кварц, халцедон или
опал. Эти три минерала, имея одинаковый состав,
различаются по количеству воды. В опале может
присутствовать немного молекул воды (обычно
1—9%, редко до 30%). Вода не позволяет опалу
кристаллизоваться, поэтому он аморфен, т.е. не
имеет кристаллической решётки, — это гидрогель
кремния. Халцедон (названный так в память
древнего города Халкедона на побережье
Мраморного моря) содержит одну молекулу воды, которая
препятствует росту правильных кристаллов: для
халцедона характерно микрокристаллическое, ра-
диально-лучистое, волокнистое строение.
Эти камни в виде небольших пластовых тел,
желваков, округлых образований — конкреций -
обычно встречаются внутри массивов известняков.
Подземные воды внутри карбонатных пород
растворяют и выносят кремний из силикатных
минералов, в том числе и из глинистых частичек,
и в ионной форме переносят его к тем местам, где
происходит интенсивное гниение органических
остатков. Здесь избыток углекислого газа,
образующегося при гниении, связывает кальций, в
результате кремний выпадает в осадок.
Присутствие органического углерода окрашивает кремни во
все оттенки серого цвета вплоть до чёрных
(лидитов и фтанитов). Часто такие кремни
заполняют норы и ходы роющих животных (раков,
червей) в карбонатных массивах, слагают шарики
конкреций с красивыми радиально-лучистым
внутренним строением. Таким образом,
кремниевые осадочные породы представлены в земной
коре очень разнообразными типами, часто мало
похожими друг на друга, хотя все они состоят из
кремнезёма (оксида кремния).
Диатомиты, сложенные опаловыми и
халцедоновыми скорлупками (обычно первичным
минералом является опал, а халцедон — результат
его перекристаллизации), — это землистые,
шершавые на ощупь породы, очень лёгкие и пористые.
Удельный вес диатомита в 2 раза меньше, чем
воды, т.к. пористость в нём достигает 90%. Поры
располагаются и между скорлупками диатомовых
водорослей, и внутри скорлупок между
перегородками. Брошенный в воду кусочек диатомита будет
долго плавать, пока весь воздух с шипением не
выйдет из пор и они не заполнятся водой. Опока —
горная порода того же опалового состава —
содержит мало органических остатков, сложена
мельчайшими глобулями (шариками) опала,
осевшего из коллоидных растворов кремния. Обычно
она образуется в мелководных лагунах, озёрах,
куда рекой приносится дополнительный
кремнезём. Между глобулями опала в опоке тоже имеются
поры, поэтому брошенный в воду кусочек этой
породы тоже будет шипеть и выпускать пузырьки
воздуха, но на дно опустится скорее, чем диатомит:
его удельный вес выше, а пористость ниже, чем у
диатомита. Если диатомиты обычно не содержат
посторонних примесей, благодаря чему окрашены
в светлые, часто белоснежные цвета, то опоки
всегда загрязнены глинистой и песчаной
примесями и для них характерны серые и желтоватые
оттенки.

ж
f
ПОЛЕЗНЫЕ
ИСКОПАЕМЫЕ

КАКИЕ ИСКОПАЕМЫЕ
МЫ НАЗЫВАЕМ
ПОЛЕЗНЫМИ
Так не похожие друг на друга железная руда и
нефть, мрамор и природный газ на самом деле
очень близки между собой. Называются они,
так же как и очень многие другие вещества,
полезными ископаемыми. Ископаемые — потому
что извлекаются из недр Земли, отторгаются
человеком от её каменной оболочки. Полезные —
потому что служат человеку, т.е. по его воле
превращаются в разнообразные необходимые
вещи, которые создают уют, обеспечивают
безопасность, обогревают, кормят, перевозят. Одним
словом, полезные ископаемые необходимы всегда
и везде, оказывают огромное влияние на всю нашу
жизнь.
Когда образовались на Земле полезные
ископаемые? Очевидно, очень давно, вместе с самой
каменной оболочкой планеты. Некоторые горные
породы, которые человек использует сегодня для
своих целей, имеют возраст несколько миллиардов
лет. Другие полезные ископаемые появились
позже: их возраст исчисляется десятками и
сотнями миллионов лет. Иными словами, они
возникали постепенно, в течение всей жизни
нашей планеты. Есть и такие полезные
ископаемые, например песок, глина или торф, которые
продолжают накапливаться и по сей день. Для того
чтобы увидеть, как это происходит, не надо
спускаться в неведомые глубины: достаточно
выйти на берег реки или моря либо побывать на
одном из многочисленных болот, раскинувшихся
на обширных пространствах России.
Полезными эти ископаемые были далеко не
всегда. Когда древний человек делал первые шаги
по Земле, их для него как бы не существовало.
Человека окружала природа (живая и неживая):
воздух, вода, животные и растения. И вместе с
ними — минеральная твердь Земли. Твёрдая
оболочка планеты была — и остаётся по сей день —
не просто полезной, но необходимой для всего
существующего на ней. Но это совсем в другом
смысле, чем тот, который мы вкладываем в
понятие «полезные ископаемые»: она выступала и
выступает как каменная основа мироздания, как
гигантские подмостки, на которых
разворачиваются сцены земной жизни.
Чтобы ископаемые стали полезными, человек
должен был стать Человеком и ощутить пользу,
которую ему может принести камешек, лежащий
на берегу реки или отколотый от скалы. Надо
было, чтобы он научился использовать свою
находку, обрабатывать её. Утекло немало воды,
прежде чем человек понял, что под его ногами
находится поистине неисчерпаемая кладовая,
богатства которой сделают его многотрудную жизнь
легче, интереснее и разнообразнее. Тогда полезные
ископаемые «родились» вторично — теперь уже в
сознании человека.
Многообразны минеральные ресурсы, которые
получают из недр Земли. Основу полезных
ископаемых составляют твёрдые вещества: руды
различных металлов, уголь, самые разнообразные
драгоценные и поделочные камни, строительные
материалы, сырьё для химической
промышленности. Извлекаются из недр и различные
жидкости. К ним относятся нефть и подземные воды — от
целебной влаги минеральных источников до
обычной ключевой и колодезной воды.
Используются и газы, заключённые в недрах, прежде
всего природный горючий газ, без которого сегодня
немыслим уют большинства городских квартир.
ЧТО ТАКОЕ
МЕСТОРОЖДЕНИЕ
Руда — древнерусское название крови. Руды
металлов, извлекаемые из недр земли, наши предки
считали её кровью. С незапамятных времён руду
добывали в горах. Именно здесь она часто залегает
неглубоко и доступна для разработки. Возникло
332

ЗАПАХИ РУД
Псе руды пахнут. Одни сильнее, другие настолько слабо,
О что обоняние человека не улавливает их запахов. И
только животные, прежде всего собаки, способны их
различать. Специалисты давно обратили внимание на то,
что руды самородного мышьяка или его соединений с
металлами издают, особенно при ударе, сильный
чесночный запах. При нагревании и прокаливании он
многократно усиливается. От скоплений сульфидных руд идёт
резкий запах сернистого газа. Многие руды пахнут глиной. На
нефтяных месторождениях и в районах минеральных
источников часто пахнет сероводородом. Кварц,
содержащий промышленные концентрации редких металлов, при
растрескивании издаёт специфический, знакомый
поисковикам, неприятный запах.
Древние рудознатцы находили широкое применение
этому свойству в своей работе. Но со временем
использование такого деликатного признака, как запах, требующее
специальных знаний и особых качеств поисковика, сошло
на нет. Этот признак был вычеркнут из современных
методических руководств, справочников и учебников. Однако
сделано это было несколько преждевременно. Дело в
том, что большая часть месторождений скрыта под
покровом почв, растительности или слоем рыхлых отложений.
Без проведения горных работ (проходки траншей,
шурфов и т.д.) обнаружить их трудно. Первыми попытались
вновь использовать данный признак в послевоенные годы
финские геологи. Для этих целей они использовали
специально обученных собак. В Центральной Финляндии под
болотами и ледниковыми отложениями им удалось таким
образом обнаружить несколько сульфидных
полиметаллических месторождений.
Более серьёзную попытку в 60-е гг. предприняли
карельские геологи. Они создали специальный отряд
рудорозыскных собак и установили, что из четырёх типов
высшей нервной деятельности этих животных — меланхолика,
флегматика, сангвиника и холерика — для поисков
наиболее подходят сангвиники (т.к. они наиболее
чувствительны к запахам). Такие собаки легко поддаются
дрессировке и отличаются хорошей работоспособностью. В
частности, тренированные собаки способны по запаху
отличить даже различные минералы из группы сульфидов.
В условиях Карелии и на Кольском полуострове, где
проходила проверка, собаки обнаружили рудные тела,
залегающие на глубинах до 12 м.
Конечно же, поиски по запаху не дали сразу слишком
впечатляющих результатов, поэтому дело постепенно
заглохло. Но история с запахами руд далеко не
завершилась... Тогда же, в 60-е гг., в США стали активно
разрабатывать портативные (небольших размеров) электронные
приборы для определения запахов. Уже изготовлены
устройства, основанные на принципе поглощения газом
ультрафиолетового излучения. Правда, пока усилия
конструкторов направлены не в сферу геологии. Созданная
аппаратура «чувствует» запах красок, лаков, бензина,
различных газов, кислот и даже свежих яблок и бананов.
Надо полагать, что в недалёком будущем, когда
наметится очередной дефицит минеральных ресурсов,
снова обратят внимание на «душистый букет» рудных
запахов. Вероятнее всего, роль обонятельного анализатора
будут выполнять портативные приборы, фактически уже
созданные современной техникой.
одно из важнейших занятий человека —
горнорудное производство. Во всём мире так называют
любые работы, при которых ведутся поиск,
разведка, добыча и переработка полезных ископаемых,
где бы они ни производились — в горах, на
равнинах или в глубинах морей и океанов.
Месторождения полезных ископаемых нередко находятся
в труднодоступных горных областях. Дожди и вызванные
ими осыпи склонов разрушают узкие дороги.
Довольно трудно найти полезные ископаемые в
таких объёмах и концентрациях (т.е. с высоким
содержанием полезных компонентов в породе),
чтобы их добыча была экономически выгодна —
только тогда можно сказать, что это настоящее
месторождение. Даже найдя следы присутствия
полезных ископаемых или сами желанные
минералы, люди не всегда торопятся их извлекать.
Есть несколько требований, которым должно
удовлетворять найденное скопление минерального
сырья, прежде чем оно будет признано
месторождением: определённое количество руды (не ниже
некоторого минимального) и содержание в ней
полезных компонентов. Эти требования для одного
и того же вида полезных ископаемых сильно
меняются в зависимости от места расположения
месторождения. В районах действующих
рудников, где имеются промышленные предприятия,
рабочая сила, густая сеть железных и автомобиль-
333

Энциклопедия для детей
ных дорог, разработка месторождений
стоит дешевле и требования к сырью
будут значительно более низкими, чем
для вновь открытых месторождений в удалённых
и труднодоступных необжитых областях,
например в Центральной Сибири, Гималаях, на Аляске
и в других уголках планеты.
Так, если в старых горнорудных районах
выгодно разрабатывать мелкие месторождения с
малым содержанием золота (1—2 г/т), то для
необжитых территорий эти условия совершенно
неприемлемы. Там интерес представляют только те
месторождения, где много золота и содержание его
высокое. Только ради них целесообразно подводить
дороги, строить добывающие и перерабатывающие
предприятия, жильё и т.д.
В пределах месторождений руды образуют тела
различной формы. Наиболее часто это пластины
(пласты); тела приблизительно округлой формы,
которые немецкие геологи называли штоками и
штокверками; удлинённые трубы или комбинации
этих трёх типов форм.
По сравнению со всей площадью нашей
планеты, составляющей 510,1 млн км2, размеры
отдельных месторождений ничтожно малы: они
колеблются в пределах 0,003—0,47 км2. В
масштабе такие месторождения напоминают точечные
уколы иглы на лётном поле аэродрома.
ПРОИСХОЖДЕНИЕ
МЕСТОРОЖДЕНИЙ
Образуются месторождения полезных иско- рудосфера. В ней происходит постоянный кругово-
паемых только во внешней оболочке Земли, рот веществ. Породы и руды, возникшие на
имеющей толщину всего 10—15 км (а это больших глубинах, поднимаются наверх и образу-
меньше, чем доля скорлупы в курином яйце). Эта ют горные хребты и возвышенности. Затем солнце,
оболочка получила специальное название — вода и ветер разрушают их и в виде обломков и
растворов переносят в моря и
озёра. Постепенно там
накапливаются 1000-метровые
толщи песков, глин, солей и
других осадочных пород,
которые погружаются в глубинные
части Земли. Таким образом
завершается цикл круговорота
вещества. С момента
возникновения Земли они следуют один
за другим.
Месторождения образуются
на любом этапе круговорота
вещества. Вначале на больших
глубинах при высоких
температурах (800° С) и давлении
(1000 кг/см2) твёрдое вещество
превращается в расплав,
который называют магмой. Под
давлением она устремляется
вверх. По пути часть расплава
застывает, а часть,
перемещающаяся с высокой скоростью,
вырывается наружу,
изливаясь в виде лавы и извергаясь в
6 С 0 7 С Я Ю Гекове(ПТЛуафов)3аСТЫВШИХ °6'
По мере остывания из
расплавов магмы сначала выделя-
■;ЙМ"№№Й'Й"У Дох»!! охохохвщВДвд
г^ет^
SsieSSSSfr;
3QDL
И .111
:,=!i!fflS!i''
ОООССОСОЗО:
ХС
нИиНи1и1цЯ*Ц,1'1"||иЦц1"циИ*11¥м"м'Ч1иПиИиВм1дц'1||и"|1иЦ|'1"ммИиМ№1*1"|1мЦи]
дн|вд^да"|цГпвиц11%1»1ннпвццви'пц1днУпдд"одп^|"диу1н'павцдУа|1|!Ь[!
2555
v ш »i ЯНН
31 Е Э-
4 ^#5
Разрезы одного из крупнейших в Европе месторождений свинца, цинка и серебра
в Ле Малин, расположенного в отрогах Севенн (Центральная Франция). Рудные
пласты и жилы формировались здесь из горячих минерализованных растворов.
1—3 — известняки: 1 — крупнозернистые, 2 — тонкослоистые,
3-е примесью глины; 4 — глинистые сланцы; 5 — доломиты;
6 — конгломераты; 7 — жилы; 8 — разломы;
9 — вкрапленные руды; 10 — пластовые рудные тела.
ются минералы, которые
образуют руды никеля, меди,
хрома, титана, алмазов и
некоторых других полезных
ископаемых. Обычно такие место-
334

Полезные ископаемые
Золотоносная кварцево-сульфидноя
жило месторождения Сальсинь
(Франция, департамент Од),
образованная растворами,
фильтровавшимися по трещинам и
порам в хрупких породах.
А — прожилки и гнезда сульфидов
с серебром и золотом;
В — рудная жила;
С — околорудные песчаники
с мелкими прожилками богатых руд,
S — богатые руды в лежачем боку
жилы
1 — плотные песчаники,
2 — доломиты.
В
рождения залегают на глубине 3—15 км. После
затвердевания расплава от только что застывшей,
но ещё горячей массы отделяются газы и вода с
растворёнными в них рудными элементами.
Горячие растворы проникают по трещинам за пределы
рудного тела, и там из них кристаллизуются
разнообразные минералы, образующие
месторождения золота, платины, железа, свинца, цинка
и т.д. Эти месторождения обычно залегают в виде
жил в трещинах и пустотах твёрдых горных пород.
МЕСТОРОЖДЕНИЯ
В ВУЛКАНАХ
Внутри вулканов на небольших глубинах (до
1,5 км) из низкотемпературных растворов
образуются очень богатые золото-серебряные
месторождения. Сотни таких месторождений расположены
по берегам Тихого океана: на западе — в Андах и
Кордильерах Южной и Северной Америки, на
востоке — в вулканических горных цепях Чукотки,
Камчатки, Японии, Китая и Австралии.
Другие месторождения возникают там, где
базальтовые лавы изливаются на дно морей и
океанов. В них накапливаются минералы —
сульфиды железа, меди, цинка и свинца. Процесс
образования этих подводных месторождений
длится в течение почти всей геологической истории
нашей планеты. Начался он 3,8 млрд лет назад и
продолжается вплоть до настоящего времени. В
океанах (Тихом, Индийском и Атлантическом)
формирование подобных руд активно происходит
и сейчас — в местах, которые образно называют
чёрными курильщиками из-за клубов тёмно-серой,
а иногда даже чёрной взвеси мелких минеральных
частиц. Они напоминают столб дыма, выходящий
из печной трубы, и располагаются над выходами
минерализованных источников на океаническом
Дне.
МЕСТОРОЖДЕНИЯ
ИЗ ЗАСТЫВШЕЙ
НА ГЛУБИНЕ МАГМЫ
Обширное семейство месторождений образуется из
магматических расплавов на небольших глубинах
(1,5—3,5 км). В этом семействе можно выделить
три группы месторождений.
Первая относится к породам, которые
возникают из магмы, поднявшейся с глубины более 100 км
и богатой магнием и железом, но бедной кремнием.
В них образуются крупнейшие в мире
месторождения медных и никелевых руд (Норильск на
Таймыре, Садбери в Канаде); хрома, титана и
платины (Бушвельд в Южной Африке); редких и
редкоземельных элементов (на Кольском
полуострове и в Южной Африке). В трубообразных
телах, сложенных кимберлитами, возникают
алмазы. Под воздействием воды, кислорода и
органических кислот кимберлиты превращаются в
синюю глину. Она служит надёжным поисковым
признаком на алмазы. Другим признаком служит
335

Энциклопедия для детей
красивый красный гранат — пироп. Он
является составной частью
кимберлита. На поверхности пироп не
разрушается и образует россыпи в долинах рек и ручьёв.
Вторая группа месторождений возникает из
магматических расплавов, обогащенных оксидами
калия, натрия, кальция и алюминия и обеднённых
оксидами кремния. Это многочисленные
месторождения меди и молибдена крупнейшего на Земле
рудного пояса, проходящего через всю Южную и
Северную Америку от Огненной Земли до Аляски.
Здесь находятся уникальные гигантские
месторождения, такие, как Чукикамата и Браден в Чили
и Кляймакс в США.
Третья, самая большая и разнообразная по
составу руд группа месторождений образуется из
растворов, циркулирующих по трещинам. Эти
растворы возникают при застывании магмы,
содержащей много оксидов кремния (70—90%). Из
такой магмы образуются граниты. Как в самих
гранитах, так и во вмещающих их породах в
трещинах и пустотах отлагаются руды серебра,
золота, вольфрама, молибдена, свинца, цинка,
висмута и многих других элементов
(месторождения Тырныауз на Северном Кавказе, Бинг-
хем в США, Саса в Македонии и т.д.). Именно к
этой категории минеральных образований
относятся изумительные и уникальные по красоте
сростки кристаллов (образования, возникшие из
сросшихся вместе нескольких кристаллов). Они
ОБОРУДОВАНИЕ ДЛЯ
КОЛЛЕКЦИОНЕРОВ КАМНЕЙ
Индустрия коллекционных образцов камней уже давно
приобрела солидный международный коммерческий
размах. Наиболее крупная ежегодная выставка
коллекционных камней проходит в США, в городе Таксон. В
Германии ежегодно проводятся две выставки: одна в
Мюнхене, другая в Гамбурге. Образцы регулярно
выставляются на продажу также в Дортмунде. Из всех
существующих выставок мы отметили только главные, а их
сотни в разных странах. Там не только демонстрируются
образцы, но и продаются как целые коллекции, так и
отдельные камни. Имеется ряд фирм,
специализирующихся на изготовлении оборудования для
коллекционеров. Наиболее известна среди них немецкая фирма
«Кранц» в Бонне, которая предлагает:
D небольшую пескоструйную машину с пакетами
специального, пропитанного желеобразной
жидкостью песка для идеальной очистки кристаллов
от налётов оксидов и других инородных наростов;
О микроперфоратор пневматический — миниатюрное
устройство для аккуратного обкалывания излишних
выступов камня;
О специальные прессы для раскалывания образцов;
О коробочки для коллекций различного размера,
подставки, этикетки, спецкарандаши и т.д.;
о жидкости для пропитки образцов с целью их
консервации (предохранения от разрушения);
О портативные отрезные и шлифовальные станки
с алмазными дисками;
О бинокуляры со стекловолоконными световодами
(маленькие микроскопы с устройствами для
специального точечного освещения);
О ультразвуковые ванночки для очистки образцов;
О специальные металлоискатели для обнаружения
самородков.
х
Мощные американские самосвалы «Эвклид», вывозящие
породы и руды из карьера вольфрам-молибденового
месторождения Тырныауз на Северном Кавказе (Россия)
называются друзами и представляют большую
экономическую ценность.
Во всех минералогических музеях мира можно
полюбоваться великолепными друзами водянисто-
прозрачного и дымчатого горного хрусталя,
фиолетового аметиста, молочно-белого и прозрачного
кальцита с бесконечными вариациями цветов и
оттенков.
Поражают изящные кристаллы галенита (PbS),
кубические — пирита (FeS2), чёрные
удлинённые — сфалерита (ZnS) и ярко-жёлтые ромбоэдры
серы. И всё это заключено в царстве блестящих
прозрачных и цветных пирамидальных или
игольчатых сростков кварца и кальцита.
Особый коллекционный и ювелирный интерес
представляют крупные самородки серебра, золота
и платины. Их стоимость намного выше рыночной
стоимости самого заключённого в самородке
металла.
В печати не имеется сводных статистических
сведений о финансовых оборотах на рынках
камней, но приблизительные подсчёты
показывают, что речь идёт о сотнях миллионов долларов.
Рядовые образцы широко распространённых
минералов — галенита, сфалерита, пирита, флюорита и
других — оцениваются от нескольких долларов до
10—20 долларов за образец. Высококачественные,
336

Q.
О
о
x
го
LU
en
LU
Q-
<
GO
><
<
О
о
><
-О
X
no
LU
О
с
><
^
:LU
CO
I-
DO
О
><
-Q
X
no
<
о
О
w
M
H
tf
5
a
о
I
1
i
D
s.
G
£- ?
о

Энциклопедия для детей
К
&. г,Г^У *!ЭР> *"
J
Кристаллы
самородной серы
в кальцитовой друзе
из Алексеевскою
месторождения
(Среднее Поволжье,
Россия)
Кристалл и чес кие
образования
сфалерита и кальцита
из свинцово-цинкового
месторождения Трепча
(Сербия)
Кристалл и чески е
образования
галенита и кальцита
из свинцово-цинкового
месторождения
Трепча (Сербия).
Кубические
кристаллы пирита
из Березовского
золоторудного
месторождения
(Средний Урал,
Россия)
красивые по композиции сростки кристаллов
аметиста, дымчатого кварца, а также редкие по
размерам и форме минералы очень высоко ценятся
в среде коллекционеров. Их цена может достигать
сотен и даже тысяч долларов.
НА CyiUE, В РЕКАХ,
ОЗЁРАХ И МОРЯХ
Руды образуются повсеместно: на суше, в реках,
озёрах, морях и океанах. Наиболее активны эти
процессы в горах и на плоскогорьях в жарком и
влажном климате. Высокие горы энергично
разрушаются внешними силами Земли — ветром, водой,
суточными и сезонными колебаниями
температуры и движущимися ледниками. В результате
образуется огромная масса обломков — десятки
кубических километров, — которая постепенно
перемещается по планете в направлении наиболее
низких её участков. Реки активно переносят большое
количество обломков — от крупных валунов до
песка и глины. При общем движении наиболее
прочные, тяжёлые и химически инертные частицы
накапливаются в понижениях и излучинах рек.
Таким образом образуются россыпи золота,
платины, олова, алмазов и вольфрама.
Свою лепту в разрушение прибрежных
скалистых гор и крутых берегов вносят моря и океаны.
Могучие штормы, тайфуны, приливы и отливы
формируют протяжённые пляжи, подобные
знаменитым пляжам Копакабаны в Бразилии или
Вайкики-Бич на Гавайских островах. Узкой
лентой пляжи окаймляют западное побережье
Австралии, кольцом окружают острова Мадагаскар и
Цейлон, на тысячи километров протягиваются
вдоль побережий Индии, Восточной и Западной
Африки, Южной и Северной Америки.
В прибрежно-морских россыпях скапливаются
огромные запасы руд циркония, тория, титана,
магнетита, олова. В морских галечниках
сосредоточены основные запасы сапфиров, аметистов,
агатов и многих других драгоценных и поделочных
камней.
Столовые горы — плато, возвышающиеся над
уровнем моря уступом на сотни метров, — служат
барьером на пути влажных морских ветров. В
экваториальном климате на подобных плато в
условиях постоянных дождей и жаркого климата
твёрдые горные породы разрушаются и
превращаются в вязкую глинистую массу. Постепенно из
неё выносится всё, кроме оксидов алюминия,
пласты которых называют бокситами — лучшими
рудами для получения этого металла. Там же, где
338

Полезные ископаемые
Уникальное природное
образование —
массив Айрес-Рок
в центре Австралии,
место паломничества туристов
из многих стран мира
Он сложен песчаниками
и алевролитами, испытавшими
выветривание в сухом и жарком
климате В утренние часы массив
имеет голубоватый цвет,
а в дневное и вечернее время —
ярко-красный.
Гигантские
железомарганцевые конкреции,
обогащенные кобальтом
Склоны га йота Ита-Ма
в Тихом океане.
339

Энциклопедия для детей
ПОЛЕЗНЫЕ ИСКОПАЕМЫЕ
НА ДНЕ ОКЕАНОВ
Учитывая быструю истощаемость месторождений
многих полезных ископаемых на суше, настала пора
осваивать минеральные богатства, таящиеся на дне
глубоких морей и океанов, площадь которых занимает более
половины нашей планеты. В ближайшие десятилетия будут
разрабатываться две группы месторождений: сначала
скопления железомарганцевых руд, а потом — медно-
цин новые залежи, располагающиеся главным образом на
срединно-океанических хребтах (проходящих
преимущественно в центральных частях океанов).
Помимо других удивительных открытий
англо-голландская морская экспедиция на корабле «Челленджер» во
время рейса 1873—1876 гг. обнаружила на дне океанов
огромное количество минеральных образований округлой
формы (конкреции), которые состояли из оксидов
марганца и железа. С тех пор во время почти каждого
исследовательского рейса учёные разных стран
поднимали со дна эти загадочные образования. Прежде
всего было установлено, что конкреции растут очень
медленно — от 0,001 до 1,00 мм за 1 тыс. лет — и только
вдали от берегов на больших (5—6 тыс. м) глубинах. Они
поразительно равномерно располагаются на дне одним
слоем, не соприкасаясь друг с другом.
Вплоть до 60-х гг. XX в. железомарганцевые
конкреции были только объектом интереса учёных. Но с
течением времени были накоплены сведения о гигантских
запасах в них таких важных металлов, как марганец,
кобальт, медь и никель. И проблемой освоения этих
минеральных богатств заинтересовались специалисты
горнорудной промышленности, прежде всего в
высокоразвитых странах — США, Германии, Франции, Японии,
Англии.
Началась гонка технологий, позволяющих извлечь эти
образования с морского дна, и борьба за раздел
Мирового океана, в которую в 50-х гг. включился и СССР. Под
эгидой ООН с 1958 по 1982 г. были проведены три
конференции, посвященные морскому праву, в частности
добыче полезных ископаемых на дне океанов. Для ведения
геологоразведочных работ ООН в 1987 г. выделила СССР в
приэкваториальной части Северо-Восточной котловины Ти-
(хого океана (зона Кларион — Нлиппертон) участок
морского дна площадью 75 тыс. км2. Теперь он перешёл к
России.
Сейчас Россия — полноправный участник раздела
минеральных богатств Мирового океана. Успехи наших
морских геологов настолько впечатляющи, что их
разработки используются во всём мире и положены в основу
рекомендаций в комитетах и комиссиях при ООН.
Реальное освоение донных минеральных богатств
морей и океанов — это такая же масштабная, сложная и
трудная техническая задача, как освоение Антарктиды и
космоса. И человечество вплотную подошло к решению
этой задачи. В XXI в. в общем количестве извлекаемых
минеральных ресурсов доля подводных полезных
ископаемых будет неуклонно возрастать.
плоскогорья были сложены ультраосновными
магматическими породами, процессы выветривания
сформировали богатые месторождения никеля и
кобальта.
Реки, ручьи, потоки подземных вод, ветер и
ледники механически разрушают и растворяют
твёрдые горные породы и заключённые в них руды.
Образовавшиеся растворы скапливаются в озёрах,
морях и океанах.
В изолированных бассейнах, расположенных в
жарких пустынных областях, таких, как озёра
Баскунчак и Эльтон в низовьях Волги, небольших
морях, подобных Аральскому в Средней Азии или
Мёртвому на Ближнем Востоке, образуются очень
солёные воды, называемые рассолами. Из них при
интенсивных испарениях выпадают в осадок
различные соли. Это и обычная поваренная, и
калийные соли, а также соединения, из которых
добывают магний, калий, бром, йод, бор и многие
другие элементы.
Часть продуктов разрушения в виде тончайшей
мути растворов выносится реками в моря и океаны.
Здесь они осаждаются на дне и образуют осадочные
месторождения. Непосредственно у побережья
происходит отложение бокситов, затем следуют руды
железа и у подножия берегового склона — руды
марганца.
Бурная органическая жизнь в воде также вносит
свою лепту в образование месторождений. В озёрах
и на морских мелководьях из скелетов
отмирающих там организмов накапливаются большие
массы кальцита (СаСОз). Таким путём возникают
грандиозные многокилометровые толщи
известняков.
С побережьями связаны и месторождения
фосфора. Этот химический элемент активно
усваивается морскими организмами в устьях рек,
которые образуют своеобразный биофильтр, не
пропускающий соединения фосфора в открытое
море. Концентрация фосфора в морских
организмах достигает нескольких десятков процентов.
Разложение и растворение органических остатков
обогащают воды оксидом фосфора (Р2О5) на
глубинах 1000—1500 м, а восходящие подводные
течения выносят образовавшиеся растворы к
побережью. На берегах древних морей возникли
крупнейшие в мире пластовые месторождения
фосфоритов, такие, как Каратау в Западном
Казахстане, Фосфория в западных штатах США.
Медленно и неумолимо вздымаются горные
хребты, рядом с ними крупные участки земной
коры погружаются в пучину океана и покрываются
обломками, сносимыми речными потоками с
разрушающихся горных кряжей. Накопившиеся
осадочные толщи в конце концов оказываются на
глубинах в несколько десятков километров, где
господствуют очень высокие температуры (более
500° С) и давления (более 1000 кг/см2). В этой
адской печи полностью преобразуются минералы,
поступившие сверху. Глины превращаются в
прочные горные породы — сланцы, легко
раскалывающиеся на тонкие пластинки, которыми можно
покрывать крышу. Поэтому их называют
кровельными сланцами. Из пористых и лёгких известняков
образуются удивительно разнообразные по
изяществу рисунка и расцветке плотные мраморы;
обычные каменные угли превращаются в графит,
из которого изготавливают помимо других
полезных вещей и обычные стержни для карандашей.
Таким образом происходит круговорот веществ в
земной коре.
340

Полезные ископаемые
ИСТОРИЯ
ГОРНОРУДНОГО
ПРОИЗВОДСТВА
Невозможно переоценить роль полезных
ископаемых в становлении цивилизации.
Американский этнолог (специалист по истории
народов) Генри Льюис Морган писал, что именно с
того момента, когда варвары научились получать
и применять металл, 9/10 борьбы за цивилизацию
было выиграно. Использование металла
стимулировало развитие земледелия, строительства,
ремёсел, военного дела и культуры, способствовало
бурному социальному прогрессу.
В истории горнорудного производства можно
условно выделить три основных периода: древний
(до I в. н.э.), средневековый (доходящий до эпохи
Возрождения) и новый (доходящий до
современности).
НА ЗАРЕ
ЧЕЛОВЕЧЕСТВА
Древний период восходит корнями
непосредственно к истокам истории человечества. Это
исключительно длительный отрезок времени, когда
человек только делал первые робкие шаги в познании
и освоении окружающего мира. По некоторым
оценкам, древний период длился несколько сотен
тысяч лет, в течение которых человеческое
общество претерпело три этапа своего развития и освоения
природы, получивших названия каменный,
бронзовый и железный века. Даже из этих названий
видно, какую роль играли полезные ископаемые
для древнего человека.
КАМЕННЫЙ ВЕК
Этот период самый продолжительный. На его долю
приходится более 99% всей истории
человечества — от возникновения на Земле древнейших
племён до появления в их обиходе предметов из меди
(VIII—IV тыс. до н.э.). Каменный век неоднороден
и в свою очередь разделяется на три эпохи: самую
древнюю — палеолит, среднюю — мезолит и
завершающую — неолит.
Палеолит продолжался до X тыс. до н.э. Жизнь
древнейшего человека была совершенно
неотделима от окружающей природы. На этой
примитивной ступени своего развития он использовал
твёрдые горные породы — кремень, кварцит,
обсидиан, изготавливая из них ножи и скребки.
Природный камень только оббивался до нужных
форм, но не шлифовался. В качестве жилищ
использовались пещеры. Древние обитатели Земли
Эмблема братиславских рудокопов.
жили племенами в тёплых краях, промышляя
охотой на мелких зверей, птиц и пресмыкающихся
и собирая съедобные растения.
В мезолите (X—VI тыс. до н.э.) образ жизни
первобытного человека сильно изменился, он
постепенно приобрёл свой современный вид.
Племя сменилось родовой общиной, резко
улучшилась технология обработки камня, появилось
искусство. Человек изготавливает новые каменные
орудия — микролиты: заострённые каменные
пластинки, используемые в качестве режущих
элементов в ножах и для наконечников стрел и
копий; начинает строить жилища из камня и
дерева. В пещерах появляется наскальная
живопись. В речных песках собирают золотые
самородки, служившие украшениями.
В неолите (VI—IV тыс. до н.э.) человек
научился тщательно шлифовать и даже
полировать каменные изделия, появились
керамические предметы, украшения из золота и камней.
БРОНЗОВЫЙ ВЕК
В течение бронзового века (IV—I тыс. до н.э.)
человек научился использовать самородную медь,
которую он находил на окисленных сульфидных
месторождениях. Медь легко ковалась, и из неё
можно было изготавливать разнообразные
предметы быта, украшения и культовые изделия. Но это
341

Энциклопедия для детей
Добыча кремня в древней Англии
очень мягкий металл. Из него не сделаешь
хороший плуг или боевое оружие. Поэтому поворотным
моментом в истории человечества стало открытие
сплавов меди с оловом, свинцом, сурьмой и
серебром, которые называли бронзой. Эти сплавы, как
и медь, можно было ковать, но в отличие от чистой
меди они были прочными.
Очаги цивилизации появились именно вблизи
источников важных минеральных ресурсов.
Ранняя история человечества тесно связана с наиболее
распространёнными и легко доступными видами
полезных ископаемых. Естественно, что самым
первым из них был твёрдый камень. Почти в то же
самое время древние люди стали использовать для
украшений золото и драгоценные цветные камни
(изумруды, сапфиры, горный хрусталь и т.д.). Они
находили их в песках и галечниках речных долин.
Известно, что многие реки Европы, Латинской
Америки, Африки, Азии в течение тысячелетий
были золотоносными. Целый ряд россыпей
истощился только в Средние века.
Остроугольные камни (щебёнка) и округлые
(галька) были в изобилии в долинах крупных рек.
Там же встречалось золото в виде самородков.
Два других вида полезных ископаемых — руды
меди и железа — были уже в те времена доступны
древним жителям Земли. Там, где месторождения
выходили на поверхность Земли, часто встречались
самородная (т.е. химически чистая) медь, богатая
железная руда, а в болотах и озёрах были широко
распространены оксиды железа, состоящие из
округлых шариков (так называемые бобовые
РУДЫ).
Итак, медь есть, но она слишком мягкая. Ее
ковали, а потом плавили в небольших ямах. Когда
в медной руде оказывалась значительная примесь
олова, у древних металлургов вместо меди
получалась бронза. Обнаружив её прочность, люди стали
сознательно добавлять к меди другие металлы.
Бронза была дорогой. Из неё делали оружие,
орудия труда и украшения. Центры добычи и
обработки меди были очень важны для античных
государств и часто становились их экономическими
и политическими центрами (Крит, Афины,
Македония, Спарта в Средиземноморье, город Чанъ-
ань в среднем течении реки Янцзы в Китае и др.).
Особенно бурно цивилизация развивалась в
бронзовый век в античном Средиземноморье — в
Греции, Финикии и Египте. Здесь наиболее
дефицитным сырьём было олово, необходимое для
получения бронзы. Месторождений олова было
мало, и всё возрастающие потребности в нём не
удовлетворялись. Известно, что его добывали в
Греции в Хризейской долине (близ города Дельфы).
Часть олова поступала с Апеннинского полуострова
и даже с островов, которые теперь называются
Британскими (район полуострова Корнуолл). С
медью проблем было меньше. Она добывалась во
всех странах Северного Средиземноморья. Золото
Древний человек изготавливает ножи
и скребки, обрабатывая обсидиан

Полезные ископаемые
■

Энциклопедия для детей
промывали в песках большинства рек
и добывали из кварцевых жил в горах
на юго-востоке Греции и в Кантабрий-
ских горах на северо-западе Испании.
ЖЕЛЕЗНЫЙ ВЕК
Железный век (начался примерно в X в. до н.э.) —
ещё'один коренной перелом в укладе жизни
человека. В Европе возникают первые государства.
Дешёвое железо заменило дорогую бронзу, и это резко
повысило эффективность хозяйства.
Началась эпоха, когда железо стало металлом
царей. Кто мог снабдить своих воинов железным
оружием, тот и побеждал. Создавались
специальные кузницы, в которых изготавливалось оружие.
Многие племена и даже целые народы начали
специализироваться на горнорудном производстве
и металлургическом ремесле.
Например, племена кельтов (галлов),
обитавшие в Европе со второй половины I тыс. до н.э.
до I в. н.э. на территории современных Франции,
Бельгии, Северной Италии, знали секрет
получения железа. Они не только осваивали
месторождения и выплавляли металл, но и отличались
высоким мастерством в изготовлении оружия.
Укреплённые поселения кельтов всегда
располагались вблизи месторождений лимонита (оксида
железа). В каждом поселении непременно имелась
плавильная печь, которая представляла собой
округлое пустотелое сооружение из глины высотой
почти в человеческий рост с отверстиями вверху и
внизу. На дно печи помещали древесный уголь, а
выше чередовали слои угля и руды. Затем всё это
поджигали, и через нижнее отверстие с помощью
обычных ножных мехов (приспособления с
растягивающимися стенками для нагнетания воздуха)
задувался воздух. После сгорания угля и
плавления руды в печи оставался кусок металла размером
с большой арбуз, который называли крицей.
Кузнец оббивал его молотом, удаляя шлак и
придавая выплавленному железу форму будущего
изделия.
Таким образом, оружейное искусство кельтов
достигло бурного расцвета, что позволяло им
держать в трепете даже римлян. В 390 г. до н.э.
Одно из древнейших
изображений
горняка,
добывающего
в подземной
выработке руду.
Изображение
на коринфской
керамической
табличке.
V—IV вв. до н.э.
они разгромили 40-тысячную римскую армию в
40 км севернее Рима, взяли и разграбили город.
Однако и они впоследствии не устояли под
натиском римлян и в I в. до н.э. были покорены
ими.
В античную эпоху одним из важнейших
условий для возникновения и расцвета государств
было наличие на их территории месторождений
полезных ископаемых. За обладание этими
ресурсами велись постоянные войны. В своей книге
♦У колыбели геологии и горного дела» профессор
Б.М. Ребрик пишет: «...Афиняне длительное
время вели борьбу с фаросцами за фракийские
золотые рудники, лакедемоняне с афинянами — за
обладание лаврийскими серебряными
разработками, македоняне с греками — за фракийские
золотоносные прииски, римляне с
карфагенянами — за богатые иберийские месторождения
серебра, золота, меди; македонский царь Филипп
с пергамским царём Атталом — за пергамские
прииски».
Жажда богатств (золота и серебра, олова, меди
и железа, а также продовольствия и рабов) — вот
что было основной причиной греческой
колонизации Средиземноморья. Походы на восток за
«золотым руном» сопровождались добычей золота
из речных песков бассейна реки Риони на Кавказе
и железных руд на Керченском полуострове в
Крыму.
Горное дело в античных странах
Средиземноморья находилось на довольно высокой ступени
развития и постоянно требовало всё больше и
больше древесного угля. Там, где разрабатывались
медные, железные, оловянные и свинцовые
месторождения, леса быстро вырубались. Приходилось
прекращать рудный промысел. Например, на
острове Кипр приблизительно дважды в столетие
полностью уничтожался лес, на медных рудниках
жизнь замирала, ремесленники и горняки
разъезжались по другим странам. Они возвращались, как
только восстанавливались леса.
На острове Эльба, что в Тирренском море, леса
тоже были полностью сведены. Поэтому
добываемую там железную руду для выплавки металла
отправляли на материк, в Италию.
Наиболее грандиозным последствием железного
века стало образование западноевропейского
центра мировой цивилизации. В течение I тыс. до н.э.
здесь возникали, расцветали и приходили в упадок
десятки государств. Сложилась одна из
высочайших культур человечества — античная.
В рамках античной культуры развивались
основы естествознания, в том числе и зачатки
учения о полезных ископаемых. Первые сведения
о минеральных богатствах можно обнаружить в
поэмах Гомера и Лукреция, а также в трудах
Аристотеля, Теофраста, Плиния Старшего и
других античных авторов. В них приводятся сведения
более чем о 670 минералах.
Изготовление бронзы в эпоху античности
344

Полезные ископаемые
',-/%£*?
■v^

Энциклопедия для детей
Настоящей геологической науки в
то время ещё не существовало, и
поэтому все важнейшие вопросы в этой
области решались философами. Среди
представлений о происхождении мира, в том числе и
минералов, преобладали два направления.
Представители одного из них (например, философ
Фалес) придавали определяющее значение воде
как созидающему и преобразующему мир началу,
а другого (философы Гераклит, Анаксагор) —
«космическому огню», заполняющему весь мир.
Завершая повествование о железном веке и в
целом о древнем периоде истории горнорудного
производства, можно отметить, что к началу нашей
эры человечество научилось добывать и
обрабатывать золото, серебро, медь, бронзу, свинец, железо;
знало и использовало широкий набор цветных
драгоценных и полудрагоценных камней (агаты,
топазы, горный хрусталь, бирюзу, малахит и
многие другие).
СРЕДНИЕ ВЕКА
В средние века были заложены основы рудной
геологии и создана горнорудная промышленность.
В истории техники и естествознания в Европе
Специальное устройство для промывки речных
песков — герц, широко используемый старателями
средневековой Европы для добычи золота
Составные элементы гердс А — верхний ящик;
В — удлинённое плоское корыто; С — отверстие в дне
корыта; D — борозды для задержки золота,
Е— козлы для создания наклона; F — гребок,
С — бак для улавливания мелких частиц пород,
обычно обогащенных металлом; Н — желобок
для подвода струи воды из соседнего ручья;
I — лоток (чаша) и лопата для переноски рыхлого
материала.
Гравюра из книги Агриколы «О горном деле».
выделяются три этапа, на протяжении которых
горнорудное дело постепенно восходило к более
высоким уровням развития: I—XV вв., XV —
середина XVIII вв. и середина XVIII — середина
XIX вв.
Раннее средневековье — застой в развитии
горнорудного дела. В течение почти 1500 лет было
совсем немного новых изобретений; разработка
СНАРЯЖЕНИЕ
СРЕДНЕВЕКОВОГО
ЗОЛОТОИСКАТЕЛЯ
Издревле золото из россыпей добывали везде, где
только это было возможно, даже там, где его было
мало. В одних странах это позволял делать дешёвый труд
рабов, в других — подневольных туземцев или крепостных
рабочих. Вольных людей тоже привлекал этот промысел. В
одиночку промывать золотой песок было очень сложно и
опасно, поэтому искатели золота — обычно
профессионалы и новички, романтики и авантюристы — собирались
вместе в небольшую бригаду, которая на свой страх и
риск шла штурмовать очередную россыпь. Это требовало
особого упорства и старания, поэтому их называли
старателями.
Снаряжение старателя тысячелетиями оставалось
неизменным и ограничивалось нехитрыми
приспособлениями. Основным среди них был специальный лоток —
небольшое корыто или тазик, — либо выдолбленный из
цельного куска прочного дерева, либо (начиная с XIX в.)
сделанный из тонкой листовой стали. Его обычные
размеры: диаметр вверху 50 см и в донной части 25 см,
глубина 10—12 см. Древнейшие деревянные лотки
назывались в Южной Америке «батса», на западе Северной
Америки — «калабач», на Малайских островах — «дулог».
В лоток насыпали примерно 7—8 кг песку или иного
рыхлого материала, остальной объём заполняли водой и
круговыми движениями постепенно смывали лёгкие
обломки пустой породы. На дне оставались только тяжёлые
минералы (так называемый шлих), среди которых блестели
вожделенные крупицы золота. Опытный старатель за час
работы промывал 5—6 лотков.
Если удавалось установить, что россыпь действительно
богатая, то организовывали более масштабную добычу.
Для этого использовали промывной герд —
приспособление, состоящее из двух плотно пригнанных досок
длиной 3,5 м и шириной около 1 м со множеством
отверстий величиной с горошину. С обеих сторон к
спаренным доскам приделывали небольшие бортики. Герд
помещали на нбзлы (жерди с наклонно укреплёнными
ножками и настланными сверху досками) — верхние более
высокие, чем нижние. В приподнятую часть герда
насыпали раздробленную золотоносную породу и пропускали
через неё проточную струю воды. Крупные камни
смывались, а песок и золотины через отверстия попадали
в бак, подставленный под герд. Полученный золотоносный
остаток домывали в лотках. Чтобы золото легко
скатывалось, дно лотка натирали маслом, а чтобы было
заметным — дно окрашивали сажей в чёрный цвет.
В местах, где воды для промывки не было, поиски и
добычу золота производили с помощью просеивания. Это
очень трудоёмкая, пыльная и опасная для здоровья
работа. Лоток на четверть или даже наполовину заполняли
песком, предварительно выбрав из него все камни. Затем
рабочий становился спиной к ветру и несколько раз
подбрасывал содержимое лотка в воздух. Лёгкие частицы
уносились ветром, а тяжёлые вместе с золотинами
собирались на дне лотка.
Кельты выплавляют железо
346

Полезные ископаемые

Энциклопедия для детей
Один из наиболее роспостранённых в раннем
средневековье способов выплавления меди и железа
с использованием дров в специальных ямах.
На рисунке изображены: А — яма с уложенными
под ней дровами; В — передний горн, С — черпак (ковш);
D — железная изложница (форма/; Е — куски выплавленного
металла, F — порожняя яма, выложенная каменными
плитами; G — лотки; Н — сборные ямы;
I — хворост для разжигания дров; К — ветер
Гравюра из книги Агриколы «О горном деле»
известных месторождении почти не расширялась.
Можно лишь отметить, что появились некоторые
новые рудники в Скандинавии, Средней Азии, на
Кавказе и Урале.
Новые города в Западной Европе практически
не строились. Некоторое оживление отмечается
лишь с X в. С этого времени внимание опять было
приковано к строительному камню. Возникший
романский стиль в архитектуре воплощался в
В ПОИСКАХ
«ФИЛОСОФСКОГО КАМНЯ»
С золотом тесно связана алхимия. В первых веках нашей
эры она зародилась на Ближнем Востоке и в Китае,
а затем активно развивалась в Египте и Греции. В Китае
в период с I в. до н.э. по VII в. н.э. алхимия захватила умы
не только учёных, но и поэтов и философов. Так, в «Чжой-
ской книге перемен», приписываемой Вэй Бо-Яну, мы
находим описание работы алхимика:
Наш век удлиняет даже кунжут.
Волшебники киноварь в рот кладут.
Ведь золота сущность чужда разложению,
Зато они всего драгоценней.
И если алхимик вкусит её,
То может продлить долголетье своё....
Два веяния пусть далеки искони,
Но всё же друг друга пронзают они.
Тем легли* в себе самом найти,
Что тесно сплетается в сердце, в груди,
Как с Солнцем, с Луною — Свет — Темнота,
Так (в сердце) слиты Огонь и Вода!
Древнеегипетский философ александрийской школы
Аммоний Саккас считал основной задачей алхимии поиски
«праматерии» и «философского камня», с помощью
которых можно превращать обычные металлы в золото.
Подлинный расцвет алхимии в Западной Европе приходится
на IX—XVI вв. Алхимики часто пользовались уважением
и бывали обласканы при дворах монархов.
Несмотря на нелепость многих положений этого учения
и фанатичность наиболее стойких его последователей,
данная страница в истории становления естествознания была
совсем не бесплодной. В процессе неистовых поисков и
экспериментов были открыты такие химические элементы,
как сурьма, цинк, висмут и мышьяк, исследованы свойства
многих природных соединений. Но гигантский труд учёных
в основном расходовался впустую и стоил жизни многим
из них. Постоянная работа с серой и ртутью подрывала
здоровье исследователей. Воспалённый ум фанатиков
«видел» душу мира то в воздухе, то в дожде, то в жабах,
змеях и ящерицах. Останки пресмыкающихся перегоняли
до получения сухого остатка в ретортах.
Идеи трансмутации — превращения одних металлов
в другие, прежде всего в золото, —> более двух
тысячелетий, вплоть до XIX в., потрясали научные сообщества и
здравый смысл. Парадоксальность алхимии сравнима с
попыткой людей каменного века построить космический
корабль. И только в XX в. фундаментальные открытия Нильса
Бора, Фредерика Жолио-Нюри и других учёных в области
физики позволили теоретически и экспериментально
осуществить призрачную мечту алхимиков — получить из ряда
металлов самое настоящее золото. И какова же его цена?
Синтезированный элемент в сотни тысяч раз дороже
природного!
замках-крепостях и христианских храмах.
Расширился набор используемых каменных материалов,
стали использовать известняки, мрамор, гранит,
песчаники. Архитектуре этой эпохи присущи
суровость, простота форм и монументальность.
В эпоху «расцвета» средневековья (XII—
XIII вв.) в западноевропейской архитектуре
появляется новый готический стиль, чему
способствовала необычайно высокая техника обработки
камня. Лёгкий и прочный известняк из местных
Галлы в III в до н.э., вооружённые железным оружием,
побеждают римлян, одетых в бронзовые доспехи
348

Полезные ископаемые
* S
•£."'#
■^**р*
>
Г f J
: •. ** 1
^ ^.^ •*••-
'
■X
< .
I
эд
fi&
JBW*
W/ м
i •; ,
Г !^ИР'-' '^В
шщ
|HAhk W
■v. *
гЧЯ[ j
f/
£Л
р!/
f ш

Энциклопедия для детей
Полиостью сохранившиеся выработки древнейших на
нашей планете медных рудников Тонглишон в
китайской провинции Хубэй, разрабатывавшихся
в течение 13 веков — с XI в. до н.э. по II в н.э
Различные способы спуска горняков
в шахты на рудниках Саксонии'
А — по деревянной лестнице; В — в специальной люльке,
С — скользя по кожаной ленте; D — по вырубленной в
породе ступенькам
Гравюра из книги Агриколы «О горном деле»
карьеров позволял до предела уменьшить толщину
стен и опор, увеличить размеры окон и украсить
здания изящными стрельчатыми арками, резными
фронтонами (треугольными завершениями фасада
здания) и декоративными оконными переплётами.
В древний период и в течение почти всего
раннего средневековья железо непосредственно
получали из руды, выплавляя крицу,
представляющую собой кусок металла, включающий шлак,
т.е. смесь породы и золы. Следующим шагом в
развитии средневековой металлургии,
приходившимся на XIV—XV вв., явилось использование
крупных литейных печей, что позволяло отливать
чугунные и бронзовые заготовки для оружия и
предметов быта. При последующем переплавлении
при доступе воздуха чугун превращался в сталь.
Все эти новшества способствовали замене
каменных пушечных ядер на чугунные, изготовлению
литых чугунных орудий и большого количества
предметов быта. В артиллерийских арсеналах
английского короля Генриха VIII в Тауэре нахо-
350
дились 64 бронзовые и 351 чугунная пушки, а
также другое вооружение, достаточное для
оснащения огромной по тем временам армии —
44,5 тыс. человек.
Обнаруженные остатки древних рудников
Тонглишон в Китае, разрабатывавшихся в течение
долгого периода (XI в. до н.э. — II в. н.э.),
свидетельствуют об исключительно высокой для
древних рудокопов технике геологоразведочных
работ. Они добывали медь из карьеров и шахт
глубиной до 60 м и откачивали при этом подземные
воды, залегающие близко к поверхности.
С эпохой Возрождения в Западной Европе,
начавшейся в XIV в., связан очередной
интеллектуальный всплеск. Создаются новые и процветают
старые города, возникает особый ренессансный
архитектурный стиль, а немного позднее — стиль
барокко. Мощное развитие получает «кузница
Европы» в Рудных горах (Саксонские Альпы),
снабжавшая все страны этого региона серебром,
свинцом, оловом, железом, медью и разнообразны-

Полезные ископаемые
ми минеральными красителями. Появляются
первые научные представления о рудообразовании.
Особых проблем с поисками новых
месторождений средневековые горняки не имели. В горах,
узких каньонах рек рудные тела выходили на
поверхность и были легко доступны для
разработки. (Трудности и сложности возникнут позже,
когда доступные месторождения уже истощатся, а
для обнаружения новых понадобятся специальные
знания.) В таких исключительно благоприятных
условиях и формировался один из крупнейших в
мире центров горнорудной промышленности в
Рудных горах. Здесь имелись богатые
месторождения серебра, свинца, олова и железа. Горы
были покрыты дремучими лесами и прорезаны
многочисленными быстрыми реками и ручьями.
Всё это способствовало созданию богатых
горняцких городов. Недаром саксонские правители —
курфюрсты — были одними из самых влиятельных
князей Священной Римской империи.
Первоначально славу этому району принесло
фрайбергское серебро, из которого изготавливали монеты —
иоахимсталеры, или просто талеры. Эти деньги
быстро распространились в различных странах
мира. В Америке талер был переименован в
доллар, а в России его называли просто «ефимок».
У ИСТОКОВ РОССИЙСКОГО
ГОРНОРУДНОГО ДЕЛА
В России постепенно накапливались полученные
на практике сведения о минеральных сокровищах
недр. Наиболее значительные события
происходили во время правления Петра I (1689—1725 гг.).
Система параллельных жил (А) и одиночная жила (В)
в горах Саксонии
Гравюра из книги Агриколы «О горном деле»
Шкатулка из янтаря с фигурками Великого
курфюрста и его супруги. Кенигсберг. 1667 г
Одним из важнейших центров добычи серебра в России
были Нолывано-Воскресенские заводы на Алтае,
основанные в 1729 г. Акинфием Демидовым и переданные в
ведение Кабинета Её Величества Елизаветы Петровны в 1745 г.
Здесь, на Змеиногорском, Зыряновском и Риддерском
рудниках, из богатых руд с содержанием серебра до 600—
800 г/т помимо меди получали ежегодно до 16 т серебра.
Жители юга Сибири (Саян и Алтая) — представители
народности чудь — с раннего средневековья активно занимались
поисками и добычей руд для получения меди и серебра. В
горах, в том числе и на Алтае, сохранились следы чудских
разработок. Это ямы глубиной до 10—15 м и колодцы
(шурфы), а также остатки примитивных плавилен. Найдены
орудия производства: медные заострённые кайлы (инструменты
в виде клина с рукояткой для откалывания кусков ломких
пород), молотки, приготовленные из обкатанных рекой
камней, а кроме того, кожаные мешки с рыхлой порошковатой
медно-золото-серебряной рудой. Иногда в таких
выработках находили покрытые известью и оксидами металлов
скелеты древних рудокопов, погибших при обвалах пород.
ОБУЧЕНИЕ ГОРНОМУ
ДЕЛУ В РОССИИ
Б России с целью подготовки необходимых отечеству
специалистов в 1773 г. было открыто
Санкт-Петербургское горное училище, в 1804 г. преобразованное в Горный
кадетский корпус, который в 1834 г. был переименован в
Институт корпуса горных инженеров. После Октябрьской
революции это учреждение получило новое название —
Ленинградский горный институт, в 1992 г. ставший Санкт-
Петербургским государственным горным институтом. С
1825 г. стал издаваться «Горный журнал». Важными
центрами подготовки исследователей месторождений полезных
ископаемых становятся Петербургский и Московский
университеты, в которых читали лекции такие учёные, как ДМ.
Соколов и Г.Е. Щуровский, заложившие основы русской
школы геологов-рудников
х
351

Энциклопедия для детей
«ВО ГЛУБИНЕ
СИБИРСКИХ РУД»
Известное стихотворение А.С. Пушкина, посвященное
его друзьям — декабристам, начинается строкой «Во
глубине сибирских руд»» Случайно ли это? Вспомним
историю: XVIII — первая половина XIX вв., Сибирь. Именно в
это время началось энергичное освоение безбрежных
зауральских пространств, прежде всего их минеральных
богатств. В представлении не только весьма далёкого от
горнорудного дела поэта, но и всего российского общества
Сибирь связывалась с рудниками и 'золотыми приисками.
Декабристы были осуждены на каторжные работы.
Многие из них попали в центр горнорудной
промышленности Сибири, который тогда находился в Забайкалье. Это
многочисленные Нерчинские рудники; общая площадь их
больше, чем площадь всей Швейцарии. Они располагаются
в междуречье Шилки, Газимура и Урулюнги. Здесь было
обнаружено около 540 месторождений, только четвёртая
часть которых тогда разрабатывалась. Именно отсюда в
российскую казну поступили первые отечественные
серебро и золото (1704—1719 гг.). Добывались свинцово-сере-
бряные руды с содержанием серебра 100—200 г/т.
Нерчинские заводы были построены и обслуживались
вольными наёмными работниками, приписными
крестьянами (крестьянами, обязанными работать на казённых
предприятиях) и каторжанами. Почти все осуждённые
декабристы (а среди них были представители знатных дворянских
фамилий: А.З. Муравьёв, В.Ф. Раевский, князья СП.
Трубецкой и С. Г. Волконский и многие другие) работали в
кандалах в подземельях Акатуевского, Петровского, Благодат-
ского, Нерчинского, Шилкинского, Култуминского, Клич-
кинского рудников.
В первой половине XIX в., во времена декабристов, в
Забайкалье и на Алтае бурно развивалось горное дело.
Ввиду острой нехватки рабочих охотно принимали и беглых
крепостных. В качестве специалистов приглашали
саксонских и греческих мастеров. Поражает высокая культура
проходки горных выработок. Уже более столетия не
разрушаются закреплённые прочными пихтовыми и кедровыми
досками идеально прямоугольной формы подземные
галереи.
Горняки работали без выходных по 10—12 ч в сутки.
Шахты освещались тусклым светом, исходящим от
специальных светильников — глиняных плошек с фитилями,
наполненных растительным маслом. Воду отводили по
системе деревянных труб (стволы деревьев с выдолбленной
сердцевиной). Деревянный поршень насоса приводился в
движение при помощи располагавшихся на поверхности
машин с водяными колёсами. Применение таких машин,
передовых для той эпохи, позволяло увеличить глубины
выработки до 100 м и более и осушать затопленные шахты.
Первоначально царское правительство разослало
декабристов по многочисленным рудникам Восточной Сибири,
но к сентябрю 1827 г. было решено всех их собрать в
Читинском, а с 1830 г. и в Петровском острогах (острогом в
те годы называлась крепость, тюрьма). Чита была бедной
маленькой деревушкой, где вообще отсутствовала какая
бы то ни было промышленность. После перенесённых
страданий жизнь этих замечательных людей в тихой Чите стала
значительно легче.
Именно в это время в Сибири началась золотая
лихорадка. Только что были открыты прииски на севере и юге
Енисейского округа (в 1847 г. на них было получено около
20 т золота). Не прошла эта своеобразная эпидемия и
мимо декабристов. Некоторые из них с энтузиазмом
окунулись в стихию поисков. Например, Александр Викторович
Поджио организовал разведочную партию на речке Элихта,
е вёл добычу золота, правда без особых успехов.
ГА
X
Большой вклад в становление отечественной
науки, в частности геологии и минералогии, внес
Михаил Васильевич Ломоносов (1711—1765).
Получив блестящее для горняка и геолога
образование в Германии, в Университете Марбурга и на
Фрайбергских рудниках, он вёл многочисленные
натурные наблюдения и эксперименты, успешно
решал конкретные задачи геологии, горного дела,
добычи полезных ископаемых. Его
энциклопедические познания позволили заложить основы
методики научного анализа XX в.
Как уже отмечалось, экономическое развитие
любого государства связано с освоением
минеральных ресурсов. Это полностью относится и к
формировавшейся Российской империи. В XVIII в.
на её обширных пространствах во всё
возрастающих количествах добывались камень (главным
образом известняки Подмосковья), соли (Урал),
сера (низовья Волги), слюда для окон, которую в
Западной Европе называли мусковитом (от итал.
«Муска» — «Москва»). Повсеместно на Русской
равнине разрабатывались болотные и озёрные
железные руды. В горах (на Кавказе, Алтае, в
Саянах) добывали золото, серебро, медь, свинец,
олово, сурьму и ртуть.
О масштабах горных разработок в
средневековой России можно судить по упоминаниям в
летописях и древних деловых документах.
Начиная со времён правления Ивана Грозного
развивалась система контролируемого государством
горнорудного производства. Сначала этим руководил
Каменный приказ (известен с 1584 г.), затем, уже
во времена Петра I, — Берг-коллегия
(существовавшая с 1717 г.). Основной задачей данных
учреждений была организация правительственных
экспедиций для поиска полезных ископаемых. Отметим
наиболее значительные из них: 1) 1491 г. (ещё
задолго до создания всех этих государственных
учреждений) — отряд Андрея Петрова и Василия
Болотина послан на поиски серебра на Печору; 2)
1617 г. — экспедиция И. Бертеньева на Урале
обнаружила медные руды; 3) 1640 г. — экспедиция
боярина Стрешнева отправилась на поиски золота
в Пермь; 4) 1677 г. — большая группа Якова и
Венедикта Хитровых вела поиски серебряных руд
в Сибири.
Царь Михаил Фёдорович (1596—1645)
приглашал из Саксонии горных мастеров для освоения
медных месторождений в районе Перми на горе
Григорьевской. Но только начиная с периода
правления Петра I поиски минерального сырья
были регламентированы в серии законов под
общим названием «Горная привилегия».
Горноразведочные и поисковые работы в течение всего
XVII в. велись с большим размахом. Особенно
активно осваивались богатства Урала. Здесь с 1623
по 1699 г. работали 106 поисковых отрядов. На
крупных заводах — Кунгурском, Уктусском и
Алапаевском — были открыты первые
горнозаводские школы.
Одним из первых сводов ценных сведений о
минеральных богатствах России может служить
352

Полезные ископаемые
Добыча руды ручным способом.
«ЖЕЛЕЗНЫЙ РЕНЕССАНС»
I/ середине XVIII в. резкое увеличение числа плавильных
§\ заводов привело к почти полному уничтожению лесов в
Южной и Западной Европе, а также в Англии.
Металлургическое производство стало сворачиваться. Возникла
проблема замены древесного угля каменным. И она была успешно
решена англичанином Генри Кортом — судовым агентом,
который, увлёкшись металлургическим делом, создал
специальную печь. В ней для плавления чугуна
использовался каменный уголь. Это позволило быстро преодолеть
кризис в металлургической промышленности. Вскоре его
соотечественник, изобретатель Генри Бессемер,
разработал технологию получения стали из жидкого чугуна без
подвода теплоты — продувкой воздухом в специальном
агрегате, конвертере (так называемый бессемеровский
процесс). Это изобретение превратило XIX век в настоящий
«железный ренессанс». Только страна, владеющая
запасами железных руд и технологией их переработки, могла
контролировать мировую экономику. В начале XIX в. одна
лишь Англия*реально обладала подобным могуществом.
написанная В.Н. Татищевым (1686— jfc-i^V
1750) «История Российская». Подроб- |СТТ м Л|
ные сведения о 25 уральских и
сибирских горных заводах имеются в трудах
В.И. де Геннина (1676—1750) —
генерал-лейтенанта, обрусевшего голландца, более 20 лет
руководившего горными заводами сначала
Олонецкого края (на севере России), а затем всего Урала.
Шахтёрская жизнь того времени была полна
опасностей. Мистическое отношение к подземному
миру и частые катастрофы формировали особое
горняцкое братство, приводили к появлению
многочисленных ритуалов, цеховых символов (в
частности, отличительного знака — две
скрещенные кирки), а также необыкновенных праздников
с ночными факельными шествиями.
НОВОЕ ВРЕМЯ
Несмотря на небольшую продолжительность этого
периода (XVIII—XX вв.), темп исторических
событий был весьма высоким. Для Нового времени
характерны становление науки как одной из
важнейших областей человеческой деятельности,
создание разветвлённой государственной и частной
структуры горнорудного дела и лавинное
ускорение научно-технического прогресса. Особенно
бурно развивались естествознание, горнорудное
производство и промышленность.
XIX ВЕК
XIX век не случайно называют веком чугуна.
Создаются гигантские промышленные центры,
объединяющие угольные и железорудные
бассейны: Лотарингский, Минас-Жерайс в Бразилии,
Английский, Донбасский, Уральский, Рудногор-
ский в Центральной Европе и др. Чугун и сталь
неиссякаемым потоком устремились в
промышленное производство. Благодаря железу и его
сплавам возникает мировая сеть железных дорог,
увеличивается мощь артиллерии, создаются первые
типы крупных морских военных исполинов —
крейсеров и эскадренных миноносцев. Железные
изделия — от мельчайших иголок до плуга,
чугунного горшка, сковородки и парового котла —
присутствуют во всех сферах человеческой жизни.
С 1800 по 1870 г. ежегодная выплавка чугуна в
Великобритании возросла со 100 тыс. до 2 млн т,
а в последующее десятилетие утроилась и
составила 6 млн т. В этой стране выплавлялось
значительно больше чугуна и стали, чем во всём мире.
Активно разрабатывались железорудные и
угольные месторождения, которыми было весьма богато
это островное государство. Ведущие страны мира
наращивали мощность чёрной металлургии.
Чугун, сталь и сплавы на основе железа произвели
переворот во всех сферах человеческой
деятельности. Именно в первой половине XIX в. были
заложены основы развития мирового сообщества в
Новое время. Пропуском в «клуб» передовых стран
мира мог служить только высокий технологичес-
353

Энциклопедия для детей
S 100 о
10.0
0.001 0.1 10.0 1000.0
Количество руды в единичном месторождении, млн т
На графике соотношения содержаний полезных
компонентов и общей массы руд показано, что по мере
развития цивилизации и перехода от ручного труда к
использованию современных механизмов в производство
вовлекаются месторождения со все более низкими
концентрациями полезных компонентов. При этом масса
руд непременно должна увеличиваться
кий уровень освоения природных ресурсов, прежде
всего минеральных.
Разрабатываются сотни месторождений
железных руд: на Урале, в Кривом Роге, Лотарингии,
Рудных Горах, в районе озера Верхнего (на границе
США и Канады) и во многих других регионах мира.
С начальным этапом развития горнорудного дела в
Новое время связано создание теоретических основ
учения о полезных ископаемых. Была разработана
теория происхождения месторождений из
магматических расплавов. В середине XIX в. её активно
развивали профессор Лионского университета
Жорж Фурне, английский натуралист Теодор
Бельт. В это время и немного позднее в области
рудной геологии работали выдающиеся
исследователи: французы Луи де Лоне, впервые
предложивший в 1897 г. термин «гидротермальные
месторождения», и Жан Эли де Бомон; немец Александр фон
Гумбольдт и англичанин Родерик Мурчисон.
Наиболее значительный вклад в теорию рудообра-
зования внёс в начале XX в. американский геолог
Вальдемар Линдгрен, классификацией
месторождений которого исследователи пользуются и по сей
день.
ПЕРВАЯ ПОЛОВИНА XX ВЕКА —
ВРЕМЯ ВЕЛИКИХ ОТКРЫТИЙ
Следующий этап — время великих открытий —
приходится на первую половину XX в. Происходит
существенная перестройка мировой
экономической системы. Создаются главные биржи в
Лондоне и Нью-Йорке, регулирующие основные
минеральные сырьевые потоки. Используя новейшие
виды вооружений, промышленно развитые страны
предприняли две трагические попытки передела
мира — это Первая pi Вторая мировые войны.
В это время создаются новые отрасли науки и
производства — электротехническая,
автомобильная, ядерная, радиоэлектронная. Существенно
увеличиваются объёмы добычи железных,
медных, марганцевых, фосфорных, никелевых,
кобальтовых, ртутных, сурьмяных и некоторых
других типов руд. В промышленный оборот
вовлекаются новые виды полезных ископаемых —
урановые руды, минералы, которые применяются
в оптической и радиоэлектронной
промышленности. Расширяется перечень добываемых лёгких,
цветных, редких и малых металлов; сырья,
используемого в химической промышленности, и
строительных материалов.
Геологию, как и многие другие сферы жизни
нашего государства, не обошла беда жесточайших
сталинских репрессий. Начиная с 1937 г.
трагическая участь постигла многих исключительно
талантливых, ярких учёных и
производственников. Самым значительным было известное «дело
геологов» 1949 г., когда многочисленный отряд
специалистов-геологов — в подавляющем
большинстве исследователей месторождений полезных
ископаемых — был отправлен в лагеря Казахстана,
Сибири, Дальнего Востока и Северного Урала.
Среди них такие учёные, как М.Н. Годлевский —
крупнейший знаток медно-никелевых
месторождений, В.М. Крейтер — мировой лидер в области
рудной геологии, Д.Е. Перкин — один из
руководителей Министерства цветной
металлургии СССР, и многие другие.
Геологи, репрессированные по ложным
обвинениям, работали, будучи в заключении, на
рудниках и золотоносных приисках в нечеловеческих
условиях, жили на голодном пайке, болели и
умирали. В связи с острой нехваткой специалистов
в военные годы некоторые геологи-заключённые
работали консультантами поисково-разведочных
экспедиций. Они с честью выполнили свой
профессиональный и гражданский долг. В 50-х гг.,
после реабилитации, те, кто вынес эту страшную
каторгу, вернулись к своей прежней геологической
деятельности и продолжали изучать минеральные
ресурсы.
ВТОРАЯ
ПОЛОВИНА XX ВЕКА
Современный этап в развитии горнорудного
производства начался после Второй мировой войны.
Создаются мощные международные объединения —
концерны, корпорации и тресты, занимающиеся
добычей и переработкой полезных ископаемых.
Руднаяп геология становится стратегической
отраслью и жёстко контролируется государством.
354

Для современного этапа развития горнорудного
производства характерна высочайшая степень
специализации. Стремление в максимально
короткие сроки получить важные экономические
результаты привело к тому, что единая наука
геология раздробилась на тысячи мельчайших
направлений. В недрах организаций,
специализирующихся на добыче, производстве и изучении
определённого вида или типа минерального сырья
(полиметаллических, урановых руд, руд чёрных
металлов и т.д.), создаются отделы, группы,
изучающие очень узкие проблемы поисков,
разведки и переработки минерального сырья.
В бывшем СССР это было реализовано в полной
мере. Существовали министерства геологии,
чёрной металлургии, цветной металлургии,
строительных материалов, алюминиевой
промышленности, крупные урановые и другие главные
управления. Появлялись специалисты с
исключительно узким профилем деятельности. Подобная
структура способна в короткий срок (10—30 лет)
решать конкретные задачи, но она же таит в себе
и опасные последствия. Теряется общее
представление о Земле и её минеральном потенциале.
Современные достижения космической
геологии, физики Земли, механики, математической
геологии и компьютерной технологии привели к
новому крупному подъёму в рудной геологии.
Учение о полезных ископаемых окончательно
стало одной из фундаментальных наук в области
естествознания. Кончился «младенческий» этап
рудной геологии, когда она опиралась только на
опыт и наблюдения в естественных условиях. В
настоящее время геолог владеет всем арсеналом
научных методов: математическое и физическое
Современные способы поиска золото.
моделирование, компьютерные технологии оценки
минеральных ресурсов различных территорий,
аэрокосмические поисковые системы, мощная
буровая и геофизическая аппаратура,
разнообразные сложные приёмы изучения минерального
состава и строения месторождений.
Современный исследователь рудных
месторождений, избавившись от «недуга» узкой
специализации, постепенно становится геологом с широким
естественно-научным образованием, свободно
разбирающимся во всех направлениях геологической
науки. Только синтез этих знаний позволяет
выдвинуть новые идеи и концепции, которые
помогут решить минерально-сырьевые проблемы
человечества в XXI в.
Человечество последовательно осваивает
глубины земных недр. В древний и средневековый
периоды выходящие на поверхность земли
месторождения вполне удовлетворяли нуждам
цивилизации. К середине XX в. поверхностный резерв
большинства видов полезных ископаемых был
почти исчерпан. И после Второй мировой войны
начались поиски руд на глубинах 200—300 м. Они
проводились прежде всего в известных
горнорудных районах. Таким путём «обрели второе
дыхание» многие средне- и южноуральские
месторождения медно-цинковых руд с золотом и
серебром. Подлинное возрождение испытал
Рудный Алтай. Здесь были открыты не выходящие
на поверхность крупные месторождения
полиметаллических руд.
По данным американского исследователя
Дональда Кука, за период с 1943 по 1985 г. в мире
было открыто 150 крупных и уникальных
месторождений меди, свинца, цинка, золота, серебра,
Полезные ископаемые
1 --^—
ы1 & ж?£&*
0Ш\ ' ъ**&^
—t
355

Энциклопедия для детей
урана, молибдена и никеля, что в
значительной степени уменьшило
минерально-сырьевой дефицит в XX
столетии. Но жизнь течёт, и на повестке дня весьма
актуальная проблема — поиск новых
месторождении полезных ископаемых, на которые
возлагаются все надежды. Поэтому в XXI в. геологи будут
вести поиски на глубинах свыше 300 м: сначала в
известных в настоящее время рудных районах, а
затем и в новых — научно предсказанных.
руды МЕТАЛЛОВ
Есть полезные ископаемые, ценность которых
всегда была исключительно высока. К ним
относятся золото, серебро, многие
драгоценные и поделочные камни, такие, как алмазы,
изумруды, нефриты и др. Остальные виды
минерального сырья (а их подавляющее большинство)
приобрели популярность только на определённых
этапах развития цивилизации. Проходило время,
менялся уклад жизни человека, и их звёздный час
сменялся забвением. Рассмотрим это на примере
руд металлов.
-
ЧУГУННОЕ ИСКУССТВО
К началу XIX в. человечество уже освоило массовое
получение чугуна. Этому способствовали обилие
поверхностных месторождений железных руд и простота их добычи и
обогащения. Выплавить чугун и изготовить из него
различные изделия сравнительно легко. Всё это привело к тому,
что чугун быстро получил распространение в военном деле,
в быту, строительстве, архитектуре и искусстве.
Лучшие архитекторы мира по достоинству оценили
новый материал. Серый чугун прочен, долговечен и дёшев.
Из него легко отливаются изделия со сложными формами
и орнаментом, самых разных размеров — от тонкого
лепестка розы до гигантской пушки весом в 2700 пудов,
изготовленной в середине XIX в. на Пермском чугунно-пушеч-
ном заводе. Но подлинный расцвет чугунно-литейного
искусства наступил с возникновением дворцовых и
садово-парковых ансамблей. Начался он с изготовления ажурных
решёток и элементов декоративного оформления дворцов —
ворот, полов, балконов. Высокохудожественные изделия из
чугуна стали неотъемлемой частью облика многих городов.
Это фонарные столбы, мосты, ограды, скульптуры и
бесчисленное множество самых разнообразных решёток,
лестниц, памятных знаков и т.д.
Особый размах чугунное искусство получило на Урале.
На многочисленных металлургических заводах здесь
выросла и трудилась целая плеяда талантливых архитекторов и
литейщиков. Всемирную славу приобрели мастера Кушвин-
ского и особенно Каслинского заводов. Только за
последние 30 лет XIX века каслинские отливки 12 раз
удостаивались самых высоких наград на всероссийских и
международных выставках.
Вершиной творческого вдохновения уральских мастеров
можно считать каслинский чугунный павильон на Всемирной
выставке в Париже в 1900 г. Он спроектирован
архитектором Е. Баумгартеном и изготовлен знаменитыми
мастерами: Н. Тепляковым, А. Мочалиным, В. Тимофеевым и К.
Тарасовым. Огромный (около 5 м высотой) павильон был
сплетён из литых чугунных кружев разнообразной и
удивительно гармоничной вязи. Среди этого волшебного
орнамента располагались рельефы, изображающие
фантастические существа (птиц или рыб) в сочетании с ладьями,
плывущими под парусами. В ансамбле павильона множество
литых чугунных деталей, каждая из которых представляет
собой законченное художественное произведение. Этот
подлинный шедевр чугунного искусства произвёл
ошеломляющее впечатление на посетителей выставки и специалистов.
ЧЁРНЫЕ МЕТАЛЛЫ
Многочисленные войны XVIII, XIX и XX вв. требо
вали всё большего количества чёрных металлов
(железа, марганца, титана, хрома и ванадия). В
них нуждались бронетанковые войска, железные
дороги и морской флот, имеющий в своём составе
металлоёмкие ледоколы, авиакрейсеры, линкоры
и океанские подводные лодки.
В настоящее время из недр Земли ежегодно
извлекают почти 1 млрд т железной руды. Для
этих целей на земном шаре тысячи квадратных
километров заняты карьерами, отвалами и
обогатительными фабриками. Обширные, некогда
цветущие районы планеты превратились в
безжизненные пустыни с колоссальными подземными
пустотами.
Непосредственную угрозу для человечества
представляют огромные отвалы — горы пустых
пород. Вода растворяет содержащиеся в них
соединения тяжёлых, цветных и радиоактивных
металлов (железа, меди, цинка, урана и др.)- Они
попадают в водоёмы, отравляют окружающую
растительность, а через продукты питания — и
организм человека.
Не менее опасны крупные металлургические
комбинаты, большинство которых сооружено в
20—30-х гг. XX в. Их владельцы не считали
необходимым устанавливать очистные фильтры.
Поэтому вечно чадящие доменные печи
выбрасывают в воздух много сернистого газа, отчего
выпадают кислотные дожди. Они губят
растительность на больших пространствах, отравляют
воду в реках и озёрах. Современное оборудование
позволяет решить эту экологическую проблему,
однако из-за дороговизны его применяют далеко не
во всех странах.
Пик добычи руд уже прошёл. Для выплавки
металла сегодня делается ставка на использование
металлического лома. В промышленности всё шире
применяются ресурсосберегающие, в частности
металлосберегающие, технологии. Чтобы
сохранить природу, сокращают добычу в открытых
карьерах и увеличивают подземные разработки.
ЛЁГКИЕ МЕТАЛЛЫ
В эту группу важнейших для современной
промышленности металлов входят алюминий
(плотность 2,7 г/см3), магний (1,74 г/см3) и бериллий
(1,85 г/см3). Все они широко применяются для
356

Полезные ископаемые
получения лёгких и прочных сплавов,
используемых в авиапромышленности, космонавтике,
судостроении и атомной энергетике. Особо следует
выделить алюминий, ибо никакой другой металл не
оказал такого огромного влияния на образ жизни
современного человека.
АЛЮМИНИЙ
Примечательна история получения этого
«крылатого» металла, широко используемого в
авиастроении. Лёгкий, прочный, устойчивый к окислению,
хороший проводник электричества, алюминий
стал символом технологий второй половины XX в.
Главными областями использования алюминия
являются транспорт (27% общего количества
потребления металла), строительство (21%),
изготовление различной тары (19%), производство
разнообразных бытовых предметов (10%),
электропромышленность (9%), машиностроение (8%). В
настоящее время в мире ежегодно добывается
45 млн т бокситов, из которых получают до
20 млн т алюминия. Добыча и производство
алюминия организованы в 70 странах мира.
Этот металл прочно вошёл в нашу жизнь и даже
стал показателем её уровня. Прогнозирование
дальнейшего развития алюминиевой
промышленности базируется на данных о росте национального
дохода той или иной страны. Годовое потребление
алюминия на душу населения в мире с 1974 по
1994 г. возросло с 4,2 до 4,6 кг.
Острая потребность в этом лёгком металле
привела к активным поискам руд алюминия. Как
на заре алюминиевого бума, так и сейчас основным
источником алюминия остаются бокситы. О
масштабах разработок можно судить по тому, что одна
из крупнейших компаний Бразилии ежегодно
добывает 6—8 млн т бокситов.
Более 80% мировых запасов бокситов
образовалось в тропическом поясе Земли сравнительно
недавно — в течение последних 25—30 млн лет
(вспомним, что вся история планеты составляет
около 5 млрд лет). Остальные месторождения
возникли 280—380 млн лет назад в эпоху первого
и самого мощного всплеска бокситообразования.
Именно тогда возникли бокситы на территории
России — на Урале, в Карелии, Архангельской
области и других регионах.
Постоянный и всё возрастающий спрос на
алюминий уже не могут удовлетворить запасы
бокситов. В 1934 г. в мире было произведено
0,2 млн т алюминия. Однако в последующие годы
резко изменилась ситуация. Вплоть до 60-х гг.
ежегодный мировой рост потребления алюминия
составлял 10—15%. Пик производства алюминия
приходится на начало 1980 г., когда было добыто
60—65 млн т бокситов. Затем в 80-х гг. ежегодная
добыча снизилась до 5—8% и в 90-е гг. уже
сохраняется на уровне всего 2—3%. Лидерами
стали тропические страны — Австралия, Гвинея,
Камерун, Ямайка и Индия. Цены на алюминий
постоянно растут. До Второй мировой войны 1 т
«Ажурным чудом» называли его в многочисленных
рецензиях, опубликованных в мировой печати.
Мощная металлургическая промышленность, созданная
на базе уральских и карельских железорудных
месторождений, предоставила в распоряжение строителей и
архитекторов большое количество дешёвого чугуна, великолепно
сочетающегося с поделочными камнями, особенно серым
гранитом. Так родилась новая область архитектуры и
прикладного искусства. Садово-парковые ансамбли, возникшие
в Западной Европе в XVI—XVII вв., в России вошли в моду
в конце XVII в., а в следующем столетии достигли мирового
уровня и стали важным элементом национальной культуры.
Большой знаток искусства литья профессор A.M.
Петриченко особо выделяет знаменитый комплекс фонтанов Петро-
дворца. Уникален сам комплекс, а входящие в его
структуру статуи относятся к сокровищнице русской скульптуры и
литья, используемого для изготовления статуй. Из них
наиболее известна статуя фонтана «Самсон» работы
скульптора ММ. Козловского.
Традиции художественного литья хранятся и
развиваются в наше время. Чугунные отливки широко применялись
при оформлении станций метрополитена Москвы, Санкт-
Петербурга и Тбилиси. Широко известны изящные решётки
мостовых ограждений Санкт-Петербурга (общая длина этих
решёток 11 км), набережной водоотливного канала, Парка
культуры и отдыха Москве и бесчисленное множество
чугунных сооружений в больших и малых городах России.
ГДЕ БРАТЬ
КОБАЛЬТ И МАРГАНЕЦ?
Б пределах участка тихоокеанского дна, отведённого
России для разработок полезных ископаемых, выявлены
средняя плотность конкреций (округлых минеральных
образований) 7—12 кг/м2 и общие запасы (в млн т): никеля
(6,4), меди (5,0), кобальта (1,0), марганца (133,0). Это
соответствует четырём месторождениям суши — крупным
залежам никеля и меди и уникальным кобальта и марганца.
Особенно ценны руды кобальта и марганца. Основную
массу кобальта на мировой рынок поставляют Заир и
Замбия по ценам, превышающим 50 тыс. долларов за 1 т.
Марганец, более 90% которого используется в металлургии и
10% — в химии, потребляется промышленностью в
огромных количествах (более 12 млн т ежегодно). Спрос на
него постоянно растёт, а континентальные месторождения
истощаются. В России положение просто
катастрофическое: два основных месторождения марганца в бывшем
СССР (Чиатурское в Грузии и Никопольское на Украине)
оказались вне её границ.
Обжиг руды в XVI в.
Большое количество сернистого гозо, выделяющегося
при обжиге, ноносило огромный вред растительности.
357

Энциклопедия для детей
КАРТА МЕСТОРОЖДЕНИЙ ЖЕЛЕЗА,

Полезные ископаемые
АЛЮМИНИЯ, РТУТИ И УРАНА
Ш месторождения железа
месторождения алюминия
£] месторождения ртути
^т месторождения урана
^fr^^T^^j^jjJI

Энциклопедия для детей
Каплевидные
выделения
медно-никелевых
сульфидных руд
в магматических
породах.
Норильское
месторождение,
полуостров
Таймыр (Россия).
металла можно было купить за 300—400 долларов,
а в настоящее время то же количество стоит около
1100 долларов. Временные падения курсов на
минерально-сырьевых биржах связаны с
текущими политическими событиями — распадом
социалистического лагеря в целом, отдельных стран
(СССР, Югославия), а также с экономическим
кризисом в этих странах. Так, в настоящее время
много алюминия по низким ценам продают
Венгрия и страны бывшего СССР.
По прогнозам учёных, к середине XXI столетия
бокситовый источник начнёт иссякать.
Необходимо срочно найти другие виды сырья. С этой
проблемой столкнулся в своё время и СССР, не
имеющий больших запасов бокситов. Впервые в
мировой практике именно в СССР стали получать
глинозём (окись алюминия — AI2O3) из алунита —
белых или серовато-жёлтых квасцов
(гидросульфатов калия и алюминия, содержащих до 37% AI2O3).
Для этих целей использовались алуниты Заглик-
ского месторождения в Азербайджане.
Другим алюминиевым сырьём стали нефелины.
Эти магматические породы широко
распространены на Кольском полуострове, в Сибири,
Закавказье и других регионах. Много нефелина
попутно получают при добыче апатита в Хибинах
и из редкоземельных руд Кия-Шалтырского
месторождения в Кузнецком Алатау.
Есть и не совсем традиционные источники
алюминия. Так, в России разработан способ
получения окиси алюминия из некоторых сланцев,
содержащих 63% АЬОз. В Польше пытаются
извлекать алюминий из каолинов — серых глин,
богатых этим элементом, в Бразилии — из глин
отработанных рудников, во Франции и США — из
отходов угольного производства, а в Германии —
из красных илов со дна Северного моря.
Однако у всех этих видов алюминиевых руд есть
два больших недостатка: их переработка более
энергоёмка и дорога по сравнению с переработкой
бокситов.
ЦВЕТНЫЕ
МЕТАЛЛЫ
Группу химических элементов, включающую
тёмно-красную .медь, серый цинк, голубой свинец,
оловянно-белую сурьму и красный никель,
объединяет общая связь с глубинными базальтовыми
магмами и преимущественно сульфидная форма их
минеральных соединений.
МЕДЬ
Производство меди уже около ста лет служит
показателем мирового промышленного развития. До
начала XX в. её основная масса использовалась для
получения латуни (сплава меди с оловом, серебром
и свинцом), из которой традиционно
изготавливали домашнюю утварь и оружие. Необходимое
количество металла добывали из руд с довольно
высоким содержанием меди — 10—15%.
Богатейшие месторождения располагались на Урале,
Кипре, в Центральном Китае, Испании, США и
других регионах.
Настоящий медный бум начался с открытием
электричества и созданием электротехнической
промышленности. Медь обладает высокой
электропроводностью, благодаря чему является
идеальным материалом для изготовления электрических
проводов и ответственных деталей
электроприборов. Спрос на медь настолько возрос, что стали
разрабатывать руды с очень низким содержанием
металла — 0,3—0,5% . Их извлечение и
переработка сопровождались строительством гигантских
карьеров размерами 10 км2 и глубиной более
150 м, достаточной, чтобы спрятать высотный дом,
подобный зданию МГУ на Воробьёвых горах.
Возникли крупнейшие транснациональные меде-
добывающие корпорации, финансовые обороты
которых намного превосходят бюджеты многих
государств, также занимающихся добычей меди,
таких, как Чили, Перу, Заир и др.
Роль медедобывающей отрасли стала
чрезвычайно важной в политике в период с 1940 по
1980 г. Стремясь контролировать мировой рынок
меди, международные промышленные компании
финансировали и негласно поддерживали многие
государственные перевороты. Наиболее известные
из них произошли после того, как в главных
медедобывающих странах — Бельгийском Конго
(ныне Заир) и Чили — были национализированы
рудники, в совокупности дававшие более 50%
мирового производства этого металла. В 1960 г. в
Республике Конго был свергнут и злодейски убит
премьер-министр Патрис Лумумба, и власть
захватил генерал Мобуту. В Чили в 1973 г. во Бремя
фашистского переворота был убит законный
президент Сальвадор Альенде, а власть перешла к
военным во главе с генералом Пиночетом. Это
только два события, в значительной степени
связанные с борьбой за важнейшие источники
дефицитного сырья — меди.
360

Полезные ископаемые
СВИНЕЦ
Интересна история использования неразлучной
пары металлов — свинца и цинка.
Свинец был хорошо знаком народам Малой
Азии более чем за 6 тыс. лет до н.э. Из него
изготавливали одну из разновидностей бронзы —
сплав с медью.
Такие качества этого металла, как способность
поглощать рентгеновское и радиоактивное
излучение, кислотоустойчивость, ковкость, позволили
широко применять его в современной
промышленности для производства аккумуляторов,
различных сплавов, защитных экранов в
рентгенотехнике и атомной энергетике, а также в
типографском деле.
В Римской империи свинец, добываемый из
месторождений Альп и Пиренеев, шёл на
изготовление водопроводных труб. Римские патриции
даже не имели представления о вредных свойствах
свинца и том пагубном воздействии, которое
оказывали на их здоровье знаменитые бани и
бассейны.
Большим спросом свинец стал пользоваться с
началом эры автомобилестроения. Ещё больше
промышленность стала нуждаться в свинце с
освоением ядерной энергии: он использовался при
изготовлении контейнеров, экранов и боксов. Цены
на этот металл неуклонно росли вплоть до 1985 г.,
достигнув почти 1000 долларов за 1 т. На
месторождениях, из которых получают около 90%
и свинца, и цинка, главной ценностью был свинец.
Но вот наступили 90-е гг. XX столетия.
Экологические кризисы изменили отношение
человека к свинцу. В ведущих странах мира в целях
охраны окружающей среды запретили или
ограничили использование этого металла в качестве
добавок в бензин. Мировые цены покатились вниз,
составив всего 800 долларов за 1 т; закрылись
многие свинцовые рудники.
Свинцово-цинковые слоистые руды
месторождения Маунт-Айза (Австралия),
образовавшиеся на дне древнего
протерозойского моря.
ЦИНК g^^J
Другой металл — цинк — долго
оставался в тени. Его применение (цинковые белила,
оцинковывание металлических изделий) не было
особенно важным для общества. Однако в
настоящее время выяснилось, что это один из немногих
металлов, не оказывающих токсичного (вредного)
воздействия на природу и человека. Спрос на него
уже почти 10 лет неуклонно растёт. Если в начале
80-х гг. за 1 т цинка платили 780 долларов, то в
настоящее время — почти 1400 долларов. На спрос
откликнулись геологи. Были открыты
грандиозные месторождения в Ирландии, что превратило
эту бедную минеральными ресурсами страну в
крупнейшего в мире производителя цинка.
РЕДКИЕ И МАЛЫЕ
МЕТАЛЛЫ
Под этим названием обычно объединяют металлы
(их насчитывается более 50), использующиеся в
относительно небольших количествах в
современном производстве. В основном они служат
добавками к сплавам. Легирующие металлы —
вольфрам, молибден и кобальт — добавляют к расплавам
железа, что придаёт стали прочность и
устойчивость к высоким температурам. Производство
редких металлов — циркония, цезия, ниобия и
тантала — промышленность освоила только в
середине XX в. В настоящее время по мере
увеличения добычи и применения в промышленности
термин «редкие металлы» становится всё более
условным.
ОЛОВО
Особое положение занимает олово — один из
металлов, использование которого началось в
глубокой древности и с успехом продолжается в
настоящее время. Оно наряду со свинцом тоже
употреблялось для получения бронзы. В средние века оловом
лудили (покрывали тонким слоем) металлическую
посуду, чтобы уберечь её от ржавчины. Сегодня эта
«профессия» металла сохраняет своё значение,
только теперь оловом покрывают с обеих сторон
тонкий слой жести. Полученная таким образом
белая жесть идёт на изготовление консервных
банок. На это уходит 90% металла. В мире ежегодно
извлекают из недр около 200 тыс. т этого
серебристо-белого металла.
РТУТЬ
Малые элементы — ртуть и висмут. Их годовое
потребление не превышает нескольких тысяч тонн.
Удивительные парадоксы в истории цивилизации
связаны с одним из наиболее токсичных элементов
в природе — ртутью.
Это вещество может быть в природе жидким и
парообразным, а может образовывать соедине-
361

Энциклопедия для детей
КАРТА МЕСТОРОЖДЕНИЙ

Полезные ископаемые
СВИНЦА, ЦИНКА И МЕДИ
Н-

Энциклопедия для детей
ДАМАССКАЯ СТАЛЬ
к% эпоху античности у северных и северо-восточных гра-
Ониц Римской империи время от времени появлялись и
исчезали кочевые народы. Волны их нашествий
прокатывались через Европу; они оседали в римских провинциях и
даже несколько раз штурмом брали Рим. Особо ценилось
у кочевых племён вооружение воина — мечи, секиры,
копья, стрелы, шлемы и доспехи.
Древним металлургам время от времени удавалось
выплавлять наряду с обычным ковким (т.е. поддающимся
ковке) железом прочную сталь. Из неё делали главным
образом боевые мечи, которые в силу своих редких
качеств служили символами могущества и богатства.
Поэтому не случайно в легендах кочевых народов постоянно
присутствует мифологический образ меча-бога, которому
поклонялись и приносили разнообразные дары. Вот один
из обрядов, описанный Геродотом и относящийся к
ритуалам Скифского царства: «Старинный железный меч,
олицетворяющий бога Ареса, установлен в каждом округе
на огромной площадке, устроенной из вязанок хвороста,
периодически обновляемых из-за непогоды, и этому
кумиру Ареса ежегодно перед площадкой приносятся в
жертву не только скот и лошади, но и люди, один
пленник от каждой сотни, кровь которых, собранная в
сосуды, проносится над площадкой и выливается на меч».
Исторические сведения о производстве очень вязкой
(т.е. прочной и гибкой) и упругой стали связаны с
дамасскими оружейниками. Способы её изготовления окутаны
ореолом легенд и удивительных историй. По данным
немецкого профессора Манфреда Беккерта, клинки из
такой стали впервые появились в Европе в III—IV вв. Они
поступали из кузниц, построенных в городе Дамаске
(Сирия) римским императором Диоклетианом. Во
времена крестовых походов рыцари привозили в качестве
трофеев мечи, кинжалы и ножи из дамасской стали,
которые очень ценились и передавались из поколения в
поколение как фамильные реликвии.
Дамаск пережил бурную историю. Им владели
египтяне, римляне, турки. Но в течение многих веков дамасские
мастера свято хранили тайну получения уникальной стали.
В середине XVII в. турецкий султан, которому тогда
принадлежал город, карал смертной казнью всякого, кто
пытался вывезти сталь за пределы империи. Технология
получения любой стали состоит из двух операций —
изготовления слитков металла и закалки готовых изделий. Слитки
поступали в Дамаск из Индии, а здесь, в мастерских, из
них ковали оружие и закаляли его. Попытки многих стран
I добыть секрет дамасской стали путём шпионажа не
увенчались успехом.
В конце XVIII в. мировая промышленность стала
особенно остро нуждаться в качественной стали. Поэтому
поиск секретов дамасской стали был одним из направлений
получения новых сверхпрочных и вязких сплавов. Сотни
изобретателей во всём мире бились над разрешением
этой проблемы. Французу Гюитану де Морво удалось
получить сталь, близкую по качеству к индийской, сплавляя
мягкое ковкое железо с алмазом. Естественно, что такой
дорогостоящий способ был совершенно неприемлем
даже для лабораторных опытов. Но путь был намечен верно.
Стало ясно, что необходимы легирующие
(облагораживающие) добавки различных элементов в расплавы сталей.
Особенно интенсивно ставились опыты во второй
половине XIX в. Англичанин Роберт Мюшет получил сложнолеги-
рованную инструментальную сталь: т.е. в качестве
облагораживающих добавок добавлял вольфрам, марганец, не-
inoro хрома и кремния. Позднее им же была создана
пановая сталь.
Попькки получить сплав, обладающий высокими
ежущими свойствами, предпринимал и знаменитый
первооткрыватель электромагнитной индукции Майкл
Фарадей. Он легировал сталь платиной, родием, золотом,
ния — кроваво-красные кристаллы киновари. Она
была известна давно, ещё во II тыс. до н.э.
Киноварь широко использовалась древними
греками и римлянами как краситель, косметическое
и даже лекарственное средство. Крупное
месторождение Альмаден в Испании, месторождение
Идрия в Хорватии и ряд мелких рудников вдоль
побережья Средиземного моря в течение многих
столетий снабжали этим сырьём все страны
Европы, Северной Африки и Малой Азии. Главные
области потребления — золотодобыча, военное
дело, медицина и сельское хозяйство. Ртуть легко
растворяет многие металлы, образуя так
называемые амальгамы (растворы металлов в ртути). Эта
её способность используется при добыче золота и
серебра.
В военном деле ртуть широко используется для
изготовления взрывателей; велика потребность в
ней в термоядерной технике и химической
промышленности. В СССР больше всего ртути
добывалось на крупном месторождении Никитовка в
Донбассе (Украина).
В начале Второй мировой войны страна
лишилась многих источников стратегического сырья.
Необходимо было срочно найти новые источники
ртути — важного компонента взрывчатых
веществ — на неоккупированной восточной
территории страны. Такое трудное задание блестяще
выполнил 30-летний учёный Владимир Смирнов.
В кратчайшие сроки буквально на пустом месте
он не только организовал производство, но и
превратил Хайдарканское месторождение в
крупнейшего производителя ртути, и это полностью
обеспечило нужды военной промышленности.
После войны ^учёные подтвердили, что ртуть
ядовита и таит экологическую опасность. Развитые
страны установили жёсткий контроль за её
применением (для здоровья человека вредны даже
пары ртути из разбитых градусников). Ртутный
бум стал проходить, мировые цены снизились с
15 тыс. до 10 тыс. долларов за 1 т. В результате
многие рудники были закрыты, а на крупнейших
месторождениях мира — Никитовском (Украина),
Хайдарканском (Средняя Азия), Рио-Тинто
(Испания) — производство резко сократилось.
БЛАГОРОДНЫЕ
МЕТАЛЛЫ
Эта группа объединяет несколько металлов,
которые встречаются в природе в самородном виде.
Издревле человек знал о золоте и серебре. В конце
XVIII — начале XIX вв. он познакомился с
платиной и родственными ей металлами — палладием,
родием, осмием, рутением и иридием. Эти металлы
имеют красивый внешний вид, не подвержены
атмосферным влияниям. Металлы платиновой
группы плавятся при очень высоких температурах,
т.е. тугоплавки. Золото и серебро хотя и не
выдерживают высоких температур, зато при остывании
не меняют своего внешнего вида. Именно за это
364

Полезные ископаемые
алхимики Средневековья назвали золото
благородным металлом. Позднее это название закрепилось
за всей группой схожих по качествам металлов.
ЗОЛОТО
Ещё на заре каменного века охотники и пастухи
заметили в руслах пересохших ручьёв и на
морских пляжах нетускнеющие жёлтые зёрна. Этот
металл благодаря своим удивительным
свойствам — мягкому жёлтому цвету, неокисляемости,
ковкости, пластичности и красоте, а также
широкой распространённости — быстро и прочно вошёл
в жизнь человека.
Сначала золотые самородки служили
украшениями и языческими амулетами. Позже, в
железном веке, золото начало выполнять роль денег.
В античное время много золота добывали в
Испании, Греции, Англии и Египте. По данным
древнеримского естествоиспытателя Плиния
Старшего и древнегреческого географа Страбона,
ежегодно из речных песков Испании извлекали около
4—5 т золота. Больше всего металла шло на
изготовление монет. Первыми деньгами были
небольшие слитки золота, которые назывались так
же, как и вес частей того инструмента, на котором
они взвешивались: талант — чашка весов, ста-
тер — их коромысло. Золото ни с чем не спутаешь:
другого такого металла нет. Его трудно найти, но
зато легко сохранить — это сделало его главным
денежным материалом, признаком вечной
ценности. В древности не требовались ни особые
знания, ни сложное производство, чтобы добыть
золото. Его добывали из речных песков,
промывая их или просеивая на ветру. Обладающие
высокой плотностью (19,3 г/см3) крупицы золота
нетрудно отделить от лёгкого песка (плотность
2,2—2,7 г/см3). Этим промыслом могли
заниматься и несколько человек, и даже одиночки.
У золота вскоре обнаружился один недостаток:
его было слишком мало. Оно стало
общепризнанным символом богатства и власти, а потому
острейший дефицит этого «жёлтого» металла стал
одним из главных мотивов многочисленных войн
и экспедиций. В легендах и мифах предметы из
золота часто наделяли чудодейственными
свойствами. Вспомним, например, греческие мифы об
аргонавтах, изложенные в поэме Аполлония
Родосского «Аргонавтикаж Греческие герои под
предводительством Ясона бесстрашно
отправляются в плавание на корабле «Арго» в Колхиду
(Восточное Причерноморье) за золотым руном —
шкурой волшебного барана, которую охранял злой
дракон. Обладание руном должно было вернуть
роду Ясона власть и благоденствие.
Под знаком захвата несметных богатств и
золотых россыпей протекало в конце XV в. —
XVI в. завоевание Америки — конкиста (от исп.
conquista — «завоевание»). Самым ярким её
эпизодом было покорение империи ацтеков.
Ранним утром 4 марта 1519 г. 11 испанских
каравелл под командованием безрассудного игрока
серебром, медью, оловом, хромом, иридием, осмием и
палладием.
В 1883 г. ещё один англичанин, Роберт Гадфильд,
запатентовал своё изобретение — износостойкую
марганцевую сталь, так называемую сталь Гадфильда,
идеальный материал для сейфов и важных деталей машин.
Таким образом, возникла потребность в большой группе
легирующих металлов. Стали интенсивно разрабатываться
вольфрам-молибденовые, хромитовые, никелевые и
марганцевые месторождения.
А секрет дамасской стали был окончательно разгадан
только в середине XIX в. Прежде всего в составе
исходного слитка помимо железа должно быть до 1%
глинозёма (А120з), кремнезёма (БЮз) и углерода.
Уникален и способ закалки. Дамасские кузнецы
охлаждали раскалённые изделия из индийской стали в струе
холодного воздуха. Для этих целей в горном ущелье
вблизи Дамаска была построена специальная система
перегородок. Внутри складывались изделия, и холодный
северный ветер их обдувал. В результате возникала
необычная узорчатая поверхность стали, напоминающая
древние письмена, а сталь приобретала особо высокую
прочность и вязкость.
В России, Средней Азии и Иране за дамасской сталью
закрепилось название «булатная сталь» (от перс, «лу-
лад» — «сталь»). Ещё её называли «табан» и «хорасан».
Впервые в Европе булатная сталь, сходная с лучшими
дамасскими сталями, была получена мастером П.П.
Аносовым на уральском Златоустовском заводе в 1841 г.
5?
МИНЕРАЛЬНЫЕ КРАСИТЕЛИ
Сохранившиеся до наших дней античные фрески и
декоративные предметы быта неизменно поражают
яркостью и разнообразием красок. Секрет устойчивости
древних красок в том, что все они имели природную
минеральную основу. Наиболее ценной из них была
пурпурная краска: одежду из окрашенных ею тканей носили
исключительно императоры. Главным компонентом этой
краски был сульфид ртути (HgS); его древнеиндийское
название — киноварь. В качестве добавок использовали
обыкновенный мел и окислы железа. Синюю краску
изготавливали из минерала лазурита; зелёную — из малахита,
жёлтую — из смеси ярко-кирпично-красного свинцового
сурика (РЬъОл) с лимонно-жёлтой висмутовой охрой
(В'пОз ' ЗН2О); белую — из самых разнообразных
компонентов: мела, гипса, извести, белой глины, свинцовых
белил (РЬ(СОз)). Всё многообразие оттенков, тонов и
полутонов получали, смешивая в различной пропорции
основные составные части минеральных красок.
к
и азартного искателя приключений Эрнана
Кортеса бросили якоря в Мексиканском заливе. Самая
жестокая страница конкисты началась с
порабощения ацтеков, разграбления их столицы Теноч-
титлана и убийства императора Монтесумы.
Ацтеки — доверчивый, добрый, терпеливый и
трудолюбивый народ. Они создали отлично
организованное и великолепно управляемое государство,
но на уровне каменного и бронзового веков. Их
империя была обречена на крах. Конкистадорам
нужно было только золото. Ювелирные шедевры
переплавлялись в слитки металла. В печь отправ-
365

Энциклопедия для детей
Ловко но золотом прииске, где оплото производилось золотом
лялись изящные статуэтки ацтекских богов. С
открытием Америки в Европу хлынул поток золота
и серебра, которые добывались на богатых
месторождениях с помощью дешёвого рабского труда.
Христофор Колумб в своём письме с Ямайки в
1503 г. писал: «Золото — удивительная вещь! Кто
обладает им, тот господин всего, чего он захочет.
Золото может даже душам открыть дорогу в рай».
Золотая лихорадка поразила человечество ещё
на заре истории. Со временем она не только не
уменьшается, а резко усиливается. До 1500 г. н.э.,
т.е. за первые 5,5 тыс. лет существования
общества, в мире было добыто свыше 31 тыс. т
золота, а за последующие 470 лет — более
70 тыс. т. В настоящее время ежегодно добывают
1000—1500 т.
Золотые лихорадки XIX и XX вв. были похожи
на мировые эпидемии. Они охватили обширные
территории и получили собственные названия —
Калифорнийская, Аляскинская, Сибирская,
Амазонская.
В Калифорнии золото было обнаружено
случайно в 1849 г. На ночь оставили открытым шлюз
мельницы и утром обнаружили на водосливе
самородки золота. Так началась золотая
лихорадка, продолжавшаяся около 50 лет. Тысячи
старателей со всего Нового Света и из Европы
устремились на поиски счастья. Более 70% золота
получали, промывая речные россыпи, а остальные
30% извлекали из кварцевых жил.
Вторая американская золотая лихорадка
охватила Аляску и Северо-Западную Канаду. Всю
Америку всколыхнула новость о находке в 1896 г.
золота на реке Клондайк. Так была открыта одна
из самых жестоких страниц в истории Северной
Америки. Массы обездоленных людей,
авантюристов, романтиков и мелких бизнесменов хлынули в
эти безлюдные суровые края. Клондайкская
эпопея осталась в памяти потомков ещё и потому, что
в рядах золотоискателей находился 20-летний
Джек Лондон. Он оставил нам необыкновенно
сильные и яркие картины быта золотоискателей.
Золотые прииски Клондайка останутся в памяти
поколений как место, где человек испытывался на
прочность, где выковывались его воля, стойкость,
Человек находит на берегу реки золотой самородок
Каменный век
366

Полезные ископаемые

Энциклопедия для детей
человечность, чувство товарищества,
способность к самопожертвованию.
Золото, добываемое из россыпных
месторождений Аляски, быстро иссякло, крупных
коренных месторождений открыто не было, и этот
регион после бурных событий начала XX в.
потихоньку превратился в провинциальный
малонаселённый штат рыбаков и охотников.
Сибирская золотая лихорадка началась в
первой половине XIX в. Ей предшествовали огромные
и продолжительные усилия русских царей найти
собственное «домашнее» золото. Становление
Российского государства было немыслимо без
укрепления денежной системы. Попытки найти
собственные источники получения золота с помощью
европейских специалистов предпринимались ещё
Иваном Ш в 1488 г. Поистине титанические
усилия в этом направлении предпринял Пётр I, и
они увенчались успехом. Несколько пудов первого
русского золота было добыто на Нерчинских
рудниках в Забайкалье в 1714—1721 гг. Из этого
золота изготовили монеты — червонцы; ими
награждали воинов в честь подписания Ништадт-
ского мира, которым завершилась Северная война.
Больше его ни на что не хватило.
Но золота, добываемого в Нерчинске, было
мало — всего десятки килограммов в год. Не
спасли положение даже Алтайские
месторождения, где позже на Демидовских Змеиногорских
рудниках ежегодно получали 100—200 кг золота.
Собственно золоторудная промышленность России
стала развиваться лишь в середине XVIII в. на
Урале, на Березовском месторождении, где к концу
века добывалось 2,4 т чистого золота в год.
Удивляет тот факт, что мировая практика
старательского дела до сих пор обходила Россию
стороной. В Европе, Америке, Африке и Азии —
везде орды золотоискателей, пользуясь лопатой и
кайлом, промывали в лотках золотоносные пески.
В России россыпное золото долго не давалось в
руки. Возможно, одной из причин этого была
малочисленность ее населения, возможно —
отсутствие свободных ремесленников и традиций
горнорудного производства.
Первые россыпи в России были открыты на
Урале горным инженером (штейгером) Л.И. Брус-
ницыным в 1814 г. в долине реки Пышма. К
1823 г. там действовало уже более 200 приисков и
на них получали около 2,5 т металла в год. Всё это
была только прелюдия. Подлинная золотая
лихорадка в России началась в 1830—1860 гг. и
охватила всю Сибирь. Началось быстрое
продвижение поисковых отрядов на восток и северо-восток:
1830 г. — открыли золотые россыпи в Тобольской
РУССКИЙ ДЖЕК
В Западной Австралии едва ли найдётся геолог или
горный инженер, который не знал бы о человеке по
прозвищу Русский Джек. Предполагают, что его
настоящее имя — Иван Фредерике. Родился он около
1851 г. в Архангельске. В Западную Австралию,
впоследствии прославившуюся на весь мир богатейшими
месторождениями золота, алмазов, железа и бокситов,
Джек приехал в 1886 г. В эти бескрайние безводные земли
его, как и тысячи других старателей, привела жажда
золота.
Первоначально Русский Джек отправился в район Холс-
Крик с одноколёсной тачкой — обязательной спутницей за-
падноавстралийского старателя, загруженной скромной
поклажей. В пути он встретил двух истощённых старателей
и, несмотря на то что перед ним было ещё около 60 км
пути по безводной пустыне, погрузил их снаряжение на
свою тачку и помог им добраться до конечной цели.
Позднее Джек спас ещё одного старателя по имени
Холидей, которого свалила тифозная лихорадка. Джек
подобрал его близ Фицрой-Кроссинг (плато Кимберли) и
довёз на своей тачке в Холс-Крик.
Известно также, что однажды Джек спас жизнь своему
товарищу, сломавшему ногу. Джек донёс его до посёлка,
где никто долго не мог поверить, что он прошёл столь
длинный путь с таким тяжёлым грузом.
После нескольких лет старательской работы Русский
Джек обосновался в рудничном посёлке Пик-Хилл, где
одно время содержал трактир. Он славился своим
отменным аппетитом и страстью к крепким напиткам. Из-
за этого у него даже бывали столкновения с полицией. Его
неоднократно арестовывали и приковывали цепью к
толстому бревну, которое, казалось, невозможно было
сдвинуть с места. К нему могло быть приковано
одновременно 3—4 арестованных. А Русский Джек легко
поднимал это бревно и шёл с ним в ближайший трактир,
откуда через некоторое время возвращался на прежнее
место. О силе этого могучего человека свидетельствует
ещё один случай из его жизни: работая на овцеводческой
ферме, он однажды согнул о колено восьмигранный лом,
за что и был уволен.
Последние годы жизни Русский Джек провёл во
Фримантле (морской порт близ Перта — столицы Западной
Австралии). Он умер 17 апреля 1904 г., став легендой эпохи
западноавстралийской золотой лихорадки благодаря своей
редкой силе, необычайной доброте, чувству товарищества,
столь ценимому в такие времена. Близ административного
здания округа Холс-Крик ему был поставлен памятник,
увековечивший память о нашем соотечественнике в месте,
отдалённом от России на многие тысячи километров.
X
Один из способов добывания золото,
размывание золотосодержащей породы
струёй воды из шланга.
Испанские конкистадоры переплавляют
золотые статуэтки ацтекских богов
368

Полезные ископаемые

Энциклопедия для детей
Промывка золотоносного песка в лотке.
Промывальщик осторожно сливает воду и следит,
чтобы с ней уносились только лёгкие светлые песчинки,
о тяжёлые темные, содержащие золото (шлих),
оставались на дне лотка Западный Саян (Южная Сибирь)
ЗОЛОТОНОСНЫЕ
РОССЫПИ ЛАПЛАНДИИ
Сурова и малолюдна Северная Скандинавия. Поэтому её
золотые россыпи стали осваиваться в числе последних в
Европе. Здесь сохранились остатки горняцких посёлков,
оборудование и документы, характерные для подобного рода
предприятий — приисков, на которых в течение многих
столетий добывали золото в Западной Европе.
Финская ассоциация золотоискателей Лапландии
(природной области на севере Скандинавии) на одном из
бывших своих приисков организовала уникальный музей
старателей — единственный музей подобного типа в Европе. Не-
обычность музея не только в том, что здесь посетители
погружаются в быт и обстановку эпох золотых лихорадок, но и
в том, что каждый человек может попытать счастья лично,
промывая золотоносные пески реки Танкаваара.
Официальное открытие музея состоялось в 1977 г. На его открытии и
на приуроченном к данному событию Мировом чемпионате
золотоискателей присутствовал президент Финляндии Урхо
Кекконен. Для посетителей музей начал работать с 1978 г.
В этом тихом, безлюдном таёжном уголке Скандинавии,
среди зелёных увалов которого разбросаны бесчисленные
болотистые низины и мелкие озёра, в XIX в. кипела бурная
жизнь. Впервые в Финляндии именно здесь, в устье
небольшой речки Кемийоки, в 1836 г. была обнаружена
золотая россыпь, а в 1868 г. найдено золото в песках другой
реки, Ивалойоки. К концу XIX в. в данном районе работало
уже крупное предприятие с численностью рабочих более
500 человек. В 1935 г. также в этом районе в россыпи реки
Леттойоки был обнаружен самый крупный в Финляндии
самородок весом 395 г. Однако больших месторождений
здесь так и не нашли, и золотой бум потихоньку прошёл. В
послевоенные годы старательские работы были практически
прекращены. Согласно официальной статистике, из
россыпей и частично из кварцевых жил Лапландии за все
годы было добыто немногим более 1 т золота.
Созданный музей является замечательным памятником
ушедших эпох, где всё сохранили так, как было раньше. И
землянки, где жили одиночки-старатели, и их нехитрый
скарб — сундучки, закоптившаяся на кострах посуда,
примитивная печь для обогрева. Здесь можно увидеть, как
работали с разнообразными промывными лотками и гердами.
Сохранился и непременный атрибут быта финнов XIX в. —
курная (т.е. отапливаемая печью, не имеющая трубы) сауна.
В музее имеется богатая коллекция пород, руд, шлихов
(тяжёлых минералов, остающихся после промывки песка) и
золотого песка, некогда добывавшегося в этом заполярно*
крае.
губернии и Красноярском округе; 1833—
1836 гг. — в Енисейской губернии; 1838 г. — на
притоках Верхней Тунгуски (так раньше
называлось нижнее течение реки Ангары); 1843 г. — в
бассейне реки Лены.
Поначалу в Сибири, как и во всём мире,
большинство старателей не имели даже
элементарных знаний. Из заметок золотопромышленника
В.Д. Скрябина следует, что все известные россыпи
Восточной Сибири открыты купцами Мошаровым,
Ивановым, Шмаевым, Фамильцевым и др. Никто
из них не читал ни одной книги по горному делу,
за исключением горного устава.
В поисковые партии, состоящие из 8—13
человек, подбирались крепкие, выносливые
мужчины. С первыми погожими весенними днями они
либо пешком, либо на лошадях отправлялись на
несколько месяцев в суровые таежные края — в
царство вечной мерзлоты, комаров, болотистых
равнин и стремительных горных потоков. На
участках, где июньское солнце не успело растопить
верхний слой мёрзлой земли, раскладывали
большие костры, благо кругом были таёжные дебри, и
после оттаивания копали шурфы — колодцы
глубиной несколько метров для того, чтобы
определить содержание золота в песках.
Стремясь найти богатую (десятки граммов
золота на 1 т песка) россыпь, старательские отряды
вели зимнюю шурфовку, часто бросали бедные
пески и устремлялись на новые территории в
поисках «золотого» счастья. Силы поисковиков
распылялись, а многие россыпи оставались
неправильно оценёнными. На смену
старателям-непрофессионалам приходили крупные артели. Так
370

уж повелось на Руси, что большинство рабочих
сибирской золотопромышленности были
ссыльнопоселенцами, потому что труд этот был поистине
каторжным. В 1834 г. они составляли 82% всех
занятых на золотых приисках, в 1850—1854 гг. —
50,5%. Остальная часть приходилась на долю
крестьян центральных губерний России.
С открытием сибирского золота Россия быстро
обогнала все другие страны по его производству. В
1845 г. на её долю приходилось уже 47% мировой
добычи, а в 1841—1850 гг. — в среднем 39,3%.
Только после открытия россыпей Калифорнии и
Австралии удельный вес России в производстве
золота стал снижаться и составил в 1852—1860 гг.
9—13% , что соответствовало 200—290 т ежегодно.
Таким образом, освоение россыпных
месторождений позволяет быстро, но на недолгий срок
изменить экономическую ситуацию в мире.
Коренные месторождения были наиболее надёжным
источником золота в прошлом, остаются в
настоящем и совершенно определённо сохранятся в
будущем.
Если до 30-х гг. XX в. в США из коренных
месторождений получали 40—50% золота, а из
россыпей — 35—50%, то в 70—80 гг.
доминирующая роль стала принадлежать коренным
месторождениям — 60%. При этом совсем исчезли в
США золотоносные россыпи.
В других странах происходит то же самое —
разработка россыпей сокращается. Их последними
«бастионами» остались Восточная Сибирь,
некоторые районы верховья реки Амазонки и Гвианское
нагорье в Южной Америке, Индокитай, Южная и
Западная Африка, а также Австралия.
Природные скопления золота весом больше 1 г
называют самородками. Наиболее крупным
обычно дают имена и хранят в государственных
хранилищах и минералогических музеях. В
России такие коллекции стали собирать с 1825 г.,
когда по специальному указу Александра I было
велено все самородки весом несколько золотников
(золотник — 4,25 г), а с 1838 г. — больше фунта
(409,5 г) передавать в музей Петербургского
горного института. Эта коллекция явилась основой
созданного позже в Москве Алмазного фонда.
Самой знаменитой находкой можно назвать
«Плиту Холтермана» — обломок кварцевой жилы весом
285 кг, найденный в Австралии в 1872 г. на
месторождении Хилл Энд (штат Новый Южный
Уэльс). Чистого золота в нём содержалось более
90 кг. В России в Алмазном фонде хранятся,
например, самородки «Большой Треугольник»
весом 36,02 кг, обнаруженный в 30-х гг. XX в. на
Южном Урале; найденный там же в 1835 г.
самородок «Заячьи Уши», весящий 3,34 кг и
действительно очень похожий на уши этого
зверька.
Вот уже 50 лет неизменным лидером
золотодобычи является Южно-Африканская Республика
(месторождение Витватерсранд). Здесь из древней
гигантской россыпи, возникшей около 1,9 млрд
лет назад, получают от 25 до 50% добываемого в
мире золота. Она занимает площадь около
Золотой самородок весом в 28 унций
(примерно 871 г), найденный на Западной Аляске.
«Плита Холтермана» — крупнейший в мире обломок
золотосодержащей кварцевой жилы
весом 285 кг, найденный в Австралии в 1872 г
на месторождении Хилл Энд.
Чистого золота в нём содержалось более 90 кг
371

Энциклопедия для детей
КАРТА МЕСТОРОЖДЕНИЙ ЗОЛОТА,
l^^^^-J
* fry
ш
ШК [
%

Полезные
СЕРЕБРА, ПЛАТИНЫ И АЛМАЗОВ
Порождения золота и серебра
Порождения платины
Порождения алмазов
«*

Энциклопедия для детей
UO§lV 250 тыс. км2. За более чем столетнюю
|ВЬЛ«Ч| историю её эксплуатации добыто более
45 тыс. т благородного металла. Все
остальные страны и даже целые континенты по
сравнению с этой россыпью — калифы на час. Они
вспыхивают ярким пламенем золотой лихорадки
на короткий исторический момент.
Золото — чуткий барометр международной
экономики. Его курс чётко фиксирует периоды
спадов и подъёмов экономического развития.
Колебания цены 1 г (чаще 1 тройской унции,
равной 31,1 г) золота отражают динамику развития
золотопромышленности. В 1973—1975 гг. 1 г
золота стоил 5—7 долларов, в 1979—1981 гг.
стоимость его поднялась до 28 долларов, в начале
90-х гг. он стоил около 13 долларов.
В настоящее время мир приближается к
очередному спаду в золотодобыче. Энергично
опустошаются легко доступные месторождения.
На повестке дня — проникновение в глубинные
части Земли. Разрабатывая богатые руды,
золотодобытчики проникли до глубин 3500 м на
месторождении Колар в Индии и почти до 4000 м
на рудниках Витватерсранда в Южной Африке. Но
массовое освоение подземных богатств требует
огромных затрат и по силам только мощным
высокоразвитым государствам или гигантским
транснациональным компаниям. Они будут
добывать золото и в будущем, ибо потребность в жёлтом
металле поистине безгранична.
Спрос на золото устойчиво превышает
предложение. Львиная доля — 64% — используется на
производство ювелирных изделий; 14% поступает
в государственные резервы; 11% расходуется на
чеканку монет и выпуск памятных медалей; 6%
применяется в электронике; 3% — в стоматологии;
2% — в промышленно-технических целях.
СЕРЕБРО
Серебро — второй по значению драгоценный
металл. В природе оно встречается и в самородном
состоянии, и в сплаве с золотом (электрум), и в
соединениях с серой. Этот белый блестящий
металл, подобно золоту, обладает высокой
пластичностью, ковкостью, наивысшей среди металлов
электропроводностью. Химически малоактивен, в
присутствии сероводорода темнеет. Серебро
обладает бактерицидными свойствами. Главное
достоинство серебра в том, что в земных недрах его
намного больше, чем золота. Человек
познакомился с серебром в бронзовом веке при разработке
медных месторождений. Оно почти в два раза легче
золота (плотность 9,3—12,0 г/см3). В россыпях его
мало, т.к. оно легко истирается при переносе в
водных потоках.
Основными источниками получения серебра
служат руды, образовавшиеся при извержениях
наземных и подводных вулканов, а также при
застывании гранитной магмы на глубине.
В ранние века античной эпохи (XI—XIII вв.
до н.э.) в Греции серебро ценили даже выше
золота. Но времена менялись, и по мере
увеличения добычи меди и свинца росло производство
их верного спутника — серебра. Наиболее
крупным горнорудным центром Средиземноморья в V
и IV вв. до н.э. были знаменитые Лаврийские
рудники в Греции, где свинцовые руды были
обогащены серебром. Здесь археологи обнаружили
следы около 2 тыс. древних шахт. В течение
нескольких столетий именно здесь получали
большую часть серебра и свинца. В конце IV —
середине I вв. до н.э. центр производства сместился
в Испанию и Карфаген. Серебро добывали из сотен
месторождений, которые образуют рудный пояс
Испании. Отрабатывалась только верхняя часть
месторождений, где скапливались рыхлые, легко
добываемые руды, богатые медью и самородным
серебром.
Позднее, в I в. до н.э. — V в. н.э, в горных
работах римские полководцы (в частности, Курций
Руф) широко использовали армию. За открытие
месторождений они удостаивались высоких наград
и почестей. Высоко ценились специалисты. Б
особых школах готовились горные мастера и
руководители работ. Тем не менее основными
работниками на рудниках были рабы.
Очень быстро серебро прочно заняло
господствующее положение в денежных системах
мирового хозяйства. Все средние века прошли под
знаком неутомимых поисков и разработки
месторождений серебра.
В раннем средневековье (И—XIII вв.) появилось
много новых районов добычи серебра. Возникали
горняцкие города, где не только извлекали из недр
серебросодержащие руды, но и чеканили
собственные монеты.
В течение всего средневековья серебряным
сердцем Европы были Рудные горы (Чехия и
Германия), Гарц (Германия), Вогезы (Франция),
Тюрингенский Лес (Германия) и Богемский Лес
(Чехия). Именно здесь в 962—973 гг. было открыто
одно из богатейших европейских месторождений
серебра — Раммельсберг. История этого
замечательного открытия окутана ореолом легенды.
Согласно версии немецкого учёного Георгиуса
Агриколы, один дворянин привязал лошадь по
кличке Раммель к кусту на горном склоне. Лошадь
копытами била землю, и в разные стороны
разлетались куски породы, среди которых
оказались и обломки серебросодержащих свинцовых
руд. Иначе эту историю рассказывает М.В.
Ломоносов. В его повествовании не коня, а дворянина
звали Раммель. Во время охоты этот дворянин
привязал свою лошадь, а сам продолжил погоню
за дикими зверями. По возвращении Раммель
обнаружил куски руды, разрытые его
нетерпеливым конём. Как бы там ни было, гора оказалась
поистине насыщена рудными жилами, а
заложенные здесь рудник и город Раммельсберг и поныне
успешно живут горнорудным промыслом.
В XV—XVI вв. Рудные горы были главным
районом добычи серебра. Здесь бурно росли города
горняков и ремесленников с числом жителей
374

Полезные ископаемые
20—40 тыс. человек, менялся социальный состав
населения. Бывшие крестьяне и пастухи
становились наёмными рабочими и ремесленниками; росло
число специалистов с техническим образованием.
Фридрих Энгельс назвал Германию той эпохи
«великой страной серебра». Наиболее
процветающим был город Фрайберг — истинная столица
горного дела. Здесь создали одну из самых
престижных Горных академий мира и здесь же на
месторождении Шнееберг, расположенном
примерно в 40—45 км от Фрайберга, в 1477 г. на
руднике «Святой Георгий» был обнаружен самый
крупный из известных в мире самородок серебра
весом 20 т. Имеется красочное описание событий,
связанных с его открытием. Глыбу серебра
размером 1 • 1 • 2,2 м выволокли из горной
выработки, и на ней был устроен праздничный обед
для герцога Альбрехта. Затем глыба была
расколота на части и взвешена. Взвесить её целиком в
то время было невозможно.
В средние века серебро было излюбленным
металлом для монетной чеканки у многих народов
мира. Тонкий, весь заполненный вязью арабских
надписей кружок дирхема на протяжении
нескольких столетий считался желанной монетой на
огромном пространстве от Ирландии до Индии,
выполняя роль самой настоящей валюты, которую
принимали и византийцы, и викинги, и степные
кочевники. Серебряный денарий также имел
хождение по всей Европе. Впоследствии ему на
смену пришли другие крупные по размеру
серебряные монеты — талеры и гроши. В Византийской
империи, раскинувшейся на половине
средиземноморского побережья, предпочитали золотую
монету, но не чурались и серебра: там чеканились
серебряные миллиарисии. Русь с X в. имела
собственную золотую и серебряную монетную
чеканку, и на самих монетах ставилось их
название — например, «Ярославле сребро», т.е.
«серебро князя Ярослава». Впоследствии на
протяжении долгих столетий русские не выпускали
собственных золотых монет, обходясь
серебряными, носившими названия «полушка», «деньга»
и «копейка».
В эпоху средневековья по миру гуляло великое
множество типов серебряных монет, названия
которых в наше время можно отыскать лишь в
каком-нибудь историческом романе: «брактеаты»
и «тестоны», «реалы» и «макукины», «песо» и
«ефимки».
Открытие Америки привело к тому, что
мощный поток благородных металлов — сначала
золота, а затем серебра — хлынул в Европу.
Наиболее впечатляющим было открытие в 1544 г.
в Андах на высотах 4200—4800 м колоссальных
запасов серебряных руд в горной гряде Потоси. До
середины XVIII в. рудники Потоси давали около
половины мировой добычи серебра. Здесь имелся
свой монетный двор, выпускавший испанские
монеты — реалы и песо. Только один рудник на
самой богатой в мире горе Церро-Потоси дал с
1544 г. более 30 тыс. т серебра.
Настоящей сокровищницей являет- 1£_1г\
ся Мексика. На её долю приходится |СН-*и»Л|
треть всего добытого в 1521—1945 гг.
серебра — 205 тыс. т. Она и сейчас занимает
ведущее место, добывая ежегодно около 3 тыс. т.
Здесь, как в Боливии и Перу, древние вулканы
создали уникальную серебряную цепь
месторождений, протянувшуюся вдоль западного
побережья. Она уже более 400 лет снабжает мир этим
благородным металлом.
Россия поздно вошла в сообщество стран —
производителей серебра. Вплоть до начала XVIII в.
потребности в этом металле удовлетворялись за
счёт ввоза из других стран. Рубли Петра I — это
чаще всего перечеканенные западноевропейские
талеры, которые поступали в Россию в качестве
пошлины за ввозимые товары. Первое собственное
серебро было добыто на Нерчинских рудниках в
Забайкалье в 1704 г. За первые 200 лет там было
извлечено 470 т серебра. Этого было явно
недостаточно даже для нужд монетного двора. Так,
с 1751 по 1756 г. ежегодно чеканились монеты из
40 т серебра, тогда как из отечественных рудников
поступало только 6—7 т.
Усиленные поиски наконец увенчались
успехом. В середине XVIII в. дворянин Акинфий
Демидов направил экспедицию в Алтайские горы,
которая открыла свинцово-цинково-серебряные
(полиметаллические) месторождения. Среди них
Мужской туалетный набор
Коралл, серебро, эмаль и зеркала
Фирма Картье.
Париж. 1925 г.
375

Энциклопедия для детей
самые известные — Змеиногорское,
Риддерское, обнаруженное в 1786 г.
горным инженером Филиппом Рид-
дером, и Зыряновское, найденное слесарем
Григорием Зыряновым в 1794 г. До 1991 г. они были
крупнейшими в России и СССР. Ныне они
находятся на территории Казахстана.
Многочисленные поисковые отряды позволили в короткий
срок открыть сотни месторождений и довести к
концу XIX в. ежегодную добычу серебра на Алтае
до 16 т. Но проблема самообеспечения всё же не
была решена. России всегда не хватало серебра.
Коренной перелом в серебряной индустрии
наметился только в 60-х гг. XX в., когда освоили
многочисленные месторождения Дальнего
Востока.
С середины XX в. серебро перестало быть
металлом, из которого только чеканили монеты.
Возникновение и развитие таких отраслей
промышленности, как фотография, электротехника,
радиоэлектроника, привели к резкому увеличению
спроса на серебро и изъятию его из денежного
обращения. С 1959 по 1968 г. количество серебра,
ежегодно используемого на чеканку монет,
сократилось с 2687 до 706 т, хотя в это же время
ежегодное его производство составляло 7—
8 тыс. т. Более 70% металла теперь расходуется в
промышленности. Из добытых в 1992 г. 18,3 тыс. т
почти треть (5,8 тыс. т) серебра пошла на нужды
фотоиндустрии.
Соотношение цены золота и серебра на
протяжении веков существенно менялось. Чем больше
добывали серебра, тем меньше становилось это
соотношение: от 1:10—1:15 в средние века до
1:38,5 в 1956—1960 гг. В настоящее время оно
составляет 1:30—1:35. Цена 1 г серебра сейчас
колеблется в пределах 0,3—0,4 доллара.
Ориентировочные подсчёты показали, что всего
извлечено из недр более 700 тыс. т этого
благородного металла. И в будущем в мире
устойчиво сохранится высокий спрос на серебро.
Уже сейчас наблюдается его нехватка, что
сдерживает развитие новейших технологий. Представьте
себе, сколько нужно серебра, если только в
аккумуляторах погибшей в Атлантическом океане
американской подводной лодки «Трешер» было 3 т
этого металла!
ПЛАТИНА
Платина (от исп. platina — уменьшительное от
plata («серебро»)) и металлы платиновой группы
(палладий, родий, осмий, рутений и иридий) были
последними благородными металлами,
освоенными человечеством.
Впервые платина была привезена в Европу
конкистадорами в XVII в. из Колумбии, где она
добывалась вместе с золотом из россыпей. Этот
серебряно-белый металл, такой же тяжёлый, как
и золото (плотность 21,5 г/см3), оказался более
твёрдым и внешне похожим на серебро. Он долго
не находил применения. Уникальные свойства
металлов платиновой группы — высокая
огнеупорность, хорошая электропроводность,
химическая стойкость, способность поглощать газы,
служить отличным катализатором и многие другие
— нашли применение значительно позже, уже в
XX в.
Платину сложно использовать, как золото и
серебро, для чеканки монет. Во-первых, это очень
редкий металл: до XX в. его главными
производителями были Колумбия и Россия. Во-вторых,
платина внешне похожа на серебро, поэтому
следует бояться подделок, и по этой причине она
не годится для массового распространения.
В-третьих, она долгое время была неизвестна
населению большинства стран и вызывала
подозрения. В-четвёртых, чеканка монет из платины
обходится в 30—40 раз дороже, чем из золота. Тем
не менее такую попытку предприняла Россия. В
1819 г., через три года после открытия первых
россыпей на Урале, в добытом золотом песке
горный инженер В. Любарский обнаружил «новый
сибирский металл», названный сначала белым
золотом. В финансовых кругах России вспыхнула
надежда, что наконец-то с помощью этой находки
можно если не решить, то по крайней мере
ослабить постоянную нехватку благородных
металлов для денежного обращения. И уже по
царскому указу 1828 г. началась чеканка
платиновых рублей, которая продолжалась до 1846 г. К
этому времени было добыто 32 т платины. Из них
на изготовление монет потрачено около 15 т. Но по
отмеченным выше причинам дело было обречено
на провал. Рынок с подозрительностью отнёсся к
новой монете. Сразу же появилось много подделок,
и в 1845 г. платиновые рубли были изъяты из
обращения. Ещё долго в хранилищах
Петербургского монетного двора находилось (по разным
данным) от 11,5 до 320 т металла в монетах и
слитках. Во второй половине XIX в. платина была
продана английской фирме «Джонсон, Маттэ
и Ко». В результате Великобритания стала
монополистом в производстве изделий из этого металла и
долго сохраняла лидерство на рынке платины.
В России интерес к новому металлу угас.
Уральские россыпи с большими перерывами
отрабатывались вплоть до полного истощения в
середине XX в. Новый интерес к платине появился
в 20—30-е гг. XX в. в связи с научно-технической
революцией, и с тех пор внимание к металлу не
ослабевает. Основными его источниками в течение
последних 50 лет являются три горнорудных
гиганта: Южная Африка (рудники Бушвельда, на
долю которых приходится 50% мировой добычи);
Канада (рудники Садбери) и Россия (Норильские
рудники). Вклад двух последних составляет
примерно 10—12% мирового производства.
В России главным поставщиком металлов
платиновой группы служит Норильская группа
месторождений (почти 90%), где в медно-ни-
келевых рудах содержатся высокие концентрации
этих металлов. Важная экономическая роль
принадлежит также платиновому поясу Урала (т.е.
376

Полезные ископаемые
1. Уздечка. Серебро, кожа, бирюза, железо,
позолота. Турция, Стамбул. Вторая половина
XVII в.
2. Налобник. Серебро, золото, драгоценные
камни, перламутр. Москва, мастерская Кремля.
Вторая половина XVII в.
3. Нагрудник. Золото, серебро, драгоценные
камни, кожа, эмаль, ткань. Турция. Вторая
половина XVII в.
/№^Ч
Детская шпага.
Принадлежала царевичу
Петру Алексеевичу
(Петру I). Железо,
медь, оникс,
позолота. Термам
Вторая половина
XVII в.
5. Булава. Серебро,
железо, горный хрусталь,
рубины, позолота, эмаль.
Начало XVII в.
Палаш. Принадлежал воеводе
Семёну Волынскому.
Дамасская сталь, золото,
изумруды, рубины, нефриты,
сапфиры. Иран. Первая
половина XVII в.
Конская упряжь и холодное оружие, изготовленные из различных металлов. Из собрания Оружейной палаты.

Энциклопедия для детей
\лшж^\ Цепочке месторождений), протягиваю-
|iri^rfaLA| щемуся в меридиональном
направлении более чем на 900 км. Здесь
расположены весьма перспективные (с
возможными запасами 1 тыс. т) платиноносные
массивы — Нижнетагильский, Косьвинский, Светло-
борский и др.
Уникален и неповторимо красив Кондёрский
горнорудный комплекс, находящийся в недрах
Алданского нагорья. Как будто специально
природа спрятала этот первозданный оазис в дебрях
Приохотской тайги — в 200 км от побережья
Охотского моря, в гористых верховьях реки Мая.
Особенно прекрасны эти места во второй половине
короткого сибирского лета: сочные краски зелени,
спешащей получить долгожданное тепло,
оттеняются контрастными силуэтами хребтов,
увенчанных небольшими светло-серыми шапками
нерастаявшего снега. Если всё это освещено косыми
лучами почти незаходящего солнца, то создаётся
поистине фантастическая картина. С высоты
птичьего полёта открывается панорама идеального
круглого хребта, разорванного только в одном
месте каньоном небольшой реки, вытекающей из
окружённой им котловины. Диаметр горного
кольца 7—8 км. Хребет возвышается над
окружающей тайгой на 700 м (и на 1400 м над уровнем
моря).
Особенно впечатляют то изумрудно-зелёные
(местами до чёрно-зелёных), то красно-бурые
Докембрийские алевролиты Я Платиновые россыпи
Ультраосновные породы |—*-| Разломы
Платиновое месторождение Кондёр.
Алданское нагорье.
378
склоны хребта и внутренних пологих гряд. Б
котловине породы разогреты теплом,
поступающим из глубин Земли.
Кольцевой хребет Кондёр был обнаружен
геологом В.П. Кулешовым в 1936 г., но только в 1960 г.
экспедиция геологов во главе с А.А. Ельяновым и
Г.В. Андреевым сделала его первое описание. С тех
пор почти ежегодно летом сюда устремляются
исследователи недр. Своей загадочностью,
неповторимым разнообразием пород, минералов и руд
Кондёр привлекает специалистов разного
профиля. В его «чаше» в поймах реки и впадающих в
неё ручейков (т.е. на участках речных долин,
затопляемых водой при разливе) располагаются
одни из богатейших в России платиново-золотые
россыпи. Содержание платины в них колеблется от
нескольких граммов до десятков граммов на 1 м3
песков и галечников. В центральной части
котловины нередко встречаются самородки. Именно
здесь в 1993 г. старателями артели «Амур» добыт
самый крупный в XX в. и третий по величине в
мире самородок платины весом 3519 г.
Россия имеет все шансы уверенно сохранить
второе место в Мировом платиновом картеле —
объединении производителей металла — ив XXI в.
Мировое производство платиноидов в настоящее
время составляет 250—280 т, при этом на долю
собственно платины приходится около 50%.
Непосредственно после Второй мировой войны
спрос на платину был настолько высок, что она
стоила на 10—15% дороже золота, но ввод в
эксплуатацию новых месторождений в США,
Зимбабве и других странах насытил рынок. Кроме
того, общий спад промышленного производства в
мире, наметившийся в начале 90-х гг., и
экономический кризис в России (в 1991 г. Россия
экспортировала 34 т, а в 1993 г. — 14 т) привели
к застою в этой отрасли. Цены на платину
практически сравнялись с ценами на золото,
всё-таки превышая последние на 1—2% (12—15
долларов за 1 г).
К наиболее ценным платиновым металлам
относится родий, употребляемый для
изготовления катализаторных сеток. Его цена в 2,5—3 раза
выше цены платины. К менее ценным элементам
этой группы относятся пока не нашедшие
достаточно широкого применения рутений (в 10 раз
дешевле платины) и палладий (в 2—2,5 раза
дешевле платины).
В современной экономике металлы платиновой
группы используются для изготовления
катализаторов (50%), в электронной промышленности,
автоделе и медицине (2,5%), для производства
химической посуды и антикоррозийных покрытий
(15%). В современном ювелирном деле, где
используют пока только 10% добываемой
платины, наметилась тенденция шире применять её при
изготовлении оправ для бриллиантов. Никакой
другой материал не способен так оттенить красоту
бриллиантов, как обладающая приятной ровной
окраской платина. При добавлении в платину
небольшого количества палладия получается

сплав, известный под названием «белое золото»,
который тоже охотно используют ювелиры. В
нашей стране и во всём мире спрос на наиболее
дорогие украшения из платины и бриллиантов
постоянно растёт.
РАДИОАКТИВНЫЕ
РУДЫ
До конца XIX в. люди не знали о существовании
радиоактивных элементов. И только благодаря
открытию французского физика Анри Беккереля
(1896 г.) и дальнейшим разработкам супругов
Кюри стало известно о самопроизвольном
превращении неустойчивых атомных ядер некоторых
элементов в ядра новых элементов, которое
сопровождается испусканием особого типа лучей. Это
явление было названо Марией Кюри
радиоактивностью (от лат. radio — «испускаю» и activus —
«действенный») и явилось одним из величайших
открытий человечества, ставшим началом новой
эры в техническом прогрессе.
В природе довольно большая группа элементов,
включающая уран, торий, радий, радон, актиний
и протактиний, калий, кальций, ванадий,
рубидий, цирконий и другие, обладает
радиоактивностью. В этих элементах со временем
уменьшается число нераспавшихся активных ядер. При
этом уровень излучения, которое сопровождает
этот процесс, начинает приближаться к
естественному фону, безопасному для всего живого. Обычно
продолжительность жизни радиоактивных ядер
характеризует период полураспада — время, в
течение которого распадается примерно половина
всех атомов данного радиоактивного вещества.
Например, у радия он составляет 1600 лет.
Однако распад атомных ядер может
происходить не постепенно, а мгновенно, в результате так
называемой цепной реакции. Этот процесс
сопровождается выделением колоссального количества
энергии. Неуправляемая цепная реакция ведёт к
ядерному взрыву огромной силы и была
использована при создании атомных бомб. Управляемая
цепная реакция применяется в ядерных реакторах
на атомных электростанциях. В меньших
масштабах элементы, обладающие радиоактивностью,
стали применяться в медицине, контрольно-
измерительной аппаратуре. Спрос на ядерные
материалы с появлением атомной
промышленности резко возрос. Однако в природных условиях
крупные месторождения образуют только два
радиоактивных элемента — уран и торий.
Остальные элементы этой группы получают попутно при
переработке урановых и ториевых руд.
Торий добывают в незначительных
количествах, составляющих всего сотни тонн в год. Его
извлекают из прибрежно-морских россыпей,
обогащенных монацитом (минералом, содержащим
торий), и руд редкоземельных месторождений.
Используется торий главным образом в качестве
катализатора (ускорителя реакций) в электроваку-
Полезные ископаемые
умной и высокоогнеупорной технике. \нь JfK
Необходимое для экспериментальных [Cri i" \\
работ и медицинской аппаратуры
количество радия получают из руд урановых
месторождений.
До 1941 г. в мире практически не существовало
урановой горнодобывающей промышленности.
Однако драматические события августа 1945 г. резко
изменили ситуацию. Американцы сбросили
первые атомные бомбы на японские города Хиросима
и Нагасаки. Весь мир был потрясён этим бесчело-
Взрыв атомной бомбы над Хиросимой.
379

Энциклопедия для детей
КАРТА КРУПНЕЙШИХ
КРУПНЕЙШИЕ РУДНЫЕ^
РАЙОНЫ МИРА
g?^2
1. Центрально-Европейский
2. Уральский
3. Скандинавский
За Кольско-Карельский
4. Ирландско-Великобританский
5. Иберийский
6. Восточно-Европейский
7. Центрально-Казахстанский
8. Таймырский
9. Алданский
10. Южно-Африканский
11. Западно-Африканский
12. Восточно-Африканский
13. Южно-Индостанский
14. Северо-Индостанский
15. Центрально-Китайский
16. Западно-Австралийский
17. Северо-Австралийский
18. Центрально-Австралийский
19. Аляскинский
20. Атабаска
21. район озера Верхнего
22. Лабрадорский
23. район Скалистых гор
24. Миссисипский
25. Аппалачский
26. Карибский
27. Гвианский
28. Восточно-Бразильский

Полезные ископаемые
РУДНЫХ РАЙОНОВ МИРА
- 1к!очмо-Тихоокеанский
— яадно-Тихоокеанский
■—чдоиземноморско- Азиатский

Энциклопедия для детей
МОГИЛЬНИКИ
ДЛЯ РАДИОАКТИВНЫХ
отходов
На заре атомной революции в середине XX в. мир
охватила энергетическая эйфория. Казалось, что
человечество на пороге экономического чуда,
возможно благодаря новым неиссякаемым источникам энергии.
Прошло всего полвека с тех пор, а человечество уже
в полной мере пожинает трагические плоды своего
прежнего излишнего прожектёрства. Образуются десятки и
I сотни тысяч тонн жидких и твёрдых радиоактивных
отходов. Что делать с этими не просто ненужными, а крайне
опасными для природы и человека материалами?
Положение осложнялось ещё и тем, что почти все
атомные проекты в мире осуществлялись в обстановке
большой секретности, без участия геологов. И только
когда в 80-е гг. разразилась экологическая катастрофа, эти
работы рассекретили и привлекли различных
специалистов для решения проблемы захоронения накопившегося
«Монблана» опасных материалов. На заре атомного века
руководители ядерных производств весьма примитивно
разделывались с отходами. Жидкие сливали в небольшие
озёра, моря. Твёрдые отходы, заключённые в особых
контейнерах, помещали в специально созданные подземные
галереи в скальных породах. Спустя всего 5—10 лет места
подобных захоронений на обширных пространствах нашей
планеты оказывались опасно заражены радиоактивными
веществами. Дело в том, что хранилища, построенные без
учёта геологического строения конкретных территорий,
оказались неспособными надёжно изолировать отходы от
окружающей среды. Постоянно выделяющаяся в
результате ядерного распада тепловая энергия нагревает
содержащиеся в недрах воды, разрушает и частично растворяет
многие минералы.
Сильнорадиоактивные отходы (отработанные стержни
атомных реакторов и др.) во многих странах стали
помещать в специальные контейнеры. Возникли
трудноразрешимые проблемы со складированием контейнеров. Для этих
целей созданы специальные центры, куда свозятся особо
опасные материалы. В нашей стране построены два таких
крупных комбината: около Челябинска и Иркутска. О
масштабах надвигающейся катастрофы можно судить по
таким данным: ежегодно только при эксплуатации
подводных лодок в Российском Военно-Морском флоте
образуется до 20 тыс. м 3 жидких и до 7 тыс. т твёрдых
радиоактивных отходов. Кроме того, отработавшие свой срок 93
подводных атомохода ждут своей очереди на утилизацию
(т.е. переработку и обезвреживание). На большинстве
атомных электростанций мира сложилась парадоксальная
ситуация. Построенные в 60—70-е гг., они выработали
свой ресурс и в настоящее время нуждаются в замене
«сердца» станции — реакторов. Это очень дорогостоящая
и технически плохо отработанная операция. Поэтому на
российских станциях, в частности Новоронежской,
Ленинградской и др., многие энергоблоки ждут замены. А пока
круглосуточно, как «живые» объекты, они обслуживаются
техническими специалистами. Нужно иметь в виду, что
демонтаж отработанных блоков станций по финансовым
затратам соизмерим с их строительством.
В настоящее время стало вполне очевидным, что
только в недрах земли можно надёжно захоронить сотни
тысяч, а в будущем и миллионы тонн опасных отходов. Эту
пожнейшую в истории человечества проблему нужно ре-
. совместно, привлекая весь интеллектуальный
потенциал мирового сообщества стран, поскольку назревающая
экологическая катастрофа носит глобальный характер.
382
вечным актом. Последствия этой страшной
катастрофы сказываются и поныне.
Все страны лихорадочно ускорили поиск
месторождений радиоактивных руд. Тысячи геологов
устремились в полевые экспедиции, которые
протекали в обстановке строжайшей секретности:
руководство ими осуществлялось оборонными
ведомствами. За короткий срок были открыты
крупные месторождения в Европе, Средней Азии,
на Кавказе, в Сибири, Африке, Южной и Северной
Америке, Австралии.
Одновременно с «воинской службой» атом
осваивает мирные профессии. В начале 60-х гг.
возникла ядерная энергетика, роль которой
неуклонно росла вплоть до середины 80-х гг., когда
в мире действовало уже 417 атомных
электростанций. Во Франции, обладающей богатыми
месторождениями, получают до 70%
электроэнергии; в США — 18%; России — 7—8% . Только
для поддержания современного уровня атомной
энергетики необходимо ежегодно производить
40—50 тыс. т урана. В 1976—1979 гг., во время
мирового нефтяного кризиса, цены на урановое
сырьё резко возросли и достигли 100—115
долларов за 1 кг. Многие компании в ожидании
дальнейшего роста цен в больших количествах
складировали это сырьё. Однако события,
происшедшие в мире во второй половине 80-х гг.,
коренным образом повлияли на репутацию
атомной энергетики. Весной 1986 г. произошли
грандиозная катастрофа на Чернобыльской
атомной электростанции и несколько аварий на других
станциях мира. Поднялась волна общественного
протеста против развития этой отрасли, и даже
появились требования её свёртывания.
Второй причиной спада интереса к урановым
месторождениям явилось перенасыщение атомным
сырьём вооружённых сил. Накопление ракетно-
ядерных зарядов и стратегических запасов
перешло критический уровень. Участились аварийна
атомных подводных лодках, возникла проблема
захоронения радиоактивных отходов, изменилась
военная политика ведущих промышленных
держав мира.
Наступил кризис атомной энергетики и
атомных вооружений. В конце 80-х — начале 90-х гг.
закрываются рудники в Канаде, США, ЮАР и
других странах или сокращается добыча урановых
руд на действующих предприятиях. Особенно
болезненно этот процесс протекает в странах
бывшего СССР, где без работы осталось много
квалифицированных специалистов. По оценке
зарубежных экспертов, Россия из своих резервов
может снабжать все ядерные реакторы развитых
стран в течение трёх лет. Это примерно 150 тыс. т
коммерческого сырья, которое начало поступать на
продажу. Часть стратегического запаса урана
выбросили на рынок и США. Началась борьба за
выживание мировой урановой горнодобывающей
отрасли. Ряд стран ввёл жёсткие ограничения на
ввоз этого сырья. Уран стал продаваться
фактически по бросовым ценам — 7—10 долларов за фунт
(20—30 долларов за 1 кг).

Полезные ископаемые
Видимо, подобная ситуация сохранится до
конца XX в., когда будут исчерпаны
стратегические запасы, демонтированы заряды боевых ракет
и пройдёт шок в общественном сознании после
чернобыльской катастрофы. Серьёзной замены
атомной энергии нет. Несомненно, спрос на
урановое сырьё вновь возрастёт, и в XXI в. отряды
геологов отправятся на поиски новых
месторождений.
РЕДКОЗЕМЕЛЬНЫЕ
ЭЛЕМЕНТЫ
В эту группу входят химические элементы
лантаноиды (лантан, церий, празеодим, неодим,
прометий, самарий, европий, гадолиний, тербий,
тулий, иттербий, лютеций) и близкий к ним по
свойствам иттрий.
Известны эти химически активные, серебристо-
белые, тускнеющие на воздухе металлы были ещё
в XIX в. Но тогда им не нашлось применения.
Названы они так были за свойство образовывать
нерастворимые оксиды, которые назывались
«земли», а также за то, что с трудом определялись в
химических лабораториях и мало отличались друг
от друга. Именно поэтому создавалось
впечатление, что они исключительно редки в земной
коре. Несмотря на название, в земной коре имеется
относительное изобилие этих элементов. Их
больше, чем таких известных металлов, как цинк,
медь, свинец, никель и кобальт. Иттербия в
породах содержится в 2 раза больше, чем урана или
олова, и в 20 раз больше, чем сурьмы. Тем не менее
почти до середины XX в. никто серьёзно не
помышлял налаживать поиски и добычу данной
группы элементов, тесно связанных между собой
близкими химическими свойствами.
В 30-х гг. XX в. обнаружили, что добавки
многих редкоземельных элементов улучшают
свойства стали. После Второй мировой войны их
начали применять в специальных сплавах (сплавы
кобальта с церием исключительно жаропрочны,
В природе существует большое семейство
полезных минералов и горных пород, которые
не используют для получения металлов и в
качестве топлива.
Среди них можно найти поистине
замечательные творения природы. Прежде всего это
драгоценные камни, т.е. прозрачные минералы
(алмаз, изумруд, аквамарин, александрит, рубин,
сапфир, шпинель, топаз, аметист и др.)> а также
красиво окрашенные непрозрачные минералы или
горные породы — полудрагоценные и поделочные
камни (агат, яшма, родонит, малахит, лазурит,
нефрит, жадеит, чароит, янтарь и др.)-
поэтому их используют в реактивных jfc~iry
двигателях) для изготовления особых |Ca-t«L к|
сортов стёкол с уникальными
свойствами, например для кинескопов цветных
телевизоров, для очков типа «хамелеон» с меняющейся в
зависимости от освещения окраской» Кристаллы
соединений редкоземельных элементов
употребляют в роли лазеров и квантовых усилителей;
изотопы тулия, европия и церия — как источники
излучения. К этому списку можно добавить
регулирующие стержни из гадолиния, самария,
европия в атомных реакторах. Начиная с 50-х гг.
возникла потребность в большом количестве этих
металлов, и добыча нового вида полезных
ископаемых — руд редкоземельных металлов — была
поставлена на промышленную основу.
Возник огромный спрос на эти элементы в
небольшой группе промышленно развитых
стран — в первую очередь в США, Японии и в
меньшей степени в Германии, Англии и Франции.
Львиная доля добываемых в настоящее время
редкоземельных элементов (до 80%) используется
в нефтяной, керамической, стекольной
промышленности и в металлургии. Рост затрат на их
получение можно увидеть на примере
керамической промышленности. Если в 1980 г. в мире было
затрачено на данные цели 3 млрд долларов, то в
1990 г. — 15 млрд. В 1995 г. предполагается
довести финансирование до 30 млрд, а в 2000 г. —
до 53 млрд долларов.
Современный спрос на редкоземельные
элементы в основном удовлетворяют два гигантских
месторождения — Маунтин Пасс в США и Бейян
Обо в Китае, обеспечивающие до 60%
потребляемого сырья. Остальная часть поступает из
нескольких очень крупных прибрежных морских
россыпей Западной Австралии (Энеабба, Капел, Хор-
шам), Южной Индии (Траванкор), Южной
Америки (Бразилия, Эспириту-Санту), Южной Африки
(Ричарде Бей).
В России небольшой спрос на эти элементы пока
обеспечивают два месторождения Кольского
полуострова — Ковдорское и Хибинское. В XXI в. их,
несомненно, потребуется больше.
Ценились они во все времена и у всех народов.
Их поиск и добыча не претерпели существенных
изменений за прошедшие тысячелетия. Как и
раньше, это преимущественно тяжёлый ручной
труд. В Бразилии до 90% камней добывают
старатели-одиночки — «гаримпейрос». На
островах Мадагаскар и Шри-Ланка работают мелкие
артели старателей. Только в некоторых странах на
крупных месторождениях применяется горная
техника, но в весьма ограниченных масштабах.
Цветные камни редко встречаются в природе.
Поиск их — исключительно сложное дело с низкой
вероятностью успеха.
ЦВЕТНЫЕ КАМНИ
383

Энциклопедия для детей
КОЛЛЕКЦИОННЫЕ
МИНЕРАЛЫ
AA*ip камней тесно связан с жизнью человека с самых
штХранних ступеней становления цивилизации. В
основном они использовались в чисто утилитарных
целях — для изготовления оружия, предметов быта и
жилищ. Однако редкие, уникальные камни были для
древнего обитателя нашей планеты источниками и
эталонами красоты — материализованной природной
гармонии. Они служили амулетами, оберегающими его
от злых духов, предметами культового поклонения. По
иере развития общества и горного дела рудокопы всё
аще стали обращать внимание на красоту минералов.
Постепенно они становятся самостоятельным товаром,
владеющим особой материальной ценностью,
существенно отличающейся от стоимости слагающего их
минерального сырья.
х
КОКАИН И ИЗУМРУДЫ:
ПОД КОНТРОЛЕМ МАФИИ
Несмотря на то что есть много мелких
месторождений изумрудов в Европе, на Урале, в Бразилии, на
Мадагаскаре, в Пакистане, США и в Афганистане, всё-
таки основная масса этих замечательных камней
поступает из Колумбии и Замбии. Уникальные
колумбийские изумруды известны со времён испанских
конкистадоров. В настоящее время добыча ведётся на рудниках
Якопи, Чивор и Музо в Восточной Кордильере (горный
хребет Центральных Анд) одной из частных компаний.
Весь район контролирует вооружённая охрана, и
проникнуть туда без разрешения руководителей
компании невозможно. Операции изумрудной и кокаиновой
мафии здесь тесно переплелись. Большая часть
качественных изумрудов поступает на чёрный рынок и к
уличным торговцам. На улицах столицы Колумбии Боготы
можно относительно дёшево купить в россыпи мелкие
кристаллы или обломки изумрудов, но есть риск
приобрести и ничего не стоящие окрашенные стёкла.
Во второй половине 70-х гг. XX столетия колумбийского
изумрудного гиганта (90% мировой добычи) стала
теснить Замбия, поставляющая качественные самоцветы
с месторождения Мику. По оценке экспертов, только
10% добываемых в обеих странах камней продаётся на
рынке официально, а остальная часть сбывается
контрабандным путём.
АЛМАЗ
Алмаз (от ереч. «адамас» — «несокрушимый») —
самый твёрдый в природе минерал, состоящий из
углерода с очень плотной упаковкой атомов и в
связи с этим обладающий высокой плотностью
(3,51 г/см3). Общепринятой мерой оценки массы
алмаза являются караты (1 карат = 0,2 г).
Этот камень лидирует среди всех известных
драгоценных камней по силе «игры света»,
которая проявляется в ярких, красочных — от
голубого до огненно-красного — световых бликах,
возникающих при освещении камня.
Но истинная красота алмаза открылась
человеку не сразу, ведь долгое время — вплоть до
XV в. — считали, что обрабатывать алмаз нельзя
из-за его высокой твёрдости. Сырой (только что
добытый) алмаз, как известно, имеет очень
невзрачный вид. Индийские камнерезы сводили
всю обработку камня к снятию поверхностной
смолоподобной корки и полировке естественных
граней камня алмазным порошком. Поэтому не
удивительно, что персы в XIII в. считали более
дорогими камнями, чем алмаз, жемчуг, рубин,
изумруд и даже хризолит. В средние века он также
ценился ниже изумруда и рубина.
И только в XVII в. гранильщики изобрели
специальную огранку алмаза — бриллиантовую,
которая максимально подчёркивает его
достоинства. Так открылась человечеству
ослепительная красота этого камня.
Алмазы используют в ювелирном деле, причём
ценятся только бесцветные камни без оттенка, за
исключением голубого, и без изъянов — так
называемые алмазы «чистой воды». На ювелирные
цели идёт не более 10—15% добытых камней.
Цены на ювелирные алмазы колеблются в
зависимости от качества и размеров камней — от
нескольких десятков до нескольких сотен
долларов за 1 карат; стоимость наиболее качественных
образцов достигает 2000 долларов за 1 карат.
Основная масса алмазов используется в
технике. Из них изготавливаются абразивы
(материалы для полировки и шлифовки твёрдых веществ),
буры для проходки глубоких скважин в твёрдых
породах, резцы для обработки металлов,
гравёрные иглы и т.д. Технические алмазы продаются по
3—4 доллара за 1 карат.
Алмаз известен уже около 5 тыс. лет. Историки
предполагают, что впервые он был обнаружен в
Индии в речных россыпях вместе с другими
цветными камнями (топазами, рубинами,
сапфирами и др.) и золотом. Ему издавна приписывают
магические свойства, а наиболее крупные
знаменитые кристаллы и изделия из них окутаны
ореолом мистических легенд.
В Европе алмаз стал известен в античную эпоху.
Сюда он был завезён, вероятнее всего, из Индии.
Бразильские старатели — гаримпейрос — перекапывают
и промывают горы песка в поисках изумрудов
384

Полезные ископаемые
^
Л.'
/^
*щ
•. \\\ \ 1
jgm
W*

Имитации самых знаменитых алмазов мира
В Британском национальном музее имеется
древнегреческая (V в. до н.э.) бронзовая статуэтка, у
которой глаза сделаны из двух необработанных
алмазов. Индии на протяжении многих веков
принадлежала монополия на поставку этого
необыкновенного камня. Именно здесь найдены
такие знаменитые алмазы, как «Кох-и-Нор»,
«Питт», или «Регент», «Орлов», «Санси», «Шах»
и др.
В начале XVIII в. индийские копи были уже
сильно истощены. А когда впервые в Бразилии, в
штате Гояс, крестьянин Ф. Машадо да Силва в
1714 г. нашёл алмаз, началась первая алмазная
лихорадка. Возник городок промывальщиков Диа-
мантино, вокруг которого тысячи гаримпейрос
(старателей) перекапывали и промывали горы
песка и галечника в поисках сверкающих волшеб-
Корзина с ландышами из нефрита, жемчуга, золота,
с использованием алмазов. Фаберже
386
ными лучами камешков и песчинок. Индия
перестала быть единственным поставщиком
алмазов на мировой рынок.
В Бразилии сегодня более полумиллиона
человек ежегодно добывают алмазы общим весом около
400 тыс. каратов, или около 80 кг. Среди
бразильских алмазов довольно мало крупных,
хорошо известны лишь такие знаменитые, как
«Гояс» (600 каратов, найден в 1906 г.), «Президент
Варгас» (726,6 каратов, 1938 г.).
Вслед за Бразильской лихорадкой по
континентам мира прокатилась волна открытий
алмазоносных россыпей в России, Австралии и Южной
Африке, месторождения которой отличаются
очень крупными камнями.
В России первый алмаз был найден на Урале в
1829 г. Павлом Поповым, 14-летним
промывальщиком Крестовоздвиженского золотого прииска.
Несколько позже в Горноблагодатском округе,
недалеко от города Нижний Тагил, были
обнаружены речные россыпи с небольшим
количеством мелких алмазов. Однако, несмотря на
не прекращающиеся 150 лет поиски,
значительных россыпей алмазов в нашей стране не было
обнаружено.
Волна алмазных лихорадок завершилась
находкой в начале 1867 г. в Южной Африке на реке
Оранжевой белой гальки, которая оказалась
прекрасным алмазом весом 21 карат. В марте
1869 г. на ферме Зендфонтейн (также на реке
Оранжевой) мальчик-пастух нашёл камень массой
83,5 карата (16,7 г), названный позже «Звездой
Южной Африки», или «Дадли». Богатые россыпи,
обнаруженные здесь вскоре, были единственными
источниками получения алмазов. В октябре
1890 г. мир ожидало сенсационное открытие
нового типа месторождений — кимберлитовых
трубок — также в Южной Африке, вблизи посёлка
Кимберли. Такая «трубка» обычно представляет
собой почти вертикальный конус,
расширяющийся вверху до нескольких сот метров и сужающийся
на глубине. Его слагают раздробленные породы,
образовавшиеся в результате прорыва из недр
Земли магматического расплава, содержащего
кристаллы алмаза. При застывании такой магмы
образуется тёмно-зелёная порода, которая по
имени посёлка, где впервые было встречено
трубообразное тело, названа кимберлитом.
Алмазоносные породы под воздействием горячих
растворов и газов изменяются и приобретают
голубоватый оттенок. На поверхности кимберлит
превращается в рыхлую буровато-жёлтую массу,
так называемую «жёлтую землю», которая
содержит алмазы и довольно легко подвергается
разработке и обогащению.
Алмазные трубки открыли новые возможности
для горнорудного производства. К концу первого
десятилетия XX в. в Африке были выявлены сотни
месторождений. Позднее, в 1940 г., канадским
геологом Д.Т. Вильямсом в Танзании была
обнаружена крупнейшая и богатейшая трубка
Мвадуи. Её размер — 1625 • 1070 м. Из

кимберлитов, буровато-жёлтой коры
выветривания и многочисленных россыпей,
образовавшихся в окрестностях трубки, в 70-х гг. XX в.
ежегодно добывалось около 1 млн каратов, что
составляло 1% мирового производства алмазов
того времени. В 1947 г. здесь был обнаружен
уникальный розовый алмаз чистой воды массой
54,5 каратата. Он был подарен Д.Т. Вильямсом
королеве Англии Елизавете II по случаю её
бракосочетания. Алмаз огранили и украсили им
брошь, изготовленную в виде цветка. Лепестки
усыпали мелкими алмазами из этой же ким-
берлитовой трубки Мвадуи.
Прорыв России в число алмазодобывающих
стран произошёл в 50—60 гг. XX в. и связан с
открытием якутских месторождений. Первый
алмаз в Сибири был найден С.Н. Соколовым в
1948 г. в бассейне реки Вилюй. В 1954 г.
минералог Л.А. Попугаева и рабочий Ф.А. Балкин
обнаружили кимберлитовую трубку «Зарница». За
40 лет, прошедших после этого, в Якутии открыты
ещё десятки месторождений. Россия стала одной
из ведущих стран по добыче волшебного камня. В
Алмазном фонде нашей страны хранятся и
якутские именные алмазы «XXVI съезд» (332
карата), «Звезда Якутии» (232 карата) и др.
В 70-х гг. XX в. на одно из ведущих мест по
добыче алмазов выдвигается Австралия, где было
сделано необыкновенное открытие. Здесь были
обнаружены алмазоносные трубки, сложенные не
кимберлитами, а родственными им породами —
лампроитами.
Наиболее богатая трубка Аргайл была открыта
в конце 1979 г. В настоящее время только из этого
месторождения ежегодно извлекают 25 млн
каратов. Австралия уверенно заняла второе место по
добыче алмазов после ЮАР на мировом сырьевом
рынке, устойчиво получая каждый год 30—40 млн
каратов.
Но спрос на алмазы настолько велик, что
ведущие горнорудные компании и
государственные предприятия мира продолжают поиск новых
месторождений. Россия существенно увеличила
свой алмазный потенциал благодаря открытию на
побережье Белого моря новой провинции. Есть
сведения о находках алмазов в Приморье.
Несколько десятков кимберлитовых трубок с
промышленными алмазами в ближайшие годы ещё больше
упрочат наше положение в Международном
алмазном синдикате, захватившем монополию по
сбыту природных алмазов, добываемых во многих
странах мира (ЮАР, Намибия, Заир и др.).
Последняя сенсация в этой отрасли связана с
открытием крупных месторождений алмазов в
провинции Британская Колумбия — известном
золоторудном районе Канады. Нет никаких
сомнений, что уже в начале следующего столетия на
мировой рынок хлынет новый поток алмазов —
канадский.
В мире неуклонно растёт добыча алмазов — от
нескольких десятков миллионов каратов в 50—
60-х гг. XX в. до более 100 млн каратов в 1990 г.
Разрез кимберлитовой трубки.
БЕРЕГИТЕ КАМЕННОЕ ЧУДО!
иенить и любить камень может любой человек, но понять
всю глубину и неповторимость каждого каменного
творения природы способен только истинный коллекционер,
подготовивший себя к проникновению в этот загадочный и
волшебный мир. Не случайно среди коллекционеров
редких минералов поэт И.В. Гёте, многие русские
аристократы — В. А. Голицын, А.Г. Строганов, А.Н. Разумовский,
Н.П. Румянцев и др. Музейные минеральные коллекции —
это остановившееся мгновение быстротекущей жизни.
Многими уникальными сказочными каменными находками
можно сейчас полюбоваться только в музеях или частных
собраниях. Никогда уже человек не встретит в природе
чудесных бархатистых с бисерными узорами малахитов
Гумешевского месторождения (Средний Урал). Исчезли
удивительные розовые топазы, которые находили в
прошлом на уральской речке Сан арке. Почти не
встречаются прекрасные кристаллы азуритов, элитов и атакамитов
Джезказганского медного месторождения в Казахстане.
Подобная участь уготована всякому минералу.
Месторождения истощаются, и только как воспоминание о
них остаются неповторимые, божественные, созданные
природой произведения каменного искусства.
Новые месторождения и новые находки минералов не
могут повторить уже известные. Они прекрасны, но их
красота иная.
'К
387

Энциклопедия для детей
Одно из древнейших месторождений малахита в пустыне Негев (но территории
современной Палестины). IV тыс. до н.э.
Добыча и измельчение малахита для производства меди.
Но алмазный потенциал Земли
далеко не исчерпан. Учёные
считают, что, например, в России
вполне возможны открытия
месторождений в Подмосковье,
Ярославской и Тульской областях.
МАЛАХИТ
Подавляющее большинство
цветных камней не образует
собственных месторождений, их
добывают попутно при разработке
других видов полезных ископаемых.
Интересна в этом отношении
история взлёта и падения добычи
малахита и бирюзы.
Малахит — очень красивый
поделочный камень. Своё
название он получил от греческого
слова «малахэ» — «мальва»,
потому что цвет малахита похож
на цвет листьев этого растения. В
лучших образцах малахит имеет
шелковисто-нежную зелёную
окраску и необыкновенное
разнообразие узоров — от спокойных
ленточных до концентрических и
лучисто-звёздчатых. Он
сопутствует месторождениям меди,
которые волей геологической
судьбы были выведены на
поверхность нашей планеты.
Малахит образуется при
растворении медных руд и
отложении растворённых соединений
меди в трещинах и пустотах
горных пород. В XIX в., когда
только зарождалась крупная
меднорудная промышленность, на
каждом открываемом
месторождении обнаруживали много
малахита.
Настоящий малахитовый бум
начался в XIX в. при освоении
медных месторождений Урала.
Этот минерал широким потоком
хлынул в Европу и даже
именовался русским камнем. В
России его сначала отправляли в
плавильные печи в качестве руды
для получения меди, покрывали
им крыши домов в Екатеринбурге
и Нижнем Тагиле. Из огромных
глыб, достигавших сотни и
тысячи килограммов (самые крупные
находки весили 100 и даже
250 т), изготавливали
грандиозные вазы, столы, малахитом
облицовывали мощные колонны в
приёмных залах дворцов. На
Первой всемирной выставке
388

Полезные ископаемые
1851 г. в Лондоне Россия среди многочисленных
экспонатов представила огромные парадные двери,
полностью выполненные из уральского малахита.
Но по мере отработки верхних частей
месторождений находки ювелирных малахитов становились
всё реже и реже, и в настоящее время на Урале
находят всего несколько десятков килограммов в
год. Эпоха малахитового Урала безвозвратно
прошла.
Единственным мировым поставщиком этого
камня остались медные рудники Катанги (Заир).
После отработки их верхних частей промышленная
добыча малахита прекратится навсегда.
БИРЮЗА
Подобная история происходит и с бирюзой —
замечательным камнем синего цвета различных
оттенков от небесно-голубого до цвета берлинской
лазури. Бирюзу, как и малахит, добывают из медных
месторождений. Наиболее известные из них
находятся в Средней Азии (Кураминский хребет), в
Иране, Афганистане, Мексике, Чили, Перу,
Египте (Синайский полуостров) и Австралии. Почему
нет бирюзы в умеренных широтах и тропиках?
Потому что там много агрессивных вод, которые
образуются из атмосферных осадков. Бирюза
могла возникнуть и сохраниться только в сухом и
жарком климате. Встречается бирюза в виде
небольших включений — даже в наиболее богатых
месторождениях её не больше 9 кг на 1 м3 породы.
С каждым годом сокращаются находки
высококачественной бирюзы. В настоящее время на рынок
поступает до 80% облагороженного сырья,
представляющего собой пропитанные жидким
пластиком или берлинской лазурью низкокачественные
сорта этого камня. Однако из-за поверхностной
проницаемости бирюзы обнаружить искусственное
окрашивание при осмотре камня очень легко. К
сожалению, исчезают высшие сорта бирюзы, та же
участь постигнет и низкие, и вскоре на мировой
рынок будет поступать лишь искусственно
синтезированная бирюза.
ЖЕМЧУГ
Русское слово «жемчуг» происходит от китайского
♦чжэньджу». То, что это бусинки шарообразной
или неправильной формы со своеобразным
перламутровым отливом, знают, пожалуй, все. То, что
они растут в двустворчатых
моллюсках-жемчужницах и состоят из углекислого кальция, как мел
или известняк, тоже известно многим. Однако
мало кто сегодня знает, что три-четыре столетия
назад Россия славилась своими жемчужными
промыслами.
Известны два рода двустворчатых моллюсков-
жемчужниц: в пресной воде водятся маргаританы,
в морской — пинктады. В реках России живут
четыре вида маргаританов. Размер отдельных
речных жемчужин колеблется от 0,5 до 10 мм (в
среднем 2—3 мм) в диаметре, а максимальный вес
Ветвящиеся кочковидные выделения малахита,
обнаруженные на одном
из медных месторождений Заира.
достигает 26,6 г. Интересно, что самая крупная в
мире жемчужина обнаружена в раковине
гигантского морского филиппинского моллюска. Она
имела диаметр 16,5 см и вес 6,4 кг.
В реках шарики жемчуга встречаются
примерно в каждой сотой раковине маргаританов. Сами
раковины используются для изготовления
перламутровых пуговиц и инкрустации различных
изделий. Жемчуг недолговечен: при длительном
хранении он теряет характерный перламутровый
блеск, мутнеет и в конечном счёте превращается в
порошок извести и рогового вещества. Видимо,
Икона «Богоматерь Казанская» в жемчужном окладе.
Москва. Конец XIX — начало XX вв.
389

Энциклопедия для детей
КОЛЛЕКЦИИ
И МУЗЕИ КАМНЕЙ
Собранные и систематизированные образцы уникальных
каменных созданий составили первые коллекции,
среди которых наиболее древние из известных относятся к
эпохе средневекового Возрождения (XV—XV/// вв.). Во
второй половине XVIII в. возникли крупнейшие
минералогические музеи в Париже, Лондоне, Фрайберге (Германия).
В России начало каменного коллекционирования было
положено Петром I, передавшим в Государственный
музей — Кунсткамеру — приобретённые им за рубежом
редкие образцы. В 1716 г. к ним добавилась купленная в
Германии коллекция М. Готвальда, состоящая из 1195
образцов. Именно от минерального кабинета Кунсткамеры
берёт своё начало Минералогический музей Российской
Академии наук имени А.Е. Ферсмана, в фондах которого
хранится более 130 тыс. экспонатов. С момента своего
появления такие музеи выполняли двойную роль. Они были
центрами научных исследований, а также просветительской
и художественно-эстетической деятельности в обществе.
поэтому почти не сохранились жемчужные
украшения наших древнейших предков. Наиболее
сохранившиеся из найденных относятся к первым
векам нашей эры.
Истоки жемчужного промысла в России
датируются X—XII вв., а наибольший расцвет
приходится на XVI—XVII вв. В это время добыча
жемчуга велась более чем в 60 северных реках.
Особенно много его было получено из раковин реки
Муна на Кольском полуострове. Организацией
промысла занимались в основном монастыри.
Особо ценились круглые, без выступов и наростов,
жемчужины. Их называли «скатными», т.е. легко
скатывающимися по наклонной поверхности.
Добыча жемчуга приобрела такие масштабы, что
Пётр I в 1712 г. специальным указом запретил
частным лицам вести этот промысел.
На Руси жемчуг в основном использовался как
декоративное украшение в художественном
шитье — лицевом (т.е. с сюжетными
изображениями) и орнаментальном. Это искусство достигло
высочайшего мирового уровня. Начиная с XII в.
оно высоко ценилось при императорских и
королевских дворах Византии, Рима, Парижа и др.
Дорогие ткани (атлас, бархат, камка', тафта*)
поступали из Италии, Индии, Персии. Шили
шёлковыми и серебряными нитями, а контуры
лиц, деревьев, зданий и т.д. покрывались
жемчужинами. Таким способом изготавливали знамёна,
хоругви, оклады для икон и переплётов евангелий,
пелены, покровы и разнообразное праздничное
одеяние для церковных иерархов. Жемчуг в
основном был местный, добытый в северных реках.
Но часто его привозили с Чёрного моря —
«кафинский» (Кафа — древнее название современ-
Ожерелье из жемчуга, выполненное в овонгордном стиле
ной Феодосии) — и даже из Персидского залива —
«гурмызский» (добываемый близ острова Гурмыз,
или Ормуз). Искусство шитья развивалось в
привилегированных княжеских, дворянских
кругах. Не было крестьянского народного шитья.
Существовали специальные мастерские —
кремлёвские, боярские и монастырские. Занимались
этим ремеслом исключительно женщины.
Высокий художественный уровень достигался
благодаря тому, что руководили мастерскими и даже
лично занимались шитьём знатные боярыни и
особы, принадлежащие к царской фамилии. Много
шедевров вышло из светлиц жены великого князя
Ивана III Соломонии Сабуровой и первой супруги
Ивана Грозного царицы Анастасии Захарьиной.
Искусство художественного шитья на Руси
достигает своего расцвета в XVI в. В технике шитья
усиливается стремление к декоративности и
роскоши: всё обильнее используется жемчуг. Особо
выделяется в это время мастерская Евфросиньи
Старицкой, жены брата царя Василия III —
Андрея Старицкого. Произведения, вышедшие из
этой мастерской, не имеют себе равных по
выразительности; их по праву можно отнести к
лучшим произведениям старинного русского
шитья.
Из дошедших до нашего времени уникальных
произведений искусства, которые хранятся в
музеях Московского Кремля, можно отметить
омофор XVII в. — часть облачения высшего
духовенства в виде длинной широкой полосы
ткани (длина 161 см, ширина 39,5 см). На нём
изображены Страсти Христовы из евангельской
истории: «Возведение на Голгофу», «Распятие»,
«Снятие со креста», «Сошествие во ад». Контуры
390

КАРЛ ЛИННЕЙ И...
ИСКУССТВЕННЫЙ ЖЕМЧУГ
Впервые в Европе способ выращивания искусственного
жемчуга был изобретён в середине XVIII в. К этому
времени только китайцы располагали секретом этого
удивительного искусства. А вот пытливый ум учёного
позволил шведскому ботанику Карлу Линнею предложить
этот способ совершенно независимо.
Метод Карла Линнея был поистине оригиналенt но
требовал много хлопот: в створке раковины-жемчужницы
сверлилось отверстие, в которое вводилась тонкая
серебряная проволочка с известняковым шариком на
конце. С помощью этой проволочки шарик нужно было
часто передвигать, чтобы он не прирос к раковине. В
итоге получались даже более совершенные жемчужины,
чем у японцев в XIX в., когда они только налаживали
«жемчужную промышленность», — их жемчуг прирастал
одной стороной к раковине, а потому не годился для
изготовления ожерелий.
Некоторые выращенные Линнеем жемчужины до сих
пор хранятся в коллекции Лондонского общества Линнея.
А сам натуралист, удовлетворив научный интерес,
охладел к своему методу и не совершенствовал его.
Вскоре способ был окончательно забыт, так и не получив
распространения...
всех действующих лиц и предметов в этих сюжетах
выделены изящными гирляндами скатного
жемчуга. Этот омофор принадлежал первому русскому
патриарху Иову и был изготовлен в царских
мастерских, которыми руководила жена царя
Фёдора Иоанновича — Ирина Годунова.
К началу XVIII в. жемчужные ресурсы в России
истощились, промысел прекратился... Та же
участь постигла многие районы добычи речного и
морского жемчуга во всём мире. Но в XX в.
ситуация резко изменилась: в 1921 г. на
Лондонском рынке впервые появились искусственно
выращенные жемчужины. Торговцы жемчугом и
ювелиры некоторое время считали, что они
происходят из нового неизвестного доныне места
добычи. Когда выяснили истинную природу этого
жемчуга, знатоки забили тревогу. Однако вскоре
был найден метод, который безошибочно позволяет
отличить природный жемчуг от выращенного. В
результате цены на последний резко упали.
Первенство в мире по выращиванию жемчуга
держит Япония, которая в конце XIX в. переняла
это искусство у китайцев. Китайцы же ещё в
XIII в. открыли свойство природных тел,
помещённых внутрь раковины пресноводных моллюсков
(уний), покрываться слоем перламутра.
В настоящее время более 90% жемчуга
выращивается искусственно. Начиная с 30—40 гг. XX в. в
России тоже стали развивать этот промысел.
Многие колонии речных моллюсков в наиболее
чистых реках уже восстановлены. В связи с тем что
украшения из жемчуга снова входят в моду
благодаря своей красоте, идеальному сочетанию с
серебряной оправой и относительно доступным
ценам, можно с уверенностью предсказать новый
Полезные ископаемые
♦жемчужный ренессанс» в России. Ij|4s\
Для этого имеются необходимые при- [fri П \\
родные условия. В настоящее время
российский рынок дешёвых украшений, увы,
заполнил китайский речной жемчуг.
ЯНТАРЬ
На пляжах морей, омывающих Европу, с
незапамятных времён находили вынесенные волнами
необыкновенно лёгкие округлые камешки. Это
окаменевшая смола хвойных деревьев, которые
росли на обширных пространствах нашей планеты
38—120 млн лет назад. Этот полудрагоценный
камень с незапамятных времён прочно вошёл в быт
многих племён и народов. На Руси в XVI в. за ним
закрепилось название «янтарь» («ентарь»).
Встречаются самые разнообразные оттенки янтаря — от
белого, бледно-жёлтого, ярко-золотистого, медово-
жёлтого до красно-бурого; известны также
коричневые и чёрно-бурые разновидности с
характерным отчётливым мерцанием при освещении.
Сотни исследователей в течение многих
столетий бились над загадкой происхождения и
чудесных свойств этого творения природы,
возникшего как бы из морской пены. Теперь установлено,
что состав янтаря повсеместно один и тот же, но
соотношение главных его компонентов может
весьма сильно меняться. Так, обладая плотностью
0,97—1,11 г/см3 он содержит углерода от 68 до
86%, водорода от 8 до 11% и кислорода от 3 до
21%. Янтарь является аморфным (т.е. не
имеющим кристаллического строения)
высокомолекулярным соединением органических кислот. В виде
примесей в нём встречаются сера, азот, кремний,
алюминий, железо и в ничтожных количествах
другие химические элементы. При нагревании
янтарь размягчается при температуре 140—180° С,
а при 340° С плавится. Горит янтарь коптящим
пламенем, издавая запах смолы.
В древнерусских летописных памятниках
янтарь назывался * алатырь», «латырь»; в Греции его
именовали * электрон», в Италии — * амбра», во
Франции — «амбре», в Англии и Америке —
♦эмбер», в Германии — «бернштайн». В настоящее
время существует бесчисленное множество
названий и классификаций янтаря. В России выделяют
пять основных типов:
1) прозрачный;
2) дымчатый;
3) бастардный — жёлтого цвета, средней
прозрачности с тёмным оттенком и чёрными пятнами;
4) костяной — непрозрачный, цвета слоновой
кости;
5) пеноянтарь — светлый, напоминающий
застывшую пену.
В других странах мира янтарю дают свои
названия. В настоящее время известно более 30
таких наименований. Наиболее распространены:
бирмит — жёлто-бурый (бассейн реки Иравади,
Бирма); геданит — красно-жёлтый (Самбийский
полуостров Калининградской области Российской
391

Шкатулка из янтаря. Кенигсберг. 1938 г
Федерации; название происходит от латинского
Gedanum — Гданьск); копалит — светло-жёлтый
(окрестности Лондона, Великобритания); румы-
нит — тёмно-красный (Румыния); симетит —
оранжево-красный (на берегах реки Симето,
Сицилия); сукцинит — окрашенный в разнообразные
цвета (Балтийско-Днепровская янтареносная
провинция — от Балтики до северной части бассейна
Днепра); тринкерит — гиацинтово-красный
(Италия, Австрия; назван по имени геолога Дж. Трин-
кера); канзасит — светло-коричневый (штат
Канзас/США).
Особую привлекательность и научную ценность
янтарю придают заключённые в нём остатки
растений и животных. Они встречаются в 9%
добываемого янтаря и представлены главным
образом (95—97%) насекомыми (комары, жуки,
цикады, муравьи, сверчки, кузнечики, моли,
бабочки, стрекозы, тараканы, термиты,
водомерки, пчёлы, осы и многие другие, всего более 3 тыс.
видов), а также членистоногими — пауками и
клещами и редко — растительностью (197 видов,
из них споровых — 63, голосеменных — 33 и
покрытосеменных — 101).
На палеолитических стоянках древнейших
людей Европы — в Пиренеях, вблизи города
Кремса в Австрии, в пещерах Моравии —
археологи нашли куски янтаря, которые служили
амулетами первобытным охотникам. Позднее, в
неолите, из янтаря уже изготавливают бусы,
фигурки животных и даже человека. Тысячи этих
предметов найдены по всему южному побережью
Балтийского моря.
Первое упоминание о янтаре относится к X в.
до н.э. и содержится в ассирийской клинописной
надписи на обелиске, хранящемся в Британском
музее в Лондоне.
В эпоху античности в произведениях
знаменитых греческих и римских поэтов постоянно
упоминается этот замечательный камень. Так,
Гомер в «Одиссее» отмечает: «...Светлых, как
солнце, больших янтарей принесли Евримаху...»
А вот римский поэт Марциал с присущим ему
юмором пишет:
В тополевой тени гуляя, муравей
В прилипчивой смоле завяз ногой своей.
Хотя он у людей был в жизнь свою презренный,
По смерти в янтаре у них стал драгоценный.
(Перевод М.В. Ломоносова)
Римские патриции считали, что янтарь
охраняет от дурного глаза и колдовства. В те времена в
моде была белая воскообразная его разновидность,
которую употребляли для курений, и прозрачная
кроваво-красная — для изготовления различных
изделий.
В древности, по свидетельству римского учёного
Плиния Старшего, широко бытовало мнение, что
янтарь спасает от слабоумия, лихорадки, желтухи;
изгоняет камни из почек и печени; растёртый с
маслом и мёдом — помогает при болезнях глаз и
ушей; принятый в виде порошка с водой — лечит
желудочные болезни. На рынках Востока ещё в
I в. до н.э. особенно ценились медово-жёлтый
бирмит, привозимый с месторождений Бирмы и
использовавшийся для украшений, и молочно-
белый сукцинит из Прибалтики, из которого
позднее изготавливали предметы мусульманского
религиозного культа. Древние евреи включали
392

Полезные ископаемые
янтарь в число 12 камней, которыми украшали
нагрудник первосвященников. На популярность
янтаря в средние века указывает и то, что рыцари
Тевтонского ордена после завоевания Прибалтики
в XIII в. объявили своей собственностью весь
янтарь, который там будет найден, и издали
приказ о казни каждого, кто без разрешения будет
его добывать.
Наиболее пышного расцвета тонкое искусство
работы с янтарём достигло в XVII—XVIII вв.
Появились миниатюрные статуэтки
мифологических божеств и святых, медальоны с рельефными
портретами знатных особ, разнообразные
шкатулки, подносы, табакерки, инкрустированная
янтарём мебель. В это время были созданы уникальные
художественные изделия. К ним можно отнести
посох московского патриарха Филарета (1632 г.);
посох патриарха Никона (1658 г.); кружку,
подаренную царю Алексею Михайловичу литовским
послом (1648 г.), и многие другие изделия,
хранящиеся и поныне в коллекциях Эрмитажа в
Санкт-Петербурге и Оружейной палаты в Москве»
К подлинным шедеврам мирового камнерезного
искусства с полным правом относят янтарный
кабинет, который был создан в 1709 г. мастерами
Готфридом Туровом и Эрнстом Шахтом по проекту
Андреаса Шлюттера и смонтирован в королевском
дворце в Берлине в 1711 г. Этот кабинет прусский
король Фридрих-Вильгельм I подарил русскому
царю Петру I в 1716 г. Согласно сохранившейся
описи, в комплект изделия входили 22 большие
стенные композиции и до 180 более мелких панно
и украшений. Кроме того, в комплекте имелись
щит, различные большие и малые вензеля, 12 роз,
14 тюльпанов, три раковины и много мелких
предметов из янтаря. В 1755 г. кабинет был
привезён в Екатерининский дворец Царского Села.
Работами по монтажу руководили итальянские
мастера Марте л ли и Растрелли. На одной из стен
были выложены даты: 1709 — год изготовления
кабинета и 1767 — год создания комнаты.
Во время Второй мировой войны Янтарная
комната была похищена немцами, и до настоящего
времени судьба её неизвестна, хотя поисками
занимаются десятки людей из разных стран мира.
Несмотря на то что янтарь широко
распространён на всех континентах мира, крупные
месторождения высококачественного сырья с большими
запасами имеются только в
Балтийско-Днепровской провинции. Да и здесь всё реже встречаются
крупные янтари весом в сотни граммов. Более 90%
добываемого янтаря считается мелким. Поэтому
постепенно исчезли из ассортимента камнерезных
художественных мастерских крупные изделия, всё
большее распространение получают предметы
мелкой бижутерии, часто из прессованного янтаря.
Красота, мягкие нежные цвета, прекрасная
сочетаемость янтаря с серебром и мельхиором
превращают его из поделочного камня в материал для
изготовления изящных ювелирных украшений,
спрос на которые постоянно растёт. Чтобы его
удовлетворить, разрабатывают новые методы
облагораживания не вполне качественных
сортов, разведывают новые
месторождения.
В настоящее время установлено, что
масштабное образование янтаря происходило один раз в
истории Земли — 38—120 млн лет назад. Этому
способствовало резкое изменение растительного
покрова нашей планеты. Сухой и жаркий климат
предшествующей эпохи сменился умеренным
тёплым. Быстро распространились покрытосеменные
растения, появились новые хвойные и исчезли
многие другие формы растительности, в том числе
цикадовые, саговые, папоротниковые. Большая
часть янтарных месторождений образована за счёт
хвойно-широколиственной растительности
умеренных широт и меньшая — за счёт растений
субтропиков. Многие месторождения янтаря тесно
связаны с угольными бассейнами.
Возникшие первичные месторождения
содержат хрупкий, с трудом поддающийся обработке
янтарь. Чтобы получился качественный продукт,
необходима вторичная обработка — в природе она
происходит в морских условиях. В результате
образуются морские россыпи, где
высококачественный янтарь тесно связан с синевато-зелёной
Часы, пудреница и два флакончика, сделанные из янтаря.
Кенигсберг. Первая половина XX в.
393

Энциклопедия для детей
БИЗНЕС
И КОЛЛЕКЦИИ КАМНЕЙ
иболее крепки традиции собирательства
уникальных образцов камней в старинных
горнорудных районах — в Рудных горах
Центральной Европы, на Урале, на
месторождении Трепча в Сербии, в Иавалеровском
рудном районе на Дальнем Востоке и во многих
других регионах.
Богата каменными коллекциями Германия,
'де любовь к камню уходит корнями в раннее
средневековье и связана с разработкой
свинцово-серебряных жил. Во многих
немецких семьях хранится если не коллекция
минералов, то по крайней мере несколько
красивых друз кварца, кальцита, арагонита
или других минералов.
к Фирмы, специализирующиеся на продаже
оллекционных камней, посылают в рудные
айоны своих представителей, которые
скупают заслуживающие внимания образцы.
Затем в лабораториях эти образцы доводятся
до товарного вида и выставляются на
продажу.
К сожалению, в России никогда не
существовало и не существует поныне
цивилизованного рынка коллекционных камней. По
различным оценкам 80—90% необработанных
камней поступает на чёрный рынок и
скупается за бесценок мелкими
коммерсантами-любителями, которые затем торгуют ими на
рынках Европы и Америки. В связи с этим цены
на коллекционный материал в России (и
других горнодобывающих странах мира — в
Африке, Южной Америке, Азии) в W—15 раз
ниже, чем на аналогичные образцы в Европе
и США. Однако при умело поставленной
работе в этой области Россия может преуспеть,
как никакая другая страна, потому что имеет
огромные потенциальные возможности.
У нас имеются месторождения серы в
Поволжье с уникальными пирамидальными и
таблитчатыми ярко-жёлтыми кристаллами; в
Забайкалье — неподражаемые по изяществу
переплетающихся тонких волокнистых
сиреневых и фиолетовых струй чароиты; в
Приморье — полосчатые с замысловатыми
разноцветными полосами датолиты; на Урале
и Алтае — замечательные яшмы. Россия
Обломок кристалла
горного хрусталя
с мелкими включениями
различных минералов
(слюды, кальцита и др)
из пегматитов Волыни
(Украина).
Коллекционный
образец флюорита
из Даринского
месторождения в
Забайкалье (Россия).
глиной — глауконитом. Именно эти месторождения
снабжают мир солнечным камнем. Наступающее море погребло
многие залежи под слоем осадков. Во время штормов
подводные россыпи размываются, янтарь всплывает и
волнами выносится на пляж. Например, на побережье
Англии ежегодно собирают 5—6 кг янтаря. Особенно
энергично размываются подводные россыпи в Балтийском
море, у побережья между Палангой и Светлогорском. Так, в
1862 г. после сильного шторма у посёлка Янтарное за один
день море выбросило около 2 т янтаря, а в 1914 г. в этом же
районе море вынесло на берег 870 кг.
Мировая ежегодная добыча янтаря составляет 500—800 т.
Из них более 80% приходится на долю прибалтийских
стран — Литвы, Латвии, Польши и России. Подлинным
гигантом, дающим львиную долю мирового производства
этого вида сырья, является Пальмникенское месторождение,
расположенное в 40 км к северо-западу от Калининграда.
Разработка его началась в 1872 г. И с тех пор здесь ежегодно
получают 100—500 т янтаря-сырца. В Польше местные
сборщики сдают ежегодно 3—7 т сырья. Бирма, в средние
века успешно конкурировавшая с прибалтийскими
месторождениями янтаря, в настоящее время даёт всего
несколько сотен килограммов этого камня.
Добываемый янтарь более чем на 80% используется для
получения канифоли, янтарной кислоты, масла и лаков.
Янтарные лаки по прочности и блеску лучше всех других
лаков. Ими покрывали музыкальные инструменты
выдающиеся мастера прошлого — Амати, Страдивари.
Янтарная кислота применяется в медицине, парфюмерии,
производстве красителей, в качестве биогенного стимулятора (для
обработки семян растений с целью улучшения их качества) и
во многих других областях промышленности.
С каждым годом растёт выпуск прессованного янтаря, или
амброида, для поделочных и ювелирных целей. На его
изготовление идут мелкие кусочки качественного сырья или
обрезки, оставшиеся после обработки крупных кусков.
Прессование происходит в автоклавах (специальных
герметичных камерах) без доступа воздуха при температурах
200—250° С и давлении в несколько десятков МПа
(мегапаскал ей).
В ювелирном деле с древних времён помимо естественного
используют облагороженный янтарь. Раньше для получения
красных оттенков янтарь проваривали в меду, а для
осветления кипятили в растительном масле. В настоящее
время разработаны технологии создания прозрачных, более
светлых и «игристых» сортов камня. Они включают
394

Полезные ископаемые
Кристаллическая друзо
гранатов
из метаморфических
пород
Северной Карелии
Кристаллы
благородного
корунда (рубин)
из месторождения
Лонги до (Танзания).
обработку первичного сырья в автоклавах, в азотной среде и
при специальных режимах охлаждения.
Цены на лучшие прозрачные сорта янтаря золотистых и
красновато-жёлтых цветов превышают 1000 долларов за 1 кг,
а обычные поделочные и технические сорта стоят 30—
300 долларов за 1 кг.
Ресурсы этого удивительного камня ещё далеко не
исчерпаны. Ждёт своих исследователей грандиозная Северо-
Сибирская янтареносная провинция. Здесь уже обнаружены
янтареносные породы в Хатангской и других впадинах. Да и
Балтийско-Днепровский регион далеко не исчерпал своих
возможностей. Нас ждут новые захватывающие открытия.
Много неразгаданных тайн связано с отдельными находками.
Так, в Подмосковье на реке Сходня в 1849 г. был найден
большой кусок отличного янтаря. В единичных случаях
солнечный камень находили в песках на реке Оке около
города Мурома. Имеется и много других, не менее загадочных
находок, разрешить природу которых предстоит будущим
исследователям.
ОРЛЕЦ (РОДОНИТ)
Уральский орлец, называемый также родонитом, — второй
после малахита исконно русский камень. Его яркие розовые
и малиновые цвета в сочетании с красивыми чёрными
узорами, образуемыми прожилками оксидов марганца,
привлекли внимание ещё камнерезов Древней Руси. В летописях
этот камень упоминается под названием «бакан» и
«рубиновый шпат». Орлец твёрд, прекрасно полируется.
Международная ассоциация ювелиров в 1960 г. составила
таблицу редких и ценных минералов, приносящих удачу
родившимся в определённом месяце. Учитывались,
разумеется, и рекомендации астрологов. Родонит попал в эту
таблицу в одной компании с красными гранатами и розовым
кварцем. Их рекомендуется носить родившимся под знаком
Козерога (22 декабря — 20 января).
Впервые о находках этого камня на Урале сообщил
академик В.М. Севергин в конце XVIII в. В XIX в. орлец
быстро приобрёл большую популярность, особенно после
открытия крупных месторождений на Среднем Урале,
недалеко от города Екатеринбурга у сёл Шабров и Малое
Сидельниково. Последнее и поныне служит главным
поставщиком высококачественного орлеца в нашей стране.
На этих месторождениях добыты уникальные по размерам
и качеству материала каменные блоки, из которых
изготовлены неповторимые по красоте и масштабам произведения
способна поставлять как на внутренний, так и
на международный рынок много
высококачественных топазов, аметистов, льдистого
кварца, дымчатого горного хрусталя,
отличных уральских рубинов, амазонитов и много
других даже более редких и, следовательно,
более ценных камней.
Но беда заключается в варварской
технологии добычи. Система массовых
взрывов уничтожает весь коллекционный
материал еще в забоях и карьерах. На многих
рудниках мира, там, где могут быть
уникальные минеральные гнёзда, взрывы не
производятся; эти участки отрабатывают, откалывая
куски руды пневматическими бурильными
молотками, иногда даже вручную. Нужно
специально следить за всем ходом разработки
месторождения, в рудах которого могут быть
встречены уникальные экземпляры. Пока же
большинство коллекционных минералов на
действующих рудниках погибает.
Подобная ситуация наблюдается и на
рынке самородков благородных металлов.
Поскольку эпоха россыпей проходит, а
именно из них получена основная масса
самородков золота, серебра и платины, то новые
поступления становятся с каждым годом всё
реже и реже. Необходимо создать
специальную отрасль, включающую фирмы и
товарищества любителей камня, которая
контролировала бы всю технологическую цепочку от
поиска и сбора коллекционного материала,
обработки и придания ему товарного вида до
реализации.
В последние годы в России на эту
проблему обратили серьёзное внимание самые
широкие круги специалистов. Регулярно
крупные минералогические музеи (например,
имени А.Е. Ферсмана, имени В.И.
Вернадского) и геологические организации проводят
международные тематические выставки
(«Малахиты России», «Опалы Урала» и т.д.) и
комплексные, такие, как «Самоцветы России»
(организует геологический институт ВСЕГЕИ в
Санкт-Петербурге), где демонстрируются
разнообразные коллекции, поделочные камни и
изделия из них, декоративные и отделочные
материалы, оборудование для добычи и
обработки камня.
395

Энциклопедия для детей
Орлец
(поделочный родонит)
из свинцово-цинкового
месторождения
Чекморь
(Рудный Алтай).
камнерезного искусства. В 1858 г. был добыт
монолит розового орлеца весом 16 т. Из него
изготовлена хранящаяся в Эрмитаже (Санкт-
Петербург) огромная ваза. В 1877 г. извлечён ещё
больший блок — 48 т. Из глыбы орлеца весом
10,8 т высечен семитонный, но, несмотря на свой
вес, изящный царский саркофаг, находящийся в
соборе Петра и Павла в Санкт-Петербурге.
Однородные монолиты этого камня использованы при
изготовлении торшеров высотой 280 см,
украшающих парадную лестницу Эрмитажа.
Родонит относится к ювелирно-поделочным
камням, добывается обычно мелкими артелями в
небольших количествах и используется местными
кустарными предприятиями для изготовления
сувениров.
По всему миру рассеяно бесчисленное
количество неповторимых изделий — шкатулок,
пепельниц, подставок, табакерок, — выполненных
из уральского орлеца. Мастера известной
ювелирной фирмы Фаберже наряду с другими цветными
поделочными камнями в своих работах охотно
использовали орлец благодаря его выгодному
отличию от других родонитов, не обладающих
таким живым цветом и многообразием оттенков.
На мировой рынок орлец поступает в основном
из трёх месторождений: со Среднего Урала, с
Мадагаскара и из Австралии. Австралийский
родонит по качеству похож на уральский орлец.
Ориентировочно в мире добывается несколько
десятков тонн высококачественного родонита.
Цена 1 кг колеблется (в зависимости от качества и
размеров камня) от нескольких до 40—50
долларов.
ЧАРОИТ
Появление в ювелирной промышленности в 1977 г.
красивого сиреневого камня чароита, названного
по имени реки Чара в Иркутской области,
произвело сенсацию среди специалистов по цветным
камням. Новый минерал имеет игольчатый и
тонковолокнистый рисунок, сочный, искрящийся
фиолетовый цвет (от бледно-сиреневого до
тёмно-фиолетового или даже сине-фиолетового). Он прочен,
легко поддаётся полировке и главное — обладает
редкой цветовой гаммой, выделяющей его среди
обширного семейства поделочных камней. Этот
минерал образовался на большой глубине в
результате высоких температурных магматических
процессов.
Чароитовый бум привёл к необычайной
популярности нового минерала. Началась активная
разработка единственного на нашей планете
месторождения «Сиреневый камень» на реке Чара,
Много чароита вывозили с месторождения
браконьеры, много портилось из-за неграмотной
добычи. Кроме того, из этого замечательного
камня изготавливались массивные безвкусные
поделки — журнальные столики, пепельницы,
статуэтки. Запасы высококачественного камня
стали истощаться, цены — расти. Скоро
уникальное творение природы — чароит — будет
добываться в таких незначительных количествах, что
его окажется достаточно только для изготовления
браслетов, кулонов, запонок, брошей и других
ювелирных украшений.
Вполне возможно, что на бескрайних
пространствах Сибири (Алданский щит) и Забайкалья или
среди древних пород Карелии и Кольского
полуострова геологи найдут новые месторождения чароита
с ещё более удивительными расцветками.
КАК ДОБЫВАЮТ
САМОЦВЕТЫ
Самоцветы — цветные драгоценные камни,
которые образуются в результате кристаллизации
магматических расплавов, поднимающихся с
больших глубин (0,5—5,0 км) и застывающих на
поверхности Земли или близ неё. Это такие камни,
как алмаз, топаз, изумруд, сапфир, гранат,
аквамарин, аметист, нефрит, жадеит и др. Одно из
неоценимых свойств драгоценных камней — их
стойкость, ведь, находясь в породе на разных
глубинах, они выдерживают повышенные
температуры и сохраняются, попадая на поверхность
Земли. При разрушении горных пород под действием
выветривания они благодаря твёрдости и
плотности, либо накапливаются в руслах рек и на
морских пляжах, либо остаются на месте,
заключённые в рыхлую выветрелую мягкую массу,
которая образовалась из материнской породы, и
легко могут быть выделены.
Львиная доля цветных камней добывается
путём промывки россыпей в Шри-Ланке,
Австралии, Бразилии, в некоторых других
приэкваториальных странах. Шри-Ланка, Индия, Таиланд,
Бирма, Малайзия, Бразилия, Колумбия, страны
Юго-Восточной Африки и некоторые другие
занимаются преимущественно старательским
промыслом цветных камней, в котором занято (по
приблизительным подсчётам) более 5 млн человек.
396

Полезные ископаемые
Брослет-ремешок. Бриллианты, рубины,
сапфиры, изумруды, платина.
Около 1929 г.
Брошь пантера. Сапфир,
бриллианты, платина
1949 г.
Брошь стрекоза. Изумруд, рубины,
бриллианты, золото, платина. 1953 г.
Брошь орхидея. Аметисты,
аквамарины, цветные
эмали, цветное золото.
1937 г.
Брошь пальма. Бриллианты,
платина, рубины. 1957 г
Ювелирные изделия фирмы Картье

Энциклопедия для детей
ЖАДЕИТ И ОПИУМ:
МАФИЯ И ТУТ ВПЕРЕДИ
Нет других камней, которые были бы столь же тесно
связаны с развитием цивилизации народов Юго-
Восточной Азии, как зеленоватые минералы, считавшиеся
древними китайцами предшественниками всех
драгоценных камней, — жадеит и нефрит. Однако в
Европе и США они известны мало и не пользуются
особым спросом. Оба камня в китайской культуре
олицетворяют пять главных добродетелей: милосердие,
скромность, отвагу, справедливость и мудрость. Лучшие
сорта жадеита в Китае ценятся дороже золота и алмазов.
Благодаря такой популярности этих камней спрос на них
постоянно растёт. В Северной Бирме природа создала
уникальные месторождения жадеита, которые
разрабатываются уже несколько тысячелетий, однако интенсивно
использовать его начали только в XVIII в., долгое время
считая разновидностью зелёного нефрита.
Волей случая в этих же районах находится и один из
мировых центров производства наркотиков. Контрабанда
жадеита оказалась настолько прибыльной и одновременно
менее опасной, что часть мафиозных кланов сменила
специализацию — вместо вывоза наркотиков нелегально
переправляют наиболее качественные сорта жадеита
сначала в Таиланд, а затем в центры обработки — в
Гонконг и Китай.
Пепельница и ручка. Пепельница изготовлена из жада
(жадеита или нефрита) с использованием корцлла, эмали
и золота; ручка из агата, коралла, эмали и золота.
Ведущее положение в добыче цветных
драгоценных камней занимает небольшое островное
государство Шри-Ланка. Здесь добывают
звёздчатые сапфиры, большую часть рубинов, много
александритов. Бразилия богата голубыми
топазами, аквамаринами и александритами. В
Австралии получают от 50 до 80% всех сапфиров.
Наряду с россыпями цветные камни
добываются из горных пород с помощью горных
выработок — канав, расчисток шахт и штолен.
Издревле в обиходе укоренился термин «копи»:
алмазные, бирюзовые, малахитовые, изумрудные
и т.д. Эти примитивные кустарные открытые
разработки в форме котлованов, удлинённых
траншей, штолен — горизонтальных галерей (для
горных местностей) напоминают туннели и
глубокие (до 15—20 м) колодцы, из которых породу,
содержащую самоцветы, достают с помощью
ворота и бадьи (большого ведра).
В настоящее время разработка ведётся по всем
правилам горного производства с применением
современной техники. Однако и здесь
заключительная стадия — разборка разрыхлённой массы,
поиск и сортировка камней — осуществляется
вручную, а основная ставка делается на острое
зрение рабочих.
Крупные и уникальные месторождения
цветных камней единичны. Многие из них известны с
глубокой древности. Так, уже более 6 тыс. лет в
Северном Афганистане, в труднодоступном и
недостаточно изученном горном районе Бадахшан,
на месторождении Сары Синг добывают лучший в
мире лазурит (ляпис-лазурь). В горах Ирана, в
провинции Хорасан, вблизи города Нишапур в
штольнях месторождения Шадади с
доисторических времён ручным способом добывают самую
красивую и качественную синюю нишапурскую
бирюзу. Такие же древние бирюзовые копи,
история которых уходит в глубь веков, существуют
в Египте, на Синайском полуострове, — Серабит-
эль-Хадем и Вади-Могара, хотя в настоящее время
там добывается очень небольшое количество
бирюзы.
В исключительно сложных природных
условиях уже более ста лет ведётся добыча
высококачественных сапфиров на месторождении Паддар в
хребте Заскар (северо-западные Гималаи, в
индийском штате Джамму и Кашмир). Здесь на высоте
более 4 тыс. м, в районе, недоступном большую
часть года, без применения техники, ручным
способом ведутся работы. Для достижения цели
приходится иногда вгрызаться в породу на
глубину 10 м.
Уже более четверти века растут цены и спрос на
изделия из цветных камней. Первенство
неизменно принадлежит алмазам, изумрудам, рубинам и
сапфирам. В последнее десятилетие к списку
наиболее популярных добавились опал, жадеит,
аквамарин, аметист и гранат. Высокие доходы
позволяют жителям развитых стран мира (США,
Западной Европы, Японии) покупать всё больше и
больше изделий из цветных камней. Стали
398

Полезные ископаемые
пользоваться спросом не только крупные
самоцветы, но и мелкие зёрна ювелирных минералов и
кристаллов.
СОСТОЯНИЕ
КАМНЕЦВЕТНОГО ДЕЛА
Может показаться, что современное состояние кам-
нецветного дела неважное — потребность
возрастает, добыча сокращается, старые месторождения
истощаются, новые открываются крайне редко.
Но положение с драгоценными камнями,
возникшими в глубинах Земли при повышенных
температурах и давлениях, не столь безнадёжное,
как с малахитом или бирюзой. Здесь потенциал
ещё очень большой. Подтверждением этого служит
каскад открытий алмазных месторождений в
Австралии, Канаде и России. Обнаружение новой
гигантской провинции высококачественных
ювелирных алмазов в Архангельской области может
существенно повлиять на международный рынок
драгоценных камней.
В ближайшем будущем возможно
использование в декоративном и поделочном производстве
новых видов поделочных материалов.
НЕЗАСЛУЖЕННО ЗАБЫТЫЕ
В XXI в. популярность получат многие новые типы
цветных камней. В этой области фантазия природы
не имеет пределов. Например, кварцит — весьма
распространённая горная порода — в
определённых природных условиях приобретает свойства,
ставящие его в ряд самых престижных камней. В
Карелии, недалеко от города Петрозаводска, есть
песчаники, которые давно, более 1 млрд лет назад,
были преобразованы в горниле высоких
температур и давления. Они стали самыми прочными на
Земле, можно сказать, бесконечно долговечными
кварцитами. К тому же они приобрели однородную
малиновую окраску. Естественно, что этот камень
исключительно трудно обрабатывать, но
полируется он хорошо. Эта уникальная горная порода —
малиновый кварцит — добывается из
единственного в мире Шокшинского месторождения и
используется для отделки особо значимых
сооружений. Так, из него сделана гробница Наполеона в
Париже, хоры Исаакиевского и Казанского
соборов в Санкт-Петербурге; этим кварцитом
облицована могила Неизвестного солдата в
Александровском саду у стен Московского Кремля.
Очень интересна ещё одна разновидность
кремнистых пород — яшмовидные тонкополосчатые
гематит-магнетитовые кварциты Криворожского
железорудного бассейна на Украине. Тонкие
прослои различных цветов — от серых до чёрных
и ярко-красных — образуют сложные красивые
узоры. Камень прекрасно полируется и уже сейчас
широко используется для разнообразных
сувенирных поделок — от шкатулок и подсвечников до
подставок и брелоков.
Многие виды поделочного камня незаслуженно
ЧЕЛОВЕК И НЕФРИТ
Нефриту (от греч. «нефрос» — «почка») в старину
приписывалось свойство излечивать человека от
почечных колик, В отличие от жадеита нефрит обладает
повышенной прочностью; ювелиры изготавливают из него
кольца. Согласно восточным традициям, он отвечает
внутреннему миру человека, таким благородным
качествам, как честность, справедливость, мужество и доброта.
Издревле нефрит добывался в многочисленных копях
западных отрогов хребта Куньлунь в Китае, которые к
настоящему времени сильно истощились. В наше время
мировым производителем этого минерала стала Канада,
где в провинции Британская Колумбия в 1969 г. были
открыты крупнейшие в мире месторождения. Почти весь
добытый там нефрит вывозится в необработанном виде в
Китай и Гонконг и лишь частично — в США и Германию.
х
л —-
5 м<^*1 +4
+
4w ™ Ш
1
Два кактуса, сделанных из жода, лунного камня,
халцедона, оникса, эмали и золота.
Фирма Картье.
Яшмовидные
тонкополосчатые
гематит-
магнетитовые
кварциты
Криворожского
железорудного
месторождения
(Украина).
399

Энциклопедия для детей
«ХРАНИ МЕНЯ,
МОЙ ТАЛИСМАН»
волшебному камню, вставленному в перстень,
А.С. Пушкин посвятил такие замечательные
стихотворения, как «Талисман», «Сожжённое письмо», «Храни меня,
мой талисман». А грузинский поэт XII в. Шота Руставели в
поэме «Витязь в тигровой шкуре» упомянул этот камень
целых 30 раз. Название чудесного камня — агат.
Агат — это полосчатый полупрозрачный халцедон,
двуокись кремния (S1O2), как кварц, но с иной,
тонковолокнистой, структурой. Наиболее ценные и благородные сорта
агата имеют замысловатый рисунок из разноокрашенных
полосок. По сочетаниям белых полосок с полосками
других цветов различают собственно агаты — с голубыми
полосками; ониксы — с чёрными; сардониксы — с
коричневыми; сердолики (карнеолониксы) — с кораллово-
красными. В тонкополосчатых разновидностях иногда
насчитывают до нескольких тысяч полос в 1 см.
Существуют три версии происхождения названия камня.
Согласно наиболее распространённой, оно произошло от
греческого «агатос» — «полезный, счастливый». По другой
версии это название камень получил по имени сицилийской
реки Ахатес, где впервые был найден. Существует
предположение и о более раннем, семитском, происхождении
слова «агат». Оно восходит к арабскому «акид», что в
буквальном переводе означает «волосы новорождённого
младенца» — так называлась долина реки близ Медины.
Агаты относятся к очень распространённым и
популярным поделочным природным материалам. Они
сопровождают человечество с самой ранней ступени его
развития: служили наконечниками копий, первыми
украшениями и талисманами. В гробницах Месопотамии,
которым не менее 5 тыс. лет, в ритуальных статуэтках ацтеков
Южной Америки, среди сокровищ древнеегипетских
фараонов (например, в гробнице Тутанхамона, XIV в. до н.э.),
среди сохранившихся украшений бесчисленных курганов,
разбросанных на необъятных степных пространствах
Средней Азии, Прикаспия и Причерноморья, — везде можно
найти этот красивый и прочный камень.
Изделия из агатов и родственных им халцедонов и
опалов всегда пользовались большой популярностью у
людей всех сословий. В элитарных кругах особенно ценятся
благородные сорта с прекрасными узорами и яркой чистой
окраской, среди которых выделяются по красоте красные и
розовые агаты и сердолики. Мода на агаты никогда не
проходила. Мало на Земле мест, где не находили хотя бы
единичного образца этого камня. В известняках
Подмосковья, горных кряжах Сихотэ-Алиня, в вулканических
грядах Камчатки, на высочайших хребтах Памира и
Гималаев, в галечниках по берегам притоков Селенги и Амура —
везде можно отыскать агаты. Сотни тысяч старателей,
горняков, просто любителей камня уже много тысячелетий
добывают их. В XV в. в Германии, в городке Идар-
Оберштейн, на базе агатовых копей впервые в мире была
создана камнерезная промышленность.
В России самые качественные агаты издавна добывали
на Урале. В настоящее время весьма перспективные
месторождения найдены близ северного окончания Уральского
хребта, на Тиманском полуострове вблизи побережья
холодного Баренцева моря. Здесь добывают мелкие камни с
тонким, необыкновенно красивым рисунком, которые
используются в ювелирном деле. В этих местах найден
уникальный агат с голубыми и белыми полосами, в
центральной части которого — силуэт горящей свечи с красным
пламенем (из коллекции М.Н. Хрущева).
Цены на обычные поделочные и технические агаты не
превышают 10— 15 долларов за 1 кг, а ювелирные
разновидности оцениваются в 10—20 раз дороже. Агат — не
только камень, отличающийся удивительным разнообразием,
удовлетворяющий самым изысканным вкусам, но и важный
технический материал, можно сказать, труженик. Из него
забыты в наше время. К ним прежде всего следует
отнести образованный из глины в условиях
высоких температур и давлений минерал
пирофиллит (от греч. «пир» — «огонь», «филлон» —
♦лист»), названный так за своё свойство при
нагревании распадаться на листочки. Плотная
тонкозернистая его разновидность не размокает в
воде и не крошится, хорошо обрабатывается и
полируется. Розовые и белые пирофиллиты,
добываемые на Украине в районе Овруча, были хорошо
известны в Древней Руси до X—XI вв. Из них
изготавливали скульптурную лепку на
саркофагах, пряслица для веретён (т.е. такие грузики,
которые насаживались на веретёна для
обеспечения равномерной скорости вращения) и
различные культовые предметы. С нашествием монго-
ло-татар Овручский промысел пришёл в упадок и
в дальнейшем не восстанавливался.
Уникальны китайские пирофиллиты,
окрашенные в красно-бурые и розово-жёлтые цвета. Этот
традиционно почитаемый в Китае цветной камень
широко используется для изготовления скульптур,
моделей пагод, пепельниц, шкатулок, печаток,
курительниц и многих видов сувенирных изделий.
В России сейчас сохранился только национальный
Агот с голубыми полосами, в центральной части
которого — силуэт горящей свечи с красным пламенем.
Из коллекции М.Н. Хрущёва.
400

Полезные ископаемые
тувинский промысел разновидности пирофилли-
тов — плотного глинистого минерала диккита,
широко применяемого при изготовлении
стилизованных скульптур и статуэток.
Сколько таких необыкновенных каменных
творений природы ещё не обнаружено и не
востребовано! Диапазон поисков огромен — от
поверхности до глубин, доступных лишь
современной технике. Сейчас пройдены только первые
километры этого пути. Задача будущих поколений
геологов — найти чудесные кладовые.
изготавливают специальные валки для выделки
высококачественных кож, разнообразные ступки и пестики для
химического производства, подшипники и детали
механических устройств. Природа щедро наделила человечество этим
дешёвым, красивым и прочным камнем. По мнению
геологов, на Земле ещё много неизвестных месторождений
агата, которые предстоит открыть в будущем.
СТРОИТЕЛЬНЫЕ
МАТЕРИАЛЫ
■роклиная вязкую глину, по которой трудно
брести в дождливую погоду, зыбучие пески
-пустынь, разбивая обувь об острую щебёнку
на горных склонах, пробираясь с неимоверными
усилиями через ледяные торосы северных морей,
человек обычно не задумывается над тем, что всё
попадающееся под ноги, служит ему или может
послужить — стоит лишь захотеть.
В бескрайних степях юга России и Украины
мало лесов. Поэтому самым популярным
строительным материалом здесь стал саман — смесь
глины с соломой и коровьим навозом. Из него на
протяжении веков создавались уютные, опрятные
белые деревеньки.
Средневековые постройки Западной Европы
созданы из обломков кристаллических сланцев,
гранитов и других твёрдых горных пород, которые
слагают Карпаты, Родопы, Альпы, Вогезы,
Пиренеи, Севенны (Центральная Франция) и другие
горы. С незапамятных времён вплоть до XX в.
ШВШВШШШШШШШШШШШШЛШШ^В^ШЯЯШШШВШВВШЯШШВШШ
Крестьянский дом, построенный из обломков метаморфических пород. Швейцария. XX в.
401

Энциклопедия для детей
ПЕЩЕРЫ В ИСТОРИИ
ЧЕЛОВЕЧЕСТВА
ААного тысячелетий назад первобытный человек
/УЛ использовал пещеры как готовые укрытия от
непогоды. Об этом свидетельствуют наскальные рисунки,
останки животных и людей. Если естественных пустот ока-
зывалось недостаточно, создавали искусственные. Ещё
задолго до нашей эры сооружались подземные
могильные храмы, состоящие из больших залов и тысяч
комнат, соединённых длинными коридорами. В крепостях
строили длинные подземные ходы, кладовые, залы для
религиозных обрядов, помещения для жилья,
захоронений, казематов, создавали ёмкости для воды и
хранилища для продуктов.
В средние века настоящими крепостями были крупные
пещерные монастыри. Они защищали страны от
вторжения врагов. В горных районах монастыри обычно
располагались на подходах к плодородным и
густонаселённым долинам. Например, в Закавказье
возник «пещерный комплекс» Вардзиа, заложенный в
ущелье реки Куры в 70 км к югу от города Боржоми. Это
крупное по тем временам строительство происходило в
годы царствования Георгия III и его дочери — известной и
мудрой правительницы царицы Тамары.
Пещерный комплекс Вардзиа — это около 500 жилых,
культовых, военных, складских и других хозяйственных
помещений, высеченных в отвесной скале из
вулканического туфа. Помещения располагаются в 5—6 ярусов и
напоминают ласточкины гнёзда. Нижний ярус возвышается
над Курой на 90 м, а самый верхний — на 135 м. Размеры
подземных помещений зависели от их назначения. Стены
главного храма, расположенного на двух ярусах, покрыты
росписью с портретами Георгия III и царицы Тамары.
Монастырь был настолько велик, что мог вместить около
20 тыс. человек, т.е. всех жителей окрестных деревень.
Ещё один комплекс пещерных монастырей
Закавказья — Давид Гареджа — размещается в 60 км к юго-
востоку от города Тбилиси. Он простирается почти на
25 км и состоит из нескольких сотен выдолбленных в
скалах помещений. Самые старые монастыри основаны в
первой половине VI в., наиболее поздние — в X—XIII вв.
На стенах многих церквей и трапезных этих монастырей
сохранились фрески VII—XIV вв. с портретами
исторических лиц.
В массиве вулканического туфа сооружён монастырь
Гехард, расположенный в верховьях реки Азат в Армении.
В горных породах вырублены кельи и различные
помещения.
Подземные средневековые города Турции сооружали
также в вулканическом туфе. В узких и глубоких долинах
удавалось располагать подземные помещения на
восьмидесяти «подземных этажах».
Средневековое строительство не ограничивалось
только скальными породами. Если камня не было,
строили и в рыхлых отложениях. Так, известно много
подземных сооружений в лесах.
европейцы строили каменные дома из грубо
обколотых пластинчатых глыб. Постройки ока
зались на редкость прочными, пережили века,
много поколений людей обитало в этих домах.
Тот, кто проезжал по великолепным горным
автострадам Черногории, Австрийских Альп, Се-
венн или по каменистым дорогам Тянь-Шаня и
Кавказа, конечно, обратил внимание на сложную
паутину каменных изгородей, покрывающих
склоны гор. Это трудолюбивые крестьяне, расчищая
свои поля от камней, создавали загоны для скота,
межевые границы, укрепляли оросительные
системы.
В жарких пустынях Средней Азии в эпоху
средневековья возникло выдающееся строительное
и архитектурное искусство Бухары и Самарканда.
Мечети и медресе, построенные из местной глины,
пережили века и многочисленные землетрясения.
Сегодня они поражают нас своей удивительной
пластичной формой, огромными, но лёгкими, как
бы парящими конструкциями, сливающимися в
единой гармонии с безоблачным знойным небом.
Первобытный человек, обитавший в пещерах и
использовавший их для проведения ритуалов,
также интуитивно оценивал физические и
механические свойства горных пород своей среды
обитания. Он углублял пещеры, расширял и
благоустраивал их. Там, где природных пещер не было,
человек делал искусственные в слоях мягких
пород. В плотных песчаных и плотных пылеватых
породах — лёссах — создавались даже целые
пещерные поселения. Сегодня подземные
сооружения как жильё не используют, зато они с
каждым годом приобретают всё большее значение
для промышленности и различных отраслей
хозяйства. Крупнейшие хранилища марочных вин
на Кавказе, в Крыму, во Франции, Италии,
Испании и других винодельческих регионах
находятся либо в пещерах, либо в специальных
подземных помещениях. Крупные города
изобилуют подземными сооружениями: это метрополитен,
туннели, гаражи, канализация и многое другое.
Огромная масса опасных отходов атомных
реакторов, электростанций, многих
высокотоксичных производств, военных кораблей и атомных
ледоколов, устаревшие ядерные боеголовки — всё
это накапливается в больших количествах.
Поэтому главное предназначение подземных
сооружений на ближайшие десятилетия — служить
надёжными хранилищами радиоактивных и
токсичных отходов.
Возникла одна из актуальнейших задач
современности — найти массивы горных пород,
обладающих идеальными свойствами для
долговременного хранения в них очень опасных отходов.
Строительство мечети из глины
в Средней Азии
402

Полезные ископаемые
м ТЬклчл^

Энциклопедия для детей
СТРОИТЕЛЬНЫЕ
МАТЕРИАЛЫ
КАМЕННОГО
ВЕКА
Превнейшие племена, оби-
^Цтавшие на необъятных
степных просторах, создали
уникальные очаги культуры.
Благодаря археологическим
раскопкам известны древние
цивилизации в Индо-Гангской
равнине — ведическая культура
(XII—X вв. до н.э.), культура
Хараппы (более 4 тыс. лет
назад). Жизнь древних племён,
обитавших на территории
современной России во времена,
соответствующие ведической
эпохе, протекала в примитивных
глиняных городищах
(укреплённых поселениях). Небольшие
укрепления строили из
галечников. Твёрдый и прочный
кремень, в том числе и агат,
как из галечников, так и из
желваков (плотных кремнистых
образований) глинистых и
песчаных слоев использовали для
изготовления предметов
обихода, орудий труда и оружия —
ножей, топоров, наконечников
для стрел, скребков, различных
украшений и т.д.
v. Л Ill1 Л4 ^ А
Jvi3 ь-' mm j^^k^
■
Средневековый город-крепость Каркоссон, построенный из известняка и кирпича.
Франция. XV—XVI вв.
СТРОИТЕЛЬНЫЕ
И ОБЛИЦОВОЧНЫЕ КАМНИ
ИЗВЕСТНЯКИ
X
Особая роль в развитии цивилизации принадлежит карбонатным
породам — известнякам. Наиболее распространённые состоят из слипшихся
раковин. Раковины могут быть очень мелкими, и из них образуется
плотная однородная горная порода, но могут быть и крупными, каждая
длиной несколько сантиметров. В этом случае образуется лёгкий пористый
известняк, буквально напичканный раковинами.
ЛУЧШИЕ ВИНА—
ИЗ ВИНОГРАДА
ИЗВЕСТНЯКОВЫХ
ХОЛМОВ
МТаменистые холмы Прованса
ш\и бассейна главной реки
Франции, Луары', сложены
известняками. На них
произрастает особого качества виноград,
из которого изготавливают
неповторимые французские
вина — шампанское, розовое,
коньяк и т.д. Лучшие испанские
вина также получают из сортов
винограда, произрастающих на
каменистых известковистых
почвах в условиях сухого жаркого
климата.
Собор Святой Терезы в нормандском городе Лизье. Франция. XX в.
у:
Замок в романском стиле,
построенный из известняка,
Эпоха раннего средневековья.
404

Полезные ископаемые

Известняки иногда погружались в глубины
Земли, где высокие температуры и давления
уплотняли и перекристаллизовывали их, создавая
новую горную породу — мрамор.
Карбонатные породы — самые
распространённые на Земле осадочные образования. Они слагают
более 15% объёма земной коры. Известняки и
мраморы сопровождают человечество с самого
начала его существования, находя применение
почти во всех областях жизни человека. Одна из
важнейших их функций — быть строительным
материалом.
Возникали и рушились великие цивилизации;
от них остались либо руины, либо отдельные
строения — храмы, пантеоны, мосты,
общественные здания. Большая часть крупных
сооружений или построена из удивительно лёгкого,
пористого и достаточно прочного известняка, или
облицована им. Это и понятно. Техника
строительства и обработки камня не позволяла тогда
возводить крупные сооружения из более твёрдых
горных пород.
Известняк легко распиливается на строитель-
406
Собор Парижской Богоматери
Реймский Скульптуры химер,
кафедральный собор. выполненные из известняка
ные блоки. На нём резчики по камню создавали
великолепные ажурные декоративные узоры.
Конечно, строительные известняки не поддаются
качественной полировке, но зато их светло-серый
цвет, рисунок, природная шероховатость создают
удивительно приятное сочетание. Огромные
монументальные сооружения как бы парят в воздухе.
Не случайно наши далёкие, да и более близкие
предки вдохновенно создавали из известняка
каменную летопись сменяющихся эпох.
Европа богата карбонатными породами. Очень
эффектны белые остроугольные известковые
скалы побережья Адриатического моря в Будве,
Дубровнике (Хорватия) или Триесте (Италия). Они
неотделимы от знойных пейзажей Прованса
(Южная Франция), запёчатлённых на прекрасных
полотнах Ван-Гога. Начиная с эпохи Возрождения
в монументальной архитектуре Европы
конкурировали два материала — белый известняк и
красный кирпич. До XVI в. предпочтение отдавали
известняку в сочетании с кристаллическими
горными породами — гранитами, базальтами,
гнейсами. Затем строительство велось уже в

Полезные ископаемые
Пантеон.
Церковь Святой Женевьевы.
Париж.
1764-1790 гг.
Замок Шамбор.
Скульптурные украшения
в стиле ренессанс
Франция. XVI в.
основном из более удобного и более доступного
материала — кирпича. Но все декоративные
украшения и скульптурное оформление зданий
продолжали делать из светлого камня. И такое
положение сохранилось вплоть до нашего времени.
Бурное развитие каменного городского
строительства привело к интенсивному использованию
лучших сортов известняка. В окрестностях
крупнейших городов Европы возникли многочисленные
карьеры, из которых добывали белый камень.
Наиболее фантастические истории этих разработок
связаны с Парижем. Сначала они находились в
пригородах, но по мере разрастания города
карьеры попали в черту городских застроек. Так,
18-й район Парижа называется Холмом
Монмартра. Здесь располагались Большие карьеры, где
добывался белый известняк, из которого на
вершине холма и был построен изумительный по
красоте собор Сакре-Кёр.
Много строительного известняка добывалось из
подземных галерей. Позже, в XVIII в., на месте
старых шахт возникли самые знаменитые
кварталы Парижа — Латинский и Монпарнас. Под
ними располагаются одни из самых загадочных
катакомб мира — многоярусные подземные
кладбища, с которыми связано немало легенд и
литературных историй. Многие французские
писатели, в том числе Александр Дюма, описывали
парижские катакомбы в своих произведениях.
Во Франции из известняков, добывавшихся в
местных карьерах (а использование местных
источников — распространённая практика
древнего и средневекового строительства), были созданы
подлинные шедевры архитектуры. К ним
относится прежде всего каскад уникальных замков на
берегах Луары: Блуа (1636—1660 гг.), Шавиньи
(середина XVII в.), Шамбор, Шенонсо и десятки
других. На юге страны вдоль побережья
Средиземного моря тянется пояс замков, дорог, мостов,
арен для гладиаторских боёв и целых городов,
построенных из известняковых плит. Среди них
раннесредневековые города — Каркассон, Эйге-
морт, римский стадион в Арле и многие другие
постройки. К шедеврам мировой культуры,
материалом для создания которых также послужил
известняк, относятся соборы Шартра и Реймса,
407

Энциклопедия для детей
МОСКОВСКОЕ СТЕКЛО
Окна гражданских и церковных построек Европы в
эпоху средневековья представляли собой либо
узкие вертикальные щели шириной 10—20 см, либо
небольшие округлые или квадратные отверстия,
которые в случае непогоды завешивались кожами,
холстами или полупрозрачными роговыми пластинками.
Человечество терпеливо дожидалось времени,
когда будет изобретено стекло. Но всегда существовал
уникальный природный камень, способный его
заменить. Это светлая, нередко прозрачная слюда
мусковит, обладающая удивительным свойством легко
расщепляться на тончайшие (толщиной в доли
миллиметра) упругие и прочные пластинки.
Несмотря на то что мусковита в земной коре много
(4% её веса), крупные его скопления встречаются
редко. Существуют только четыре уникальных
месторождения этого замечательного минерала,
известных с глубокой древности: в Индии — в штате
Бихар, в России — в Карелии и Забайкалье, а также в
Бразилии — а штате Минас-Жерайс. В России
прозрачная слюда стала использоваться начиная с X—XII вв.
Главным её источником были слюдяные промыслы в
Карелии. В средневековом Новгороде слюду уже
научились вставлять в окна. Большие листы использовались
в богатых хоромах для главных, «красных» оконниц. В
простых избах были окончины — отверстия для
выпускания дыма и проникновения дневного света в
помещение. В боярских усадьбах, соборах и церквах в окна
вставлялись небольшие четырёхугольные кусочки
слюды. Такие оконницы (т.е. окна с рамой) назывались
образчатыми. Если в окна были вставлены пластинки
разного размера, часто угловатые, — оконницы
назывались репьястыми. Для безопасности снаружи окна
закрывали ставнями, состоящими из двух створок, а
изнутри причалинами — тонкими деревянными
пластинками.
Новгородские купцы снабжали листовой слюдой не
только русские земли и княжества. Они в больших
количествах вывозили её в страны Европы. По-итальянски
название «Москва» звучало как «Муска». Поэтому
природное московское стекло стали называть
мусковитом, и позже такое название было закреплено
учёными за этим минералом. Крупные слюдяные
промыслы существовали на землях Соловецкого
монастыря на островах Белого моря, у западного
побережья Кандалакшского залива и на Кольском
полуострове почти три столетия (XV—XVII вв.). В
воспоминаниях иностранных дипломатов при дворе
московских государей мусковит часто упоминается под
различными названиями — московское стекло, русское
стекло, стекло девы Марии — как самый надёжный и
качественный оконный материал. Весьма популярны
были зеркала из крупных листов слюды. Во времена
царя Алексея Михайловича слюдяные зеркала
вывозились не только в европейские страны, но даже в
Индию.
Пластины слюды вставлялись также в окошки карет
царской семьи и знатных вельмож. Но действительно
незаменимой слюда оказалась в фонарях. Улицы
средневековых городов не освещались, и ночное
хождение без фонаря запрещалось. Слюда хорошо
переносила высокие температуры, не горела, не
трескалась, была легка и прозрачна.
В другом древнем очаге цивилизации слюдяной
промысел начался значительно раньше — с
доисторических времён. В Индии, на территории современного
штата Бихар, добывалась очень красивая знаменитая
Рождественский собор. Суздаль. XIII—XVI вв.
дворцовые ансамбли Парижа — Версаль,
Фонтенбло, Лувр, а также знаменитые соборы и
исторические мемориальные здания: собор Парижской
Богоматери, Пантеон, Дом инвалидов, церковь
Сорбонны и ряд других.
Особо следует отметить изумительный по
изяществу и воздушности конструкций собор Реймса,
построенный из розового известняка окрестных
карьеров.
ИЗВЕСТНЯК
В ДРЕВНЕРУССКОМ ЗОДЧЕСТВЕ
Ни один материал, кроме известняка, не связан
столь же тесно с культурой, бытом и самой
историей России. Широко известны и всем понятны
выражения «белокаменная Москва»,
«белокаменная архитектура», «белокаменная летопись». Всё
это связано с небольшим пластом известняков
толщиной всего 10—40 м, названным по имени села
Мячково (в Московской области) «мячковским
горизонтом». В окрестностях Рязани, Коломны,
Звенигорода, Волоколамска известняки либо выходят
на поверхность, либо расположены на небольшой
408

Полезные ископаемые
Церковь Успения в Гончарах. Москва. XVII в.
глубине (десятки метров). Детально, с большим
вдохновением архитектурную историю мячковско-
го известняка уже много лет исследует доктор
геолого-минералогических наук Леонид Звягинцев.
Он консультирует реставраторов древних соборов.
Необычные свойства этого камня заметили ещё
древнерусские строители. Он податлив под резцом
мастера, легко пилится обычной пилой и вообще
отлично обрабатывается. В то же время известняк
достаточно прочен. В условиях климата средней
полосы России построенные из него здания стоят,
не разрушаясь, в течение многих столетий. Время
подтвердило выбор древнерусских строителей.
Построенные ими белокаменные церкви и дворцы
явились красноречивыми материальными
свидетелями возникновения русского каменного дела и
зодчества.
К наиболее ранним сохранившимся постройкам
из известняка в Северо-Восточной Руси относятся
такие памятники, как церковь Бориса и Глеба в
Кидекше под Суздалем (1152 г.), Спасский собор в
Переяславле-Залесском (1152—1157 гг.),
величественные соборы Владимира-на-Клязьме (вторая
половина XII — начало XIII вв.) и церковь Покрова
бенгальская рубиновая слюда, а там, где теперь штат
Андхра, — слюда зелёных цветов. В древности она
использовалась только в декоративных целях (для
изготовления различных предметов быта и украшений).
В начале XIX в., с появлением мощной стекольной
промышленности, добыча мусковитовой слюды почти
прекратилась. В небольших количествах её продолжали
использовать для покрытия икон и в приборах на
военных кораблях.
И только в XX в. вновь возник огромный интерес к
этому замечательному минералу. Уникальные свойства
мусковита, оказывается, удовлетворяют самым
изощрённым требованиям современных технологий. Он
обладает высокой электроизоляционной способностью,
химически устойчив, не горит, прочен, гибок и,
конечно, прозрачен. Нет ему замены в электро-, радио-
и телевизионной технике и во многих других новейших
областях промышленности.
Добыча и переработка слюды — исключительно
трудоёмкий и изнурительный процесс. С древнейших
времён вплоть до наших дней при этом используется в
основном ручной труд с минимальной механизацией.
Извлечённая из горных выработок и очищенная от
дефектов слюда называется сырцом, или кусковой. Она
раскалывается на блоки или пластинки, обрезается и
сортируется по размерам. Выделяют следующие сорта
слюды: подборы (пластинки любой формы толщиной
100—400 мкм}, обрезная (прямоугольные пластинки
толщиной 5—650 мкм), щипаная (произвольной формы
листы толщиной 5—45 мкм), дроблёная, или скрап
(частицы толщиной 160—15 000 мкм), и молотая
(толщиной 315 мкм). До Второй мировой войны
ежегодно в мире добывали около 20 т слюды
высококачественных сортов. После войны увеличилось
производство всех сортов (и листовой слюды, и
скрапа). Начиная с 80-х гг. цена на блоковый мусковит (т.е.
самые высшие сорта слюды) составляет 30—40
долларов за 1 кг, а скрап оценивается в 5—6 долларов
за 1 т.
После почти полного забвения, длившегося более
ста лет (весь XIX в.), слюдяную отрасль пришлось
создавать практически заново. В СССР для этой цели в
40-х гг. были образованы мощные государственные
организации: «Ленгеолслюда» для поисков и разведки
месторождений в Карелии и на Польском полуострове и
«Сибгеолслюда» — в Сибири.
На полную мощность стали работать рудники в
Индии в штатах Бихар и Раджастхан (ежегодно здесь
добывают до 23,7 тыс. т слюды). Были открыты новые
месторождения в Бразилии, США и на Мадагаскаре;
активно ведутся работы по промышленному синтезу
листовых слюд. Общемировая добыча слюды достигла
в XX в. 300 тыс. т в год.
Месторождения мусковита связаны с самыми
древними тектоническими породами земной коры,
имеющими возраст более 1 млрд лет, и с мощными
жилами пегматитов — крупнокристаллических
магматических пород гранитного состава. Такие
месторождения находятся в таёжных краях в районе
Станового хребта (Забайкалье); в заполярных болотах и
царстве озёр и горных увалов Карелии; в южных
отрогах Гималаев; на Индийском плато Малва; в горных
каньонах Бразильского плоскогорья. Как правило, это
малонаселённые, сложные для жизни и работы районы.
Современная экономическая потребность вернула
из средневекового небытия и активно вовлекла в
промышленный оборот в новом качестве этот
замечательный вид минерального сырья.
5?
409

Энциклопедия для детей
на Нерли (1165 г.) — около впадения
реки Hep ль в Клязьму. В XII—XVI вв.
при строительстве городских
укреплений, церквей и монастырских комплексов
«белый камень» (как тогда называли известняк)
добывали из открытых карьеров и подземных
каменоломен в районе деревень Киселиха, Кам-
кино и в других местах, расположенных на
высоком правом берегу реки Пахры. В те же
столетия главным строительным материалом
Южной и Западной Руси была плинфа — особой формы
плоский кирпич.
На протяжении XIV—XV вв. на русской земле
было возведено немало уникальных сооружений из
известняковых блоков. К ним относятся
Грановитая палата и Успенский собор в Московском
Кремле, Спасский собор Андроникова монастыря
в Москве, Троицкий и Успенский соборы Троице-
Сергиевой лавры. При Дмитрии Донском
деревянные стены Кремля были заменены
белокаменными, которые не раз спасали москвичей от
набегов литовцев и татар. Основным строительным
материалом в Московском княжестве служил
известняк, добывавшийся в районе деревни Мяч
ково.
♦Белый камень» служил не только для
строительства стен, но и для их украшения. С XII в. на
русской земле развивалось тонкое искусство
резьбы по камню — белокаменное «кружево»,
состоящее из своеобразных поясков с множеством
тонких колонок орнамента, фигур зверей, птиц,
сказочных чудовищ и библейских персонажей. С
особенной утончённостью и богатством украшев
подобной каменной резьбой Георгиевский собор в
Юрьеве-Польском.
Известняк, таким образом, сыграл важную роль
в формировании архитектурного облика городов
Северо-Восточной Руси. И лишь в XVI в. из
строительных работ его начал постепенно
вытеснять кирпич. Но и тогда «белый камень» сохранял
своё значение, выполняя другую ролы из него по
всей Центральной и Северной России на
протяжении нескольких столетий сооружалось
абсолютное большинство надгробных памятников и плит.
Уже в XIX в. местный известняк используется
всё меньше и меньше. В XX в. после Октябрьской
Древнерусские зодчие строят хром из известняка
410

Энциклопедия для детей
КАРТА МЕСТОРОЖДЕНИЙ СТРОИТЕЛЬНЫХ МАТЕРИАЛОВ В СРЕДНЕВЕКОВОЙ ЕВРОПЕ
каменоломни магматических пород
мраморные каменоломни античного мира
карьеры карбонатных пород, разрабатывавшиеся
со средних веков
каменоломни по добыче декоративных кварцитов

Энциклопедия для детей
революции прекращают строить
церкви, получать строительный камень из
карьеров становится экономически
невыгодно. В последний раз местные мячковские
известняки были использованы при облицовке
станций московского метрополитена —
«Белорусской», «Октябрьской», «Парка культуры» и
некоторых других. В 1961 г. разработка мячковских
известняков окончательно прекратилась.
Потребности в облицовочном и декоративном
материале теперь удовлетворяются за счёт не
местных, а привозных известняков. Много их
поступает из Мангышлакских карьеров (восточное
побережье Каспийского моря). Ими облицован 1-й
Гуманитарный корпус МГУ на Воробьёвых горах.
Постоянно привозится пилёный камень из Бс^драк-
ского карьера, находящегося близ Симферополя.
МРАМОРНЫЙ ОНИКС
В качестве строительного материала часто
используют достаточно распространённые в карбонатных
толщах травертины — породы, образовавшиеся
при осаждении карбоната кальция из подземных
источников. Они образуются и в настоящее время
в вулканически активных областях: в Долине
Гейзеров в Йеллоустонском национальном парке
(США), на Камчатке и в других районах. Наиболее
декоративные сорта травертина буровато-жёлтых
цветов и с полосчатым рисунком называют
мраморным ониксом. Он красив, но хрупок. Из такого
оникса сделаны некоторые сосуды, находившиеся
в гробнице египетского фараона Тутанхамона;
надгробье Улугбека — средневекового эмира,
математика и астронома — сделано из мраморного оникса
(Самарканд, усыпальница Тимуридов). В Москве
можно увидеть этот замечательный камень в
отделке станции метро «Белорусская-радиальная».
Здесь использован мраморный оникс из
армянского месторождения Агамзалу.
МРАМОР
Известняк преобразуется в глубинах Земли в
плотный мрамор. Он тоже широко используется в
строительстве. Но область его применения несколько
иная. Прежде всего мрамор отлично поддаётся
обработке и идеально полируется. Он достаточно
вязок и прочен, а потому при ударах сразу не
раскалывается.
Это лучший материал для внутренней отделки
зданий, а его белые, слегка просвечивающие
сорта — излюбленный материал скульпторов.
Наиболее качественным является мрамор из
Каррарских карьеров Италии. Из него изготовлено
большинство статуй и памятников всех эпох — от
античной до современной включительно.
География распространения изделий из этого
знаменитого мрамора также необычайно широка. Они
есть даже в Северной и Южной Америке. В России
из каррарского мрамора созданы сотни скульптур,
которые украшают дворцы Санкт-Петербурга
(например, Зимний дворец, Эрмитаж) и его
пригородов — Петергофа, Павловска, а также родовых
дворянских усадеб Подмосковья (например,
Архангельского).
ГРАНИТ
Аббатство Мон-Сен-Мищель в Нормандии.
Построено из розового гранита. Франция. XVII в.
Вторыми по значению
строительными и декоративными
материалами являются серые
и красные граниты. За ними
следуют магматические
породы лабрадориты,
коричневые и чёрные с красивыми
синими и зелёными отсветами и
перламутровым блеском;
плотные тёмно-серые
мелкозернистые базальты —
застывшая лава, а также
кварциты, песчаники, сланцы.
Грандиозное впечатление
производят архитектурные
детали сооружений,
выполненные из гранита.
Великолепны красноватые
колонны Исаакиевского собора в
Санкт-Петербурге,
изготовленные из карельских
гранитов; исключительно
величественны устремлённые ввысь на
15—20 м пилоны (квадратные
412

в сечении колонны) из розового гранита в каменной
симфонии изящного аббатства на острове Сен-
Мишель во Франции.
Из выборгских гранитов «рапакиви» изготовлен
пьедестал «Медного всадника» в
Санкт-Петербурге, а из гранита острова Тулолон-Саари в
Финском заливе Балтийского моря — фигуры
атлантов при входе в Эрмитаж. Гранит
используется преимущественно в монументальной
скульптуре и архитектуре. Это очень стойкий и
долговечный материал. Он хорошо полируется и в
любом климате может сохраняться много
столетий, а при благоприятных условиях — и
тысячелетия. Не случайно гранит — самый
распространённый камень для изготовления
могильных плит и памятников. Из штучных камней
(т.е. таких, которые применяются для
изготовления декоративной отделки или в качестве
самостоятельных изделий — например, надгробных плит),
используемых в мире, почти половина приходится
на долю гранита. В меньших масштабах (около
10%) применяются кварцит, песчаник,
кровельный сланец. На долю всех остальных материалов
(лабрадорита, габбро — магматической горной
породы тёмного цвета, базальта и т.д.) приходится
всего 3—4% мирового производства декоративных
и поделочных камней.
Завершая раздел о строительных и
декоративных каменных материалах, приведём
несколько общих соображений. Времена
строительства зданий из каменных блоков канули в Лету.
Такие архитектурные комплексы, как ансамбли
древнегреческих и древнеримских городов, а
также соборы средневековой Европы, уникальные
дворцы исторической площади Пекина Тянь-
аньмынь и многие другие, сейчас уже не
создаются. Свидетельством последних всплесков
каменного строительства являются общественные и
жилые дома из вулканического туфа в Ереване и
других городах и посёлках Армении. Однако эра
Монастырь Мармашен, построенный
из вулканического туфа.
Полезные ископаемые
природного камня не только не кон- \]£ ™\
чилась, но даже приобрела особый, |Pi i i \\
более общественный характер. С
каждым годом всё шире и шире камень используется
в качестве облицовочного материала. При
строительстве всех более или менее значительных
общественных сооружений — комплекса зданий
МГУ, высотных домов Москвы, станций
метрополитена, театров, выставочных павильонов
и т.д. — для внутренней и внешней отделки
широко используют декоративные плитки из
мрамора, известняка, гранита, лабрадорита.
Сегодня, к сожалению, не учитывается правило
древних строителей — использовать местный
камень. Оказалось, что горные породы за
тысячелетия своего существования приспосабливаются к
местному климату. Так, известняки, мраморы и
граниты южных тёплых краёв в северных широтах
не выдерживают перепады температур,
многократные замораживания и оттаивания. Примером
могут служить рассмотренные выше мячковские
(подмосковные) и бодракские (крымские)
известняки. Из первых построена и украшена
необыкновенной резьбой вся «белокаменная ь Русь.
Созданные из этих известняков храмы, соборы,
гражданские сооружения уже сотни лет сохраняют
свой первозданный облик в нашем климате. А вот
в послевоенные десятилетия, восстанавливая
разрушенные шедевры, стали использовать крымские
известняки из Бодракского карьера. Через 10—
15 лет они стали разрушаться. При использовании
«чужестранца» необходимо тщательно проверить
его способность долго сохранять свои качества в
другом климате.
Научно-технический прогресс создал
множество дешёвых и достаточно прочных строительных
материалов — бетон, шлакобетон, железобетон,
разнообразные типы кирпичей. Но природный
камень всегда останется излюбленным
строительным материалом.
Датолит — новый поделочный камень и руда
для получения бора. Приморье,
месторождение Верхнее
(Россия).
413

Энциклопедия для детей
ГЛИНЯНОЕ
войско
ВЛАСТИТЕЛЯ
КИТАЯ
Одним из самых ярких
свидетельств «глиняной
цивилизации» может служить
терракотовый (сделанный из
обожжённой глины) мавзолей
императора Цинь Ши-хуанди
вблизи города Сиань в
Центральном Китае, в верхней
части бассейна реки Хуанхэ.
Именно здесь более 2 тыс. лет
назад было создано одно из
настоящих чудес света. На
площади в несколько гектаров
была построена глиняная
усыпальница императора, где в
строгом соответствии с
регламентом древнекитайской
армии размещена глиняная
«армия». При этом были
созданы точные копии каждого
воина в натуральную величину,
копии лошадей и боевых
колесниц. Отдельно от боевых
порядков пехоты был сооружён
генеральный штаб со всеми
атрибутами и офицерским
составом. Этот
непревзойдённый по масштабам
(уже обнаружено более 10 тыс.
статуй), тщательности
исполнения и грандиозности
замысла мавзолей полностью
выполнен из местных глин. Он
говорит о большом мастерстве
народа и высоком уровне
культуры и науки в те далёкие
времена.
х
Мавзолей императора Цинь Ши-Хуанди. Главный котлован
раскопок, глиняные скульптуры Фрагмент фронтальной
шеренги воинов. Город Сиань, провинция Шаньси (Китай).
ПРОЧИЕ СТРОИТЕЛЬНЫЕ
МАТЕРИАЛЫ
По мере разрушения горных пород образуются
обломки самой разной величины. Скапливаясь,
они дают начало месторождениям обломочных
полезных ископаемых, важнейшими среди
которых являются галечники, пески и глины.
Галечники представляют собой скопления округлых
обломков твёрдых пород размером от 10 до 100 мм,
промежутки между которыми обычно заполнены
песками и глинами. Галька и гравий (обломки
величиной 1—10 мм) применяются при
строительстве дорог, зданий, плотин и т.д. в качестве
наполнителя бетона, придающего устойчивость и
прочность сооружениям.
Строительство дороги в древней Галлии
414

Полезные ископаемые
< > У *
M-fZ,
^р€ЛИ
>£Г

Энциклопедия для детей
УС^К Пески (состоящие из частиц раз-
\ши ii \\ мером от 0,1 до 1,0 мм), которые
используют в строительстве, а также
как сырьё для изготовления стекла, керамики,
огнеупорного кирпича, состоят главным образом из
зёрен кварца.
Очень большое значение в жизни человека
всегда имели глины — тонкообломочные породы,
состоящие из частиц размером от 0,001 до 0,1 мм.
Это удивительные породы: в сухом состоянии они
обладают высокой прочностью и с трудом
разрушаются, однако при увлажнении превращаются в
мягкую текучую массу. Среди разнообразных
минералов, слагающих глины, следует обратить
внимание на два — каолинит и монтмориллонит.
Качественные сорта каолинитовых глин высоко
ценятся как отбеливающий материал в
текстильной промышленности (сукновальные глины), при
производстве фарфора и фаянса, в бумажной
промышленности и т.д. Эти глины не разбухают
при увлажнении. Сорта, не содержащие
растворимых компонентов и отличающиеся высокой
пластичностью, выделяются в качестве терракотовых
(от итал. terra — «земля», cotta — «обожжённая»)
глин, с древнейших эпох используемых для
изготовления статуэток, ваз, табличек и других
т»-ч|рандиозное Лейпцигское сражение (16—
I 19 октября 1813 г.) не случайно было названо
Ж* «битвой народов» — в нём участвовало свыше
500 тыс. человек различных национальностей.
Завершилось оно сокрушительным поражением
Наполеона от объединённой армии европейских
государств. Судьба Французской империи была
решена: Наполеон отрёкся от престола и был
сослан на остров Эльба. После битвы, в которой
погибло более 140 тыс. человек и много лошадей,
англичане тщательно собрали тела убитых, но не
для того, чтобы совершить христианский обряд
захоронения. Они увезли останки на свой остров,
чтобы переработать в костную муку и использовать
её в качестве удобрения для почв... Вот какое
значение уже в то далёкое время жители
Туманного Альбиона придавали фосфору,
содержащемуся в костях!
Быстрое и неуклонное снижение плодородия
почв как дамоклов меч постоянно нависает над
судьбой земледельца, где бы и когда бы ни
занимался он своей тяжёлой работой. Известно
много примеров, когда богатые, тучные земли,
которые кормили десятки и сотни тысяч человек,
быстро превращаются в бесплодные пустыни.
Полчища насекомых (саранчи, колорадских жуков
и др.) — ещё одна беда. Они могут уничтожить весь
выращенный урожай. На протяжении тысячеле-
изделий. После обжига они приобретают высокую
прочность и красивый коричневато-красный или
желтовато-красный цвет.
В отличие от каолинитовых монтмориллонито-
вые глины при соприкосновении с водой быстро ее
поглощают, увеличиваются в объёме и
приобретают свойство текучести. При обжиге такие глины
сокращаются в объёме на 10—20%. Они обладают
замечательной способностью поглощать
разнообразные вещества, что широко используется в
промышленности.
Роль глин в развитии цивилизации весьма
значительна. Особенно важна она была на ранних
ступенях эволюции человеческого общества.
Можно смело выделять этапы «глиняной культуры»,
когда мы говорим о древних культурах
Месопотамии, Египта, Китая и Индии. Все эти древнейшие
очаги цивилизации развивались на равнинах, где
не было твёрдого природного камня. Главным их
строительным материалом в этих регионах были
разнообразные глины. Из них изготавливали
кирпич для строительства жилищ (сначала сырой,
а позднее его стали обжигать), создавали на
гончарном круге* керамическую посуду, делали
разнообразные терракотовые изделия (маски,
украшения и т.д.).
тий земледелец настойчиво борется с этими
главными невзгодами — истощением почв и
вредителями.
Чтобы обеспечить себя продовольствием,
человек издавна использовал особые виды
минерального сырья, так называемые агрохимические
руды. Они применяются как удобрения и
минеральные добавки в корм домашнему скоту и птице.
Кроме того, руды, содержащие мышьяк, фтор,
барий, серу, используют для изготовления
ядохимикатов.
В настоящее время только для нужд сельского
хозяйства добывается несколько миллиардов тонн
различных руд. К началу XXI столетия их
потребуется вдвое больше. Расходы на перевозку
руд огромны. Поэтому геологи пытаются найти
месторождения как можно ближе к потребителям,
т.к. перевозка именно этого сырья, как никакого
другого, увеличивает его стоимость.
Уже первые земледельцы удобряли свои поля
навозом, птичьим помётом (гуано), костной мукой,
золой. В древности и средние века крестьянам
часто приходилось покидать обжитые земли из-за
их истощения и осваивать новые, целинные
территории. Для этого выжигали большие участки
лесов, на которых непродолжительное время
получали более богатые урожаи. Однако земля
истощалась снова и снова. Сельское хозяйство
АГРОХИМИЧЕСКОЕ
СЫРЬЁ
416

Полезные ископаемые
могло так развиваться до тех пор, пока планета
была мало населена и пригодных для земледелия
территорий хватало всем. Но население росло,
сокращались неосвоенные площади, над
человечеством нависала реальная угроза голода.
Появились гипотезы, предвещавшие гибель всего
населения земного шара из-за нехватки продуктов
питания. Хорошо известна, например, концепция
английского экономиста Томаса Роберта Мальтуса
(1766—1834), согласно которой народонаселение
увеличивается в геометрической прогрессии, а
продовольствие — в арифметической. Немецкий
биолог Оскар Гертвиг вывел закон убывающего
плодородия почвы. Он утверждал следующее:
обрабатываемые почвы постепенно теряют своё
плодородие. Поэтому количество продовольствия в
мире год от года уменьшается, и человечеству в
ближайшем будущем грозит неминуемый голод. К
началу XIX в. в мире сложилась поистине
драматическая ситуация. Волны голода
прокатывались каждые 3—5 лет почти по всем
континентам. Несмотря на частые в то время засухи,
наводнения и похолодания, главной причиной
невысоких урожаев было всё-таки истощение почв
и вредители сельского хозяйства.
Это положение вряд ли смогла бы изменить
какая-либо общественно-политическая система,
будь то феодальная, капиталистическая или
социалистическая. Подобная задача не могла решиться
без геологической науки. Именно геологам
предстояло открыть источники жизненно важных для
человечества минеральных ресурсов.
С середины XIX в. началось производство
первых удобрений из фосфоритовых руд. В
учебных центрах мира (в Англии, Германии,
Франции) стали создаваться специальные научные
направления по использованию минерального
сырья для агрономических целей. В 1804 г. в
университетах Москвы, Казани и Харькова были
открыты кафедры минералогии и сельского
хозяйства, позднее преобразованные в кафедры
земледелия или грунтоведения. Становлению
агрохимической науки способствовали теоретические
работы таких учёных, как Василий Михайлович
Севергин (1765—1826), Яков Владимирович
Самойлов (1870—1925), Александр Николаевич
Энгельгардт (1832—1893), Дмитрий Иванович
Менделеев (1834—1907), Николай Семёнович Кур-
наков (1860—1941), Владимир Иванович
Вернадский (1863—1945), Дмитрий Николаевич
Прянишников (1865—1948), Александр Евгеньевич
Ферсман (1883—1945).
ТРИАДА ЖИЗНИ
Среди всего многообразия потребляемых
растениями элементов особенно велика роль трёх:
фосфора, калия и азота, часто называемых классической
триадой жизни. Именно необходимое их
количество в почвах обеспечивает устойчивые высокие
урожаи любых видов выращиваемых культур. Так,
средние содержания в породах земной коры, поч-
Г\ано (от исп. — •птичий помёт», «удобрение»)
относится к одной из экзотических руд для получения
фосфора, калия и азотных удобрений. В сухом жарком
климате птичий помёт не разлагается. На островах, в
прибрежной зоне морей и океанов, в местах обитания
огромного количества птиц (на птичьих базарах) он скапливается
в значительных количествах.
Особенно впечатляют грандиозные птичьи базары на
побережье Тихого океана в пустынях Сечура (Перу) и
Атакама (Чили). Здесь из океана поднимаются белые,
словно покрытые снегом, скалы. На них гнездится
бесчисленное множество бакланов, олуш, пеликанов, чаек и
других птиц. Их помёт скапливался столетиями, образуя
пласты гуано толщиной до 35 м. Оно может быть двух
типов. Молодое гуано, возраст которого несколько сотен
лет, легко растворимо и содержит фосфорнокислый
кальций и нитраты. Другой тип имеет многотысячелетнюю
историю и представлен залежами труднорастворимых
фосфатов.
К особой разновидности гуано относятся так
называемые пещерные фосфориты. Они образуются из
экскрементов обитающих в пещерах летучих мышей. Такого
рода гуано известно в Австралии, Индонезии, Южной
Америке и других регионах.
В конце XIX — первой четверти XX вв. гуано
использовалось в сельском хозяйстве в качестве удобрения, и в
химической промышленности для изготовления спичек,
фотореактивов и т.д. Позже нашли более крупные и
распространённые источники фосфора. Промышленное
значение гуано почти сошло на нет. В странах традиционной
его разработки — в Перу и Чили — небольшие
старательские артели продолжают под лучами палящего солнца
добывать этот экзотический камень плодородия,
применяемый для местных нужд.
вах и золе растений соответственно составляют
(в %): фосфора — 0,08, 0,08, 7,0; калия — 2,6,
1,36, 3,0; азота — 0,003, 0,003, 0,1—2,0.
ФОСФАТНОЕ СЫРЬЁ
Путешественников, проезжающих по величайшей
в мире Трансамериканской автомагистрали,
протянувшейся от Аляски до Огненной Земли, на
участках дороги близ побережья Тихого океана в Перу
и Северном Чили ждёт «сюрприз». Им на
некоторое время придётся погрузиться в зону
удушающего запаха, который распространяется от
многочисленных небольших рыбоперерабатывающих
заводов. Там маленькие сардины-анчоусы
превращают в костную муку, используемую в качестве
фосфатного удобрения. Вот уже более 300 лет Перу
лидирует по улову морской рыбы, добывая
ежегодно 8—11 млн т (1/5 всей вылавливаемой в мире
рыбы). И почти вся рыба перерабатывается в
костную муку (1,8—2,0 млн т), которая экспортируется
во многие страны мира.
Подобным промыслом занимаются и некоторые
другие прибрежные рыбодобывающие страны. Но
417

Энциклопедия для детей
получаемая из рыбы костная мука —
это «капля в море» тех потребностей в
фосфатных удобрениях, которые
испытывают поля и плантации всех государств мира.
Дело в том, что фосфор потребляется
растениями в гораздо большем количестве, чем он
может восстановиться в почвах естественным
способом. Вместе с каждым урожаем зерновых
культур, корнеплодов и каждым скашиванием
травы из почвы выводится большое количество
фосфора, которое переходит в зёрна, семена, орехи,
клубни и стебли. Если сжечь пшеницу, то
оставшаяся зола будет состоять на 47,9% из оксида
фосфора (Р2О5). Примерно такое же количество его
в золе зёрен кукурузы, льна, ржи, овса и
некоторых других сельскохозяйственных культур.
До 12—17% оксида фосфора содержится в золе
картофеля, свёклы, репы и других корнеплодов.
Несложные расчёты показывают, что каждый
собранный урожай пшеницы выносит с 1 га пашни
до 90 кг оксида фосфора, почти столько же
содержится и в твёрдых частях других растений.
В 60-е гг. XX в. только из почв обрабатываемых
земель бывшего СССР таким образом ежегодно
изымалось более 2,0 млн т Р2О5. Для увеличения
урожайности полей вдвое в почвы нужно ежегодно
вносить 5,0 млн т этого вещества. Решить такую
грандиозную задачу можно, только привлекая
новые источники фосфатных удобрений. И они
были найдены геологами, Это крупные
месторождения фосфоритов и апатитов, а также богатые
фосфором железные и марганцевые руды, торф.
Фосфориты — сложные комплексные
соединения, главной составной частью которых является
апатит: Ca5(P04)3(F, С1, ОН).
Грандиозные месторождения, в которых
сосредоточено более 80% мировых запасов фосфатных
руд, образовались на прибрежных мелководьях
древних морей. 286—248 млн лет назад они
находились на месте предгорий Скалистых гор в
Северной Америке, 72—49 млн лет назад — в
пределах гигантского пояса, протягивающегося
вдоль южного побережья Средиземного моря от
Марокко до Израиля и далее на восток до Турции,
Ирана, Саудовской Аравии, Ирака. Там, где
располагался когда-то древний океан Тетис,
возникли протяжённые, залежи фосфоритов,
заключённые ныне в толщах известняков, глин и
песков.
Ещё одним значительным источником фосфора
и его соединений служат апатитовые руды —
горные породы магматического происхождения.
Их уникальные и единственные в мире по
ТОРФ И УРОЖАЙ
Использование торфяных удобрений значительно
увеличивает урожай: например, корнеплодов —
не 90%, бобов — на 70%, капусты — не 60%, картофеля —
на 50%, кукурузы — на 40%, зерновых — на 30%.
масштабам месторождения обнаружены в 1926 г.
выдающимся русским учёным Александром
Евгеньевичем Ферсманом в центральной части
Кольского полуострова, в Хибинской тундре. До сих пор
на этом гигантском месторождении добывают
огромное количество руды, которое более чем на
60% обеспечивает производство фосфатных
удобрений в странах, входивших в состав СССР, а
также в больших количествах экспортируется в
другие зарубежные государства.
Существует также много небольших
месторождений фосфоритов, образовавшихся в далёком
прошлом на дне мелких (50—200 м) морей в
условиях жаркого климата. Источником фосфора
служили обогащенные фосфатами остатки
организмов (скелеты, кости, раковины) и поступавшие
в моря насыщенные фосфором речные и подземные
воды. На дне образовывались округлые камешки-
стяжения диаметром 1—3 см, так называемые
«желваки». Они покрывали обширные
пространства. Желваки на 40—60% состоят из фосфатного
вещества, остальное — кварцевые песчинки и
глина.
Проблема возникновения огромных подводных
кладбищ фосфороносных организмов уже более
столетия волнует умы крупнейших геологов мира.
Палеонтолог А.П. Павлов считал, что подобное
массовое вымирание живых существ происходило
из-за резкой смены климатических условий их
обитания или из-за вспышек вулканической
деятельности. В.И. Вернадский доказал, что
эволюция органического мира в благоприятных
условиях обилия пищи, света и тепла приводит к
«взрывам жизни» — быстрому, лавинообразному
размножению организмов. Он установил, что в
такой обстановке распространение биохимической
энергии жизни низшими организмами было
близко к скорости звука. Вслед за подобными
«взрывами жизни» при изменении условий
существования в худшую сторону наступала
массовая гибель организмов и возникали поля смерти.
Вероятно, многие фосфоритовые месторождения,
образовавшиеся в древних озёрах и мелководных
морях, и есть древние «кладбища» разнообразных
организмов. Во время бурного размножения они
поглощали и скапливали фосфор, калий и азот в
своих скелетах, костях, панцирях, раковинах.
После того как в воде оказывались исчерпанными
главные минеральные компоненты, наступало
массовое вымирание. В дальнейшем костные
остатки могли растворяться или переотлагаться,
формируя руды.
На обширных просторах Восточно-Европейской
равнины от Балтийского моря до Уральского
хребта разбросано много мелких фосфоритовых
месторождений такого рода. Они расположены в
Эстонии и Ленинградской области (месторождения
Азери, Маарду, Кингисеппское), в Московской
(Егорьевское месторождение), Пермской (Вятско-
Камское), Брянской (Полпинское) и других
областях России. На эти месторождения впервые
обратил внимание ещё в начале XIX в. Василий
418

Полезные ископаемые
Михайлович Севергин, опубликовавший в 1805—
1809 гг. несколько работ об улучшающих почву
фосфатных камнях из окрестностей Самары и
Екатеринбурга. И с тех пор этот незаменимый
камень плодородия добывают для нужд
российского земледелия.
Из фосфоритов и апатитов изготавливают
следующие виды минеральных удобрений:
фосфоритовую муку (тонкоразмолотый фосфорит);
простой и двойной суперфосфаты, имеющие состав:
Са(НгР04)2 + CaSC>4 и различающиеся
концентрацией Р2О5, в простом его содержится 14—20%,
а в двойном — 40—50%. Соединения фосфора
используют также в керамической и химической
промышленности (для изготовления спичек,
лекарств, препаратов для борьбы с вредителями
сельского хозяйства, фотоматериалов),
металлургии и многих других производствах.
В настоящее время в мире ежегодно производят
140—150 млн т концентратов фосфорных руд, что
соответствует 40—50 млн т Р2О5. Из них около 90%
расходуется на удобрения. Более половины
мировой добычи фосфорных руд приходится на долю
США (34—40 млн т) и России (34—35 млн т).
Крупными производителями и экспортёрами их
являются также страны Северной Африки
(Марокко, Тунис, Алжир, Египет), Ирак, Иран и острова
Тихого океана (Науру, Ошен, остров Рождества). В
странах с устойчивыми высокими урожаями на
1 га посевной площади фосфатные удобрения
вносят в следующем количестве: в Швеции —
100 кг, Голландии — 50 кг, Германии — 45 кг; в
странах СНГ — в 5—10 раз меньше. Установлено,
что 60—90 кг/га Р2О5 дают прибавку с каждого
гектара зерновых культур 4—5 ц, сена
многолетних трав — 10—15 ц, картофеля — 30—40 ц,
сахарной свёклы — 40—50 ц.
Помимо фосфоритных и апатитовых
месторождений для приготовления удобрений широко
используют шлаки (отходы) металлургической
переработки фосфористых железных и
марганцевых руд. На поля Западной Европы ежегодно
вносится 7—9 млн т таких шлаков.
Мировые цены за 1 т в портах погрузки
составляют (в долларах) для руд — 8—10,
концентратов (31,2% РгОб) — 32—40, фосфорной
кислоты 350—400. Западная Европа, Англия,
Канада, Япония, Австралия и Индия практически
лишены этого вида минерального сырья и
вынуждены его импортировать во всё возрастающих
объёмах. Добыча и потребление фосфатов —
наиболее динамично развивающаяся отрасль
мирового хозяйства. Общий объём получаемых
концентратов удваивается через каждые 10—15 лет;
всего же с 1937 г. отмечено увеличение добычи
фосфатного сырья в 5 раз.
КАЛИЙНЫЕ СОЛИ
Содержание калия в породах
земной коры составляет довольно
большую величину — 2,6%, но чаще всего
он связан очень прочными химическими связями
в твёрдых минералах, с трудом поддающихся
разложению в почвенных условиях. А потребность
в калии исключительно велика. В растениях он
расходуется на рост, а также защищает от
заболеваний, засух и морозов.
Наибольшая потребность в калии у тех
растений, которые снабжают нас корнеплодами и
клубнеплодами. Так, в золе картофеля КгО
содержится 60%, в сахарной свёкле — 53,1%,
турнепсе — 45,4% и т.д. Каждый урожай выносит
из почвы 30—78 кг К20 с 1 га. 1 т КгО, внесённая
в почву в виде удобрений, увеличивает урожай
картофеля на 60 т, сахарной свёклы — на 40 т
(можно получить 6 т сахара), озимой пшеницы —
на 4 т, хлопка-сырца — на 2 т, льна — на 1,5 т. В
настоящее время потребление калийных
удобрений на 1 га посевов в пересчёте на 1 кг КгО
следующее: в Бельгии — 97, Германии — 77,
Нидерландах — 65, Дании — 61, Норвегии — 53,
Англии — 36, США — 30—40. В странах СНГ —
в 3—4 раза меньше, чем в США.
Издавна обычным калийным удобрением была
зола, остающаяся после сжигания различных
растений, торфа, горючих сланцев. Но она не могла
восполнить потери почвенного калия. Нужно было
найти новый источник получения калийных
соединений с огромными резервами. Оказывается,
он всегда был рядом. Это воды морей и океанов, а
также подземные воды. Они обладают поистине
неисчерпаемыми запасами калийных солей.
Однако нужно было научиться извлекать соли калия из
вод. Гениальное решение задачи предложил
нидерландский учёный Якоб Хендрик Вант-Гофф в
1896 г. Он установил порядок выпадения солей из
рассолов. Его идеи воплотила в жизнь плеяда
выдающихся учёных XX в., создав
технологические системы. Среди этих учёных и наши
соотечественники — Николай Семёнович Курнаков и
Михаил Георгиевич Валяшко.
Эти работы позволили открыть «солнечный»
путь кристаллизации солей из морской воды. В
результате мир получил большое количество таких
жизненно важных веществ, как хлориды и
сульфаты натрия, калия, магния, кальция, карбо-
СЛАНЦЕВАЯ ЗОЛА И УРОЖАЙ
Следующий элемент, входящий в триаду
жизни, — калий. Главным и единственным
источником его получения являются калийные соли.
е сельском хозяйстве с успехом применяется сланцевая
зола, являющаяся прекрасным удобрением. Она
содержит микроэлементы, ускоряющие рост растений
(кобальт, марганец, молибден, медь), и большое
количество кальция, который уменьшает избыточную
кислотность почв, вредную для многих культур. Это позволяет
увеличить урожайность трав на 100%, капусты — на 53%,
ячменя — на 40%, картофеля — на 20%, ржи — на 10%.
419

Энциклопедия для детей
ЧИЛИЙСКАЯ СЕЛИТРА
ГПеред нами лежал ужасающе бесплодный край,
» I /только покрытые снегом Анды привлекали взор» —
так писал о западном побережье Перу и Чили немецкий
путешественник XIX в. Эмиль Пеппиг. Речь идёт об узкой
полосе суши шириной всего несколько десятков
километров и длиной более 2500 км, которая протянулась
между сверкающими белоснежными вершинами Анд и
безбрежными голубыми пространствами Тихого океана. Здесь
расположены две пустыни: Сечура на юге Перу и Атакама
на севере Чили. Здесь нет воды, ничего не растёт, кроме
кактусов. Земля покрыта щебнем, песком, пылью и солон-
чаками (соларами).
Специфические природные условия сухого климата
привели к формированию уникальных месторождений
селитры. Выделен даже особый тип руд — «чилийская
селитра». Это смесь минералов: нитронатрита (ЫаЫОз) —
8,5—27,0%; нитрокалита (КЫОз) — 1,5—2,5%; сульфата
натрия — 12,0% и сульфата магния — 11,0%. Важной
примесью является йод, составляющий 0,03—0,4%.
До Первой мировой войны Чили было основным
поставщиком селитры на мировой рынок. Селитра использовалась
для изготовления азотных и калийно-азотных удобрений и в
производстве чёрного пороха. В последующие годы в связи
с развитием технологий получения синтетической селитры и
искусственных удобрений значение чилийской селитры для
мировой экономики уменьшилось. Но и в настоящее время
из 70—80 млн т этого сырья, ежегодно получаемых в мире,
на долю Чили и Перу приходится 20—30 млн т. В последние
годы увеличилась попутная добыча йода. Здесь ежегодно
получают 1—2 тыс. т при мировом производстве 4 тыс. т.
Согласно существующим представлениям, азот
первоначально накапливается в рыхлых отложениях в результате
разрядов атмосферного электричества, деятельности
организмов или поступает из горячих вулканических
источников. В условиях Чили и Перу нитраты сначала
образовывались в высокогорьях Анд. Затем они подземными
водотоками выносились в предгорья. Здесь под воздействием
капиллярного подсасывания на глубинах 1—2 м под слоем
глин и песков возникала руда. Её месторождения
расположены, как правило, около небольших пологих
возвышенностей, оорамляющих крупные солончаки.
Одной из крупнейших в мире залежей селитры этого
типа является месторождение Педро де Вальдивия,
расположенное в пустыне Атакама. Всё удивительно в этом
необыкновенном крае. Безжизненная плоская равнина
(пампа), бледно-голубое небо, чёткие силуэты Анд. Можно
Пустыня Атакама (Северное Чили)
420
наты натрия, а также соединения йода и брома.
Были построены крупные промышленные
предприятия в заливе Кара-Богаз-Гол Каспийского
моря (Казахстан) и Мёртвом море (Израиль,
Иордания).
Теоретические разработки химиков и геологов
вдохнули новую жизнь в поиски подземных
месторождений так необходимых калийных солей.
Блестящий прогноз Н.С. Курнакова привёл к
открытию в 1925 г. крупнейших в мире скоплений
калийных солей (площадь около 3,5 тыс. км2,
запасы превышают 219 млрд т) в пределах
известного гигантского (площадь более 8 тыс. км2)
Верхнекаспийского соленосного бассейна,
образовавшегося более 260 млн лет назад. Трудность
заключалась в том, что калийные соли хорошо
растворимы и легко уносятся водой. Поэтому в
самосадных соляных озёрах они встречаются
крайне редко. На уже открытых месторождениях
каменных солей калийные соли тоже непросто
распознать. Обычно они занимают ограниченные
участки по центру соленосных площадей, где
обволакиваются сверху и снизу мощными слоями
обычной каменной соли (NaCl). Без специальных
знаний обнаружить калийные соли исключительно
сложно.
Интересна судьба и другого соляного гиганта
мира — группы месторождений общей площадью
более 150 тыс. км2 в пределах Северо-Германской
низменности. Они образовались в древнем (возраст
258—248 млн лет) морском бассейне,
простиравшемся от Англии через Северное море до
Дании, Германии и Польши. Люди издавна здесь
добывали пищевую соль, а встречающиеся в её
толщах красно-оранжевые и жёлтые пласты
содержащих калий минералов — сильвина, карналлита
и кизерита — считали бесполезными пустыми
породами, осложняющими разработку
месторождений. Но времена меняются. В середине XIX в.,
когда начались поиски источников для калийных
удобрений, исследователи обратили внимание на
эти, казалось бы, ненужные породы. И с 1860 г.
началась новая жизнь старых соляных рудников,
которые переключились на добычу дефицитного
полезного ископаемого.
В настоящее время на долю месторождений
Северо-Германской низменности приходится 1/5
мировой добычи КгО. На первом месте по
производству калийных солей находятся
горнорудные районы Саскачеван и Нью-Брансуик в Канаде,
где в 60—70-х гг. XX в. открыты грандиозные
месторождения калийных и каменных солей,
образовавшихся в древнем морском бассейне более
380 млн лет назад. Эти открытия вывели Канаду
на первое место (1/3 мировой добычи).
Таким образом, в XX в. геологи совершили
могучий рывок в разведке месторождений столь
необходимой калийной соли. Лидерство в
калийной индустрии прочно захватили пять стран:
Канада, Германия, Россия, Франция и США.
Сегодня на их долю приходится почти 85%
мирового производства, составляющее с начала

Полезные ископаемые
90-х гг. XX в. 17—18 млн т К20. Из них 90—95%
идёт на изготовление удобрений. О росте добычи
можно судить по данным о мировом производстве
К20 (в млн т): 1913 г. — 1,3; 1940 г. — 3,0;
1950 г. — 4,3; 1960 г. — 8,0; 1970 г. — 15,1;
1990 г. — 18,2.
Помимо удобрений соединения калия
используются в медицине, при производстве моющих
средств, стекла, химических реактивов, для
дубления кож, при переработке золотых и серебряных
руд и в других отраслях промышленности.
Освоение неисчерпаемых подземных кладовых
надёжно обеспечило сельское хозяйство развитых
стран мира совершенно необходимым
минеральным сырьём. И не случайно именно в странах
Западной Европы и Северной Америки вот уже
более четверти века получают устойчивые и
высокие урожаи. Начиная с конца 80-х гг. XX в.
рынок калийных удобрений в этих странах
практически насытился, что привело к
стабилизации спроса и постепенному сокращению
производства на 2—4% ежегодно. В густонаселённых
странах Южной и Восточной Азии, Южной
Америки, наоборот, ощущается острый дефицит
калиевых удобрений, несмотря на то что они
закупают около половины добываемого в мире
калиевого сырья. Особо ценятся сульфатные руды,
удобрения из которых легко усваиваются
растениями. За 1 т K2SO4 платят 204—210 долларов.
Более распространённое хлоридное сырьё (КС1)
стоит дешевле — 110—140 долларов.
АЗОТНОЕ СЫРЬЁ
«Азот более драгоценен с общебиологической
точки зрения, чем самые редкие из благородных
металлов» — так писал об этом необходимом для
жизни элементе известный микробиолог Василий
Леонидович Омелянский. Азот идёт на построение
всех белков, хлорофилла и некоторых частей
клетки. По разным оценкам в земной коре азота
содержится (в %) 0,02—0,04; в живом веществе — 0,3;
атмосфере — 75,5; вулканических газах — 0,68—
37,84 (среднее 7,93); морской воде — 5 • 10 4;
организме человека — 5,14; в различных
растениях — 1,5—12,4.
В обрабатываемых почвах азот пополняется
тремя путями: азот воздуха связывается
почвенными бактериями и бобовыми растениями; его
вносят в виде минералов, добытых в земных
недрах; он попадает в почву в виде соединений,
изготовленных промышленным синтетическим
способом (аммиак, сульфат аммония и др.). Азот
исключительно подвижный химический элемент.
В почвах он образует два типа соединений —
нитратные и аммонийные. Нитраты легко
растворяются и выносятся водой, а аммиак просто
испаряется в атмосферу. Поэтому можно сказать,
что азота в почве всегда не хватает.
Основная масса азотных удобрений получается
синтетическим способом из азота, содержащегося
в воздухе. С бактериями и растениями в почву его
чесами ехать по безлюдной пустыне и не увидеть даже
подобия зелёного цвета в окружающем пейзаже. Следы ног и
шин автомобилей надолго остаются в этом поистине
«лунном» уголке земного шара. Встречающиеся иногда
причудливые останцы (одинокие небольшие возвышенности)
разрушенных под действием ветра соляных пластов немного
оживляют картину. Это исключительно трудное для жизни
место. Посёлки рабочих и служащих получают воду по
водопроводу, представляющему собой трубу диаметром
1,5 м, которая гигантской змеёй, поднятой на
металлические эстакады, протягивается от горных озёр Анд до
побережья Тихого океана на 350 км и напоминает какое-то
космическое сооружение. Вода — это жизнь. На поддержание
жизни только одного дерева здесь нужно столько же воды,
сколько по скромным нормам потребляют два человека.
С конца XIX в. в пампе распоряжались только
международные горнорудные компании. Наиболее
известная среди них — «Англо-чилийская нитратная
корпорация, Лтд.», представлявшая собой полностью
самостоятельное учреждение со своими законами, охраной и
чётким распорядком работ. Как немые свидетели былого
бурного расцвета нитратной промышленности по пустыне
разбросаны развалины глинобитных посёлков,
огороженных глухими высокими стенами с одними и двумя
воротами. Тем не менее условия жизни и оплаты труда в
компании были настолько притягательны для местного населения,
что самым большим наказанием было увольнение с
предприятия. А уволить рабочего могли даже за 15 минут
опоздания. До 15 минут — штраф (1% дневной зарплаты за
каждую минуту опоздания). Смена длилась 8 часов,
предприятие работало круглосуточно. Пока не было
трансчилийского водопровода, воду подвозили в цистернах за сотни
километров с гор либо с помощью специальных солнечных
испарителей опресняли солёные растворы. В настоящее
время действуют только очень крупные предприятия с
годовым объёмом добычи селитры более 0,5 млн т.
Безграничные запасы низкосортных руд (с содержанием ЫаЫОз
менее 8%), отлаженное производство, дешёвая рабочая
сила — всё это способствует сохранению в обозримом
будущем по крайней мере современного уровня
разработки этих уникальных природных образований.
5?
:• ~~~ *• .
пр. ~:s-^^
Я^ИиШ^^^*
■ев-
шщ
Такие памятники
устанавливают
на могилах
погибших
в пустыне
Атакама
(Северное Чили).
421

Энциклопедия для детей
Up^U^ поступает меньше, до 400 млн т в год.
|frrTT-_b| И только на третьем месте находится
минеральное сырьё. К сожалению,
природа не наделила недра Земли достаточным
количеством азотных полезных ископаемых.
Азотное минеральное сырьё представлено
селитрами, гуано, мочевиной и торфом.
Наибольшее значение имеют месторождения
селитры в Южной Америке, Северном Чили и
Южном Перу (в пустынях Сечура и Атакама).
Именно отсюда поступает на мировой рынок
знаменитая чилийская селитра. Но есть ещё
бесчисленное множество мелких и мельчайших
скоплений селитры (селитренников),
расположенных в других пустынях и полупустынях на нашей
планете. Они с самых древних времён
используются как удобрения для виноградников и
бахчевых культур.
Соединения азота настолько подвижны в
природной среде, что для их накопления необходимы
особые условия. Прежде всего нужны сухой
жаркий климат и отсутствие пышной
растительности, которая энергично их поглощает.
А.Е. Ферсман дал селитренникам даже
специальное название: хроноксенные (враждебные
времени) образования, т.е. не способные длительное
время сохраняться в земных недрах. Поэтому
известные в мире селитренники возникли
сравнительно недавно и имеют возраст не старше
нескольких тысяч лет. Малейшие изменения
климата приводят к их растворению и
рассеиванию. К категории особо ценных удобрений
относятся калиевые селитры, мелкие скопления
которых встречаются на Кавказе, на обширных
пространствах Средней Азии и Южного
Казахстана, в Индии, Иране, Афганистане и других
засушливых регионах мира.
Селитра накапливается на буграх, холмах и
пологих грядах, образуя на них корки, линзы,
налёты (выцветы) толщиной всего несколько
сантиметров, где содержание селитры около 5—
8%. Однако роль этих минеральных карликов в
жизни земледельцев исключительно велика.
Прежде всего на протяжении тысячелетий они
служили важным источником удобрений для
местных садов и виноградников, бахчевых и
овощных культур. Существует много местных
названий, которые дали различные народы
селитренникам. Так, в Чили и Перу наиболее богатые
руды называют «каличе». В Средней Азии в
названиях месторождений присутствуют слова
♦ кара» (город, поселение), «тюбе», «тобе», «тепе»,
«добо» (холм). Из известных разработок можно
назвать месторождение Караултепе, Мунтюбе и др.
Вообще происхождение селитренников весьма
загадочно. Крупнейшие учёные мира бились над
разрешением этой тайны. Наиболее обоснованная
теория предполагает, что селитренники
образуются в результате циркуляции растворов,
обогащенных нитратами, образующимися при
окислении органического вещества. В пустынях рассолы
поднимаются вверх по тончайшим капиллярам в
глинистых породах. На холмах и других возвы
шенных участках местности испарение воды
усиливается, и из растворов выпадают различные
соли. Нитраты, как наиболее растворимые
соединения, осаждаются последними. При новом
поступлении влаги нитраты опять растворяются в
продолжают своё движение. Поэтому
селитренники обладают одним замечательным свойством: в
отличие от других видов месторождений они
восстанавливаются. Собранные человеком корки,
выцветы и налёты достаточно быстро
восполняются. Особенно активно этот процесс происходит
при смене влажной погоды на сухую, ветреную и
жаркую.
В настоящее время для рационального ведения
сельского хозяйства необходимо ежегодно вносить
в почвы до 80—100 кг азота на 1 га. Поэтому
производимых ежегодно в мире около 80 млн т
азотных удобрений далеко не достаточно. Из них
на долю минерального сырья, поступающего на
мировой рынок, приходится 15—20 млн т,
добываемых на месторождениях Чили, Перу и других
стран. Цена этой селитры в зависимости от состава
концентратов колеблется в пределах 100—150
долларов.
МАГНЕЗИАЛЬНОЕ СЫРЬЁ
Магний также необходим для развития
культурных растений, как и рассмотренная выше триада
химических элементов — фосфор, калий, азот.
Магний входит в состав хлорофилла и
непосредственно участвует в фотосинтезе. В семенах
масличных растений (подсолнечник, хлопок, рапс), а
также кукурузы, клевера, льна и фасоли
содержание MgO составляет 7—20%. С 1 га пахотных
земель каждый урожай зерновых уносит 10—15 кг
окиси магния, а урожай картофеля, свёклы и
ржи — 30—70 кг. Если говорить о минеральных
источниках магния, то следует выделить калийно-
магнезиальные соли (минералы — лангбейнит, по-
лигалит, каинит, кизерит и эпсомит); доломиты —
карбонаты магния и кальция, (содержание в них
MgO — 19—22%) и глубинные магматические
породы — дуниты и серпентиниты. В них
содержание MgO достигает 48%. Молотый серпентинит
существенно повышает урожайность и качество
сахарной свёклы, табака, цикория и некоторых
других культур. Он широко применяется в
качестве удобрений во многих странах мира, в частности
в Новой Зеландии. Особенно высокий эффект
достигается при смешивании молотого дунита или
серпентинита с суперфосфатом. В результате
растения лучше усваивают фосфор и быстрее
развиваются.
Найти качественные доломиты, не содержащие
вредных примесей, достаточно сложно. Большое
их количество добывается попутно при разработке
месторождений других полезных ископаемых,
которые залегают в карбонатных толщах. К ним
относятся месторождения в горах Каратау
(Казахстан), Ирландии, долине Миссисипи (США).
422

Полезные ископаемые
Ещё сложнее ситуация с дунитом и
серпентинитом. Требования к ним достаточно жёсткие.
Лучше всего, когда породы состоят на 95—97% из
минерала оливина — (Mg, Fe)2(Si04), ибо любая
примесь резко понижает их агрохимические
свойства. Таких месторождений очень мало на нашей
планете. Из наиболее известных и крупных можно
отметить Нижнетагильский дунитовый массив на
Среднем Урале, дуниты района Капаоник в Сербии,
ультраосновные массивы в Греции.
В большинстве случаев дуниты и серпентиниты
получают в качестве побочного продукта при
разработке месторождений асбеста, хромита и
медно-никелевых и платиновых руд. Доломиты,
дуниты и серпентиниты, используемые в качестве
минеральных удобрений, — очень дешёвое сырьё,
и цена 1 т не превышает 4—5 долларов. Ежегодно
в США получают 40—45 млн т доломитов из 136
месторождений, расположенных более чем в
половине штатов страны. Только часть
используется в сельском хозяйстве. Основная же масса
доломитов используется в керамической,
химической, металлургической промышленности и для
изготовления огнеупоров. Из добываемых в мире
5 млн т дунитов почти всё сырьё потребляется для
изготовления абразивов и в металлургическом
производстве. Только небольшая часть идёт на
удобрения. Цена 1 т высококачественного дуни-
та — 80—120 долларов.
СЕРА
Сера была известна человеку с глубокой древности.
Её лимонно-жёлтые кристаллы и натёки выглядят
как яркие пятна на склонах гор и в жерлах
вулканов, пещерах и пустотах, толщах известняков. В
древности её использовали для приготовления
пороха, а также в медицине и косметике.
В средние века сера шла на приготовление
серной кислоты, а часть её использовалась в
сельском хозяйстве: серным порошком опыляли
виноградники и хлопчатники, чтобы уничтожить
вредителей.
Потребление серы резко возросло в середине
XX столетия. Было установлено, что она тоже
важна для роста растений. В золе семян кукурузы,
клевера, фасоли, клубнях картофеля и
корнеплодах свёклы содержание серного ангидрида
составляет 1—6,5%. Поэтому необходимо ежегодно
вносить от 20 до 120 кг серы на 1 га пашни.
Исключительно важна и серная кислота, которая
совершенно необходима для переработки
фосфоритов в суперфосфат — ключевой продукт
минеральных удобрений.
В начале XX в. общая мировая добыча серы
составляла всего несколько миллионов тонн, но
уже в 1960 г. достигла 18, а в 1987 г. — 54,2 млн т.
В настоящее время серу получают из трёх главных
источников: из самородной серы, пиритовых (FeS2)
руд и путём попутного извлечения серы из нефти,
газа, отходов металлургического производства. В
течение первой половины XX в. наибольшее
Добыча серы методом подземного расплавления.
Благодаря низкой температуре плавления серы (114° С)
её можно извлекать из недр Земли сравнительно
дешёвым способом, не строя дорогостоящих шахт
На площади разведанного месторождения бурят
несколько скважин, примерно через каждые 25 м,
до глубины залегания серы. Получаются как бы
огромные пчелиные соты. Затем в каждую
ячейку (скважину) опускают три трубы, помещённые одно
в другую. В самые широкие трубы нагнетается
горячая вода, температура которой достигает
приблизительно 170° С. По самым узким трубам
поступает сжатый воздух. Под действием горячей воды
сера плавится и по средним трубам выталкивается на
поверхность.
423

Энциклопедия для детей
КАРТА МЕСТОРОЖДЕНИЙ ФОСФАТНЫХ,

Полезные ископаемые
КАЛИЙНЫХ РУД И СЕРЫ

Энциклопедия для детей
\лт itN значение имели месторождения само-
|СТтт1^ к| родной серы. Мировым лидером были
США. Начиная с 1960 г. из пластов
серы, залегающих на глубинах 500—700 м на
побережье и в акватории Мексиканского залива,
ежегодно добывают более 7,0 млн т серы. В СССР
до 1925 г. практически не существовало
собственной сырьевой базы. И только в 30-х гг. открыли
крупные месторождения в Прикарпатье
(Украина), Гаурдакское в Туркмении и Водинское в
Среднем Поволжье, которые стали сырьевой базой
для химической промышленности страны.
Первое месторождение в СССР было открыто в
Центральных Каракумах в невероятно трудных
условиях. Экспедиции А.Е. Ферсмана и Д.И.
Щербакова в 1925—1926 гг. пересекли безжизненную
знойную пустыню на верблюдах и среди моря
песчаных холмов обнаружили необычные бугры
Чеммерли, представлявшие собой пласты песков,
сцементированные серой. Там был построен
серный завод, а готовую продукцию караванами
вывозили в Ашхабад. С этими месторождениями
связано знаменательное событие в жизни
страны — первый в мире автопробег через
Центральные Каракумы весной 1929 г. на двух
автомобилях. Помимо пропаганды советской
власти в Средней Азии, это мероприятие имело целью
установить более надёжную связь серного завода с
промышленными центрами.
Другим источником серы вот уже более ста лет
служат колчеданные руды, на 90% состоящие из
прочного золотисто-жёлтого минерала пирита
(FeS2). Он широко распространён в природе и
раньше, во времена золотых лихорадок, часто
вводил в заблуждение непрофессиональных
старателей, путавших его с настоящим золотом.
На протяжении столетий пирит не представлял
никакой экономической ценности. От него
всячески стремились избавиться. Огромные отвалы
серного колчедана, как его именуют по-другому,
отравляли окружающую среду. Острая
потребность в серной кислоте заставила вспомнить об
этих рудах, и их начали энергично использовать.
Главными производителями пирита были
Испания, добывающая вот уже сто лет по 2,5—3,0 млн т
пиритовых концентратов в год, и Япония,
начавшая разработку колчеданных месторождений в
30-х гг. XX в. и стабильно получающая ежегодно
3,0—3,5 млн т руды.
С начала 50-х гг. возникло новое
производство — извлечение серы из нефти и природного
газа. Полученный дополнительный продукт
быстро окупил затраты на его производство и стал
приносить высокую прибыль.
Следующим шагом было создание технологий
по улавливанию серы из газов металлургических
заводов, выбрасываемых в атмосферу.
Соотношение трёх источников серы постоянно меняется.
Если в 1975 г. было получено (в млн т) 34,1 (из них
самородной серы — 10,0, серы из пирита 8,1 и
восстановленной серы — 24,0), то в 1993 г.
произведено 53,9 млн т (из них самородной серы-
6,1, серы из пирита — 8,0 и восстановленной
серы — 39,1). В бывшем СССР с 1988 по 1993 г.
производство серы сократилось (в млн т) с 7,7 до
5,0, а серной кислоты — с 29,2 до 19,5. Б
настоящее время в мире производят около
100 млн т серной кислоты. Цены на серу снизи
лись со 150 долларов за 1 т в 1985 г. до 70—80
долларов в 1993 г.
Какую роль сыграли агрохимические руды в
жизни общества? Мы можем смело утверждать,
что они в XX в. в буквальном смысле спасли
человечество от угрозы неминуемого голода.
Представьте, что эти руды вдруг исчезли с нашей
планеты. В ближайшие десять лет урожаи
сельскохозяйственных культур сократятся по крайней
мере на 30%. А это значит, что голодать будет не
только население в странах Центральной Африки
и Южной Азии, но и в ныне процветающих странах
Европы и Северной Америки.
Количество вносимых в почву удобрений
незамедлительно сказывается на урожайности полей.
Например, в Южно-Африканской Республике в
1992 г. потребление удобрений сократилось на
15% и одновременно производство
сельскохозяйственной продукции уменьшилось на 17%. Бывает,
конечно, и наоборот, В некоторых хозяйствах
вносят слишком много удобрений без учета
биологических возможностей растений. В
результате в них накапливаются некоторые вредные для
здоровья человека вещества в слишком высоких
концентрациях. В быту появились понятия
«нитратные овощи» (т.е. овощи, в которых накопилось
много нитратов — азотных удобрений) и
«экологически чистая продукция» (т.е. овощи и фрукты,
выращиваемые без подкормки удобрениями и без
обработки химическими веществами). Однако
глобальное решение этой проблемы — не в отказе
от удобрений. Для человечества это
самоубийственный путь, который неминуемо заведёт в тупик.
Продовольственную проблему можно решить,
только развивая минерально-сырьевую базу
агрохимии и научно обоснованно применяя
удобрения.
Не случайно промышленно развитые страны
мира постоянно увеличивают производство
удобрений. Например, в США в течение пяти лет
(1971 —1976 гг.) валовой национальный продукт
увеличился в 1,5 раза, в то время как добыча руд,
в том числе и для производства удобрений,
возросла более чем в 2 раза. Отдельные виды
минерального сырья, жизненно важные для
благосостояния и обороноспособности государства,
относят к категории стратегических, и добыча их
строго контролируется правительством. Так, в
России, 1 июня 1993 г. президент страны издал
специальный указ, согласно которому
минеральные удобрения теперь находятся в списке
стратегически важных сырьевых материалов.
426

Полезные ископаемые
НЕФТЬ И ГАЗ
Слово ♦ нефть * появилось в русском языке в
XVII в. и происходит от арабского «нафата*,
что означает * извергать *. Так называли в
IV—III тыс. до н.э. жители Месопотамии
(Двуречья) — древнего очага цивилизации —
легковоспламеняющуюся маслянистую чёрную
жидкость, которая действительно иногда извергается
на поверхность земли в виде фонтанов. Этот
благодатный край в среднем и нижнем течении рек
Тигр и Евфрат сказочно богат нефтью. Сейчас на
его территории располагаются такие крупнейшие
нефтедобывающие страны, как Ирак и Кувейт.
Человек по достоинству оценил полезные
свойства этого уникального природного продукта и
издавна стал использовать его в хозяйственной
деятельности. На более позднем этапе развития
цивилизации благодаря нефти произошла
настоящая промышленная революция, а XX век стали
называть * веком нефти *.
Нефть занимает особое место среди других
видов полезных ископаемых. Продукты её
переработки — бензин, керосин и дизельное топливо —
дают людям тепло, приводят в движение
автомобили и поезда, самолёты и корабли. Нефть — это
синтетические волокна и многие другие ценные
продукты.
Непременным спутником нефти является
природный горючий газ. Выходя по трещинам из
земных недр, газ нередко воспламенялся. * Вечные
огни» раньше горели в Месопотамии, Иране, у
подножия Большого Кавказа, в Северной Америке,
Индии, Китае, на Малайских островах. Древние
люди поклонялись «священному огню*, как
божеству, строили рядом храмы. Один из наиболее
древних храмов огнепоклонников находился в
селении Сураханы близ города Баку в
Азербайджане. Он действовал до середины 70-х гг. XIX в.
Практическое использование горючего газа
началось в первой половине XIX столетия. Сначала
в Лондоне, а затем в Париже, Нью-Йорке, Берлине,
Петербурге и Москве появились газовые горелки,
освещавшие улицы и жилые дома. Однако это был
искусственный газ. Его получали при переработке
каменного угля и горючих сланцев.
Природный газ нашёл широкое применение в
промышленных масштабах лишь в 20—30-е гг. XX
столетия. Сегодня он вместе с нефтью составляет
основу топливно-энергетического баланса мира.
Продукты химической переработки природных
горючих газов широко используются во многих
отраслях промышленности, сельского хозяйства,
на транспорте и в быту.
Что же такое нефть и природный горючий газ?
Какие свойства сделали их столь необходимыми
людям?
«ГОРНЫЙ воск»
Около источников нефти или там, где она залегает
неглубоко, в природе встречается воскообразное
минеральное вещество — озокерит (от греч. «озо» — л издаю запах»
и «керос» — «воск») — разновидность природных битумов.
Оно жирное на ощупь, имеет запах керосина. По внешнему
виду озокерит напоминает пчелиный воск и поэтому часто
называется «горный воск» или «минеральный воск».
Он образует скопления — преимущественно в виде жил
(заполняя трещины). Известны и пластовые — поровые
(рудные) залежи. В них озокерит пропитывает хорошо
проницаемые пески, песчаники и известняки, заполняя от 4 до 16%
их объёма.
Цвет озокеритов от светло-жёлтого и коричневого до
темно-зелёного, бурого и почти чёрного. Это зависит от
содержания в них ас фальтово-с мол истых веществ.
Озокерит может быть мягким и пластичным,
мазеобразным (при большом содержании жидких и газообразных
углеводородов), а может быть твёрдым и хрупким (при
малом их содержании).
Удельный вес озокерита 0,85—1,0. Температура
плавления 52—100Р С. Воспламеняется озокерит при
температуре около 22& С. Легко загорается от спички и
горит ярким коптящим пламенем.
Озокерит представляет собой смесь твёрдых
углеводородов — парафинов — с некоторой примесью жидких
нефтяных масел и смолистых веществ и газообразных
углеводородов. Он хорошо растворяется в органических
растворителях — бензине, керосине, нефти, сероуглероде, бензоле,
хлороформе и в разных смолах. Почти нерастворим в
спирте, воде и щелочах.
Он образуется при выпадении (кристаллизации)
незначительной части парафинов, содержащихся в нефти, когда
они поднимаются по трещинам вверх и охлаждаются.
Чтобы получить чистый озокерит, содержащую его
породу вываривают в котлах, а когда озокерит всплывает, его
сливают в формы, где он загустевает. Чистый озокерит
имеет белый или бело-жёлтый цвет и мелкокристаллическое
строение.
Самым крупным месторождением озокерита является
Бориславское (Западная Украина). Оно приурочено к
одноимённому нефтяному месторождению. Здесь выходят
жилы озокерита мощностью до нескольких метров, которые
прослеживаются до глубины 140 м. Они заключены в толще
песчаников и сланцев.
Месторождения озокерита известны также в
Узбекистане — Щорсу (Фергана), Туркмении (пластовые и жильные
залежи на полуострове Челекен). Широко распространён
жильный озокерит в Румынии и США (штат Юта). Известен
озокерит в Китае (Джунгарский нефтегазоносный бассейн)
и ряде других районов мира.
Озокерит широко применяется в промышленности для
различных практических целей. Его качество тем выше, чем
выше температура плавления и твёрдость. Озокерит не
проводит электричества, поэтому используется в радио- и
электротехнике как электроизоляционный материал. В
химической промышленности озокерит применяется в
производстве лаков. В медицине — для получения вазелина, мазей,
кремов, а также для теплолечения (озокеритотерапия).
Большая часть озокерита перерабатывается в церезин —
чрезвычайно ценный для промышленности продукт.
Последний представляет собой твёрдую смесь парафинов,
плохо кристаллизующихся и обычно находящихся в амор4>-
ном или мелкокристаллическом состоянии.
В результате сухой перегонки озокерита получаются
газообразные и жидкие углеводороды, смазочные масла
парафин и кокс.
ф-
427

Энциклопедия для детей
•k it "к
Самая * древняя» нефть обнаружена в Австралии в
220 км к востоку-юго-востоку от города Катрин на
глубине 345 м в породах, возраст которых определен в
1,5 млрд лет.
ПРИРОДНЫЙ АСФАЛЬТ
Лсфальт (от греч. «асфальтос» — «горная смола») —
минеральное вещество из группы природных битумов.
По внешнему облику — твёрдое или полутвёрдое, вязкое,
эластичное; тёмно-коричневого или чёрного цвете.
Асфальты содержат от 25 до 50% масел, иногда
обогащены серой — до 10—15% и более. Их удельный вес —
1,0—1,1. Они размягчаются при температуре от 20 до
10СГС.
Природный асфальт образуется из нефти. Когда она
поднимается на поверхность, то постепенно теряет легко
испаряющиеся углеводородные соединения, В результате
накапливаются смолисто-асфальтеновые вещества. Они
окисляются и уплотняются, превращаясь в более твёрдые
массы.
В результате сначала возникает мальта — густая,
очень вязкая, почти чёрная нефть, богатая кислородом и
серой. Дальнейшие превращения приводят к образованию
из мальты твёрдого, легко плавящегося асфальта — смеси
окисленных углеводородов нефти.
Плотный асфальт, возникающий при истечении нефти
на поверхность, и горные породы, пропитанные им,
называются кирами. Они словно пробки, «запечатывают»
скопления нефти, открывающиеся наружу, и благодаря
этому предохраняют подпитывающую их нефтяную залежь
от полного разрушения.
Асфальт заполняет поры песков и песчаников,
трещины и каверны известняков и доломитов. Содержание
асфальта в породах колеблется от 2—3 до 20% и более.
Иногда асфальт образует более или менее мощный
покров («асфальтовые озёра») на «нефтяных озёрах».
Например, на острове Тринидад находится самое
большое «асфальтовое озеро» в мире. Оно имеет около 600 м
в диаметре и занимает около 40—45 га. Мощность
покрова составляет 30—40 м. Здесь «асфальтовое озеро»
располагается над разрушающимся нефтяным месторождением,
которое непрерывно подпитывает снизу асфальтовую
залежь.
Поверхность озера неровная. До глубины 0,3—0,6 м
асфальт настолько загустел и затвердел, что человек,
стоя на нём, не оставляет следов даже в жаркую погоду.
Глубже асфальт размягчается. Запасы асфальта в «озере»
оцениваются более чем в 25 млн т.
«Асфальтовые озёра» меньших размеров, чем
Тринидадское, известны в Калифорнии (Северная
Америка), Венесуэле (Бермудес, Южная Америка), в
Азербайджане (Апшеронский полуостров), на Северном Сахалине и
в других областях планеты.
Оригинальный источник асфальта есть в Мёртвом море
(Ближний Восток). Здесь куски асфальта всплывают на
поверхность со дна моря.
Крупнейшим пластовым поровым скоплением
асфальта является месторождение Атабаска (Канада). Здесь
выходящие на поверхность песчаники раннемелового
возраста насыщены (до 20%) асфальтом. Запасы последнего
оцениваются в 80—100 млрд т. Крупная зона асфальто-
носных пород с запасами того же порядка, что и в
Атабаске, протягивается на юго-востоке Венесуэлы
(битуминозный пояс Ориноко). Свыше 200 месторождений
асфальта известны в Аргентине. Кроме того,
месторождения асфальта находятся в нефтяных районах Франции,
Иордании и в Израиле.
СОСТАВ
И ФИЗИЧЕСКИЕ
СВОЙСТВА
НЕФТИ И ГАЗА
Нефть — горючая маслянистая жидкость со
специфическим запахом. Состоит она в основном из
жидких углеводородов, которые образованы
только углеродом и водородом. Причём в составе нефти
углерод преобладает — его содержится 79—88%,
а водорода всего 11—14%. Кроме жидких
углеводородов нефть в небольших количествах (до 5%)
содержит серу, кислород и азот. В очень
незначительных концентрациях (до 0,03%) в нефти
присутствуют металлы — ванадий, никель, железо,
алюминий, медь, магний, барий, стронций,
марганец, хром, кобальт, молибден, калий, натрий,
цинк, кальций, серебро, галлий, а также бор,
мышьяк, йод.
Одна из важных характеристик сырой (непере-
работанной) нефти — плотность. Она возрастает с
увеличением процентного содержания в ней
тяжёлых углеводородов (например, смол).
По плотности выделяют лёгкую (800—
870 кг/м3), среднюю (871—910 кг/м3) и тяжёлую
(свыше 910 кг/м3) разновидности нефти.
Для специалистов важны и такие показатели,
как температура начала кипения (выше 28° С),
удельная теплота сгорания (43,7—46,^ МДж/кг)и
температура вспышки (35—120° С).
Вязкость — показатель текучести сырой
нефти— возрастает с увеличением её плотности.
Основу горючих газов составляет смесь
газообразных углеводородов — метана, этана, пропана,
бутана и пентана. Доля углерода в горючих газах
составляет 42—78%, водорода — 14—24%.
Обычно содержание азота в виде примеси не превышает
11%, но иногда достигает 30—50% и более. Кроме
того, присутствуют углекислый газ, водяные пары.
Содержание углекислого газа колеблется от долей
процента до 2—4%, реже до 10—15% и более. В
горючих газах содержатся также гелий, аргон,
водород, ртуть. Концентрации гелия в
большинстве случаев составляют сотые и тысячные
доли процента, но имеются месторождения
горючих газов с содержанием гелия 5—8%. Кислород
находится в связанном состоянии в составе
углекислого газа.
Природный горючий газ обычно бесцветный и,
как правило, без запаха. Исключением является
газ, в состав которого входит сероводород.
Горючие газы состоят в основном из метана
(85—99,5%). В залежах газа иногда присутствуют
газоконденсаты, представляющие собой
природную смесь газообразных и легкокипящих жидких
углеводородов. При больших давлениях и высоких
температурах, господствующих в недрах,
газоконденсаты находятся в парообразном состоянии. Но
в условиях низких температур и обычного
атмосферного давления из них выпадает жидкая
428

Полезные ископаемые
составляющая — конденсат. Это — бесцветная или
светло-коричневая жидкость. Природный газ
помимо главного своего назначения — служить
топливом используется в химической
промышленности для производства синтетического каучука и
полиэтилена.
Наиболее ценное свойство нефти и горючего
газа — то, что они выделяют при горении
значительное количество тепла. Отношение
количества теплоты, выделяющейся при горении, к
массе сгоревшего до конца (т.е. до образования
углекислоты и воды) вещества называется
теплотой сгорания топлива. Нефть, природный горючий
газ и их производные обладают наивысшей среди
всех видов топлива теплотой сгорания. Теплота
сгорания природных горючих газов в среднем
равна 38—40 МДж/кг, а нефти — 42—47 МДж/кг.
ВЕЛИКИЙ
ГЕОЛОГИЧЕСКИЙ СПОР
О ПРОИСХОЖДЕНИИ
НЕФТИ
Происхождение нефти является одной из тайн
природы, издавна волнующих умы учёных. Спор о
происхождении нефти относится к числу «великих
геологических споров», к сожалению ещё не
завершённых.
К настоящему времени по проблеме
происхождения нефти известно около 25 тыс. публикаций.
Много сил, энергии и здоровья потрачено учёными
на споры о том, какая гипотеза более правильна.
Но достоверного ответа на этот вопрос так и не
получено. Видимо, прав английский геолог С.
Пауэре. Ещё в первой четверти XX в. он сказал: «Ко
времени, когда из земли будет извлечён последний
баррель нефти, ещё не будет создана гипотеза её
образования...»
Существуют две основные гипотезы.
Сторонники одной из них считают, что нефть образовалась
органическим путём, т.е. из остатков растений и
животных, живших много миллионов лет назад.
Другие учёные доказывают неорганическое
происхождение нефти.
ГИПОТЕЗА
ОРГАНИЧЕСКОГО
ПРОИСХОЖДЕНИЯ НЕФТИ
М.В. Ломоносов одним из первых обратил
внимание на проблему происхождения нефти. Сначала
он высказывался за её неорганическое
происхождение, однако позднее изменил своё мнение. В
1763 г. в знаменитом труде «О слоях земных»
М.В. Ломоносов писал о нефти так: «Между тем
выгоняется подземным жаром из
приуготовляющихся каменных углей оная бурая и чёрная
масляная материя и выступает в разные расселины и
полости сухие и влажные, водами наполненные...»
Поскольку считалось, что угли произошли из рас-
Асфальт — надёжный признак нефтяного месторожд
ния. Так, Бугурусланское нефтегазовое месторождение в
Поволжье {Самарская область) открыли после того, как
жители села Садки обнаружили в 1935 г. асфальтовую
жилу. Ширина жилы дотигает 18 м. Она простирается на
расстояние 800 м и подсечена пробуренной рядом
скважиной на глубину до 150 м.
В России скопления порового асфальта известны на
западе и севере Якутии, в Татарии (Мелекесская впадина),
Поволжье (Самарская область), Оренбургской области,
Республике Коми.
Асфальт известен людям с глубокой древности
благодаря своим влагостойким свойствам. В Вавилоне его
называли смолой, в Древнем Риме — битумом. Римляне
обмазывали асфальтом резервуары и плавательные
бассейны, чтобы те не протекали. В середине XIX в. были
построены первые асфальтовые тротуары в Париже и
Лондоне. В 1870—1880 гг. улицы некоторых крупных
городов США были покрыты асфальтом из Тринидадского
и Бермудского месторождений.
В настоящее время асфальт применяют главным
образом в дорожном строительстве при сооружении
автомобильных дорог и взлётно-посадочных полос аэродромов.
Асфальт для полов и тротуаров обычно смешивают с
песком, гравием, щебнем (изготавливают так называемую
асфальтовую мастику, которая является составной частью
асфальтобетона).
Природный асфальт используется также в качестве
гидроизоляционного материала. Искусственный асфальт,
представляющий собой смесь битумов (13—60%) с тонко-
измельчёнными минеральными наполнителями (в
основном известняками), используют в электротехнике
как электроизоляционный материал, а также для
изготовления кровельного толя, замазок, клея,
асфальтовых лаков и др. Искусственные асфальты
отличаются от природных асфальтов содержанием парафина (до
нескольких процентов) и значительно большим
количеством нефтяных масел.
ГИПОТЕЗА
МАГМАТИЧЕСКОГО
ПРОИСХОЖДЕНИЯ НЕФТИ
Среди сторонников неорганического происхождения
нефти особая роль принадлежит ленинградскому
профессору Н.А. Кудрявцеву. В течение 30 лет он был
убеждённым сторонником «органической» гипотезы. Но
затем, в 1950 г., выдвинул «магматическую» гипотезу
образования нефти. Кудрявцев пришёл к выводу, что на
больших глубинах в мантии Земли в условиях очень
высоких температур углерод и водород образуют
активные частицы с неспаренными электронами —
углеводородные радикалы СИ, СН2 и СНз- Из-за
огромного перепада давлений они перемещаются по
глубинным разломам и в результате образуют нефтяные
углеводороды. Дальнейшее движение приводит их в
ловушки, возникающие в проницаемых породах.
Длительное время в нефтегазовой геологии
господствовала органическая концепция. Её сторонники
подавляли инакомыслие оппонентов подчас далеко не
научными методами. Так случилось и с профессором
Кудрявцевым. В 1951 г., в трудные для естественных наук
годы, он прочитал в Ленинградском университете
публичную лекцию о неорганическом происхождении нефти.
Учёного сурово осудили, запретили печатать его труды.
*
о-
429

Энциклопедия для детей
ТИПЫ ПРИРОДНЫХ РЕЗЕРВУАРОВ НЕФТИ И ГАЗА
ПЛАСТОВЫЙ
ОДНОРОДНЫЙ МАССИВНЫЙ
о ЛИТОЛОГИЧЕСКИ ОГРАНИЧЕННЫЙ
ПЛОХО ПРОНИЦАЕМЫМИ ПОРОДАМИ
Плохо проницаемые породы, служащие
покрышкой (глины, аргиллит и т.д.)
Проницаемые породы,
служащие коллектором
' ^ i— песчаники
\ — известняки и т.д.
ПОТЕЗА КОСМИЧЕСКОГО
ПРОИСХОЖДЕНИЯ НЕФТИ
Современным вариант гипотезы космического
происхождения нефти высказал в 1957 г. советский учёный
В.Б. Порфирьев. По его представлениям. Земля захватила
водород из первичной газовой материи. После того как
образовалась земная кора, «космический» водород стал
перемещаться по разломам из глубоких недр на поверхность
Земли, При этом он вступал в реакцию с углеродом
жидкой магмы, образуя в результате нефтяные углеводороды.
Разновидностью космической гипотезы происхождения
нефти являются и представления американского
астрофизика из Корнеллского университета — Томаса Гол да. В
1979 г. он опубликовал работу, посвященную «дегазации»
Земли за счёт утечки с неё углеводородов. Как утверждает
Голд, углеводороды являются «первичными» веществами,
погребёнными глубоко в недрах Земли во время её
образования 4,5 млрд лет назад.
НЕФТЬ ИЗ ЖИРА ТРЕСКИ.
ГИПОТЕЗА ОРГАНИЧЕСКОГО
ПРОИСХОЖДЕНИЯ НЕФТИ
Современные учёные сделали сенсационное открытие —
оказывается, такие компоненты нефти, как
углеводороды, в очень незначительном количестве содержатся в
тканях растений и животных. Это позволяет сделать вывод, что
механическое накопление углеводородов, выпадающих из
живого вещества в осадок, может привести в конечном
счёте к образованию нефти и природного газа.
У учёных и раньше возникали догадки о возможности
образования нефти органическим путём. Чтобы доказать
это, проводились специальные экспериментальные
исследования. Так, ещё в 1890 г. немецкий химик Карл Энглер про- -
извёл перегонку жира трески при температуре 420* С и
давлении 1 ЛАПа. Из 492 кг жира было извлечено 299 кг
(61%) масла плотностью 0,8105, а также горючие газы и
вода. Масло на 90% состояло из углеводородов коричневого
цвета. При дальнейшей перегонке масла были обнаружены
метановые углеводороды от пентана (С5Н12) и выше. Из
фракций, кипящих выше 300° С, выделили парафин. Кроме
того, получили смазочные масла. На основании данного
опыта был сделан вывод, что нефть образовалась из
животных жиров.
Однако продукт перегонки жира трески отличался по
своему составу от природной нефти. Поэтому Энглер дал
ему название «протопетролеум» (от греч. «протос» •—
«первый» и англ. «петролеум» — «нефть»).
Тогда же Энглером и другими исследователями были
получены углеводороды и из растительных масел:
репейного, оливкового и др.
тительных остатков, то и нефти также
приписывалось растительное происхождение. Фактически с
этой работы Ломоносова отсчитывает свою
историю гипотеза органического происхождения нефти
и горючих газов.
В недрах школы * органиков» бушевали подчас
неуёмные страсти. Например, шёл горячий спор о
том, каким было исходное вещество —
растительного или животного происхождения? Победили, в
конце концов, те, кто утверждал: «И растения, и
животные». Другим предметом ожесточённых
споров было место залегания нефти. Одни считали,
что нефтяная залежь находится там, куда упали
органические остатки. Сторонники
противоположной точки зрения утверждали, что нефть
зародилась в одном месте, а скопилась — в другом. Эта
гипотеза победила.
Концепция органического происхождения
нефти опирается, в частности, на то, что практически
все известные скопления нефти и природного газа
находятся в толщах осадочных пород. Отсюда был
сделан вывод: нефть образуется по мере
накопления осадков.
Учёные обратили внимание также и на то, что
нефть и природный газ есть далеко не везде, а
скапливаются только в определённых пластах
осадочных пород, которые имеют поры или
пронизаны трещинами. При этом нередко одни
нефтегазоносные пласты отделены от других
мощными толщами непроницаемых для
жидкостей и газов пород (например, глины, соли).
В осадочных породах всегда содержится очень
незначительное количество органического
вещества (всего 0,2—0,9%). Изучение его состава
показало, что оно состоит из веществ, напоминающих
жироподобные вещества, содержащиеся в остатках
растений на дне морей. А по своему
молекулярному строению похоже на соединения, входящие в
состав нефти. Благодаря этому некоторые учёные
считают доказанной возможность образования
углеводородов нефти из липоидов, белков и
углеводов, которые входили в состав животных
организмов.
В начале XX в. геологи и химики широко
обсуждали выдвинутую Г. Потонье «салропеле-
430
Поклонение «священному огню» — горящему гозу.

Полезные ископаемые

Энциклопедия для детей
ПЕРЕРАБОТКА НЕФТИ
То, что добывается непосредственно из земных недр,
называется сырой нефтью. Она известна людям с
доисторических времён. Много тысяч лет назад египтяне, китайцы
и другие народы использовали нефть для различных
хозяйственных нужд. Из неё изготавливали лекарства, до-
бавляли её в строительные растворы (повышая таким
образом пластичность растворов, чтобы они после застывания
не трескались) и употребляли как смазку. Нефть
использовалась для факелов, ею обмазывали корзины и ко-
рабельные днища, чтобы они не пропускали воду.
Нефть входила в состав осветительного средства,
известного в истории как «греческий огонь». Народы, жившие
на южном побережье Каспийского моря, издавна
применяли нефть для освещения жилищ. Об этом
свидетельствует, в частности, древнегреческий историк Плутарх,
описавший походы Александра Македонского.
В средние века сырая нефть использовалась для
освещения улиц в городах Ближнего Востока и Южной Италии.
Но теперь сырая нефть практически нигде не
применяется. Её перерабатывают. Предполагают, что впервые
перегонку нефти осуществил римский врач Кассий Феликс. В
России в 1723 г. по приказу Петра I в Москву доставили
светлую бакинскую нефть. Её подвергли перегонке в
Главной московской аптеке, чтобы изготовить лекарственные
бальзамы.
В 1745 г. архангельский купец Фёдор Прядунов
построил на реке Ухте первый в мире нефтеперегонный завод, на
котором получил осветительную жидкость — керосин (от
англ. kerosene). Некоторое время ловкий архангельский
купец был единственным, кто поставлял керосин в столицу.
Ежегодно доставлялось с его завода до 100 пудов этого
ценного продукта.
В 1В23 г. небольшой завод по перегонке нефти был
сооружён на Кавказе (в Осетии, недалеко от Моздоке)
братьями Дубиниными. Они встроили в печь герметичный котёл.
Через крышку котла пропустили медную трубу, конец
которой опустили в бочку с водой. При подогреве из нефти
выделялись пары, которые по медной трубе попадали в бочку
с водой. Здесь они охлаждались и превращались в керосин.
Из 40 вёдер сырой нефти Дубинины получали 16 вёдер
керосина. При этом в котле оставалось 20 вёдер густой
грязно-чёрной жидкости, называемой мазутом (от араб,
«макзулат» — «отброс»). При перегонке терялись
(«угорали») 4 ведра нефти. Это был бензин — светлая, лёгкая,
быстро воспламеняющаяся жидкость. Более ста лет бензин
считался опаснейшим отходом перегонки нефти. Керосин,
содержащий примесь бензина, взрывался и воспламенялся
в светильниках и цистернах. Во второй половине XIX в.
нефтепромышленники тратили большие суммы на
организацию конкурсов по разработке способов уничтожения
«дьявольской примеси к керосину».
Пока не научились использовать бензин, его выпускали в
атмосферу, сливали в море, специальные колодцы или
просто сжигали. Затем нашли применение и бензину. Это
произошло тогда, когда был изобретён бензиновый
двигатель внутреннего сгорания.
Долгое время мазут тоже считался бесполезным
продуктом перегонки нефти. Затем его стали использовать
как топливо. А позднее из мазута путём дальнейшей
перегонки научились извлекать дополнительное количество
бензина, керосина, а также масляные фракции.
В 1879 г. недалеко от города Ярославля был построен
первый в мире завод для производства смазочных масел из
мазута. Консультировал строителей и организаторов
производства Д.И. Менделеев.
После извлечения из мазута масляных фракций остаётся
густой тяжёлый осадок — гудрон. В гудроне содержатся
наиболее тяжёлые масла. Их извлекают растворителями. А
оставшийся гудрон используют для получения дорожных и
других битумов.
Современные методы переработки нефти позволяют
получать из неё в условиях высоких температур и давлений
вую* гипотезу происхождении нефти.
Сапропель — это перегнивший ил на дне озёр и лагун,
обогащенный остатками водорослей и животных.
В 1919 г. академик Н.Д. Зелинский произвёл
двойную перегонку сапропеля из озера Балхаш. В
результате он получил бензин, керосин и тяжёлые
масла.
В 1921 г. японскому учёному Кобаяси удалось
получить искусственную нефть при перегонке
жира рыб без давления, но в присутствии
катализатора — ускорителя реакции. Подобные
опыты были проведены и другими
исследователями. Это натолкнуло их на мысль, что такими
катализаторами в природных условиях могут быть
глины, содержащие вещества-катализаторы, и что
в глинистых толщах рассеянное органическое
вещество превращается в нефть. Поэтому такие
глинистые толщи получили название «нефтепроиз-
водящие», или «нефтематеринские».
По мнению современных сторонников
органической гипотезы, образование нефти происходит
следующим образом. Остатки растений и
животных в огромном количестве выпадают на дно морей
и озёр, где они накапливаются в илах. Затем илы
перекрываются новыми слоями, уплотняются и
превращаются в осадочную породу. При этом
органические остатки разлагаются бактериями.
Образуются большое количество метана,
углекислый газ, вода и немного жидких и твёрдых
углеводородов.
Лабораторными экспериментами установлено,
что превращение органического вещества в нефть
лучше всего протекает при температуре 100—
200° С. Такая температура характерна для глубин
4—6 км, которые некоторые исследователи
называют главной зоной нефтеобразования. А глубины
с большей температурой считаются главной зоной
газообразования.
По мере погружения и уплотнения рассеянная
нефть вместе с газом выжимается из илов в
залегающие выше пористые породы. В новой
пористой среде она приобретает свойства
«настоящей * нефти. Далее нефть медленно перемещается
по порам и трещинам вверх, где при
благоприятных условиях формируются скопления — залежи
нефти и газа.
ГИПОТЕЗА
НЕОРГАНИЧЕСКОГО
ПРОИСХОЖДЕНИЯ НЕФТИ
В 1805 г. знаменитый немецкий
естествоиспытатель Александр фон Гумбольдт высказал
предположение, что нефть образуется на больших
глубинах в магматических породах. Он наблюдал, как
нефть сочилась из таких пород в Южной Америке,
Венесуэле. В 1866 г. французский химик Пьер
Бертло обнаружил, что газ ацетилен
(ненасыщенный углеводород) при низких температурах может
переходить в тяжёлые углеводороды. На этом осно-
432
Византийцы сжигают корабли противника «греческим огнём»

Полезные ископаемые
ш
4ir
~CJt
1
Av
Ц
ЩУЪ
v:

Энциклопедия для детей
вании он сделал вывод о том, что так
образовались углеводородные
соединения метеоритов и что, по-видимому,
подобное происхождение имеют углеводороды на
других планетах.
В 1877 г. на заседании Русского химического
общества с изложением ♦минеральной»
(карбидной) гипотезы происхождения нефти выступил
Дмитрий Иванович Менделеев. Опираясь на
конкретные геологические и химические факты,
Менделеев писал: ♦...Образование нефти... более
вероятно приписать действию воды, проникающей
чрез трещины, образовавшиеся при подъёме гор, в
глубь земли, до того металлысодержащего
накалённого ядра земли, которое необходимо признать
во внутренности земной... Можно полагать, что
нефть там произошла при действии воды,
проникшей чрез трещины пород при поднятии кряжей
гор, ибо вода с углеродистым железом должна дать
окислы железа и углеводороды».
В последующие годы появилось немало других
вариантов неорганической гипотезы
происхождения нефти. В частности, в октябре 1899 г. на
заседании Московского Императорского общества
испытателей природы выступил с докладом геолог
В.Д. Соколов. По его мнению, основной запас
углеводородов Земля получила в начале своего
развития, когда представляла собой очень
разрежённую массу ♦ паров и газов», в числе которых
присутствовали и углеводороды. А по мере
остывания и уплотнения земной коры парообразные
углеводороды, поднимаясь из внутренней части
Земли, «легко конденсировались в жидкие и
твёрдые битумы, постепенно накоплявшиеся в
поверхностных частях литосферы».
В настоящее время споры о происхождении
нефти поутихли. Однако вопрос этот далеко не
праздный, т.к. от ответа на него зависит
эффективность поисков нефтяных и газовых
месторождений.
КАК ОБРАЗУЮТСЯ
СКОПЛЕНИЯ НЕФТИ
И ГОРЮЧИХ ГАЗОВ
Для того чтобы ответить на этот вопрос,
необходимо знать, как ведут себя различные горные породы
по отношению к нефти и газу. Те из них, которые
потенциально могут дать пристанище
углеводородам, должны обладать двумя основными
свойствами — пористостью и проницаемостью.
Пористость — способность горных пород
вмещать жидкости и газы благодаря наличию пустот
(пор, трещин). Такие пустоты есть у песков,
песчаников и некоторых известняков. Например,
в пригоршне речного песка даже невооружённым
глазом видны пустоты между отдельными
песчинками.
Пористость зависит не от размера зёрен, а от их
взаимного расположения — плотности укладки.
Например, если взять идеальные шары одного
ЧТО ТАКОЕ ДАРСИ?
Проницаемость горных пород измеряется в «дареи».
Название единицы измерения происходит от имени
учёного Амри Даре и г изучавшего фильтрацию воды через
пористый песчаный фильтр. В системе СИ за единицу
проницаемости (1 м2) принимают проницаемость такой
пористой среды, при фильтрации через поперечное
сечение которой площадью 1 см2 и перепаде давления
0,1 МПа на 1 см длины за 1 с проходит t см3 жидкости
вязкостью i см2/с, или t Ст (Стоке).
X
диаметра и расположить их таким образом, чтобы
центры шаров совпали с вершинами
воображаемого куба, то пористость будет максимальной
(47,64%). Наиболее плотно шары располагаются,
когда их центры совпадают с вершинами ромба с
углами 60 и 120°. При такой укладке пористость
равна 25,95%.
В природных условиях частицы обломочных
пород — не идеальные шары: они различны по
очертаниям и размерам. Наиболее мелкие из них
заполняют пустоты между более крупными
частицами. Поэтому пористость осадочных пород
существенно меньше идеальной. Установлено, что
горные породы имеют пористость от 18—24 до
33%.
Горная порода может также эффективно
пропускать через себя жидкости и газы. Это её
свойство называется проницаемостью. Как
правило, пористые породы относятся к хорошо
проницаемым, особенно галечники, гравий, песок.
Горные породы, не пропускающие жидкости и
газы, называются непроницаемыми и служат
своеобразными * покрышками» для
месторождений углеводородов. Среди таких пород наиболее
распространены глинистые толщи, а также соли,
гипсы, ангидриты и некоторые карбонатные
породы.
КАК УСТРОЕНЫ
ПРИРОДНЫЕ ХРАНИЛИЩА
НЕФТИ И ГАЗА
Благодаря чередованиям проницаемых и
непроницаемых слоев в недрах Земли образуются
огромные сосуды, в которых непроницаемые породы
играют роль стенок, а пористые породы могут
вместить в себя воду, нефть, газ. Такую природную
ёмкость называют резервуаром (от франц.
reservoir — ♦вместилище»). В длину он может достигать
нескольких десятков и даже сотен километров, в
♦высоту» — нескольких километров. Форма может
быть тоже весьма разнообразной, но чаще всего
одного из трёх описанных ниже типов.
Пластовый резервуар — относительно
небольшой мощности (до десятков метров) и
значительно протяжённый пласт проницаемых пород,
ограниченный сверху и снизу плохо
проницаемыми породами.
434

Полезные ископаемые
Массивный резервуар обычно представляет
собой мощную (несколько сотен метров) толщу
проницаемых пород, ограниченных снизу плохо
проницаемыми породами. Это, например,
известняковые рифовые постройки, захороненные под
другими непроницаемыми породами.
Третий тип резервуаров, называемый линзами,
представляет собой различные по протяжённости
участки горных пород, ограниченные со всех
сторон непроницаемыми породами, например
линзы песчаников в глинах.
КАК НЕФТЬ И ГАЗ
ПОПАДАЮТ В ПРИРОДНЫЕ
РЕЗЕРВУАРЫ
Чтобы природный резервуар превратился в
кладовые (хранилища) нефти и газа, необходимо, чтобы
углеводороды проникли туда. Оказывается,
главным * действующим лицом» в этом процессе
выступает вода, заполняющая поры и пустоты
проницаемых и пористых пород. Пластовые воды
содержат углеводороды в растворённом или свободном
состоянии — в виде капелек и плёнок нефти,
пузырьков газа. Они циркулируют вместе с водой
в проницаемых и пористых породах.
Если сверху есть хорошая * покрышка», а снизу
♦дно» из непроницаемых пород, то вода, нефть и
газ, находящиеся внутри такого резервуара
создают большое давление.
Движущаяся в пустотах вода увлекает с собой
жидкие и газообразные углеводороды. Согласно
законам физики, углеводороды стремятся попасть
туда, где давление ниже. Там, как правило, ниже
и температура. При этом смесь жидкостей и газов
разделяется. Углеводороды легче воды, поэтому
капельки нефти и пузырьки газа будут стремиться
всплывать вверх. Часть газа останется
растворённой в нефти («попутный», или «нефтяной», газ), а
часть выделится в свободную фазу над водой или
нефтью и образует так называемую газовую шапку.
ЛОВУШКИ
НЕФТИ И ГАЗА
На пути нефти и газа может встретиться
непроницаемая преграда, тогда углеводороды попадают
в естественную ловушку и постепенно
скапливаются в ней. В этом случае устанавливается равновесие
между газом, нефтью и водой.
Выделяют различные типы ловушек. Один из
них представляет собой местный изгиб пластов и
называется антиклинальной (сводовой) ловушкой.
Второй тип ловушек представлен
экранированными (тектонически и стратиграфически)
ловушками.
Тектонически экранированные ловушки
образуются в результате разрыва и вертикального
смещения друг относительно друга двух смежных
участков пористого пласта. Тогда по линии
разрыва они могут соприкоснуться с
непроницаемыми породами и образовать тектонически
экранированную ловушку.
Пласты-коллекторы (от позднелат. collector —
♦собиратель»), обладающие хорошей пористостью,
НАХОДЧИВЫЙ
СТОРОЖ
в окрестностях Астрахани давно были известны источники
природного газа* Ещё в XIX ш. заметили, что из вырытых
колодцев иногда выходят горючие газы, которые
воспламеняются при соприкосновении с воздухом и горят
затем в течение нескольких лет, если их не засыпать. Один
такой колодец в начале XIX в, был вырыт в центре
Астрахани в Морском садике. Часть этого садика сохранилась и
до настоящего времени. Когда выходящий горючий газ
воспламенился, колодец обнесли забором и поставили
сторожа. Городские власти не нашли применения газу.
Однако сторож оказался сметливее. Он приспособился
готовить на огне пищу.
X
ПЛАСТОВЫЕ ТИПЫ ЗАЛЕЖЕЙ НЕФТИ И ГАЗА
АНТИКЛИНАЛЬНАЯ
(СВОДОВАЯ)
ТЕКТОНИЧЕСКИ
ЭКРАНИРОВАННАЯ
СТРАТИГРАФИЧЕСКИ
ЭКРАНИРОВАННАЯ
ЛИТОЛОГИЧЕСКИ
ЭКРАНИРОВАННАЯ
Нефть
s
Газ
ш
Вода
Плохо проницаемые породы
435

Энциклопедия для детей
могут быть со временем выведены на
поверхность и частично разрушиться.
Если они затем перекроются более
молодыми непроницаемыми пластами, то через
некоторое время образуется стратиграфическая
ловушка. Здесь более древние по возрасту
проницаемые пласты не согласно, т.е. с определённым
временным перерывом в накоплении осадков,
перекрываются более молодыми осадочными
образованиями.
Ещё один тип ловушек получается в результате
смены непроницаемых пород внутри пласта на
проницаемые. Это могут быть погребённые
коралловые рифы или скопления песка в глинах
(линзы).
В настоящее время обнаружено много
потенциальных ловушек углеводородов. Но, к
сожалению, далеко не во всех есть нефть или газ. Если же
они всё-таки попались в ловушку, то могут
образовать природное скопление углеводородов,
называемое залежью. Обычно нефть или газ
подпираются снизу водой.
Участок земной коры, содержащий одну или
несколько залежей, называется месторождением.
На нефтяных месторождениях Апшеронского
полуострова на Каспии, например, обнаружено до
30—40 залежей.
Во всём мире открыто значительное число
месторождений нефти и газа. Однако основная
КАКИЕ БЫВАЮТ
МЕСТОРОЖДЕНИЯ
Если над нефтью залегает газовая шапка, то такое
месторождение называют газонефтяным.
Месторождение, содержащее только газовые залежи,
состоящие более чем на 90% из метана, называют
газовым. Месторождения, из газа которых при снижении
(авления выделяется жидкая часть — конденсат, относят
газоконденсатным месторождениям.
ИЗ ИСТОРИИ НЕФТЯНОЙ
ПРОМЫШЛЕННОСТИ
Нефтяная промышленность зародилась в середине
XIX в., когда пробурили первые скважины. Из нефти
получали осветительное масло, названное в России
«фотогеном» («светородящим»), а в Америке —
«керосином». Керосин сначала использовался в специальных
лампах, изобретённых во второй половине XIX в. и широко
распространившихся по всему миру.
До середины XIX в. нефть добывалась в небольших
количествах, в основном из неглубоких колодцев.
Промышленная революция и широкое использование
паровых машин потребовали более качественного
горючего для освещения новых фабрик, а также
смазочных веществ. Для этого требовалось всё больше и больше
нефти.
Возрастающий спрос на нефть привёл к широкому
.— ~...... <.,МА..._.., -..«.«..«^ о,.—л— ..-.^
часть углеводородного сырья содержится в не
большом числе месторождений-гигантов.
Существуют различные классификации место
рождений нефти и газа в зависимости от величины
запасов углеводородов. Согласно одной из них,
месторождения подразделяются на мелкие (с
запасами менее 10 млн т нефти или 10 млрд и1
газа), средние (10—30 млн т нефти или 10—30
млрд м* газа), крупные (30—70 млн т нефти или
30—70 млрд м3 газа), гигантские (70—300 млн т
нефти или 70—300 млрд м3 газа), уникальные
(более 300 млн т нефти или более 500 млрд м3 газа).
КАК ИЩУТ
НЕФТЬ И ГАЗ
С древних времён и до середины XIX в. нефть
добывали там, где она изливалась в виде
источников, проходя по разломам и трещинам в горных
породах. Но когда начали её искать вдали от мест
непосредственного выхода нефти, возникли
вопросы: как это делать? где бурить скважины?
Нефть и газ скорее всего будут там, где
длительное время накапливались осадки. Поэтому
значительные по мощности толщи осадочного
чехла сами по себе являются важным поисковым
признаком. Однако такие толщи богаты нефтью
или газом далеко не везде, а в основном только там,
где они смяты в складки и разорваны
тектоническими движениями земной коры. Крупные
разломы, валообразные или куполовидные изгибы
пластов благоприятны для поиска. Вообще
антиклинальная, т.е. в виде свода, деформация
осадочных толщ, на какой бы глубине она ни
находилась, может послужить хорошей
ловушкой — выше уже было сказано, что для неё очень
важна выпуклая покрышка, напоминающая
перевёрнутый сосуд.
Не менее важно установить, есть ли в этом
районе толщи, богатые углеводородами, и пласты,
способные их принять после * путешествия» по
недрам. Всё это тоже устанавливается
специальными исследованиями. Известно, что нефть и газ
предпочитают пористые проницаемые породы.
Обнаруженные на поверхности или вскрытые на
глубине буровыми скважинами, они тоже могут
навести на след.
ПОИСК И РАЗВЕДКА
МЕСТОРОЖДЕНИЙ
НЕФТИ И ГАЗА
Чтобы «охота» на подземные залежи не стала
бесконечно долгим и дорогим «удовольствием», а
приносила действительно значимые результаты и
стоила как можно дешевле, её проводят в два
этапа.
436
Первые скважины были пробурены в Древнем Китае
Для этого с помощью бронзовой колотушки
в землю забивали бамбуковые трубы

Полезные ископаемые

Энциклопедия для детей
\Ж. л\ Первый этап называется поиско-
|fti 11 \\ вым. Сначала ищут перспективные
площади — ловушки. Для этого
огромные территории обследуются самыми
ультрасовременными методами: фотографируются из космоса,
♦просвечиваются» сейсмическими волнами,
прослушиваются специальными приборами.
Специалисты составляют карты и рисуют геологические
разрезы земной коры, на которых становятся
видны изгибы пластов в недрах. Если
обнаружило ВЕЛИЧЕСТВО ДОЛОТО»
ГЪологи считают бурение главным в поиске и разведке
I месторождений. И поэтому буровое долото называют
«его величество долото», ибо только с его помощью
можно неопровержимо доказать присутствие нефти или
газа в недрах.
Буровой станок, с помощью которого ищут
месторождения нефти и гозо.
вается нечто похожее на потенциальную ловушку
углеводородов под землёй, то начинают второй
этап работ — разведку месторождения.
На первом этапе проводятся в большом объёме
геолого-геофизические исследования; бурятся
опорные, параметрические и поисковые
скважины.
На втором этапе бурят разведочные скважины
и с помощью бурения выясняют, есть ли на
глубине нефть или газ, а если есть, то сколько, т.е.
подсчитывают запасы. И только после того как
установят размеры месторождения и решат, что
оно достаточно рентабельное, приступают к его
разработке.
ГДЕ ДОБЫВАЮТ
НЕФТЬ И ГАЗ
В начале XIX в. нефть добывалась в 19 странах, в
основном с помощью колодцев. Главными
районами нефтедобычи были Баку в Российской
империи, Пенсильвания в США и Индонезия. С
появлением буровых установок значительно
расширился круг нефтедобывающих стран. В настоящее
время их насчитывается более восьмидесяти во
всех частях света, кроме Антарктиды.
Значительная доля нефти и газа в настоящее время
добывается со дна морей.
В природе нефть и газ распределены крайне
неравномерно. В мире открыто более 27 тыс.
нефтяных месторождений, но лишь небольшая
часть их (1%) содержит примерно 3/4 мировых
запасов нефти, а 33 супергиганта — половину
мировых запасов.
Около 3/4 запасов газа сосредоточено в 15
гигантских газоносных провинциях, а 2/3 — в
четырёх из них. Больше всего нефти сосредоточено
в Азии: на Ближнем и Среднем Востоке, в
Западной Сибири и Казахстане. Крупнейшие
месторождения есть также в Северной и Южной
Америке, в Северной Африке и Северном море у
берегов Европы.
Если говорить о возрасте горных пород,
содержащих нефть и газ, то около 13% углеводородов
содержится в палеозойских отложениях, около
63% — в мезозойских и около 24% — в
кайнозойских.
РОССИЙСКАЯ
ФЕДЕРАЦИЯ
ЗАПАДНАЯ СИБИРЬ. Это наша богатейшая
кладовая и одна из величайших нефтегазоносных
провинций в мире (так называют территории, где
располагаются сразу несколько десятков, а то и
сотен месторождений). Здесь их открыто уже более
двухсот. Они таят в себе около 4 млрд т нефти и
более 15 трлн м3 природного газа. Следует
отметить, что в различных источниках данные об
общих и конкретных запасах (по месторождениям)
могут различаться, т.к. часто они корректируются.
438

Полезные ископаемые
НЕФТЬ И ПОЛИТИКА
Несмотря на совместную деятельность, соперничество
между компаниями Международного нефтяного
картеля не ослабевало. Жестокая конкуренция между
ними началась с самого момента их возникновения. К
началу Первой мировой войны уже стала очевидна
стратегическая роль нефти. Её откровенно сформулировал,
например, французский дипломат Анри Беранже. Он
писал: *Кто владеет нефтью, будет владеть миром, потому
что благодаря мазуту он будет господствовать на море,
благодаря авиационному бензину — в воздухе, благодаря
автомобильному бензину и осветительному керосину — на
суше. И в дополнение он будет править своими собратьями
в экономическом отношении, обладая фантастическим
богатством, которое он извлечёт из нефти — этого
удивительного вещества, за которым охотятся больше, чем
за золотом, и которое гораздо ценнее, чем само золото».
В начале XX в. ареной великой битвы за нефть стали
Ближний и Средний Восток. Здесь столкнулись
политические и экономические интересы ведущих мировых держав,
прежде всего Великобритании и США.
Англичане первыми прорвались в этот регион и долго
не допускали сюда американцев. Помог случай. Так,
английские геологи недооценили перспективы
нефтеносности Саудовской Аравии. «Англо-Персидская
нефтяная компания» раньше всех получила концессию на
бурение здесь скважин, но первая скважина нефти не дала,
и в 1927 г. англичане отказались от концессии. Время
показало, что они упустили лакомый кусок нефтяного «пирога».
В начале 30-х гг. концессии на Бахрейне и в
Саудовской Аравии приобрели американцы. Им повезло больше.
Они нашли крупные месторождения нефти и долго
получали огромные прибыли от её добычи. В результате
длительной борьбы американские компании добились
доступа и к иранской нефти.
После Второй мировой войны первое место на
Ближнем Востоке заняли американские нефтяные
монополии. Их интересы во многом определяли
дипломатию и военную стратегию США в этом регионе
мира. В 1950 г. американские компании контролировали на
Ближнем и Среднем Востоке 40% добычи нефти, а в
1955 г. — 60%.
Нефть признаётся «кровью жизни» и в настоящее
время. Она по-прежнему определяет политику государств,
особенно тех, которые природа обделила нефтяными
месторождениями.
В 60-е гг. XX в. в Среднем Приобье, прямо
посередине этой огромной заболоченной равнины,
обнаружили целую ♦россыпь» нефтяных
месторождений. Среди них Самотлор — один из четырёх
нефтяных гигантов мира (2,6 млрд т), который
разрабатывается с 1969 г. Он имеет 10 залежей
нефти, одна из которых с газовой шапкой. Нефть
находится в песчаниках нижнего мела и верхней
юры на глубине 1610—2350 м.
Среди других нефтяных месторождений
Западной Сибири выделяются Фёдоровское
(400 млн т), Варьеганское (200 млн т), Усть-Ба-
лыкское (170 млн т).
Здесь же, в Сибири, на севере Тюменской
области, открыты самые крупные в мире газовые
и газоконденсатные месторождения —
Уренгойское (7,5 трлн м3), Ямбургское
(4 трлн м3), Юбилейное (2 трлн м3),
Арктическое (1,7 трлн м3), Заполярное
(1,5 трлн м3), Тазовское (1,1 трлн м3), Медвежье
(1,0 трлн м3), Харасавэйское (1 трлн м3). Отсюда
берут своё начало самые протяжённые в мире
газопроводы, которые идут на запад и снабжают
газом не только Европейскую часть России, но и
многие страны Центральной и Западной Европы.
ВОЛГО-УРАЛЬСКИЙ РАЙОН — второй по
значению в России. Здесь разведано несколько
миллиардов тонн нефти и более 3 трлн м3
природного газа. Открыто свыше 100 нефтяных и
150 газовых месторождений, содержащих более
1400 залежей нефти и природного газа; 2/3 запасов
нефти уже добыто.
В 1948 г. в этом районе было открыто крупное
Ромашкинское нефтяное месторождение с
запасами в 2 млрд т нефти. Оно расположено в Татарии,
в 70 км к западу от города Альметьевск, в пределах
крупного пологого куполовидного поднятия
осадочных пород. Разрабатывается с 1952 г. Здесь уже
добыли 1,4 млрд т нефти. Месторождение
многопластовое, в нём свыше двухсот залежей.
Первое месторождение природного газа в
Поволжье — Елшано-Курдюмское — было открыто в
Саратовской области в 1941 г. Сразу же после
Месторождения нефти и газа в Западной Сибири.
439

Энциклопедия для детей
-
НЕЛЁГКИЙ ПУТЬ К НЕФТИ
ЗАПАДНОЙ СИБИРИ
Вначале 60-х гг. XX в. мощные фонтаны, взметнувшиеся
среди болот и таежных дебрей Тюменской области,
возвестили миру об открытии богатейшей
Западно-Сибирской нефтегазоносной провинции. Она расположена в
пределах одной из самых крупных равнин земного шара —
Западно-Сибирской.
Многие годы упорно, в труднейших природных
условиях геологи и буровики искали нефть. Но очень долго
поиски были безуспешными. И всё громче звучали голоса
тех, кто ратовал за сворачивание поисковых работ в
Западной Сибири. Помог, как и в ряде других подобных
ситуаций, непредвиденный случай.
В 20-х гг. нынешнего столетия некоторые видные
геологи считали, что в Западной Сибири нефти нет.
Впервые мысль о нефтегазоносности отложений к востоку
от Урала была высказана в 1932 г. советским учёным
Иваном Михайловичем Губкиным.
Но только в 1948 г. начался планомерный поиск нефти и
газа в Западной Сибири. Одна из буровых скважин была
намечена на севере Тюменской области в районе реки Назым
в труднодоступном месте. Геологи-практики, которым
предстояло непосредственно бурить здесь скважину, добились
перенесения этой точки в район посёлка Берёзово (здесь
когда-то отбывал ссылку бывший фаворит Петра I
Меньшиков). Но и эта точка оказалась неудобной с точки зрения
проведения буровых работ (трудности при транспортировке
грузов на буровую). В связи с этим, начальник буровой
партии А.Г. Быстрицкий самовольно перенёс в 1952 г. буровую
на 1,5 км в сторону. За самоуправство его уволили. Но
через год, 23 сентября 1953 г., Березовская скважина дала
мощный фонтан природного газа (более 1 млн м3 в сутки),
который не могли заглушить в течение девяти месяцев.
Так было открыто долгожданное первое газовое
месторождение в Западной Сибири. «Строптивый» А.Г.
Быстрицкий был возвращен на буровую и участвовал в
укрощении газового фонтана. А впоследствии за это открытие он
был удостоен высших наград СССР — звание лауреата
Ленинской премии, Героя Социалистического Труда. После
этого в Березовском районе было открыто ещё не одно
газовое месторождение. Именно здесь зародилась в 1963 г.
газодобывающая промышленность Западной Сибири.
Позднее выяснилось, что первоначальная точка заложения опор-
воины саратовский газ стал поступать по магист
ральному трубопроводу в Москву.
Большая часть запасов газа сосредоточена на
Оренбургском месторождении (до 2 трлн м3),
открытом в 1968 г. На его основе создан крупный
газохимический промышленный комплекс.
СЕВЕРНЫЙ ПРИКАСПИЙ. Эта нефтегазо
носная провинция охватывает Южное Поволжье и
прилегающие с юго-востока районы, в основном в
пределах Прикаспийской низменности: частью в
России, частью в Казахстане. Это огромная чаша,
заполненная рыхлыми осадками огромной
мощности — 17—20 км. В них выделяются две
нефтегазоносные толщи, которые разделены
мощным пластом соли. Наиболее крупным на
территории Российской Федерации является
Астраханское газоконденсатное месторождение. Оно
открыто в 1976 г. и располагается в 80 км к северу
от Астрахани. Газ содержит много — более 20% —
сероводорода, что затрудняет его добычу.
Сероводород, как известно, является активным
разрушителем бурового оборудования и опасным
загрязнителем окружающей среды.
ТИМАНО-ПЕЧОРСКИЙ регион занимает
северо-восток европейской части России. Здесь нефть
и газ есть во всех палеозойских и
нижнемезозойских отложениях, а они располагаются на
большой площади. В начале 60-х гг. XX в.
открыты крупные месторождения: Усинское
нефтяное и Вуктыльское газоконденсатное. Усинское
месторождение разрабатывается с 1973 г.,
Вуктыльское — с 1968 г.
ВОСТОЧНАЯ СИБИРЬ И ДАЛЬНИЙ
ВОСТОК. Здесь открыты Енисейско-Анабарская
газонефтеносная, Лено-Тунгусская нефтегазонос-
ГЕОЛОГИЧЕСКИЙ ПРОФИЛЬ РОМАШКИНСКОГО НЕФТЯНОГО МЕСТОРОЖДЕНИЯ
-1400
-1450
г
с;
-1500
-1550
-1600
|i » t | Известняк
Глина,
алевролит
Песчаник
Залежи нефти
Кристаллит
фундамент
I Кристаллический
440

Полезные ископаемые
ГЕОЛОГИЧЕСКИЙ ПРОФИЛЬ ОРЕНБУРГСКОГО
ГА30К0НДЕНСАТН0Г0 МЕСТОРОЖДЕНИЯ
известняки ЕЗаигидриты ЦЗсолТ^ ЕЭГаз ^Нефть
ная, Лено-Вилюйская газонефтеносная, Охотская
нефтегазоносная провинции.
В 1956 г. первый газовый фонтан ударил из
скважины, пробуренной в Якутии в устье реки
Вилюй. В дальнейшем здесь был открыт ряд
других месторождений газа.
Одним из старейших районов нефтедобычи в
России является остров Сахалин. Первые
нефтяные месторождения — Охинское и Катанглин-
ское — открыты здесь в 1923—1926 гг. К
настоящему времени на острове их несколько
десятков. Здесь нефтегазоносны молодые
неогеновые отложения. В последние годы нефть и газ
получают из недр Сахалинского шельфа.
ПРЕДКАВКАЗЬЕ И СЕВЕРНЫЙ КАВКАЗ.
Здесь находится известное Ставропольское
месторождение, газ которого по магистральному
газопроводу подаётся в Москву и другие
промышленные центры России.
БЛИЖНЕЕ
ЗАРУБЕЖЬЕ
АЗЕРБАЙДЖАН. Это старейший
нефтегазоносный район. В настоящее время большую
часть нефти и газа здесь добывают со дна
Каспийского моря, где открыто около 20
месторождений. Осваиваются глубины моря до 120 м и
более.
ТУРКМЕНИСТАН. Нефтегазоносные толщи
из Азербайджана простираются по дну
Каспийского моря до Туркменистана, где на юго-западе
также открыт ряд месторождений, крупнейшим из
которых является Котуртепе. В Юго-Восточном
Туркменистане обнаружена богатая газоносная
провинция.
УЗБЕКИСТАН тоже богат нефтью и газом,
особенно на западе, в Бухарском районе,
прилегающем к реке Амударья.
ной скважины на реке Казым лежала за пределами
газоносного района. Стало очевидным и другое: если бы скважина
не была перенесена А.Г. Быстрицким на 1,5 км ближе к
реке Вогулка, она дала бы только воду, т.к. попала бы в этом
случае за пределы Березовского месторождении. И тогда
открытие Западно-Сибирской нефтегазоносной провинции,
названное в то время «открытием века», было бы
отодвинуто на долгие годы, поскольку высокое начальство в
Москве настаивало на прекращении буровых работ в Западной
Сибири, считая этот обширный регион бесперспективным.
После открытия берёзовского газа было достаточно
сомневающихся в существовании нефти в Сибири. Они
утверждали, в частности, что наличие в недрах газа ещё не
означает присутствия в них и нефти. Но 21 июня 1960 г. в
Зауралье, южнее Берёзова, в Шаимском районе
зафонтанировала скважина N9 6. С глубины 1400— 1500 м поступало 300—
350 т нефти в сутки. Так, наконец, была открыта нефть в
Западной Сибири. Это было только начало. Но даже тогда,
когда нефть фонтанировала в Шаиме, а затем в 1961 г. ив
Регионе (в среднем течении реки Обь), некоторые
исследователи и практики продолжали считать, что это местное
явление. Они сеяли сомнения и пытались мешать поиску нефти.
ВОСТОЧНАЯ СИБИРЬ:
И ЗДЕСЬ НЕПРОСТ
БЫЛ ПУТЬ К НЕФТИ
Примером нелёгкой борьбы противоборствующих
научных школ является и открытие древней кембрийской
нефти в Восточной Сибири. Различные проявления нефти
(например, нефтяные плёнки на поверхности воды; почвы,
пропитанные нефтью) были известны здесь давно. В 1932 г.
Московским нефтяным институтом были снаряжены две
экспедиции в Восточную Сибирь: в бассейн среднего течения
Лены и в район междуречья Лены и Вилюя. В 1933 г.
участник экспедиции студент Василий Сенюков обнаружил
признаки нефти в нижнекембрийских отложениях реки Толба,
правого притока Лены. А в 1936 г. он же открыл нефть в
кембрийских отложениях, которые были вскрыты одной из
неглубоких скважин, пробуренных на юге Якутии, на реке
Толба. Это была первая «живая» нефть Сибири. Её
открытие послужило основанием для начала более
широких поисков нефти в Восточной Сибири. В частности, в
1939 г. были начаты поиски нефти в Иркутской области, но
война их приостановила.
После войны, в 1947 г., в Иркутске состоялась
конференция по развитию производительных сил Восточной
Сибири. На ней столкнулись две противоборствующие точки
зрения. Одни геологи доказывали перспективность
кембрийских отложений Восточной Сибири для поисков нефти и
поэтому настаивали на бурении скважин. Среди них были
Сенюков, Флоренсов и др. Но они составляли
меньшинство. Другие учёные отрицали возможность
промышленной добычи нефти. Они указывали на то, что
многолетние поиски кембрийской нефти не дали
практически ощутимых результатов.
Те, кто считал невозможным существование
кембрийской нефти, обосновывали свои взгляды с позиций
органической гипотезы происхождения нефти. Они утверждали,
что в кембрийский период жизнь только зарождалась,
органических остатков было мало и нефть если и
образовывалась, то в незначительных количествах, не
имеющих промышленного значения.
Министерство нефтяной промышленности СССР,
финансировавшее поиски нефти в Восточной Сибири, приняло
сторону оппонентов Сенюкова и его коллег. И в январе
1957 г. был издан приказ о временном прекращении
разведочных работ. Но через несколько лет в этом районе, у
деревни Верхне-Марково в Иркутской области, была
пробурена первая скважина. «Его величество долото» поставило
точку в затянувшемся научном споре. 18 марта 1962 г. из этой
скважины ударил фонтан чистой нефти, образовавшейся в
кембрийских отложениях. Нефть была светлая. Её заливали
в баки бульдозеров и автомобилей, и моторы хорошо раГ
тали.
441

Удачливые первооткрыватели нефти становились
миллионерами. Но со временем на смену искателям-
одиночкам пришли нефтяные компании. Владельцы
самых мощных из них становились нефтяными королями.
Нефть — это источник не только богатства, но и
разочарований, ожесточённой конкуренции, насилий и даже
убийств.
Соперничество нефтяных компаний приводило к раз-
горанию жестоких «нефтяных войн». В них применялись
все способы борьбы: поджоги нефтехранилищ и скважин
конкурирующих компаний, взрывы танкеров, убийства
конкурентов и др.
В конце XIX в. англичанин Уильям Нокс Д'Арси
одержимо искал нефть в Иране. До этого он приобрёл
миллионный капитал благодаря открытию золота в
Австралии. Весь этот капитал Д'Арси вложил в поиски нефти
в Персии. В 1901 г. он получил грамоту персидского
шаха, гарантирующую ЦАрси и его потомкам
«неограниченное право в течение 66 лет проводить изыскания и
разрабатывать недра иранской земли по своему
желанию, причём все без исключения добытые
ископаемые остаются в их бесспорном владении...»
Д'Арси удалось создать в Лондоне компанию для
продолжения поисков. Бурение он доверил инженеру
Дж. Рейнолдсу. Однако несколько лет упорных поисков
были безуспешными. В январе 1908 г. Рейнолдс начал
бурить новую скважину у колодца Месджеде-Солейман
(мечеть Соломона). Скважина безрезультатно прошла
1000 м. И в мае из Лондона пришла телеграмма с
требованием прекратить работы, т.к. доверие концессионеров
к ним было потеряно, а средства комании,
финансировавшей работы, были истощены. Но Рейнолдс решил
продолжить работы до получения письма с
подтверждением телеграммы. Это дало ему отсрочку
еще на четыре недели. Упорство и мужество инженера
были по достоинству вознаграждены: через две недели
из этой скважины забил фонтан нефти. Для разработки
открытого месторождения была создана «Англо-
Персидская нефтяная компания», 51% акций которой
приобрело правительство Великобритании. Её флот
нуждался в иранской нефти. «Англо-Персидская
нефтяная компания» стала одной из крупнейших нефтяных
монополий мира. Кроме неё в начале XX в. в мировой
нефтяной промышленности господствовало ещё
несколько нефтяных компаний: это англо-голландская группа
«Ройял датч Шелл» и «большая пятёрка» крупнейших
американских нефтяных компаний, созданных Джоном
Рокфеллером.
Эти компании объединились в Международный
нефтяной картель, который позднее получил прозвище
«семь сестёр». «Сестры» безраздельно господствовали
на мировом нефтяном рынке. Они устанавливали
согласованные цены и получали огромные прибыли от
добычи и продажи нефти.
К середине XX в. «семь сестёр» имели концессии
(т.е. договоры на право эксплуатации участков земли и
добычи нефти) и арендованные площади более чем в ста
странах мира. К концу 60-х гг. картель контролировал
все самые богатые нефтяные месторождения
развивающихся стран. За четверть века после окончания
Второй мировой войны «семь сестёр» перевели в свои
страны более SO млрд долларов чистой прибыли.
442
БЛИЖНИЙ
И СРЕДНИЙ ВОСТОК
Это главная кладовая нефти и газа на планете,
Недра этого региона хранят около 65 млрд т нефти,
или почти половину мировых запасов, из которых
10 млрд т уже извлечены. Запасы природного газа
составляют около 26 трлн м8. Большая часть этого
богатства сосредоточена в 63 гигантских
месторождениях нефти и 10 гигантских месторождениях
газа. Из ближневосточных 23 относятся к разряду
супергигантов, которых в мире всего 33. В этой
сравнительно небольшой части планеты вокруг
Персидского залива к середине 80-х гг. было
открыто 371 нефтяное и 55 газовых месторождений.
САУДОВСКАЯ АРАВИЯ занимает первое
место в мире по запасам ♦ чёрного золота*. В её
недрах разведано 22,5 млрд т нефти. Имеются и
огромные запасы природного газа — более
3 трлн м3. Почти половина запасов нефти
сосредоточена в самом крупном в мире месторождении
Гавар, открытом в 1948 г. Его начальные запасы
составляли 11 млрд т, из них добыто уже 3 млрд т.
Оно объединяет несколько антиклинальных
структур в осадочных породах, которые вытянуты
цепочкой шириной 12—20 км на 225 км. Нефть
залегает в верхнеюрских известняках. Залежь
массивного типа сверху перекрывается
непроницаемой толщей.
Свыше десяти месторождений расположено в
Персидском заливе. Среди них — самое крупное в
мире морское нефтяное месторождение Сафания-
Хафджи (начальные запасы оценены в 4,2 млрд т).
Оно открыто в 1953 г. Занимает четвёртое место в
мире, второе — в Саудовской Аравии.
Среди других месторождений нефти
выделяются Марджан-Фирдоуси (1,6 млрд т), Харсания
(более 1 млрд т).
ИРАК обладает богатейшими запасами
нефти (4 млрд т) и газа (800 млрд м8). На севере в
1927 г. было открыто одно из крупнейших
нефтяных месторождений мира — Киркук. Его
начальные запасы оценивались в 2,1 млрд т; более
1 млрд т из них уже добыто. В Южном Ираке к
числу крупнейших месторождений относятся Зу-
байр и Румайла, где 2,8 млрд т нефти и
490 млрд ьг природного газа.
На долю месторождений Киркук и Румайла
приходится 90% добычи нефти в стране.
В ИРАНЕ к началу 80-х гг. открыто 72
нефтяных и 21 газовое месторождения. Запасы
нефти составляют 7,8 млрд т, природного газа —
13,7 трлн м3. Наиболее богата юго-западная часть
Ирана в районе Персидского залива. Среди них
гигантские месторождения нефти Ага-Джари
(1,9 млрд т), Гечсаран (2,2 млрд т). Крупнейшее
нефтегазовое месторождение Пазанун содержит
1415 млрд м8 газа и 500 млн т нефти.

Полезные ископаемые
14 месторождений открыты в иранской части
Персидского залива. Среди них богатейшими
являются месторождения Лулу-Эсфандиер
(б млрд т), Ферейдун-Марджан (1,6 млрд т), Сас-
сан (200 млн т), Дариус-Харг (206 млн т).
КУВЕЙТ — небольшое по площади и по
населению государство — буквально плавает на
нефти. Здесь 8 месторождений, главное из
которых — Большой Бурган — второе по величине в
мире. Оно образовано погребённым под осадками
куполовидным поднятием песчаников мелового
возраста. Общие размеры — 46-20 км. Запасы
оцениваются в 10,7 млрд т.
Есть ещё месторождение Раудатайн с запасами
1,4 млрд т.
ОБЪЕДИНЁННЫЕ АРАБСКИЕ
ЭМИРАТЫ — ещё одно небольшое федеральное
государство на берегу «нефтяного» Персидского залива,
недра которого изобилуют углеводородами. На 29
нефтяных, 5 газонефтяных, 6 газовых и газо-
конденсатных месторождений приходится более
4,3 млрд т нефти и 2,8 трлн м8 газа.
На Ближнем Востоке нефть добывают и в других
странах, но запасы её там значительно меньше.
Это — Катар, Оман, Сирия, а также Турция и
Бахрейн. Крупные запасы природного газа
обнаружены в Афганистане.
СЕВЕРНАЯ АМЕРИКА
В КАНАДЕ открыто 1140 месторождений
нефти, газа и битумов. Они расположены в
основном в западных степных провинциях —
Манитоба, Саскачеван и Альберта. В этих
провинциях сосредоточено 75% разведанных запасов
природного газа и 99% его добычи в стране.
Крупные нефтяные месторождения — Пембина,
Редуотер (около 110 млн т) и Ледюк (50 млн т) —
находятся в провинции Альберта. Здесь
добывается около 90% канадской нефти.
На островах Канадского Арктического
архипелага обнаружено несколько месторождений газа,
а на острове Элсмир в 1972 г. открыто первое на
севере Канады месторождение нефти.
В Западной Канаде, в долине реки Атабаска, в
270 км к северу от города Эдмонтон расположено
уникальное месторождение тяжёлой нефти
Атабаска — самая крупная в мире кладовая асфальта.
Его площадь около 30 тыс км2. Оно
разрабатывается открытым способом. Битуминозные пески
этого месторождения обнажаются в долинах.
Запасы тяжёлой нефти оцениваются в 100 млрд т.
Из них примерно 12 млн т могут быть выбраны
открытым способом.
В США открыто более 22,5 тыс. нефтяных и
газонефтяных и около 14 тыс. газовых, газокон-
денсатных и нефтегазовых месторождений.
Добыча нефти и природного газа ведется более чем в 30
штатах страны. Здесь до окончания Второй
мировой войны добывалось около 60% всей
производимой в мире нефти.
На стыке штатов Оклахома, Канзас и Техас в
1918 г. было открыто одно из крупнейших в мире
нефтегазовых месторождений Панхандл-Хьюго-
тон. Оно состоит из двух месторождений, имеющих
единое газоносное поле, состоящее из двух
антиклинальных ловушек. Его длина 440 км, ширина
13—30 км, площадь 20 тыс км2. Запасы газа —
2 трлн м3, нефти — 220 млн т.
Гигантское нефтяное месторождение Ист-Техас
открыто в восточной части штата Техас
(8J50 млн т). Уникально газонефтяное
месторождение Прадхо-Бей на севере Аляски (запасы нефти
с конденсатом оцениваются в 1,3 млрд т, газа —
735 млрд м8). Месторождение приурочено к
антиклинальной складке размером 21 • 52 км и
состоит из 12 залежей.
443

Энциклопедия для детей
1гк\ ^ берегов Северной Америки зна-
|ffa Л \\ чительными запасами нефти и газа
обладает Мексиканский залив.
Основные запасы и добыча сосредоточены на северном
побережье залива и в его шельфовой зоне. Вблизи
побережья США на шельфе Мексиканского залива
открыто свыше 130 месторождений нефти и газа.
Около 60 из них разрабатывается.
По трубопроводу, пересекающему весь
полуостров Аляска, перекачивается нефть
из месторождения Прадхо-Бей на берегу
Северного Ледовитого океана в порт Вальдес
на берегу Тихого океана.
МЕКСИКА обладает значительными
ресурсами нефти и газа. Здесь открыто 343 нефтяных и
196 газовых месторождений; 30 из них относятся
к крупным. Они образуют гигантский пояс,
протянувшийся вдоль побережья Мексиканского
залива от границы с США до крайнего юго-востока.
Это один из крупнейших в мире нефтегазоносных
регионов. Наиболее богата провинция Реформа-
Кампече. Её запасы оценены в 7 млрд т нефти.
ВЕСТ-ИНДИЯ
Немного нефти добывается в островном
государстве Тринидад и Тобаго, в Гватемале и на Кубе. В
южной части острова Тринидад находится самое
крупное в мире «асфальтовое озеро» Ла-Бреа
площадью около 42 га. Толщина асфальтового слоя
здесь около 50 м.
ЮЖНАЯ АМЕРИКА
На Южно-Американском континенте всего 735
нефтяных и свыше 60 газовых и газоконденсатных
месторождений.
ВЕНЕСУЭЛА — основная нефтедобывающая
страна Южной Америки — имеет 253 нефтяных и
9 газовых месторождений с общими запасами
8 млрд т нефти. На северо-западе страны в районе
озера Маракайбо с незапамятных времён добывали
асфальт (см. сюжет «Природный асфальт»). Толь
ко здесь на 30 месторожениях сосредоточено более
6 млрд т нефти и 1,5 трлн м3 газа. Одним из
крупнейших в стране является месторождение
Боливар, открытое в 1917 г. Оно представляет
собой цепочку вытянутых вдоль северо-восточного
берега озера Маракайбо нефтеносных площадей,
объединённых в одно гигантское скопление нефти.
Около 4/5 площади месторождения находится под
озером. Здесь установлено около двухсот залежей
нефти. Их общие запасы оцениваются от 2,3 млрд
до 4,3 млрд т.
Нефтяные и газовые месторождения известны
и в других странах Южной Америки — в
Колумбии, Эквадоре, Перу, Боливии, Аргентине,
Чили, Бразилии.
АФРИКА
В ЛИВИИ выявлено 86 нефтяных и 8
газовых месторождений. Запасы нефти в недрах
страны составляют более 40% общеафриканских,
запасы природного газа — 11%. Крупнейшее
месторождение нефти Сарир с запасами,
превышающими 1 млрд т, открыто в 1961 г. Второе по
величине — месторождение Нассер (Зелтен) с
запасами более 200 млн т.
НИГЕРИЯ входит в десятку
нефтедобывающих стран мира (около 1/3 общеафриканских
запасов нефти). На начало 80-х гг. в дельте реки
Нигер и на прилегающем дне Гвинейского залива
открыто 285 месторождений. Запасы нефти
оценены в 2,3—3 млрд т, газа — в 1,4 трлн м3 (около
20% общеафриканских запасов газа). Добыча
нефти на море значительно превышает добычу на
суше.
В АЛЖИРЕ более 180 нефтяных и газовых
месторождений. Запасы нефти составляют
1,2 млрд т (около 14,5% общеафриканских
запасов), газа — 2,8 трлн м3. Половину нефти
добывают на гигантском месторождении Хасси-
Месауд («Колодец счастья»). Запасы нефти около
1 млрд т на глубине 3280—3400 м.
Во второй половине 50-х гг. XX в. в Алжире
были открыты гигантские газоконденсатные
месторождения Хасси-Рмель, Рурд-Нусс и Рурд-
Хамра. Крупнейшее из них Хасси-Рмель имеет
1,5 трлн м3 газа и 500 млн т конденсата.
В ЕГИПТЕ открыто 46 нефтяных и 5 газовых
месторождений, где 514 млн т нефти и свыше
90 млрд м3 природного газа. Основная часть
месторождений расположена в районе Суэцкого
залива. Здесь на побережье залива и Красного
моря, а также на Синайском полуострове со-
444

Полезные ископаемые
ЗАЛЕГАНИЕ НЕФТИ В МЕСТОРОЖДЕНИИ
САРИР (ЛИВИЯ)
I Залежи нефти
Известняк
Г' 1 Глины и глинистые сланцы
1 ) Песчаники
| 1 Глинистые песчаники
\ Кристаллический фундамент
средоточены крупнейшие нефтяные
месторождения. В их числе месторождение Эль-Морган с
запасами нефти более 600 млн т.
Нефтяные и газовые месторождения выявлены
и разрабатываются также в Марокко, Габоне,
Анголе, Тунисе и других африканских странах. Но
масштабы добычи в них несравнимы с добычей в
описанных выше странах.
АЗИЯ
(БЕЗ СНГ, БЛИЖНЕГО
И СРЕДНЕГО ВОСТОКА)
В КИТАЕ обнаружено более 160 нефтяных и
60 газовых месторождений. Разведаны 5,4 млрд т
нефти и 1,0 трлн м3 газа. Более 75% запасов
сосредоточено на востоке. Самое крупное нефтяное
месторождение Дацин (не менее 1,5 млрд т).
В ИНДОНЕЗИИ в начале 80-х гг. было
известно 390 нефтяных (в том числе 60 морских),
84 газовых (33 морских) и 77 нефтегазовых (41
морское) месторождений. Запасы нефти в них
составляют более 1 млрд т. Свыше 80% добычи
нефти приходится на остров Суматра, в том числе
около 60% — на крупное месторождение Минас.
Его запасы оцениваются в 1 млрд т.
В МАЛАЙЗИИ главный нефтедобывающий
район — Саравак на острове Калимантан. Основная
добыча здесь приходится на месторождения
прибрежного моря. Здесь же разрабатываются
крупные газовые месторождения. В Брунее —
небольшом султанате на острове Калимантан —
крупнейшие нефтяные месторождения
(Серия и Ампа) имеют запасы
соответственно 234 и 285 млн т.
В ИНДИИ к середине 80-х гг. было открыто
87 месторождений нефти и газа, из них 29 на море.
Большинство сосредоточено в районе Камбейского
залива.
АВСТРАЛИЯ И ОКЕАНИЯ
В АВСТРАЛИИ на суше и прилегающих
акваториях морей есть более 130 нефтяных и
газовых месторождений. В конце 60-х — начале
70-х гг. XX в. геологическими исследованиями
установлено, что в полосе шельфа у
северо-западных берегов Австралийского континента
располагается один из самых крупных в мире
бассейнов природного газа.
У острова НОВАЯ ГВИНЕЯ открыты
скопления газа и газоконденсата в заливе Папуа.
ЗАПАДНАЯ ЕВРОПА
Нефть и газ в промышленных масштабах найдены
в 18 странах Западной Европы. Главный район
добычи — мелководное Северное море. В
территориальных водах Великобритании, Нидерландов,
Норвегии и Дании обнаружено более 60
месторождений. Всего же запасы нефти в Северном море
оцениваются в 2 млрд т, природного газа —
в 1,5 трлн м3.
В НИДЕРЛАНДАХ обнаружены
крупнейшие газовые месторождения и на суше. Общие их
запасы оцениваются в 2,4 трлн м3. Из них
1,6 трлн м3 приходится на долю гигантского
месторождения Гронинген (Слохтерен).
10 газовых и 35 мелких нефтяных
месторождений выявлено на юге Франции.
Немного нефти и газа добывается и в других
странах Европы. Наибольшими ресурсами среди
них обладают Испания, Румыния, Венгрия.
В последние годы учёные спорят о возможных
перспективах нефтегазоносных земных недр,
указывая на возможное скорое истощение в них
запасов нефти и газа. Поисковое и разведочное
бурение переносится на морской шельф и в новые
районы на суше. Таким образом, самые мрачные
прогнозы не оправдываются, а открытие новых
месторождений лишь подтверждает, насколько
богаты недра Земли нефтью и газом.
Для того чтобы сохранить запасы нефти и газа,
необходимо стремиться к более рациональному и
безотходному использованию этих уникальных
природных ресурсов.
445

Энциклопедия для детей
КАРТА МЕСТОРОЖДЕНИЙ

Полезные ископаемые
НЕФТИ И ГАЗА

Энциклопедия для детей
ИСКОПАЕМЫЙ
В наше время редко кто не знаком хотя бы
понаслышке с происхождением
каменного угля добываемого из недр земли...
Правда, постоянно пользуясь углем, человек
привыкает к нему и начинает относиться равнодушно,
даже с пренебрежением, к этому простому
продукту, но весьма вероятно, что в ком-нибудь нет-
нет да случайно и шевельнётся чувство
благодарности к природе, в незапамятные времена
заготовившей для нас такой прекрасный источник
тепла и света, открытый человеком только много
лет спустя». Эти мысли были высказаны 100 лет
назад английским исследователем Эдвардом
Мартином в его очень интересной книге «История
кусочка каменного угля» (1896 г.).
Образование угольного пласта на месте заболоченного
леса, растущего по берегам озера
* * *
Сколько кубометров растительного материале
потребуется для образования тонны каменного угля?
Это зависит от типа растений. Например, плотного дуба
потребуется гораздо меньше, чем рыхлого мха. По
разным оценкам растительный материал при переходе в
уголь уплотняется в 5—20 раз. Вот и получается, что
кубометр угля можно получить из 5 или 20 кубометров
растений. Если учесть, что объёмный вес (т.е. вес 1 см в
граммах) каменного угля в среднем равен 1,5 т/м3, то
для образования тонны угля потребуется от 3 до 14 м3
растений.
уголь
Много замечательных минералов таят в себе
недра Земли: синий лазурит, зелёный малахит,
розовый родонит, сиреневый чароит... В пёстрой
гамме этих и многих других минералов
ископаемый уголь выглядит, конечно, скромно. Но
разве не прекрасен этот чёрный камень,
образованный из растений, миллионы лет назад
впитавших в себя энергию солнца, которую теперь он
отдаёт людям? Спокойно мерцает чёткими
гранями сколов донецкий антрацит; похожи на куски
чёрного стекла уникальные угли Кузбасса и
Южной Якутии.
В мире тысячи угольных месторождений, сотни
бассейнов. Угольные богатства весьма обширны; в
недрах планеты содержатся триллионы тонн
солнечного камня, как образно называют
ископаемый уголь. Богатства эти столь велики, столь
необозримо огромна энергия, сконцентрированная
в угле, что служить он будет людям сотни и сотни
лет. Области использования угля необычайно
широки. Значение его для энергетики,
металлургии, химии и других областей трудно переоценить.
НЕМНОГО ИСТОРИИ
Ископаемый уголь известен человеку с
незапамятных времён. Первое письменное упоминание о нём
мы находим в «Метеорологии» Аристотеля (340 г.
до н.э.). 20 лет спустя, в 320 г. до н.э.,
древнегреческий философ и естествоиспытатель Теофраст в
своём «Трактате о камнях» писал: «Называют эти
ископаемые вещества антрацитом (от греч. «антра-
кос» — «уголь»), они воспламеняются и горят
подобно древесному углю...» В Древнем Китае ещё
за 100 лет до н. э. уголь широко применялся для
выплавки меди, обжига фарфора, выпаривания
соли. А вот что писал об угле знаменитый
венецианский путешественник Марко Поло,
посетивший в XIII в. Китай: «По всей области Китая есть
чёрные камни; их выкапывают в горах, горят они,
как дрова. Огонь от них сильнее, чем от дров...
Дров у них много, но жгут они камни, потому что
и дешевле, и деревья сберегаются».
В Европе добыча угля началась намного
позднее, чем в Азии, — в XIII в. в Англии.
Поначалу жители собирали уголь на берегу моря.
Волны разрушали прибрежные скалы, сложенные
из угольных пластов, превращая их в россыпи
«морского» угля. Но в XIV в. английское
правительство запретило пользоваться углем всем,
кроме кузнецов, ввиду «зловонности этого вида
топлива». Подобные запреты вводились в Англии
и в дальнейшем. Например, во время правления
королевы Елизаветы I (1558—1603 гг.) было
448

Полезные ископаемые
запрещено жечь каменный уголь во время
парламентских сессий под предлогом, что это якобы
портит здоровье депутатов, приезжающих в
Лондон из провинции. И потребовалось ещё много
времени, пока наконец ископаемый уголь стал
главным источником энергии на Британских
островах и в других странах Европы.
В России значение ископаемого угля первым
высоко оценил Пётр I. Существует предание, что,
отправляясь в 1696 г. на штурм Азова, Пётр
остановился на привал возле казачьей станицы
Черкасск на Дону. Пётр сидел у большого костра
в окружении ближайших сподвижников. Подошли
казаки и принесли в заплечных мешках колотый
каменный уголь. Царь взял в руки кусок угля, а
остальные велел бросить в костёр. Все ощутили
нестерпимый жар. И тогда, по преданию, Пётр
сказал: «Сей минерал, если не нам, то потомкам
нашим зело полезен будет*. И добавил: «Сим
минералом будут владеть победители Азова*.
Пророчество царя сбылось ещё при его жизни.
Изданный в 1722 г. Указ Берг-коллегии, которая
ведала в России горным делом, гласил:
«...Объявить рудоискателям, чтоб они сыскивали
каменного уголья понеже оные к его императорскому
величеству к делам удобны и где сысканы будут, и
оного пробы покуду присылать в Берг-коллегию, и
велеть оное копать и брать глубже сажени по три
и по четыре, а не сверху». В конце 1772 г. был
обнародован ещё один Указ Берг-коллегии,
касающийся каменного угля: «Иметь старание о прииске
каменного уголья дабы лесам теми угольями было
подспорье». А в 1777 г. была обещана специальная
премия тому, кто «сообщит лёгкий и недорогой
способ добычи каменного угля».
Вклад Михаила Васильевича
Ломоносова в развитие геологической
науки и горного дела чрезвычайно
велик. Об этом свидетельствуют его
многочисленные труды, в числе которых сочинение «О
слоях земных» (1763 г.). Он подробно описал
образование многих полезных ископаемых, в том
числе каменного угля, торфа и горючих сланцев.
Он считал, что каменный уголь «не что иное есть,
как чернозём от согнития трав и листов
рождённый, который в древние времена с плодоносных
мест из лесов смыт дождём, сел на дно в озёра».
Идеи Ломоносова продолжал развивать русский
горный инженер Иван Бригонцов, написавший в
1795 г. «Руководство к познанию, разработыванию
и употреблению каменного угля», в котором есть
такие строки: «Когда попечительная природа
наградила и наши недра таковым богатством, то не
простительно было бы не пользоваться оным,
особливо в местах, обзаведённых фабриками и
заводами». Много сил изучению российских углей
отдал академик Николай Александрович Львов. В
1786 г. он испытал угли будущего Подмосковного
бассейна. В своей книге «О пользе и употреблении
русского земляного угля» (1799 г.) Львов писал:
«Наконец, однако, удалось найти, что отняв
пламя, пережегши уголь и заморя оной, теряет он
почти половину веса, но приобретает такой жар,
что две полосы железа сварены были острыми
концами не более как за 15 минут». И далее:
«Употребление сего угля во всех почти огненных
изделиях несравненно превосходит и дешевизною
и силой огня всякий дровяной уголь».
Многие угольные бассейны России были
открыты ещё в XVIII в.: Донецкий — рудознатцем
РАСТЕНИЯ-УГЛЕ0БРА30ВАТЕЛИ
Лепидодендрон
Сигиллярия
Каламит
Кордаит
Саговая пальма
Деревья, из которых образовались угольные пласты в каменноугольном и пермском периодах Высота их достигала
нескольких десятков метров.
449

Энциклопедия для детей
В бортах угольного карьера на юге Англии
сохранились окаменевшие стволы
древних деревьев — сигиллярий,
которым более 300 млн лет
ОКАМЕНЕВШИЕ ДЕРЕВЬЯ В
^ УГОЛЬНОЙ ШАХТЕ
Английский исследователь Э. Мёрдок приводит любопытные
сведения о том, что в шахте около Ньюкасла (Англия) не площади
в 9 квадратных саженей (19 м2) было обнаружено не менее 30
вертикально стоящих окаменевших стволов сигиллярий — огромных
деревьев каменноугольного периода. При этом внутренняя их часть
состояла из песчаника, а вокруг него находилась кора из рыхлого
угля.
х
Загадка природы: этот уголь как будто расплавился
и заполнил трещины в породе. На самом деле
угольного расплава в природе не бывает
Григорием Капустиным, Подмосковный —
крестьянами Иваном Палицыным и Марком Титовым,
Кузнецкий — крепостным крестьянином
Михаилом Волковым, Кизеловский на Урале —
Моисеем Юговым. В XIX—XX вв. продолжалось
освоение известных бассейнов и были получены
первые сведения о наличии угля в Печорском,
Тунгусском, Канско-Ачинском, Южно-Якутском,
Таймырском и других бассейнах. В XX в. началось
широкомасштабное освоение угольных богатств
как в России, так и во многих странах мира.
Долгие годы ископаемый уголь держал первенство
среди других источников энергии, лишь к концу
XX столетия уступив своё место нефти.
КАК И ГДЕ ОБРАЗОВАЛСЯ
УГОЛЬ
В средние века существовало немало гипотез
происхождения ископаемого угля. Например,
швейцарский естествоиспытатель Теофраст Парацельс
(1493—1541) был уверен, что природные угли —
это 4камни, изменённые действием природного
вулканического огня». А его соотечественник
минералог Георгиус Агрикола (1494—1555) полагал,
что угли представляют собой отвердевшую нефть.
Бытовала и теория о внутриземном, глубинном
происхождении угля и нефти. Сторонники её
утверждали, что нефть и расплавленное угольное
вещество поднимались по трещинам из земных
недр и заполняли понижения, при этом возникали
озёра, а затем расплав застывал, образуя пласты
угля. Присутствие в угле отпечатков листьев
объяснялось тем, что они опадали с деревьев,
растущих по берегам «угольных» озёр.
Научное исследование состава угля показало,
что он образовался из отмерших остатков расте-
450

Полезные ископаемые
ЭТОТ УДИВИТЕЛЬНЫЙ
УГЛЕРОД
Г-Т '- i ■ ._|_Ч •! -I- i ; pTJ^LJ.. ГН
|*£7.*»| Конгломерат [ J Аргиллит
В течение нескольких тысячелетий море сотни раз
то наступало но торфяные болота, принося ил, песок,
гальку, то отступало. Это явление отражено в разрезе
угольных месторождений.
ний, накапливающихся в торфяных болотах.
Высшие растения — деревья, кустарники, травы,
а также мхи — дают начало торфу и гумусовым
углям (гумус — перегной), а животные и низшие
растения, отмирая, образуют сапропелевые угли
(сапропель — перегнивший ил). Наиболее широко
распространены угли гумусовые. Органическое
происхождение угля сегодня считается вполне
доказанным.
Древние болота то покрывались пышной
растительностью, то засыпались илом и песком.
Многократная смена природных условий привела к
образованию таких многопластовых угольных
бассейнов, как Донецкий (200 пластов), Верхне-
силезский (450 пластов).
Там, где длительное время существовали
благоприятные условия, накопились огромные массы
торфа, из которого образовались пласты угля
разнообразной формы и местами значительной
толщины — до 100 м и более.
ИЗ ЧЕГО СОСТОИТ УГОЛЬ
Под микроскопом в угле можно увидеть
неразличимые невооружённым глазом составные части.
Это неокисленные (не подвергшиеся разложению)
остатки древесины — витринит; споры, пыльца,
кожица, смола древних растений — липтинит;
окисленные (частично разложившиеся) остатки
древесины с хорошо выраженной клеточной
структурой — фюзинит или инертинит.
По свойствам ископаемые угли разделяются на
Трудно поверить, что древесный и ископаемый уголь,
мягкий графит наших карандашей и самое твёрдое из
известных веществ — алмаз — представляют собой
разновидности углерода. Столь большое различие свойств
этих веществ связано с особенностями кристаллического
строения. В кристаллах графита атомы углерода
расположены слоями, занимая вершины правильных
шестиугольников, а кристалл алмаза имеет форму
тетраэдра (треугольной пирамиды) или октаэдра
(восьмигранника). Алмаз можно получить, нагревая под большим
давлением графит, а графит — нагревая одну из
разновидностей ископаемого угля (антрацит).
Ток выглядит уголь под поляризационным микроскопом.
три большие группы — бурые, каменные и
антрациты. Такое деление фактически отражает
стадии образования ископаемых углей. Под
влиянием температуры и давления торф уплотняется,
теряет воду и летучие вещества (кислород,
водород), накапливая при этом углерод. Постепенное
изменение органического вещества порождает
последовательный и непрерывный ряд горючих
ископаемых: торф — рыхлый бурый уголь —
плотный бурый уголь — каменный уголь —
антрацит — графит (тёмно-серый или чёрный
минерал, применяется для изготовления
карандашей; от лат. grafo — «пишу»).
СВОЙСТВА УГЛЯ
Наиболее важные физические свойства угля —
цвет, блеск, способность отражать свет, плотность,
твёрдость, хрупкость.
Зная основные свойства угля, можно говорить
о показателях его качествау поскольку именно
451

Энциклопедия для детей
качество в конечном счете определяет
ценность угля как топлива.
В первую очередь важно определить
рабочую влажность угля. В бурых углях
количество влаги составляет 15—60%, в каменных —
4—15%. Не менее серьёзное значение имеет
содержание в угле минеральных примесей, или его
зольность, которая колеблется в широких
пределах — от 10 до 60%. Зольность углей Донецкого,
Кузнецкого и Канско-Ачинского бассейнов равна
10—15%, Карагандинского — 15—30%, Экибас-
тузского — 30—60%. Однако энергетикам нужно
знать не только количество золы, остающейся
после сжигания топлива, но и её состав и плавкость
(способность плавиться), поскольку от этого
зависит выбор режима сжигания топлива.
Очень вредной примесью в углях является сера.
Сгорая, она образует сернистый газ (SO2),
отравляющий окружающую среду. Правда, угли
большинства бассейнов содержат немного серы (около
1%), но в некоторых бассейнах её содержание
возрастает до 3—6% и более.
Одним из главных показателей качества
энергетических углей является низшая теплота
сгорания рабочего топлива (для бурых углей 6—
15 МДж/кг, для каменных 10—30 МДж/кг).
Наибольшей теплотой сгорания обладают
высококачественные угли Донецкого, Кузнецкого и
Южно-Якутского бассейнов.
Для определения качества углей важно знать их
спекаемостъ и коксуемость — свойства угля при
нагревании без доступа воздуха расплавляться, а
также образовывать пористый остаток — кокс,
являющийся основным топливом для доменных
печей при производстве чугуна и выплавке стали.
Лучшей спекаемостью и коксуемостью обладают
угли Донецкого, Кузнецкого, Печорского и Улуг-
хемского бассейнов.
Некоторые виды бурого угля содержат большое
количество смолы и горного воска.
41
ЧЕМПИОН СРЕДИ УГОЛЬНЫХ
БАССЕЙНОВ
На земном шаре известно почти 3 тыс. угольных
бассейнов и месторождений. Чемпион по запасам
угля — Тунгусский бассейн в Сибири: 2 трлн т, за ним
идёт Ленский бассейн — 1,5 трлн т.
,
х
САМЫЕ МОЩНЫЕ УГОЛЬНЫЕ
ПЛАСТЫ
Самый мощный (т.е. толстый) угольный пласт (450 м)
находится в Канаде на месторождении Хат-Крик. На
втором месте — угольный пласт в бассейне Латроб-Велли,
Австралия (330 м), на третьем — пласты Экибастузского
бассейна в Казахстане и Челябинского бассейна в России
(по 250 м).
СТРОЕНИЕ
УГЛЕНОСНЫХ ТОЛЩ
Если сделать разрез угольного бассейна, можно
увидеть, что внутри он напоминает слоёный пирог.
Угольные пласты чередуются с глинистыми, песча-
но-глинистыми и песчаными. Число угольных
пластов иногда доходит до сотни. В глубоких
прогибах земной коры накапливались угленосные
толщи общей мощностью (т.е. толщиной) в несколько
километров.
Уголь
Песчаник
Аргиллит
Известняк fri i i|
Конгломерат 1оЯз1
Покровные отложения I
X
Если гигантским ножом вырезать из угольного
месторождения кубик, мы увидим причудливые складки,
в которые смяты угольные пласты
Одни угольные пласты простираются на сотни
и тысячи километров, другие резко изменяются на
коротком расстоянии и могут расщепляться,
образуя веер самостоятельных пластов.
Накопление угленосных осадков в различных
географических регионах длилось в течение одного или
нескольких геологических периодов; например, в
Кузнецком бассейне образование угольных пластов
продолжалось в течение каменноугольного,
пермского и юрского периодов. Пласты угля могут иметь
как простое строение — без включённых в уголь
слоев породы, так и сложное — когда слои угля
чередуются со слоями «пустой» породы. По
степени изменчивости толщины и строения
угольные пласты делятся на выдержанные (т.е. такие,
толщина которых отклоняется от средней
величины не более чем на 20%), относительно
выдержанные и невыдержанные. Угольный пласт
нередко оказывается частично размыт рекой,
протекающей по месторождению, или разрушен
морским прибоем.
452

КАК ИСКАТЬ УГОЛЬ
Очевидно, проще всего обнаружить залежь
каменного угля там, где обнажаются горные породы —
на склонах гор, крутых обрывах речных и морских
берегов. В поисках угля могут помочь животные,
роющие глубокие норы: вместе с почвой они
выбрасывают залегающие под ней горные породы. На
обнажение угольных пластов нередко указывает
так называемая «меловка» — отбелённые
временем глины, среди которых залегают угли.
Присутствие угля можно обнаружить и по горелым
породам — следам подземных пожаров угольных
пластов. Эти породы обычно окрашены в красивые
розовые и светлые тона.
Уголь Х//Л Аргиллит ll'.'v'l Песчаник
В обрывах по берегом иногда обножоются угольные
пласты, о обломки угля можно встретить но десятки
километров ниже по течению.
Опытный геолог не пройдёт мимо вспаханного
поля, где порой можно обнаружить кусочки
каменного угля, указывающие на близость его
залегания. Нередко на близость угля указывают
родники. Дело в том, что угли, как правило,
залегают среди песчаных толщ, а по ним обычно
движутся подземные воды, выходящие на
поверхность в виде ключей и родников. Хорошим
помощником геолога может стать образовавшийся
ночью иней. В лучах восходящего солнца он
исчезает не равномерно, а полосами, в первую
очередь он растает там, где близко к поверхности
подходят угольные пласты. Они нагреваются
быстрее, чем окружающие горные породы.
Для поисков угля используются также
специальные карты. На них условными знаками
выделены площади, где возможно открытие
месторождений. В распоряжении геологов имеется
мощная техника, позволяющая бурить глубокие
скважины, рыть канавы и шурфы (вертикальные
или наклонные подземные горные выработки),
Полезные ископаемые
закладывать разведочные шахты. Осо- lfr^\
бенно большую помощь геологам ока- |Ся.аД«Л|
зывают геофизики. Их приборы,
подобно рентгеновскому аппарату, просвечивают
толщу осадочных пород и находят в ней пласты
угля.
СКОЛЬКО УГЛЯ
В ЗЕМНЫХ НЕДРАХ
Запасы ископаемого угля огромны. Даже по самым
скромным оценкам его не менее 15 трлн т, а по
некоторым данным — даже до 30 трлн т. Это в
10 раз больше, чем нефти и газа вместе взятых.
Если сложить весь этот уголь, получится куб со
стороной 22 км. Он будет почти в 2,5 раза выше
Эвереста — высочайшей вершины на Земле, а
объём этого куба превысит 10 тыс. км3, что равно
объёму 20 млн пирамид Хеопса в Египте!
Разведанные запасы угля (1,6 трлн т)
составляют немногим более 10% общих ресурсов угля.
Запасы особенно ценных коксующихся (т.е.
способных превращаться в кокс) углей превышают
1 трлн т. Для разработки наиболее дешёвым
открытым способом пригодны 1,3 трлн т угля.
Основные угольные богатства сосредоточены в
Северном полушарии — в Европе, Азии и Северной
Америке. Угли обнаружены и под ледяным
покровом Антарктиды, где в пермском периоде
образовались миллиарды тонн угля. Насколько же
иным был климат на этом ныне ледяном
континенте 250 млн лет назад!
Если добыть весь уголь из земных недр, то получится «куб»
высотой 22 км — почти в 2,5 раза выше Эвереста/
Большой куб, вырезанный слева, равен количеству угля,
необходимого для удовлетворения потребности в энергии
до 2050 г. Маленький куб символизирует ежегодную
потребность в угле.
453

Энциклопедия для детей
В России из общих ресурсов угля на
долю каменных углей приходится
3230 млрд т, бурых — 1616 млрд т и
антрацитов — 39 млрд т. Запасы коксующихся
углей оцениваются в 441 млрд т. В европейской
части России находится всего 2% углей,
остальные — в азиатской.
КАК ДОБЫВАЕТСЯ
УГОЛЬ И КАКОВЫ
ОБЪЁМЫ ЕГО ДОБЫЧИ
С древнейших времён человек добывает
ископаемый уголь. В России добыча угля началась в
XVIII в. в Донецком (теперь его основная часть
находится на Украине) и Подмосковном бассейнах.
Пучение почвы, пласта
Обрушение кровли
Огромное давление горных пород нередко разрушает
подземные выработки — штреки и квершлаги.
САМАЯ КРУПНАЯ УГОЛЬНАЯ
ШАХТА В РОССИИ
Самая крупная в России шахта «Распадская» в
Кузнецком бассейне ежегодно выдаёт на-гора 6 млн т
высококачественного коксующегося угля.
САМЫЕ ГЛУБОКИЕ УГОЛЬНЫЕ
ШАХТЫ
^\дна из самых глубоких шахт (почти 1,5 км) находится
V/в Донецком бассейне; такие же шахты есть в
Нижнерейнско-Вестфальском бассейне в Германии и
Льежском бассейне в Бельгии.
САМЫЙ МОЩНЫЙ УГОЛЬНЫЙ
КАРЬЕР
Самый мощный угольный карьер — «Богатырь» в Эки-
бастузском бассейне (Казахстан) — даёт 50 млн т угля
в год.
5?
Существуют два основных вида добычи угля -
подземный и открытый. Подземный способ добычи
в шахтах — более трудоёмкий и дорогой. Но
основные запасы угля находятся на большой
глубине, и поэтому подземный способ наиболее
распространён. Для того чтобы добраться до
глубоко залегающих угольных пластов, пробивают
вертикальные и наклонные шахты. Диаметр их
обычно равен нескольким метрам, а глубина может
достигать 1 км и более. От шахт к пластам угля
ведут горизонтальные горные выработки —
квершлаги. Внутрь пластов идут штреки (тоже
горизонтальные горные выработки, не имеющие
выхода на поверхность земли), а вдоль пластов
вверх и вниз — наклонные подземные выработки:
уклоны (для подъёма различных грузов) и
бремсберги (для спуска полезных ископаемых на более
низкий уровень). В результате каждый пласт
рассекается на ♦панели» или * столбы», из которых
и добывают уголь. Величина шахт разная: мелкие
дают 300—600 тыс. т угля в год, средние — от
900 тыс. до 1,5 млн т, крупные — 2—3 млн и
шахты-гиганты — до 10 млн т.
Сначала человек добывал уголь лопатой и
кайлом (киркой). На смену им пришли отбойные
молотки и комбайны. Сегодня на шахтах
применяется высокопроизводительная техника.
Перспективен гидравлический способ добычи угля:
мощная струя воды из специального устройства —
гидромонитора — дробит уголь, который по
трубопроводу направляется на обогатительную
фабрику. Из тонких пластов уголь добывают с
помощью шнека, который напоминает винт
мясорубки с режущим наконечником.
Наиболее дешёвый и безопасный способ добычи
угля — открытый. Сначала огромные экскаваторы
(драглайны) с ковшами ёмкостью 100 м3 срывают
горные породы, закрывающие угольные пласты.
Затем мощные роторные экскаваторы высотой с
13-этажный дом сразу грузят уголь со скоростью
Шагающие экскаваторы — драглайны — срывают горные
породы, под которыми спрятан угольный пласт, а мощные
экскаваторы грузят уголь в WO-тонные самосвалы.
454

Полезные ископаемые
5 тыс. м3/ч в вагоны. Проектируются экскаваторы
производительностью 15 тыс. м8/ч. Средний по
величине угольный карьер (разрез) даёт 5—
10 млн т угля в год, крупный — десятки
миллионов тонн. Глубина некоторых разрезов превышает
400 м (Коркинский разрез на Урале). Открытым
способом в мире добывается больше половины
угля, в некоторых странах — весь уголь, в
России — 60%.
2/3 ископаемого угля, добываемого в мире,
приходится на каменные угли и 1/3 — на бурые.
В 1990 г. на планете добыто около 500 млн т
коксующегося угля. Китай превысил
миллиардный рубеж добычи угля, США вплотную
приблизились к нему.
Добытый уголь обычно содержит много
минеральных примесей. Поэтому, перед тем как его
использовать, уголь облагораживают: обогащают
на специальных фабриках, удаляя эти примеси и
тем самым снижая зольность угля.
КАК ИСПОЛЬЗУЕТСЯ
УГОЛЬ
Трудно найти отрасль народного хозяйства, где бы
не использовались уголь или продукты его
переработки. Основные потребители — энергетика и
промышленность. 2/3 угля сжигается на
электростанциях и в котельных. Кусковой уголь сжигается в
обычных топках, а угольная пыль — в факельных,
куда уголь вдувается из форсунок (особых
устройств для рыспыления топлива).
Перспективным является метод сжигания угля в
«кипящем слое»: слой мелкого угля толщиной 1—2 м
продувается снизу горячим воздухом и находится
во взвешенном состоянии, что обеспечивает
полноту его сгорания. Важно подчеркнуть, что на
крупных электростанциях топливо используется
на 90%, в промышленных котельных — на 70%,
а индивидуальными потребителями — только на
45%.
При нагревании угля без доступа воздуха до
1000° С получают кокс. В 1990 г. в России было
использовано для коксования 82 млн т угля.
Древесный уголь обладает удивительным
свойством — он задерживает в своих бесчисленных
порах вредные вещества. Именно эту особенность
угля использовал великий русский химик
Николай Дмитриевич Зелинский (1861—1953). Во
время Первой мировой войны он предложил
использовать активированный уголь для защиты
от отравляющих веществ (противогаз
Зелинского — Куманта). Благодаря этому изобретению
были спасены жизни миллионов людей. Основой
противогаза был древесный уголь, улавливающий
вредные газы — хлор, иприт и др. А сегодня уже
не древесный, а ископаемый уголь, обработанный
особым способом, служит надёжной преградой
всем вредным примесям в воде, воздухе,
различных растворах. Такие вещества, поглощающие
вредные примеси, называются адсорбентами. Они
используются для очистки воды, газов и растворов,
а также электродов, пластмасс,
смазочных масел и сотен других
продуктов. В Институте горючих
ископаемых профессором Софьей Ивановной Сури-
новой на основе ископаемого угля создан гемо-
сорбент для очистки крови, который широко
используется во многих странах мира.
Очень перспективным является получение из
угля синтетического жидкого топлива, а также
химических веществ, которые не могут быть
произведены из нефти и природного газа. Это,
например, углеродные материалы — волокна,
пластмассы повышенной прочности (с введёнными
в них углеродными волокнами), алмазоподобные
плёнки и др.
В настоящее время широко используется и
такой продукт переработки угля, как сажа. Когда
речь заходит о саже, сразу же возникает образ
андерсеновского трубочиста. Во времена, когда
широко применялось печное отопление, трубочист
был важной фигурой, избавляющей людей от
НЕФТЬ ИЗ УГЛЯ
И нефть, и уголь — углеводороды, но основное
отличие их друг от друга — разное содержание
водорода: в нефти f 3—15%, в угле 4—6%. Так вот, если
тонко размолотый уголь нагреть до 400—500е С при
давлении до 10 МПа (Мегапаскалей) и добавить
недостающее количество водорода, то уголь сжижается
и превращается в похожую на нефть жидкость, близкую
по свойствам к природной нефти. Этот процесс носит
название «гидрогенизация» — насыщение угля
водородом.
Гидрогенизация происходит гораздо быстрее в
присутствии катализаторов — веществ, ускоряющих ход
химических реакций. В качестве катализаторов
используют соединения молибдена, железа, алюминия и
других металлов.
Сколько угля нужно для получения тонны нефти? Это
зависит от его качества. Бурого угля надо 5 т, а
каменного — 2—3 т. Ресурсы угля, пригодного для
гидрогенизации, огромны и оцениваются в сотни
миллионов тонн, в первую очередь в наиболее
освоенных Кузнецком и Нанско-Ачинском, а также в
Иркутском, Ленском и других бассейнах. Так что в
будущем, когда иссякнут запасы природной нефти,
«угольная» нефть вполне сможет заменить ее.
В ЮАР уже действует несколько крупных заводов,
где из 30 млн т угля производится до 10 млн т
искусственной нефти. Если же заглянуть в историю, то
можно узнать, что первые опыты по гидрогенизации угля
были начаты в первой трети XX в. известным немецким
химиком Эмилем Фишером (18S2—1919). В
гитлеровской Германии нефть производили из угля (т.к.
в стране не было своей нефти) — до 5 млн т в год, и
двигатели фашистских танков работали на угольном
дизельном топливе.
Искусственная нефть имеет большое будущее. В
XXI в. масштабы гидрогенизации угля возрастут во много
раз, и объёмы получения искусственной нефти будут
сопоставимы с объёмами добычи её природной
«сестры».
455

Энциклопедия для детей
ГАЗ ИЗ УГЛЯ
Е'щё в начале XVI в. голландский естествоиспытатель
Я.Б. ван Гальский описал способ получения из
каменного угля горючего газа. А в 1690 г. доктор Клейтон
забавлял друзей тем, что нагревал каменный уголь и
поджигал выделяющийся из него газ (не придавая, однако,
серьёзного значения этому явлению). Однако интерес к
угольному газу возрос только в конце XVIII в. Быстро
растущие города требовали новых источников освещения
взамен свечей и масляных светильников. В 1792 г.
английский механик Уильям Мёрдок впервые оборудовал
газовым освещением свой дом и завод в городе Редруте.
Уже в начале XIX в. в Великобритании было построено
несколько небольших газовых заводов, на которых
I получали газ из угля.
Но газовое освещение было встречено с недоверием,
как это обычно и бывает с различными новшествами.
Более того, известный английский писатель Вальтер Скотт
возмущался: «Один сумасшедший предлагает осветить
Лондон -— чем бы вы думали? Представьте себе —
дымом!» А в одном из городов Северной Америки газеты
сообщили, что освещение улиц газом нарушает
божественные законы, по которым ночью должна быть
тьма, и будет способствовать усилению пьянства и
развращённости населения. Писали также, что при новом
освещении будут пугаться лошади и обнаглеют воры. Но
эти доводы не смогли остановить энтузиастов. Наконец, в
1812 г. английский парламент утвердил создание первой в
мире «Лондонской и Вестминстерской компании для
газового освещения и производства кокса». 31 декабря
1813 г. газом был освещен знаменитый Вестминстерский
мост. А в 1885 г. в Англии потреблялось уже 2,5 млрд м3
светильного газа (с помощью которого освещали улицы).
во многих странах начали строить газовые заводы: в
США — в 1816 г., во Франции — в 1820 г., в России — в
1835 г.
В XX в. на смену газу пришло электричество, для
производства которого тоже требовался уголь. А
угольный газ начал новую, не менее важную жизнь в качестве
топлива для экологически чистых электростанций и как
сырьё для получения множества ценнейших химических
продуктов.
УГОЛЬ И ЭЛЕКТРИЧЕСТВО
Как работает прожектор? Как плавят непокорные
тугоплавкие металлы? Делается это так. К двум
электродам, изготовленным из определённого сорта угля,
подводится электрическое напряжение, под действием
которого возникает ток. И между ними рождается
электрический разряд — яркая вольтова дуга. При этом
температура достигает нескольких тысяч градусов и
происходит интенсивное излучение света.
Любопытный факт: уголь в земных недрах постепенно
меняет многие свои свойства, в том числе электрические.
Бурый и каменный уголь плохо проводят электричество —
это полупроводники. А вот антрацит — прекрасный
проводник. Для изготовления электродов антрацит
проходит специальную обработку при высокой
температуре.
Антрациты добывают на востоке Донбасса и в
Западной Сибири (на юге Кузнецкого бассейна и в Гор-
ловском бассейне). А в США основные залежи антрацитов
находятся в недрах Пенсильванского бассейна. В будущем
большие перспективы связаны с антрацитами далёкого
Таймыра — заполярного полуострова на севере России.
X
хлопот, связанных с чисткой труб и дымоходов. Б
наше время профессия трубочиста стала редкой, а
сажа из вредного осадка в трубах превратилась в
весьма ценный продукт. Без неё нельзя изготовить
резину, типографские краски, тушь, различные
виды пластмасс, электроды и многое другое.
Как же делают сажу? Для этого мелке
раздробленный уголь быстро нагревают до 1200—
1300° С. Образующиеся при этом летучие вещества,
сгорая, дают высококачественную сажу. Но не из
всех углей получается хорошая сажа. Лучшая
сажа образуется при переработке специальных
газовых и жирных углей. Сажу также можно
производить, сжигая нефть или природный газ.
Всего в мире производится более 3 млн т сажи в
год.
С каждым годом сфера использования угля,
причём не только как топлива, непрерывно
расширяется. Так, например, многие бурые угли
содержат в большом количестве гуминовые
кислоты, столь необходимые для повышения
плодородия почв. Такие кислоты содержат и
залегающие неглубоко каменные угли, которые
подвержены окислению. Гуминовые удобрения творят
чудеса: урожайность овощей и зерновых культур
они повышают в несколько раз.
КАК СБЕРЕЧЬ ПРИРОДУ
В процессе разработки угольных месторождений
человек наносит огромный вред природе.
Происходит отчуждение больших земельных
территорий, занимаемых шахтами, угольными разрезами
и отвалами горных пород. При перевозке и
переработке угля загрязняются почва, воздух и вода. В
отвалах карьеров и шахт (отвалы пустой породы у
шахт называются терриконами) скопилось более
20 млрд м3 пород.
В последние годы всё больше внимания стало
уделяться рекультивации (восстановлению)
нарушенных горными работами земель, на которых
для этого сажается лес, разводятся сады.
Котлованы карьеров превращаются в озёра, в степных
районах возникают оазисы, «лунные» пейзажи
угольных бассейнов постепенно приобретают
земной облик.
При дальних перевозках уголь покрывают
специальными эмульсиями (смесями
нерастворимых друг в друге жидкостей), плёнки которых
не дают ему распыляться. Серьёзное внимание
обращается на улавливание вредных газов,
образующихся при сжигании угля на
электростанциях и в котельных. Ведь, например, серный
ангидрид (SO2), попавший в атмосферу,
возвращается на землю в виде кислотных дождей,
которые уничтожают леса и посевы, отравляют
почву.
Человек не должен забывать о вредных
последствиях своей деятельности и обязан возместить
наносимый природе урон, ибо от этого зависят и
судьба земных недр, и судьба лесов и водоёмов, да
и судьба самого человечества.
456

Полезные ископаемые
Многократно увеличенный кусочек угля, напоминающий
брюшко и лапки неизвестного насекомого.
ЗАГЛЯНЕМ
В БУДУЩЕЕ
Какова будет роль угля в XXI веке? Сколько
«солнечного камня» потребуется человечеству? Как
показывают расчёты, в XXI в. изменится
топливно-энергетический баланс мира и России. По
сравнению с 1990 г. доля угля в потреблении энергии
возрастёт к 2020 г. с 28 до 35%, а нефти —
снизится с 46 до 15%. Если в 1990 г. в мире было
добыто без малого 5 млрд т угля, то к 2020 г.
предполагается удвоить объём его добычи.
Не исключено, что темпы добычи угля в мире
будут ещё выше. Ведь имеющихся на планете
запасов угля хватит человеку на сотни и сотни лет,
а потребность в нём непрерывно растёт, области его
использования расширяются.
Развитие энергетики и других отраслей
промышленности во многих странах мира
ориентировано на уголь. Это позволит сделать
необходимую передышку в развитии атомной
промышленности и освоить более безопасные и
эффективные методы использования ядерной, а в
перспективе и термоядерной энергии, а также
энергии Солнца, ветра, внутреннего тепла Земли и
океана. Но рост добычи угля должен
сопровождаться разработкой и освоением действенных
и экологически чистых способов его
использования. Только в этом случае будет оправдано
широкое применение скрытой в угле практически
неиссякаемой тепловой и химической энергии.
ГОРЮЧИЕ СЛАНЦЫ
конце XVII в. британское правительство
выдало патент Мартину Илу и его коллегам,
которые «после многих трудов и затрат
действительно обнаружили способ извлекать и
добывать большие количества дёгтя, смолы и
масла из определённого вида камней, которых
имеется в изобилии в наших доминионах, и мы
желаем взлелеять и вдохновить все похвальные
начинания и проекты всех лиц, коих трудолюбием
находятся полезные ископаемые и выгодные
знания, ремёсла и изобретения».
Речь шла об открытии горючих сланцев. Уже в
далёком XVII в. люди научились вытапливать из
сланцев своеобразную жидкость — сланцевую
смолу, близкую по свойствам к нефти. Любопытно,
что переработка сланцев в жидкое топливо вошла
в практику задолго до начала промышленной
добычи нефти. Мировые запасы сланцев в
настоящее время составляют триллионы тонн. В связи с
истощением месторождений нефти они смогут в
недалёком будущем заменить её. Их можно просто
сжигать на электростанциях и получать дешёвое
457

Энциклопедия для детей
КАРТА МЕСТОРОЖДЕНИЙ

УГЛЯ И ГОРЮЧИХ СЛАНЦЕВ
^МЬ угольные бассейны
ф угольные месторождения
dtt сланцевые бассейны
ф сланцевые месторождения

Энциклопедия для детей
ГЛАВНОЕ МЕСТОРОЖДЕНИЕ
ГОРЮЧИХ СЛАНЦЕВ
Без малого половине горючих сланцев и сланцевой
смолы сосредоточена в одном бассейне Грин-Ривер
(США).
ПОКА ПОЛИТИКИ СПОРЯТ..,
Пока политики спорят о проблеме углерода, учёные
из разных стран мира скрупулёзно изучают
горючие сланцы. Ими руководят частью любопытство,
частью упрямство и частью самоотверженность, ибо
проблема горючих сланцев — одна из наиболее сложных и не
возникающих в случае других полезных ископаемых»
(Р.Ф. Кейн, известный австралийский учёный).
КИРПИЧИ ИЗ СЛАНЦЕВОЙ
ЗОЛЫ
Удивительно лёгкие (легче пемзы!) кирпичи-гиганты
готовят из сланцевой золы. Такой кирпич размером
20-40-60 см весит лишь несколько килограммов. Из этих
кирпичей меньше чем за неделю можно сложить стены
одноэтажного дома.
К
СЖИГАНИЕ В «КИПЯЩЕМ»
СЛОЕ
Наиболее прогрессивным энергетическим направлением
использования горючих сланцев является сжигание их в
«кипящем» слое — в топке мелко раздробленный сланец с
помощью вентиляторов поддерживается во взвешенном
состоянии («кипит»), благодаря чему сгорает полностью.
Этот способ с успехом применяется в Германии, где
сжигаются низкосортные сланцы, а после сжигания из
минеральной части получают отличный цемент.
х
электричество, как это делается на Эстонской и
Нарвской теплоэлектростанциях. Но большую
ценность они представляют как сырьё для
получения сланцевой смолы и других ценных продуктов.
ЧТО ТАКОЕ
ГОРЮЧИЕ СЛАНЦЫ?
Это — горные породы обычно светло-коричневого
или серого цвета, которые на 15—40% состоят из
органического вещества — продуктов разложения
водорослей и живых организмов. Если этого
вещества более 40%, то горючий сланец уже
называется сапропелитом, или сапропелевым углем.
Образовались сланцы в озёрах и приморских
лагунах (мелководных заливах, отделённых от моря
полосами песка). Нередко в них встречаются
превращенные в уголь остатки высших растений.
Среди минеральных частиц, которые составляют ос
тальные 60—85% вещества горючих сланцев,
чаще всего встречаются кальцит, доломит, кварц,
полевые шпаты, пирит и глинистые минералы.
Что же происходит с органическим веществом,
оказавшимся на дне моря, озера или лагуны? Здесь
останки организмов перерабатываются личинками
насекомых, моллюсками и микроорганизмами,
Образуется перегнивший ил — сапропель. В более
глубоких слоях этого ила преобразование
органического вещества отмерших растений и погибших
животных идёт без доступа воздуха в результате
деятельности анаэробных (т.е. способных жить без
кислорода) бактерий. Таким образом рождается
органическое вещество сланцев — кероген. При
погружении сланцев на большие глубины, где
действуют повышенные температуры и давления,
кероген разлагается. Образуются различные
углеводороды, которые при благоприятных условиях
могут создавать месторождения нефти и газа.
При сильном увеличении можно увидеть, что
сланцы состоят из остатков разнообразных
водорослей и моллюсков, скелетов рыб и животных, а
также продуктов их полного разложения.
Первые месторождения сланцев образовались в
далёком докембрии, им более 1 млрд лет. Они
гораздо старше самого древнего угля, которому
«только» 300—400 млн лет. Примерно 40% всех
сланцев образовалось в палеозойскую эру, около
30% — в мезозойскую, 25% — в кайнозойскую.
Залежи горючих сланцев обычно представляют
собой пласты толщиной в несколько метров. Но
встречаются сланцевые залежи общей толщиной
даже до 600 м (Грин-Ривер, США),
представляющие собой частое переслаивание пластов
горючих сланцев и различных осадочных пород. Б
некоторых бассейнах, например Прибалтийском,
присутствует только один 2—3-метровый пласт.
Есть многопластовые месторождения — Фушунь в
Китае, Болтышское на Украине.
К основным характеристикам сланцев
относятся влажность, содержание золы и серы, теплота
сгорания и выход смолы при нагревании без
доступа воздуха до 500° С. Совокупность этих
свойств позволяет оценить качества сланцев и
определить основные направления их
использования.
Лучшие по качеству сланцы — в
Прибалтийском бассейне, а также в бассейне Сидней в
Австралии.
СКОЛЬКО НА ЗЕМЛЕ
ГОРЮЧИХ СЛАНЦЕВ?
Очень много — десятки триллионов тонн. При их
переработке может быть вытоплено 550 млрд т
сланцевой смолы.
3/4 ресурсов сланцевой смолы сосредоточено в
недрах Америки, из них 220 млрд т — в
бассейне-гиганте Грин-Ривер (США) и 112 млрд т
в бассейне Ирати (Бразилия). В России кроме
460

Полезные ископаемые
западной части Прибалтийского бассейна имеется
ещё ряд крупных сланцевых бассейнов: Волжский
(ресурсы сланцевой смолы — 4,5 млрд т),
Тимано-Печорский (0,5 млрд т), Вычегодский
(2,8 млрд т), Оленёкский (34 млрд т).
КАК И СКОЛЬКО
ДОБЫВАЕТСЯ
ГОРЮЧИХ СЛАНЦЕВ?
Добывают сланцы и в шахтах, и в карьерах (т.е. в
местах открытой разработки). В XIX и начале
XX вв. добычей сланцев занимались многие
страны — Австралия, Бразилия, Новая Зеландия,
США, Швейцария, Швеция, Испания, Китай,
ЮАР и др. А в конце XX в. в промышленных
масштабах добыча горючих сланцев ведётся только
в России (месторождение около Санкт-Петербурга,
а также Кашпирское в Волжском бассейне) — до
10 млн т в год, в Эстонии (Эстонское
месторождение) — до 20 млн т и в Китае (Фушунь) —
десятки миллионов тонн. В США и Бразилии
добывается несколько миллионов тонн сланцев для
различных исследований их свойств.
КАК ПОЛУЧАЮТ
СЛАНЦЕВУЮ СМОЛУ?
Её получают путём нагревания мелко
раздробленного сланца до температуры 500° С и выше.
Органическое вещество при этом разлагается,
образуя масляный пар. После конденсации (т.е.
сгущения) он даёт вязкую сланцевую смолу, газ и
углистый остаток. Из сланцевой смолы получают
высококалорийное топливо, масло для пропитки
древесины, дубители, клей, ихтиол (маслообразное
лекарственное вещество), моющие средства,
электродный кокс (для изготовления электродов),
парафин. Сланцевая смола также используется
при производстве пластмасс и резины.
Горючие сланцы — сложное по составу полезное
ископаемое. По сравнению с другими горючими
ископаемыми они содержат меньше органического
вещества и, следовательно, дают меньше тепла,
выделяемого при сжигании. По этому важному
показателю они в 2 раза уступают каменному углю
и в 4 раза — нефти. Вот почему важно максимально
использовать как органическую, так и
минеральную части сланцев. Сланцевая зола с успехом
применяется в строительстве при производстве
цемента, блоков, панелей. Сланцы содержат ряд
редких элементов — уран, ванадий, молибден,
рений и др.
СЛАНЦЫ
В XXI ВЕКЕ
За долгую историю добычи и переработки горючих
сланцев происходили неоднократные спады и
подъёмы. В конце XX в. наметился очередной
подъём. В ряде стран горючие сланцы сегодня
рассматриваются как весьма перспективные энер-
Горючий сланец под микроскопом.
СЛАНЦЫ — ИСТОЧНИК
РЕДКИХ ЭЛЕМЕНТОВ
В горючих сланцах некоторых бассейнов и
месторождений содержится много редких элементов, в
первую очередь урана. В Швеции на месторождении
Вестерланд намечается получать в год 240 т урана, а
также 600 т ванадия, 200 т молибдена и 200 т никеля, В
Австралии уран и ванадий предполагается извлекать из
сланцев месторождения Джулия-Крик. Много бериллия
содержат сланцы болгарского месторождения Врез-
ники. В сланцах Средней Азии обнаружено большое
количество рения (Кызылкумский и Амударьинский
бассейны). Повышенное содержание молибдена
характерно для сланцев Волжского бассейна.
МИНЕРАЛЬНАЯ ВАТА ИЗ
СЛАНЦЕВЫХ КАРЬЕРОВ
Из известняков и глинистых пород сланцевых
месторождений получают минеральную вату —
ценнейший теплоизоляционный материал. Породу
расплавляют при температуре /400° С, а расплавленное
вещество раздувают особым способом.
Р СЛАНЦЕВЫЕ КАРЬЕРЫ
ВОЗВРАЩАЮТ ЗЕМЛЮ
В Прибалтийском бассейне восстановлено более
80% земель, нарушенных сланцевыми карьерами. Здесь
высажены сосна, лиственница, берёза, тополь,
выращивают зерновые и овощные культуры.
X
461

Энциклопедия для детей
гетические источники, причем их
использование ориентировано на
производство сланцевой смолы как
заменителя нефти. Американские специалисты полагают,
что в 2000 г. из сланцев будет произведено
несколько миллионов тонн жидкого топлива, в Марокко-
до 7 млн, а в Австралии — до 13 млн т. Не хочет
отставать и Бразилия: в 2000 г. она намерена
выпустить первые миллионы тонн синтетической
нефти.
ТОРФ
ОБРАЗОВАНИЕ
ТОРФА
щ гщ га огромных пространствах Европы, Сибири,
г— Дальнего Востока и Северной Америки
-_L-Умного болот. Они занимают площадь почти
в 180 млн га. В центральных и северных областях
России болотами покрыто от 10 до 30% земель, а
в Западной Сибири — ещё больше. В болотах
постоянно наблюдаются недостаток кислорода и
высокая влажность. Они предохраняют от полного
разложения остатки растений, которые,
накапливаясь из года в год, постепенно превращаются в
однородную массу чёрного или коричневого цвета.
Это торф. Обычно он насыщен водой на 85—95%.
Для того чтобы остатки погибших растений
могли сохраняться длительное время и
образовывать залежи торфа большой мощности,
необходимы особые условия. Если дно опускается быстрее,
чем накапливаются остатки растений, то болото
превращается в озеро и торф больше не образуется.
Дно заносится илом и песком. Если же прогибание
дна отстаёт от накопления растительного
материала, то он начинает разлагаться. Только
совпадение скоростей накопления остатков растений и
прогибания дна порождает удивительное создание
природы — торф. В нём собраны ценнейшие
органические и неорганические вещества. Они
могут использоваться в самых различных
областях — сельском хозяйстве, химии, медицине,
металлургии, энергетике...
ТОРФ — ХРАНИЛИЩЕ
ДРЕВНОСТЕЙ
Торфяники, в которые не проникает воздух,
представляют собой настоящий кладезь для
археологов, идеальные естественные хранилища
древностей: оружия, одежды, жилищ, предметов
обихода живших до нас людей. В Германии близ
Гамбурга в слоях торфа были обнаружены настил
древней дороги и монеты эпохи Римской империи.
В одном из австрийских торфяников была найдена
монета с изображением римского императора,
относящаяся к I в. н.э. В Швеции в залежах торфа
сохранились предметы времён викингов (VIII—
XI вв.). В 1958 г. близ Ярославля была найдена
стоянка первобытного человека: жилище его
стояло на высоких сваях посередине большого
озера, которое со временем превратилось в болото.
Свайные постройки были погребены под толстым
КАК ЛЁД ПОРОДИЛ ГОРЮЧЕЕ
ИСКОПАЕМОЕ
Интересно /знать, что большую роль в образовании
торфяных болот сыграли ледники. Дело в том, что
благодаря оледенениям многие районы Земли приобрели
равнинный рельеф с обилием озёр и болот, А влажный климат
создал благоприятные условия для расцвета влаголюбивой
растительности и образования торфяных залежей. Около
95% ресурсов торфа сосредоточено в областях,
подвергавшихся в прошлом оледенению. Так лёд «породил»
горючее ископаемое!
ГДЕ БОЛЬШЕ ВСЕГО
ТОРФА?
В Западной Сибири — несколько тысяч торфяных
месторождений, а запасы торфа в них (114 млрд т)
составляют 70% всех торфяных ресурсов России. Здесь
находится крупнейшее в мире Васюганское месторождение
площадью 5 млн га. Со временем этот регион сможет да-
вать до SO млн т высококачественного торфа в год. А в
европейской части России знамениты болота Мещёрской
низменности в бассейне рек Оки, Москвы и Клязьмы. Их
площадь — 1 млн га. Здесь в городе Шатура построена
первая в России электростанция, работающая на торфе.
х
ТОРФЯНИКИ
ЮЖНОЙ АМЕРИКИ
Б книге «Дневник путешествия на корабле „Вигль!'» Чарлз
Дарвин дал весьма подробное описание залежей торфа
в Южной Америке, в частности на Огненной Земле. «На
этих островах, — писал он, — споровые растения находят
для себя самый удобный климат... Равнины покрыты всегда
толстым слоем торфа».
ЧТО МОЖНО
ПОЛУЧИТЬ ИЗ ТОРФА
оценке специалистов, только в Западной Сибири
ресурсы торфа позволяют получить 40 млрд м3 газа,
более 1 млн т бензина и толуола, 7 млн т фенолов и смол,
содержащих химические соединения, которые сложно
получить из нефти. При необходимости западносибирские
запасы торфа могут обеспечить и работу электростанций
мощностью до 30 млн кВт. Но главное, конечно, — это
возможность производства 40—SO млн т органических
удобрений и различной торфяной продукции для сельского
хозяйства.
гк
X
462

Полезные ископаемые
Снимок торфяного болото, сделанный из космоса.
слоем торфа, в котором сохранились выточенные
из костей животных гарпуны, каменные мотыги,
топоры, наконечники для стрел и глиняные
черепки.
ИСТОРИЯ
ОСВОЕНИЯ ТОРФА
Первые сведения о торфе как о * горючей земле»,
используемой для нагревания пищи, приведены в
♦Естественной истории» Плиния Старшего (46 г.
н.э.). В Европе торф добывался уже в XII в. В
России добыча торфа была начата при Петре I,
который в 1703 г. предписал: «Искать всемерно
торфу, чтобы было подспорье дровам». М.В.
Ломоносов, впервые применивший микроскоп для
изучения торфа («турфа»), писал в книге «О слоях
земных» (1763 г.): «Он подлинно есть некоторая
порода подземного мху, которой великое
множество... Турфовая материя есть весьма мелкий мох по
своему строению и частей расположению».
В 1920 г. на торфе Мещёрских месторождений
стала работать Шатурская электростанция в
Подмосковье. В бывшем СССР насчитывалось 80
торфяных электростанций.
СОСТАВ ТОРФА
Болота-торфяники обычно располагаются в
долинах рек или на приморских низменностях
(низинные болота), водоразделах (верховые болота)
или на склонах возвышенностей (переходные
болота). Тысячелетиями в этих болотах накапливались
остатки растений. Вроде бы немного — по 1 мм в
год. Но известны торфяники, где толщина залежей
торфа достигает нескольких десятков метров. Для
каждого типа торфяника характерны
определённые растительные
сообщества и состав торфа. Например, помимо
типичных болотных растений характерным для
верховых болот является мох сфагнум, а для
низинных — мох гипнум.
Любопытно, что основные залежи торфа
образовались и накопились в областях с умеренным
климатом, а не в тропиках. Дело в том, что в
тропиках, в условиях тёплого и влажного климата,
растения не только во много раз быстрее растут, но
и, погибая, гораздо быстрее разлагаются. Поэтому
накопления их органических остатков почти не
происходит. В средних и высоких широтах — в
зонах лесостепей, тайги и тундры — условия
образования торфяников более благоприятны, т.к.
процессы роста и разложения растений
замедлены.
Торф образуется как из погибших растений,
произраставших на самом торфяном болоте или его
берегах, так и из остатков растительности,
принесённых водными потоками или ветром. В
основании торфяных залежей иногда встречаются
слои сапропеля — перегнившего ила, состоящего
из остатков водорослей и низших растений.
ОБЪЁМЫ ТОРФЯНЫХ
^__ ЗАЛЕЖЕЙ
Толщина пластов торфа меняется от нескольких
десятков сантиметров до нескольких метров. На
некоторых месторождениях она достигает 10 и
даже 25 м. Торфяная залежь может состоять из
одного вида торфа или из чередования слоев торфа
разного вида. Месторождения торфа разделяются
и по размеру: мелкие — площадью до 100 га,
средние — 100—1000 га и крупные — более
1000 га; и по величине запасов: мелкие — до
10 млн т, средние — 10—100 млн т, крупные —
более 100 млн т. Для изучения месторождений
проводятся поисковые и разведочные работы, под-
считываются запасы торфа, оценивается
подготовленность их для разработки.
Общие ресурсы торфа в мире, большая часть
которых находится в Европе, Азии и Северной
Америке, достигают 0,5 трлн т.
ДОБЫЧА И ИСПОЛЬЗОВАНИЕ
ТОРФА
Раньше торф добывался специальными лопатами,
металлическая часть которых была согнута под
прямым углом. Такой лопатой в годы Великой
Отечественной войны подмосковные школьники
нарезали тысячи торфяных * кирпичей >,
укладывая их по сто штук в пирамидки для просушки.
Затем торф стали добывать экскаваторами в
карьерах или размывать струёй воды из специальных
машин — гидромониторов, a hotqm высушивать на
ровных площадках.
Сегодня почти весь торф добывается фрезерным
способом. Он заключается в том, что торфяную
залежь предварительно осушают с помощью
463

Энциклопедия для детей
Степень концентрации торфа,
тыс. т на 1 км2:
Г" I высокая (свыше 30)
I I средняя (10-30)
I I низкая (менее 10)
\ 1 незаторфованные площади
■
-£L
лГ
специальных каналов, очищают от деревьев и
кустарников и выравнивают. После этого
производят собственно фрезерование (измельчение)
подсушенного слоя торфа, ворошат торф, чтобы он
был лучше просушен, и, наконец, собирают в
штабели.
Все эти операции полностью механизированы.
Наиболее совершенны пневматические комбайны,
которые специальными «хоботами» засасывают
торфяную крошку. Добыча намного ускоряется,
т.к. это заменяет сразу и ворошение, и сбор торфа.
На отечественных заводах изготавливают
высокопроизводительные машины для добычи, погрузки
и перевозки торфа. Эти машины используются не
только в России, но и экспортируются за рубеж.
Добыча торфа в мире постоянно растёт: 1913 г. —
2,4 млн т; 1980 г. — 138 млн; 1990 г. — 190 млн т.
Наибольшее количество торфа добывается в России
и странах ближнего зарубежья (бывших
республиках СССР) — 175 млн т.
В недалёком прошлом торф шёл в основном на
отопление домов и сжигался в печах
электростанций. Со временем сфера использования торфа
постоянно расширялась. Ныне от 70 до 80% торфа
используется в сельском хозяйстве в качестве
удобрения, стимулятора роста растений, кормовых
добавок для животных и даже для подстилки на
животноводческих фермах. Торфяная подстилка
намного выгоднее, чем солома или опилки, т.к.
тонна такой подстилки даёт впоследствии 5 т
высококачественного органического удобрения.
Широко используется торф в парниках и
теплицах. Для выращивания саженцев и рассады
производятся специальные торфоперегнойные
горшочки (состоящие из смеси торфа и перегнойной
земли). Торфодерновыми «коврами» укрепляются
откосы дорог, озеленяются комплексы жилых и
промышленных зданий.
Торф — источник многих ценных продуктов:
воска, органических красителей. При нагревании
из торфа получают сульфат аммония,
аммиак, фенолы, уксусную кислоту, метиловый
спирт, смазочные масла, парафин,
активированный уголь. Кроме того, из торфа производят
этиловый спирт, щавелевую кислоту, газ,
кормовые дрожжи.
464

долгий
путь жизни
ПОЯВЛЕНИЕ
ЖИЗНИ НА ЗЕМЛЕ
1 ^ углубляясь всё дальше и дальше в историю
^ нашей Земли, учёные убедились в том, что
ЯУ жизнь развивалась от простого к сложному.
Логика требовала признать, что когда-то на Земле
не было никаких организмов.
Была безжизненная Земля, окутанная ядовитой
для живых существ атмосферой, лишённой
кислорода; гремели вулканические извержения,
сверкали молнии, жёсткое ультрафиолетовое
излучение пронизывало атмосферу и верхние слои
воды... Все эти грозные явления, губительные для
жизни, тем не менее работали на жизнь. Под их
влиянием из окутавшей Землю смеси паров
сероводорода, аммиака, угарного газа начинают
синтезироваться первые органические соединения.
Чем дальше, тем больше — и вот уже океан
переполнен органическим веществом. Волны
взбивают пену в этом «первичном бульоне». Пузыри и
капли в оболочке из органических веществ
обретают сначала вид, а потом и качества первых
клеток. И вот биологическая эволюция вступает в
свои права.
Этот логичный на первый взгляд сценарий
зарождения жизни на Земле, к сожалению, не
подтверждается современными данными
биофизики, биохимии и фактическим материалом
геологии. Биофизики и биохимики считают, что
вероятность самосборки функционирующей живой
клетки даже при наличии всех необходимых
материалов равна вероятности самосоздания ком-
пьютера> если сбросить с пятиэтажного дома
абсолютно все необходимые для него детали.
Геология не имеет реальных подтверждений
того, что когда-либо, даже в очень отдалённые
времена, наша планета была безжизненной. Самые
древние земные породы возрастом около 4 млрд лет
несут в себе отчётливую метку жизни.
Дело в том, что современные методы позволяют
определить по соотношению изотопов некоторых
химических элементов, каким образом возникло
вещество, содержащее этот элемент: путём
неорганического синтеза или было создано живым
организмом. Важнейшим из этих элементов
является углерод, который входит в состав и
неорганических минералов, и органических
веществ. Например, при сжигании дотла дерева или
автомобильной покрышки от них останется только
горстка сажи — чистый углерод. С помощью
изотопного анализа можно установить, что
углерод, оставшийся от дерева или раковины, резко
отличается от углерода автопокрышки.
Так учёные выяснили, что углерод, содер-
466

Долгий путь жизни
жащийся в веществах из самых древних
отложений Земли, имеет изотопный состав,
отвечающий «живому» углероду, т.е. они являются
остатками некогда существовавшей жизни. Эти
выводы перекликаются с мнением нашего
великого соотечественника В.И. Вернадского,
считавшего, что биосфера (т.е. жизнь) геологически
вечна: жизнь на Земле существует столько же
времени, сколько и сама Земля как планета.
X" Г так, о самых разных этапах земной жизни
у мы знаем только то, что она была. Неиз-
Л-_1вестно, правда, какая именно жизнь —
скорее всего это было нечто похожее на бактерии
или водоросли. Оно состояло из клеток или было
клеткой, но не имело обособленного ядра внутри.
Большинству из этих существ солнечный свет не
был нужен — энергию для своей жизни они могли
получать за счёт химических реакций и без
участия кислорода, а пищу — из неорганических
веществ; они никого не ели и их никто не ел.
Однако уже 3,5 млрд лет назад появились
первые одноклеточные организмы, которые
усваивали энергию солнечных лучей в процессе
фотосинтеза. Все эти простейшие формы жизни — не
животные и не растения — существуют и сейчас,
хотя мы их обычно не замечаем. А в те времена
они были единственными живыми существами.
Хотя каждый отдельный организм — бактерия или
одноклеточная водоросль — не был заметен
невооружённым глазом, однако колонии из
миллиардов особей покрывали живой тонкой плёнкой
огромные пространства морского дна и суши.
Особенно обильны они были в местах
вулканических извержений, там, где вырываются из земли
пары и газы. Губительные для растений и
животных сероводород, сернистый газ или метан
были источниками жизни разнообразных бак-
начале протерозоя ландшафт изменился
мало, однако произошли невидимые глазу
изменения качества жизни. Всё больше
организмов стали использовать энергию Солнца.
Появились гетеротрофы — организмы, которые
Значит ли это, что жизнь была занесе- Х^ШШ
на из глубин Вселенной вместе с тем | х£%Х |
веществом, из которого образовалась
планета, или что в самом этом веществе
существовала жизнь, но в какой-то другой, неизвестной нам
форме, и развивалась на Земле, приобретая
знакомый вид? И если палеонтология пока не
вправе говорить о возникновении жизни, то о её
земной истории эта наука уже кое-что знает.
АРХЕЙ.
терий. В этих местах плёнка жизни была толще,
обильной была жизнь и в приливно-отливной
полосе на границе моря и суши. По воде
расплывались зелёно-жёлтые пятна — скопления
колоний морских фотосинтезирующих водорослей.
От них и бактерий дошли до нас первые
вещественные остатки: слоистые известковые
постройки — строматолиты (от греч. «строма» —
«покров», «литое» — «камень»). Берега были
покрыты серовато-зелёной слизью — это колонии
водорослей, от которых оставались известковые
плёнки. Наслаиваясь год за годом, они образовали
эти древнейшие окаменелости.
Пустынные каменные утёсы, иссушенные
палящим солнцем, казались безжизненными, но после
ливней и гроз они покрывались разноцветными
пятнами. Это оживали колонии одноклеточных
организмов. Жизнь ещё многого не умела, она ещё
не научилась по-настоящему расти и двигаться.
Она умела главное — жить, приспосабливаться к
любым, самым невероятным условиям и
потихоньку приспосабливать условия к себе. Она могла
создавать собственную среду обитания — среду,
необходимую для будущей жизни. Расползаясь по
планете, жизнь готовила почву для последующих
поколений. Это был очень и очень долгий путь —
почти 2 млрд лет продолжалось архейское время,
и ещё 1 млрд лет тянулся протерозой.
употребляют уже готовые органические вещества.
Усложнились отношения между обитателями
планеты. Они уже не сами по себе извлекают энергию
и питание из окружающей среды, а включаются во
взаимосвязанные пищевые и жизненные цепи.
ПОЧТИ НЕ ИЗВЕСТНЫЕ
СТРАНИЦЫ жизни
ПРОТЕРОЗОЙ.
НА ПУТИ К РАЗНООБРАЗИЮ
467

Энциклопедия для детей
Постепенно климат стал более
суровым. Ледниковый покров
распространился почти по всей планете.
Изменения условий и всё возрастающие способности
живых организмов привели к усложнению
строения клетки. Появились первые эвкариоты — тоже
одноклеточные организмы, но уже обладавшие
обособленным ядром, в котором
концентрировалось вещество, несущее информацию о
наследственности, — дезоксирибонуклеиновая кислота
(ДНК). На смену почкованию и простому делению
пришли новые способы размножения,
позволявшие иметь более разнообразное потомство.
Возникли животные и растения. Первые научились
активно передвигаться — выбирать хорошие места
для жизни и избегать плохих. Растения начали
интенсивней усваивать солнечную энергию, что
способствовало увеличению размеров тела.
Удивительные и до сих пор необъяснённые
явления происходили на нашей планете более
2,5 млрд лет назад. На огромных пространствах
морского дна накапливались отложения, которые
называются железистыми кварцитами. Они
состоят из чередующихся слоев кварца и содержащего
железо минерала магнетита. Многокилометровые
толщи железистых кварцитов распространены по
всему миру. На территории бывшего СССР это
знаменитые железорудные месторождения
Курской магнитной аномалии (Россия) и Кривого Рога
(Украина). Запасы железной руды поистине
неисчерпаемы. Как образовались эти горные породы —
загадка. И хотя некоторые учёные пытались
объяснить накопление в морских осадках этих
колоссальных количеств железа вулканическими
извержениями, скорее всего это результат
жизнедеятельности особых бактерий. И в настоящее
время известны бактерии, которые образуют
внутри своей клетки крошечные кристаллики
магнетита и реагируют на магнитное поле. Это
пережившие миллиарды лет отголоски некогда
процветавшей жизни.
В протерозойских отложениях остатки
организмов встречаются всё чаще — это в большинстве
своём такие же круглые одноклеточные бактерии
и водоросли, но среди них уже существовали и
нитевидные, и разветвлённые, и жгутиковые
водоросли. Появились колониальные формы, где
отдельные организмы объединились в общую
систему.
Мы почти ничего не знаем о самых первых
многоклеточных существах, но точно знаем, что
они жили не менее 1,5 млрд лет назад. От них
остались следы зарывания — зарывающееся
животное должно было иметь сильные мускулы и
явно не могло быть одноклеточным организмом, (h
них в осадочных породах остались мелкие черве
образные «колбаски», называемые вермикулита
сами (что в переводе означает «червь»). Это —не
что иное, как затвердевшие комочки илистого
грунта, которые прошли через кишечник каких-то
животных. По-видимому, многие из первых много
клеточных организмов были илоедами. Они про
пускали через себя переполненные питательным
веществом верхние слои морского ила и улавлива
ли живые бактерии и водоросли, которые в нём
обитали.
И только в самом конце протерозоя — 700-
800 млн лет назад — берёт начало удивительный
мир разнообразных и необычных животных. Они
сохранились в виде отпечатков и слепков на
некогда мягком иле. Эти животные были и
похожи, и не похожи на тех, которых мы знаем
сегодня. Многие из них оставили круглые
отпечатки и сравниваются с современными медузами и
другими кишечнополостными животными.
Некоторые напоминают разнообразных червей; другие
похожи на полосатые «раковые шейки» — это их
сближает с членистоногими животными. И много
таких, которых невозможно сравнить ни с какими
из известных животных. Например, трибрахи
диум или алъбумарес с их трёхлучевой
симметрией, что совсем не встречается ныне в
животном царстве. На мелководьях процветали
огромные водоросли — вендотении, похожие на
морскую капусту, достигавшие в длину 1 м. Толщу
воды и верхние слои ила так же, как и раньше,
заселяли бактерии, водоросли, грибы. Их строение
усложнилось, появились многоклеточные,
членистые, спиральные формы. Сферические
микроорганизмы — акритархи — обычно круглые и
гладкие, приобрели шипы и выросты, которые
характерны для более поздних палеозойских форм.
Всё необычно было в этом мире. Десятки
вопросов «что», «как» и «почему» возникают при
его изучении. Что за странные то ли растения, то
ли животные, похожие на перья, вырастают из
круглого диска, зарытого в грунт? Почему
животные приобрели такие большие размеры, тогда как
и до и после них обитали более мелкие существа?
Как могли сохраниться на отпечатках такие
тонкие детали их мягкого, студенистого тела —
ведь ни одно из этих животных не имело твёрдых
частей и покровов? Много, очень много вопросов,
которые ждут ответов...
Отпечатки и слепки удивительных мягкотелых организмов, которые обитали
в вендских морях.
1. 5. Птеридиниум.
2. Медузообразные отпечатки белтанеллиформис.
3. Слева — трибрахидиум; в центре — вендия; справа — парванкорния.
4. Чарния.
6. Диккинсония.
7. Следы ползания вендских животных.
8. Сприггина.

Долгий путь жизни
7

Энциклопедия для детей
ПАЛЕОЗОЙ.
НАЧАЛО
«ЯВНОЙ» ЖИЗНИ
КЕМБРИИ.
ПРИРОДА ДЕЛАЕТ
ГОРШКИ
/Г>\ начала кембрия — первого периода палеозой-
[ ской эры — мир жизни на Земле быстро и
^Упоразительно изменился. Если остатки более
древних организмов встречаются редко и о том, что
это были за существа, часто приходится только
гадать, то теперь перед нами открывается богато
иллюстрированная многочисленными и
разнообразными раковинами, панцирями, трубками,
шипами книга каменной летописи. Облик многих из
них нам хорошо знаком. Правда, размеры этих
существ очень малы — меньше 1 см. Обитатели
предшествующей эры — гиганты по сравнению с
ними.
Что же случилось? Почему в кембрии мы не
находим остатков процветавших ранее крупных
мягкотелых животных, прекрасно обходившихся
без скелета — * защиты и опоры»? Вымерли? Или
всё же жили, но не оставили, как прежде, следов
и вычеркнули себя из палеонтологической лето-
Палеонтологическая реконструкция кембрия.
470

Долгий путь жизни
писи? Наверное, мелочь, которой раньше и видно
не было, обзавелась прочным минерализованным
скелетом и заявила о себе в полный голос. Во
всяком случае * взрыв» скелетной фауны в начале
кембрия как бы с красной строки вписан в
летопись жизни на Земле — именно с него 570 млн
лет назад начался новый отсчёт времени.
Закончилось время скрытой жизни — криптозой, и
начался фанерозой — время явной жизни.
Как только ни пытались это объяснить. Может
быть, появились хищники, которые съели
больших и мягких животных, а маленькие, спасаясь,
обзавелись прочной бронёй? А может быть,
повинно космическое излучение, из-за которого
появились мутанты со скелетом? А может быть,
стало больше солей в воде, и у жителей моря начал
образовываться из них скелет? Ещё много других
догадок и гипотез выдвигали учёные. Но ни одна
из них не смогла объяснить всего, хотя в каждой
есть доля истины.
На планете действительно что-то происходило.
В кембрии образовались мощные
толщи фосфоритов. Сегодня это крупные
месторождения ценного удобрения и
сырья для химической промышленности. Это
гигантское фосфоритовое месторождение Каратау
в Казахстане, многочисленные фосфоритовые
рудники в Китае и других странах. Учёные до сих пор
спорят о том, что заставило минералы фосфора
выпасть в осадок. Некоторые считают, что фосфор
поступал из недр Земли; другие уверены, что к
этому причастны бактерии. И, конечно, не
случайно, что именно в это время у древних организмов
появляется скелет, причём или целиком
состоящий из фосфата кальция, или пропитанный им.
Но дело даже не столько в том, чтобы назвать
причину, сколько в том, чтобы понять, как это
происходило. Появление скелетной фауны —
событие не только общемирового, но и вселенского
масштаба. Впервые живая материя * научилась»
создавать не только себе подобных, но и свою
противоположность — вторую неживую природу,

Вверху — первое известное в палеонтологической
летописи хордовое Животное — пикайя, жившее около
530 млн лет назад. Окружающие его странные животные
(слева направо): диномисхус, галлюцигения, виваксия
(а также многочисленные не изображённые здесь
трилобиты и членистоногие) вымерли, не оставив потомков.
Потомки пикайи начали долгий путь эволюции хордовых,
ведущий к человеку.
НАШ САМЫЙ ПЕРВЫЙ ПРЕДОК
Р системе живой природы мы — всего лишь один из
Dмиллионов и миллионов биологических видов. Вместе с
неандертальцами и питекантропами мы составляем один
род Homo (человек), вместе с австралопитеками и рамапи-
теками — одно семейство Hominidae (люди). Люди и
обезьяны от шимпанзе до гамадрила входят в один отряд
Primates — князья, высшие млекопитающие. Вместе со
слонами и зайцами, мышами, ослами, медведями мы
объединяемся в один класс Mammalua — млекопитающие;
все мы вместе с рыбами, лягушками, динозаврами и
орлами — позвоночные животные (подтип Vertebrafa). И
наконец, если добавить в эту разношёрстную (разнопёрую,
разнокожую, разночешуйную) компанию ланцетника и
оболочников — странных морских животных, похожих на
двугорлую колбу — то получим особый тип животных
I хордовых (Chordata).
Несмотря на громадные различия, все хордовые имеют
общие черты строения и развития, а значит, все они когда-
то имели общего предка. Три главные особенности
объединяют всех хордовых, отличая их от других типов
I животных.
У хордовых цепочка нервных клеток образуется на
спинной стороне, а не на брюхе, как у всех «нехордовых».
Эта нервная цепочка превращается в конце концов в
спинной мозг, а его передняя часть с узлами нервных
клеток — в головной мозг.
На ранней стадии развития у хордовых на спинной
стороне кишечного тракта образуется продольная щель,
которая, обособляясь от кишечника, формирует полую
трубку — хорду. Это из неё впоследствии образуется
позвоночник. По бокам передней части глотки у хордовых образо~
1ались сквозные отверстия. Первоначально польза от этого
>ыла не такая уж и большая: вода, омывающая жабры,
юступала через эти дырочки, а ротовое отверстие осталось
\ля пищи. Однако последствия этого приобретения были
рандиозны. Уплотнившиеся перегородки между
отверстиями стали жаберными дугами, а две первые из них —
челюстями, а потом слуховыми косточками внутреннего уха.
Общие черты в строении и развитии хордовых были
давно установлены учёными-эмбриологами, изучающими
раннее развитие животных (онтогенез). На основании этого
новое минеральное царство. И эти минералы раст}-
не в горниле вулканических извержений, не в
расплавленном месиве магмы, а в тихих заводя),
морских заливов, бесшумно, но с не меньшим
эффектом. В начале кембрия жизнь подошла к
новому этапу своего существования. Ведь скелет-
не только опора и защита, но ещё и форма, как бы
сосуд, придающий определённые очертания мяг
кому содержимому.
Первые скелетные организмы — археоциаты,
что в переводе означает «древние кубки», -
действительно были похожи на набор посуды для
кухни природы: горшки, бокалы, кубки, блюдца
Форма ажурных, пористых скелетов
действительно оправдывает их название. Всё мыслимое
разнообразие воплотилось в этих созданиях — от
плоских «вазочек для варенья» до высоких
«бокалов» на тонкой ножке.
По образу жизни, по строению археоциаты
напоминали губок, хотя их выделяют в отдельный
тип животного царства. Археоциаты были
первыми фильтрами живой природы: они питались,
прокачивая через себя воду и извлекая из нее
пищевые частицы. Они во многом были
первыми — например, построили первый барьерный
риф, перегородив с севера на юг морской бассейн,
занимавший в то время территорию Средней
Сибири. С одной стороны барьера была обширная,
в тысячи квадратных километров, почти
безжизненная, временами пересыхающая лагуна, где
отлагались пласты доломитов, гипсов, каменной
соли, — кембрийское «Мёртвое море». С другой
стороны барьера располагалось тёплое море с
многочисленными обитателями — целыми стадами
мелких ракушек самой разнообразной формы.
Больше всего среди них было колпачков, низких и
высоких, с завёрнутой макушкой; кроме того,
встречались высокие конусы с трубой на вершине;
закрученные в спираль, совсем как современные
улитки, только вот живое содержимое у них
наверняка было совсем другое. Проползали
странные животные — хиолиты: из толстой конической
трубки (у одних её сечение круглое, у других —
треугольное или квадратное) спереди
высовываются, разгребая ил, веслообразные придатки — то ли
ноги, то ли руки, а сверху — крышечка.
И было от кого закрываться. Самые крупные
животные кембрия — трилобиты — достигали
20 см. Это были членистые животные,
напоминавшие гигантских мокриц. Снизу на каждом
членике — пара ножек, каждая из которых
разделена на три части: две жабры и ходильная
нога. Сверху тело закрыто, как у нынешних раков,
твёрдым панцирем, хотя самим трилобитам вроде
бы и защищаться было не от кого: не существовало
ещё ни рыб, ни спрутов. Трилобиты были и самые
быстрые, и самые глазастые из животных кембрия.
У некоторых из них глаза, состоявшие из сотен
маленьких глазков, как у современных
насекомых, опоясывали почти весь головной щит,
давая круговой обзор и в горизонтальной, и в
вертикальной плоскостях. К середине кембрия
472

Долгий путь жизни
трилобиты стали поистине царями моря, дав
огромное разнообразие форм. В толще воды
плавали, хлопая, словно жуки-щелкунчики,
головным и хвостовым щитами, мелкие, как водяные
блошки, безглазые агностиды. Проплывали,
раскинув длинные шипы, ктенопигии (гребнехвос-
ты), алъбертеллы, оленеллоидесы;
20-сантиметровые каллавии и киерулъфии вспахивали, подобно
бульдозеру, донный осадок.
Хотя в кембрии уже существовали известные
типы животных — брахиоподы, иглокожие,
двустворчатые и брюхоногие моллюски, — очень
много было странных созданий, которые позднее
уже не встречаются. От них остались только разной
формы изолированные скелетные остатки —
склериты. Несомненно, что склериты — это
какие-то части покровов неизвестных животных.
И если ещё можно понять назначение шипов,
причудливо украшенных чешуек и пластинок, то
как пристроить к живому организму склериты в
виде шестерёнок или пропеллера? Кто мог оставить
на мягком осадке гигантские следы, похожие на
мотоциклетную колею?
Многие из кембрийских обитателей остаются
загадочными, словно пришельцы, которые как
появились, так и исчезли. Но были и обитатели с
блестящим будущим — головоногие моллюски и
граптолиты.
Суша уже не оставалась безжизненной, как
ранее. Во влажных местах, в особенности по
берегам, обитали бактерии и грибы, которые,
возможно, уже тогда перешли к симбиозу (т.е.
«совместной жизни») с водорослями, образовав
лишайники. Ими питались первые наземные
беспозвоночные — черви и многоножки.
ОРДОВИК.
НАКОНЕЦ-ТО ВСЕ НА МЕСТЕ
Кембрий — это время великого эксперимента
живой природы, время проб и ошибок. Обитатели
кембрийских морей очень отличались от
современных, большинства из них уже не существует.
Многие из «экспериментальных животных»,
подобно археоциатам, не выдерживали конкуренции
с «улучшенными» вариантами и вымирали.
Оставшиеся приспосабливались друг к другу, учились
жить вместе. Ведь сообща лучше противостоять
превратностям судьбы, чем в одиночку. Хотя,
конечно, внутри любого «коллектива», даже в те
далёкие времена, были свои конфликты.
Но вот около 470 млн лет назад наступил новый
период в истории Земли — ордовик. На смену
археоциатам, перекачивающим воду из пустого в
порожнее, пришли более разнообразные и
совершенные животные. У них были всевозможные
щупальца. Они могли ловить пищу. Появился
целый букет так называемых бентосных (т.е.
прикреплённых ко дну) животных. Сами названия
их напоминают о цветущих лугах: морские
лилии — криноидеи; кораллы класса антозоа, что
они и были объединены в один тип и обособлены от других
типов животных. Но никто не видел такого животного, не
знал, когда оно жило. И вот в середине 80-х гг. XX вв.
была заново изучена знаменитая коллекция отпечатков
многочисленных организмов из канадской провинции Бри-
тайская Колумбия, проанализированная американским
исследователем Чарлзом Уолкоттом ещё в 1910—1913 гг.
Среди многих необычных животных, неизвестных более
нигде в мире, было обнаружено существо, которое по
всем признакам подходит на роль предка хордовых. Оно
называется пикай я (Pikaia). Время, когда оно жило, —
средний кембрий, 520—530 млн лет назад.
В удивительном и странном мире жил наш первый
предок. Его окружали необычные, загадочные существа:
чешуйчатые и шипастые животные, похожие на ползающие
сосновые шишки; трилобиты с рогатыми панцирями;
головастые червяки с трубчатыми отростками на спине
стояли на семи парах остроконечных ножек. Все они
вымерли, не оставив потомков. Наш первый предок, не
имевший ни панциря, ни чешуи, ни шипов, казался самым
беззащитным существом в этом враждебном мире, но
именно ему повезло. Может быть, случайно. Его потомки
медленно, но упорно продвигались по пути прогресса.
Мы не знаем, каков был бы сегодняшний мир, если бы
пикайи вымерли, не оставив потомков. Но можно
представить, чего бы в нём не было через миллионы лет.
Как и сейчас, сияло бы солнце или лил дождь, светили бы
звёзды в ночном небе и шумели бы под ветром сосны... Но
в реке не плескались бы рыбы, в саду не пели бы птицы...
Не было бы слышно мычания коров и лая собак... Ну и,
конечно, нас не радовал бы детский смех. Возможно, кто-то
назвал бы себя царём природы. Но это не был бы человек.
Будь благословен Его Величество Случай, не давший
погибнуть 530 млн лет назад маленькому мягкотелому
существу, похожему на червяка с двумя рядами дырочек
позади рта.
X
•'V* r«v-v>r -; .**
■ г. ■
«Рокеры» кембрийского периода. Эти удивительные
отпечатки, так похожие на следы мотоциклетных шин,
были оставлены мягкотелым организмом —
климактихнитом — на морском дне около 500 млн лет назад
473

Энциклопедия для детей
в переводе означает
«животные-цветы»; «животные-мхи» — мшанки бри-
озоа. Твёрдые выступы морского дна
были укрыты живым ковром из «пористых
одеял» — гидроидными кораллами (строматопо-
рами). На более мягких грунтах селились кустики
колоний граптолитов — дендроидбй («дендрон» в
переводе с греческого — «дерево»). При таком
обилии донной жизни привольно чувствовали себя
трилобиты, похожие на «мокриц с панцирем». Они
достигали 1,5 м в длину.
Уже появилось и нечто похожее на рыб. Правда,
у них ещё не было челюстей, и питаться им
приходилось, процеживая воду через рот и
жаберные щели, как археоциатам. Но в отличие от
сидячих археоциат они могли переплывать с места
на место. Они ещё не были опасны для трилобитов,
скорее, наоборот, были их жертвами. Лишь через
десяток миллионов лет роли переменились.
Настоящими же хищниками ордовикских
морей были огромные головоногие моллюски —
эндоцератиты. Они первые «придумали»
подводную лодку, разгородив заднюю часть своей
конической трубчатой раковины на отсеки.
Раковина длиной более 3 м сверху была раскрашена
продольными полосами. В передней части — ъ
жилой камере — находилось тело животного, вес
которого достигал 1 т. Однако в воде моллюск
ничего не весил, т.к. 3/4 раковины представляли
собой наполненный газом поплавок,
уравновешивающий тяжёлое тело и раковину. Подобно
кингстонам подводной лодки (специальным
клапанам для впуска воды внутрь судна и для её
откачки) отсеки могли заполняться газом или
водой и менять плавучесть животного.
Головоногие моллюски первыми оторвались от дна и
освоили всю толщу воды древнего моря до самой
поверхности. Они превратили свою ногу и
переднюю часть тела в водомётный двигатель и
щупальца вокруг головы. С головоногими
моллюсками соперничали конодонты — небольшие
животные, похожие на современных обитателей
Палеонтологическая реконструкция ордовика и силура.
474

Долгий путь жизни
океана — морских стрелок. На память грядущим
поколениям от них -остались многочисленные
зубчики ротового аппарата размером около 1 мм.
На суше жизнь всё ещё оставалась бедной: те
же бактерии, водоросли, грибы; кроме того, вышли
на берег первые скорпионы и пауки, которые ещё
не ловили насекомых, поскольку их пока не было,
и питались растительной пищей — что Бог пошлёт.
Тем не менее ордовик — важная веха в истории
земной жизни. Именно тогда была выстроена
глобальная экологическая пирамида — прообраз
современных морских сообществ. В конце
ордовика на жизнь обрушилось первое серьёзное
испытание — всеобщее похолодание. Оно оказало
двойное воздействие: во-первых, от понижения
температуры воды вымерли наиболее
теплолюбивые обитатели; во-вторых, с похолоданием
понизился уровень моря, т.к. вода уходила,
превращаясь в лёд на континентах. Высохли обширные
мелководья, и их многочисленному населению
пришлось исчезнуть.
силур.
НЕ БЫЛО БЫ СЧАСТЬЯ,
ДА НЕСЧАСТЬЕ
ПОМОГЛО
Глобальная встряска не смогла разрушить связи
между морскими обитателями, хотя их
разнообразие, т.е. общее число родов и видов,
уменьшилось почти в 4 раза. По большому счёту это даже
пошло на пользу развитию жизни и способствовало
возникновению новых форм. Последовавшее
потепление климата и таяние полярных шапок льда
повысили уровень моря. Вновь завоёванные морем
пространства быстро наполнялись жизнью. Заново
испытало расцвет пришедшее было в упадок
донное население: разнообразные кораллы, стромато-
поры, мшанки, морские лилии. К ним добавились
новые обитатели: бластоидеи — морские бутоны,
напоминавшие нераспустившиеся лилии; губки с
475

Энциклопедия для детей
«h
КУДА ИСЧЕЗЛИ КОРАЛЛЫ...
Карл у Клары украл кораллы, а Клара у Карла украла
кларнет» — это всем известно* А вот каким образом
367 млн лет назад в один геологический миг (или в течение
полумиллиона лет) в морях исчезли все кораллы —
продолжает оставаться одной из загадок прошлого Земли.
Рифы, т.е. отмели и острова, которые построили к этому
времени кораллы, никуда не исчезли. Сегодня они слагают
скалистые горные обрывы на Урале и в Средней Азии.
^Что же случилось? Есть несколько версий. Для того
чтобы разобраться, надо мысленно побывать в водах
древних морей. Сверху вода прогревалась солнцем, и
многочисленные водоросли насыщали воду кислородом.
Поэтому на небольших глубинах, где кораллы и
прикреплённые к ним организмы строили подводные горы,
расцветала жизнь. На глубине, где гнили на дне остатки
погибших организмов, всё было наоборот. Там вода
насыщалась губительным для жизни сероводородом. Таково,
например, современное Чёрное море. Если глубинные
воды быстро поднимались, то уничтожали цветущую жизнь
известковым скелетом, брахиоподы, новые группы
двустворчатых и брюхоногих моллюсков.
Появились первые настоящие рыбы, которые
стали соперничать с гигантскими ракоскорпио
нами. Зелёный бордюр опоясал побережья — на
берег вышли первые «настоящие» наземные
растения — риниофитЫу а в самом конце силура — и
первые плауновидные. Они пока ещё только
высовывали из воды многократно раздвоенные
зелёные безлиственные побеги, но уже могли
поднимать воду по стеблю и не боялись осушения.
К концу силура не только восстановилась морская
жизнь, но и появились коллективные связи в
наземных сообществах.
ДЕВОН.
ВРЕМЯ ПАРАДОКСОВ:
БЛЕСК И НИЩЕТА ЖИЗНИ
Первая половина следующего периода истории
Земли — девона — ничем особым не
примечательна. Очень понемногу, постепенно, развивается в
Палеонтологическая реконструкция девона
476

Долгий путь жизни
море то, что появилось в силуре; продолжает
медленно завоёвывать пространства наземная
растительность. Словно какая-то сила не давала
вырваться наружу тем возможностям, которые уже
таились в новых формах жизни. Или это было
своеобразное «затишье перед бурей», или природа,
словно хищник, готовилась к очередному прыжку
эволюции. Блестящие и грозные события на
планете разразились позже, во второй половине этого
периода — среднем и позднем девоне.
Это было «время высокого стояния материков»,
т.к. уровень Мирового океана понизился.
Разрушая материки, реки сносили в море огромное
количество песка, который накапливался
неподалёку от берега. А в морях после раннедевонского
затишья произошёл настоящий «взрыв»
численности и разнообразия фауны. Наиболее
впечатляющим выглядело рыбное «население».
Поэтому девон часто называют «веком рыб».
Действительно, они были очень разные.
Появились закованные в костяные доспехи пластиноко-
жие рыбы, среди которых 9-метровый динихтис
на мелководьях. В конце девона установлено несколько
таких почти глобальных «бескислородных» катастроф.
Причинами подъёма отравленных глубинных вод могли
быть грандиозные землетрясения или извержения
подводных вулканов.
Но самое увлекательное объяснение предложил
американский палеонтолог Чарлз Сандберг. По его мнению, в
конце девона Землю сотрясли удары двух крупных
космических тел, упавших на неё с перерывом в 500 тыс. лет.
При этом всё смешалось в морской обители... Ядовитые
воды глубин окончательно погубили трудолюбивых
рифостроителей. Так это было или не так, но кораллы
исчезли. Природа долго не могла оправиться от
потрясения. Настоящие рифы снова появились в морях
только через 70 млн лет, в конце каменноугольного
периода.
Г/>
'
ГГ i
j£i
*«*'•"-
''«£. Jk «J
■ -- V
> -\~Л.
ii
ш
хшш\
\/ЩиГ
) W**
All

Энциклопедия для детей
(что означает «ужасная рыба»); кис-
тепёрые — предки четвероногих.
Двоякодышащие научились дышать
воздухом и поэтому могли пережить отступление
моря. Вместе с ними появились акулы, скаты и
вымершие «колючие рыбы» — акантоды — с
двумя рядами растянутых на длинных шипах
плавников по бокам брюха. Уже существовали и
первые лучепёрые рыбы, хозяева современных
морей. Заканчивали свой век бесчелюстные
рыбообразные существа, не способные хватать, а лишь
цедившие воду. Действительно, все группы рыб
были представлены в девоне.
И тем не менее с таким же основанием девон
можно было бы назвать «веком головоногих
моллюсков». В это время к уже известным древним
группам моллюсков с наружной раковиной
прибавились первые аммоноидёи с закрученной в
плоскую спираль раковиной и более совершенным
способом управления своим подводным поплавком
(их ожидало блестящее будущее в мезозое).
Появились и первые кальмароподобные формы —
у них раковина облекалась мягкими покровами,
что давало большую обтекаемость и позволяло
быстрее двигаться и маневрировать в толще воды.
Их расцвет тоже ещё предстоял.
Необычайного развития достигли также донные
прикреплённые организмы — брахиоподы и
мшанки. Вместе с кораллами, строматопорами,
морскими лилиями они строили грандиозные рифовые
массивы, сохранившиеся доныне в виде огромных
известняковых пластов.
К середине девона жизнь в море достигла
невиданного ранее расцвета. Однако события,
последовавшие в конце девона одно за другим,
постепенно разрушили этот подводный рай.
Геологи, склонные лишь бесстрастно отмечать
факты, называют их событиями чёрных сланцев.
Действительно, на пластах горных пород, которые
буквально переполнены остатками кораллов, бра-
хиопод, морских лилий, лежат чёрные сланцы,
лишённые остатков донной фауны.
Чёрные сланцы образуются там, где придонные
воды заражены сероводородом (явление, подобное
тому, которое наблюдается в современном Чёрном
море). Неоднократное повышение уровня
сероводородного заражения убивало донную жизнь на
обширных мелководьях и подвергало всё большим
и большим испытаниям наиболее богатые жизнью
прибрежные районы моря. Роковое событие —
«великое массовое вымирание» — произошло
367 млн лет назад. За короткий по геологическим
часам срок (около 500 тыс. лет) рухнула вся
общемировая система рифовых сообществ.
Исчезли не только рифостроители, но и организмы, чья
жизнь была тесно связана с экологической
системой коралловых рифов. Потрясение было столь
сильным, что кораллы не могли от него оправиться
в течение примерно 70 млн лет. Лишь к концу
следующего, каменноугольного, периода кораллы
шшш
J
т~ ■- ■>-»—~^Aj2fe^AfBJli^U
' Нш
,ШуИ
^ww
ИВА ч-
1Г
jarfV
478
Палеонтологическая реконструкция карбона

Долгий путь жизни
снова «научились» строить рифы. Другие
животные, особенно те, которые не были тесно
связаны с рифами, «опомнились» достаточно
быстро, а некоторые даже продолжали
благоденствовать. Так, необычайного развития
достигли некоторые из аммоноидей — внезапно
возникшие климении, а также рыбы.
Первый выход на сушу сделали позвоночные
животные и брюхоногие моллюски: в результате
этого появились первые примитивные
четвероногие — амфибии {земноводные) и наземные улитки.
Может быть, это было бегство от гибельных
коварных событий, которые происходили в море,
ведь они практически не затронули сушу. На ней
растительность всё более расцветала и упорно
продвигалась в глубь континентов. Появились не
только ползучие и низкорослые растения, но и
кустики, и невысокие (до 10 м) деревья:
хвощевидные, плауновидные, папоротники и первые
голосеменные; но не те хвойные растения, к которым
мы привыкли, а нечто похожее и на пальму, и на
папоротник одновременно — Cycadofilicales.
Попытка сохранить прежнее благоденствие
оказалась не очень удачной. Через 5 млн лет новое
вымирание затронуло уже буквально все группы
обитателей моря. Хотя опустошение было столь же
кратковременным, как и прежнее, но
восстановление разнообразия жизни после него происходило
значительно медленнее. Волна эволюции
переместилась с моря, где природа уже испробовала почти
все варианты, на сушу,
предстояло освоить.
которую еще
КАРБОН, ИЛИ
КАМЕННОУГОЛЬНЫЙ
ПЕРИОД.
ЭТО ОЧЕНЬ ХОРОШО,
ЧТО ПОКА НАМ ПЛОХО
По-видимому, есть много причин оскудения
морской жизни в следующий период истории Земли —
карбон. В геологической летописи есть и «чёрные
сланцы», отмечающие повсеместное кислородное
голодание в океане, и следы крупных осушений
морей, и начало общего похолодания климата.
Суша в начале карбона объединилась в два
огромных суперконтинента: северный — Лавразию и
южный — Гондвану. Это изменило соотношение
тепла и холода на планете и вместе с другими
причинами привело к оледенению на южном
материке — Гондване.
Как известно, «у природы нет плохой погоды»,
а потому наземная растительность процветала.
Лавразия была покрыта лесами из огромных
деревьев — плауновидных лепидодендронов, а
также кордаитов — высоких деревьев, у которых
ветки с длинными листьями росли только в
верхней части ствола. А в Гондване встречались
479

Энциклопедия для детей
УГАДАЙ-КА; КОНВЕРГЕНЦИЯ
Под маской леди
Краснее меди
Торчали рыжие усы..,
Из популярного романса
Чудо-юдо — рыба кит. Кит не рыбе, хотя и похож на
рыбу. Чтобы в этом убедиться, нужно просто
понаблюдать, как кит живёт, чем дышит и кормит детей. Сложнее с
ископаемыми животными — от них остаётся только скелет.
Скелет ихтиозавра очень похож и на скелет дельфина, и на
скелет акулы, но совсем не напоминает скелет динозавра
или ящерицы, своих родственников по классу
пресмыкающихся. Передние конечности ихтиозавра — совсем не ноги,
а плавники, задних ног нет вовсе, хвост напоминает рыбий
хвостовой плавник. Классическая тройка: акула —
ихтиозавр — дельфин является типичным примером
конвергенции, когда совсем не родственные организмы приобрели
сходное строение в результате одинакового образа жизни.
Палеонтология знает много примеров такого сходства,
когда далёкие друг от друга формы становятся похожими
«как родные братья».
Для организмов, которые живут прикрепившись на
морском дне, очень важно приподняться повыше, и они
часто приобретают форму высокого конуса или кубка.
Таковы археоциаты, губки, кораллы. У всех этих групп
кубок — их «родная» исходная форма существования: так
они были задуманы природой. Но очень похожие на них
кубки встречаются и среди организмов, которые
изначально были устроены совершенно иначе. «Настоящие»
двустворчатые моллюски, как правило, имеют раковину из
двух равных створок, закрывающих тело с правой и левой
сторон. Но некоторые из них плотно прирастают одной
створкой ко дну, и она, вырастая всё выше и выше над
дном, превращается в высокий кубок, а другая створка — в
крышечку этого кубка. Таким образом раковина моллюска
приобретает удивительное сходство с кораллом. Рёбра на
поверхности створок имитируют характерные для кораллов
вертикальные радиальные перегородки — секты. Сходство
с кораллами проявляется и во внутренней структуре
створок, где, как и у кораллов, появляются горизонтальные
перегородки. Такое удивительное строение приобрели
вымершие двустворчатые моллюски — рудисты. Их
схожесть с кораллами усиливается ещё и тем, что они
образуют плотные поселения, создавая крупные постройки,
возвышающиеся над морским дном и напоминающие
коралловые рифы. И более того, в их мягких тканях, как и у
рифостроящих кораллов, селились микроскопические
зелёные водоросли — зооксантелы, которые помогали тем
и другим в строительстве их известковых скелетов.
Есть коралловидные формы и среди другого типа
исходно двустворчатых животных — плеченогих брахиопод
(см. сюжет «Куда руки, куда ноги...»). «Нормальные»
брахиоподы имеют раковину из двух створок (брюшной и
спинной) и прикрепляются ко дну мускулистой ножкой. Но
некоторые из обитавших в девоне брахиопод, прикрепляясь
макушкой створки, вытягиваются над дном и становятся
похожими на кораллы и губки. Верхняя часть кубка
заполняется губчатой известковой тканью, сквозь которую
они, как и губки, процеживают воду, собирая мелкие
пищевые частицы.
Брюхоногие моллюски — улитки — имеют спирально
закрученную раковину, двустворчатые моллюски — две
створки. Но вот у брюхоногого моллюска бертелинии
образующаяся сначала типичная для её сородичей спиральная
раковина постепенно с ростом превращается в
двустворчатую, неотличимую от раковин двустворчатых моллюсков.
Странный вид приобретает тогда бертелиния: из-под маски
мирного фильтратора высовывается голова с рожками
отнюдь не безобидного брюхоногого моллюска. Однако и
двустворчатые моллюски не остаются в долгу. Уже
упоминавшиеся рудисты строением своей раковины подра-
Форму кубка
приобретали
многие совсем не
родственные
животные, живущие
прикреплёнными
на дне'
1 — коралл монтливолтия (мезозой), 2 — археоциат
тумулиолинтус (ранний кембрий); 3 — коралл стрептеласма
(палеозой); 4 — губка ханцеллория (кембрий),
5 — двустворчатый моллюск гиппуритес (мел),
6 — брахиопода рихтгофения (девон)
заросли елоссоптерисов — небольших деревьев и
кустарников с языковидными листьями. Среди
голосеменных появились первые пальмообразные
деревья с листьями, как у папоротника, и хвойные
с их смолистыми иглами и шишками.
Изобилие растительности — это пища для
животных. Появились пресмыкающиеся: не
только растительноядные, но и хищники — первые
зверообразные рептилии. На суше стали
многочисленны скорпионы и пауки, поднялись в воздух
первые насекомые — гигантские стрекозы с
метровыми крыльями. За насекомыми охотились
живые капканы — панцирноголовые земноводные
стегоцефалы у 3-метровые «головастики» на
коротких ножках. Чтобы раскрыть пасть, им
приходилось поднимать голову, а не опускать нижнюю
челюсть в отличие от ныне живущих животных.
В карбоне впервые появились природные
зоны — то, что сегодня определяет облик жизни
планеты. В древесине появились годовые
кольца — это значит, что растения произрастали в
районах, где различались зима и лето. Наиболее
замечательная особенность каменноугольного
периода, которая дала ему название, — то, что
огромная масса погибающих растений не сгнивала,
не съедалась, а накапливалась мощными толщами,
которые затем стали залежами каменного угля.
Это был первый период глобального накопления
угля. Наверное, это и есть признак всеобщего
480

Долгий путь жизни
похолодания: ведь залежи торфа накапливаются
сейчас именно в тундре, а не в богатых
тропических лесах, где часто отсутствует даже лесная
подстилка.
Уголь накапливался на обширных прибрежных
мелководьях, в дельтах огромных рек, где морские
воды встречались и смешивались с пресными.
Таково происхождение крупнейших угольных
бассейнов мира — например, Донбасс в России,
Аппалачский в США. Угольные пласты
образовывались и внутри континентов. Здесь угленосные
отложения содержат остатки пресноводных
ракушек и наземных позвоночных животных, как в
Московском угольном бассейне, Кузбассе, Экибас-
тузском угольном разрезе.
В карбоне было много мелководных морей,
заливавших низкие окраины континентов. Одно из
них занимало во второй половине карбона всю
нынешнюю Русскую равнину. Оно хорошо
прогревалось и было наполнено жизнью. В зарослях
морских лилий ползали древние морские ежи,
украшенные длинными шиповатыми иглами. Бра-
хиоподы селились большими скоплениями,
образуя подводные возвышенности — банки, подобные
устричным отмелям. Ими лакомились рыбы—
брадиодонты. Передними зубами, как кусачками,
они могли отрывать раковины от дна, а ряды
плоских зубов во рту, напоминавшие булыжную
мостовую, без труда раздавливали прочные
раковины.
Огромные лепёшки и кусты колониальных
кораллов располагались пятнами на морском дне.
Многочисленные и разнообразные веточки,
сеточки, кустики мшанок облепляли любой
подходящий твёрдый выступ на дне — будь то раковина
ещё живой брахиоподы или обломок мёртвого
коралла. В штормовую погоду на мелководье
волны достигали дна и ломали заросли морских
лилий, рассыпавшихся на отдельные членики,
переворачивали раковины брахиопод, «собирали»
обломки и мелкие раковины одноклеточных
животных — фузулинид, обкатывали их в песчинки
и создавали из песка белоснежные дюны.
К концу карбона море всё более отступало; в
истории Земли начинался второй период
«высокого стояния материков».
жали не только кораллам, но и брюхоногим моллюскам,
Спирально закрученные створки рудистов настолько
похожи на раковины брюхоногих моллюсков, что их
двустворчатая раковина напоминает вцепившихся друг в
друга улиток. Действительно, «полная чудес могучая
природа» постоянно озадачивает палеонтологов, которым
не всегда легко разобраться, какое животное они откопали
из недр Земли.
х
м
ъли
ЁТ
КТО ИЩЕТ, ТОТ НАЙДЁТ
История о том, как в России впервые обнаружили
остатки древних позвоночных животных, интересна и весьма
поучительна.
В 1894 г. Владимир Прохорович Амалицкий, профессор
из Санкт-Петербурга, изучая в Поволжье отложения
пермского периода, нашёл невзрачные раковинки
пресноводных моллюсков. Он обнаружил следующее: они
похожи совсем не на то, что находят в таких же отложениях
в Западной Европе, а на то, что встречается в пермских
отложениях Южной Африки. Именно там нашли листья
огромных папоротников-глоссоптерисов и знаменитые
остатки крупных пресмыкающихся. Значит, решил Амалицкий,
природные условия этих территорий в то время были
похожи. Если повезёт, и мы можем найти нечто подобное.
Эти смелые мысли не встретили поддержки и сочувствия в
учёных кругах. Предположения Амалицкого противоречили
существовавшим представлениям о полном различии
животного и растительного мира Северного и Южного
полушарий в древности.
Можно только удивляться, сколь велики были вера и
энтузиазм учёного, если в течение четырёх лет он каждое
лето вдвоём с женой отправлялся на поиски. «Пришлось
купить небольшую лодку, нанять двух гребцов и таким
образом путешествовать по Сухоне и Северной Двине, всё
время под открытым небом, укрываясь под навесом лодки
ночью и в дождливую погоду, — описывал Амалицкий свои
приключения. — ...Привыкли к гнусу и мошкаре... наконец,
мы узнали цену самого обыкновенного комфорта и
перестали даже понимать, как можно быть
неврастениками».
Велико же было торжество учёного, когда он
представил на заседании Петербургского общества
естествоиспытателей глыбы песчаника с отпечатками
листьев глоссоптерисов и зубов крупного
пресмыкающегося.
С 1899 г. начались палеонтологические раскопки в
долине реки Северная Двина недалеко от станции Котлас.
Кости древних животных находились в толще плотных
песчаников, в верхней части 45-метрового обрыва. Чтобы
добраться до ископаемых остатков, нужно было убрать
шестиметровый слой песка. Позже была заложена
специальная штольня. Раскопки продолжались несколько лет.
Собранная коллекция весила 20 т и заняла при перевозке два
вагона.
Соответствующим образом обработанные и
смонтированные скелеты составили знаменитую на весь
мир галерею ископаемых животных, называемую ныне
«галереей Амалицкого». Её можно увидеть в Палеонтолог
гическом музее в Москве. Эта коллекция составляет
золотой фонд отечественной палеонтологии, а сама её
история занимает одно из важнейших мест в летописи
русской науки. Впервые в палеонтологии было найдено то,
что предсказано.
Слепок коры каменноугольного
плауновидного лепидодендрона со следами от опавших листьев.
481

Энциклопедия для детей
ПЕРМЬ.
КОНЕЦ ДРЕВНЕЙ ЖИЗНИ.
НА ПОРОГЕ ПЕРЕМЕН
Осушение и иссушение — так можно в целом
охарактеризовать пермский период (пермъ). Море
ушло с Русской равнины на восток, на место
нынешнего Урала. На краю моря выросли
величественные постройки. Таившиеся миллионы лет
кораллы снова стали строить рифы. И сейчас в стер-
литамакских и оренбургских степях к западу от
Урала тянется цепочка высоких известковых
холмов — шиханов. Это и есть остатки того барьерного
рифа, который в начале пермского периода
протягивался по краю нынешней Русской равнины.
Между рифами накапливались соль, гипс и
ангидрит.
На запад простирался озёрно-болотный край,
покрытый влаголюбивыми древовидными
плаунами, хвощами и папоротниками, хотя постепенно
становилось всё больше хвойных деревьев. В
озёрах среди лесов и болот обитали разнообразные
рыбы и амфибии. Впадины суши иногда
становились кладбищами крупных рептилий, весьма
многочисленных и разнообразных. Это ещё не
гиганты-динозавры; самые большие из них ростом
были не больше телёнка, хотя в длину вместе с
хвостом достигали 3 м. Среди них были беге-
мотообразные парейозавры и эстеменозухи с
головами, покрытыми костными выростами и
шишками; хищные «собакозубые» иностранцевии
и уж совсем странные дицинодонты с роговым
чехлом вместо зубов, но зато с двумя огромными
клыками, торчащими из верхней челюсти.
Зверообразные ящеры уже приобрели признаки
млекопитающих. У некоторых из них появились шерсть
и чувствительные волоски на морде.
Море в конце перми почти совсем покинуло
древние континенты. Лишь южный край Лавразии
и северный край Гондваны время от времени
заливались водами океана Тетис. Материки
сближались, Тетис сужался.
В морях, однако, продолжала существовать
Палеонтологическая реконструкция перми
482

Долгий путь жизни
богатая, фауна, даже более разнообразная, чем
ранее. Но даже и те формы жизни, что испытывали
тогда расцвет, не пережили грядущих перемен.
Наступал новый «великий мор», а за ним
начиналось совсем другое время. Природа уже
заранее выбрала тех, кому суждено было начать
эру «средней жизни» — мезозой.
В конце перми жизнь на Земле снова испытала
глубочайший кризис, ещё более
катастрофический, чем все предшествующие. Окончательно
исчезли все древние кораллы — табуляты,
ругозы у гелиолитиды; трилобиты, морские
скорпионы, процветавшие сотню миллионов лет;
древние аммоноидеи, многие группы брахиопод,
большинство морских лилий. Некоторые рыбы
вымерли совсем, а такие, как кистепёрые и
двоякодышащие, «ушли в подполье», оставшись в
качестве «живых ископаемых». Они живут до сих
пор в океане и пресных водах. Растения и
животные на суше пострадали значительно
меньше.
Причины кризиса остаются неясными, не-
Дицинодонт — пермский
зверообразный ящер.
Кроме верхних клыков,
у него не было других
зубов.
Предполагаю т,
что он питался падалью
и глотал ее не жуя
смотря на то что были высказаны многочисленные
предположения и проведены многие сотни
специальных исследований. Скорее всего беда пришла
не одна. Климат стал суше, площадь морей
сократилась — это явствует из геологической
летописи. А может быть, способствовала этому и
крупная космическая катастрофа, как думают
некоторые учёные. Так это было или иначе, но
кончилось время древней жизни и начался
мезозой.
483

Энциклопедия для детей
МЕЗОЗОЙ.
МИР ФАНТАСТИЧЕСКИХ
ГИГАНТОВ
ТРИАС.
ЕЩЁ НЕ ПЕЛИ ПТИЦЫ
И НЕ РОСЛА ТРАВА
Сднако жизнь просочилась через узкое
«бутылочное горлышко» великой катастрофы.
Условия жизни в триасовом периоде,
особенно в морских бассейнах, мало отличались от
пермских. Море затопило окраины
Северо-Американского континента и Сибири, воды Тетиса —
территорию современных Альп. Нарушенные
жизненные связи в морях восстанавливались с трудом.
Некоторые из сохранившихся видов животных,
которые раньше занимали подчинённое
положение, получили возможность поцарствовать. При
отсутствии кораллов роль строителей взяли на себя
губки и зелёные водоросли, которые ни до того, ни
после не были «первой скрипкой» в строительстве
рифов. Среди обитателей толщи воды произошел
Палеонтологическая реконструкция триасо
484

Долгий путь жизни
буквально взрыв разнообразия новых аммонои-
дей — цератитов. Они появились на вторых ролях
ещё в перми, царствовали в триасе и исчезли в его
конце.
Сочетание доживающего старого и ещё не
набравшего силу нового — характерная черта
жизни в триасе. Заканчивают свой век конодонты
и головоногие моллюски с прямой раковиной. Но
уже появились первые шестилучевые кораллы, чей
расцвет не за горами; костистые рыбы; новые
морские ежи со сплошным панцирем, который не
разваливался после смерти; совсем новые группы
морских лилий.
На суше доживают свой век последние
лепидодендроны, древовидные хвощи и кордаиты, и
уже появились высокоразвитые голосеменные —
листопадные гинкговые и широко
распространённые в наше время хвойные растения.
Среди четвероногих обитателей суши нередки
земноводные — стегоцефалы, встречаются и
звероподобные рептилии, но всё шире и шире
распространяются появившиеся динозавры,
водные ящеры и морские крокодилы.
Впервые взлетели «рождённые
ползать» — появились летающие ящеры. Это были
маленькие, похожие на ящериц существа, которые
придумывали разные ухищрения, чтобы взлететь
и удержаться в воздухе. Одни имели два ряда
длинных выростов на спине, похожих на перья.
Махать ими они не могли, но, наверное, успешно
опускались с их помощью, как на парашюте
(подобно семенам одуванчика).
Другие имели перепонку, позволявшую им
планировать, как дельтаплану. Шаровиптерикс
имел полный набор таких перепонок — между
головой и передними лапами, между передними
лапами и задними, между задними лапами и
хвостом. Крыльями у него можно было бы назвать
не передние, а задние конечности, которые были
длиннее всего тела. Уже ждут своего часа
млекопитающие — мелкие, как мыши. Их время
ещё впереди.
485

Энциклопедия для детей
ЮРА.
...И ДРУЖИЛ ОН С «ПТИЦЕЮ»
ПТЕРОДАКТИЛИЦЕЮ
В юрский период единый суперконтинент Пангея
начал распадаться на отдельные континентальные
блоки. Начиналось общее наступление моря на
сушу. Новые организмы осваивали морские
просторы. Широко распространяются головоногие
моллюски: аммониты и «подводные ракеты» —
белемниты.
Рептилиям стало тесно на суше. Они
переходили к жизни в море и уже не были похожи на
ящеров. Оставаясь четвероногими, они разучились
ходить и ползать. У некоторых из них ноги стали
«вёслами», хвост — «рулём», шея вытянулась —
это были плезиозавры. Другие совсем
превратились в «рыб»: конечности стали похожи на
рулевые плавники, шея укоротилась, а хвост, как
у рыб, стал главным органом движения. Это
ихтиозавры — рыбоящеры.
Очень сильно изменилось население морского
дна. Двустворчатые моллюски вытесняют с
мелководий брахиопод. Брахиоподовые ракушечники
замещаются устричными. Двустворки заполняют
все жизненные ниши морского дна; одни из них
могут подпрыгивать над дном, другие —
зарываются в мягкий осадок или высверливают себе
углубления в твёрдых подводных скалах. Многие
перестают собирать пищу с грунта и переходят к
прокачиванию воды с помощью жабер. Морские
ежи с их пятилучевым панцирем
приспосабливаются к обитанию не только на поверхности
грунта, но и внутри него.
Складывается новый тип рифовых сообществ,
примерно такой же, как существует сейчас. Его
основу составляют появившиеся в триасе шести-
лучевые кораллы.
Сегодня трудно представить всё великолепие
юрских лесов, особенно на влажных побережьях.
Это и роскошные папоротники, и фантастическое
разнообразие голосеменных, среди которых
древние пальмообразные цикадовые — высокие де-
486
Палеонтологическая реконструкция юры

Долгий путь жизни
ревья с крупными перистыми
листьями на вершине; беннети-
ты с их клубнеобразным
стволом, погружённым в почву, и
похожими на папоротник
листьями. Процветают гинкговые —
листопадные деревья с кроной,
похожей на дуб, и с небольшими
веерообразными листьями. Из
класса гинкговых до наших дней
сохранился только один вид — в
диком виде это дерево нашли
лишь в горах Дянь Му-шань в
Восточном Китае. Очень
разнообразны были хвойные деревья,
которые процветали в то время
не только в тропиках, но уже
освоили и умеренный пояс.
Неповторимый облик
юрскому периоду придают, конечно,
огромные рептилии.
Ползающие, бегающие, прыгающие, ле-
Плезиозавр

Энциклопедия для детей
тающие, ныряющие, плавающие —
всю изобретательность вложила
природа в этот карнавал жизни.
Олицетворением того времени стали ящеры — динозавры.
Среди них бронтозавр — рекордсмен по величине
и весу среди всех животных прошлых и будущих
эпох. Он мог бы, просунув в окно четвёртого этажа
голову на длинной и гибкой шее, открыть изнутри
входную дверь. Его чуть меньший по размеру и
более изящный собрат — диплодок-двудум.
Почему двудум? А дело в том, что в крестце у
диплодока, как и у человека, часть позвонков
срослась. Внутри них, как известно, находится
спинной мозг, и в этой общей для нескольких
позвонков камере у основания хвоста масса мозга
была в 3 раза больше, чем в черепной коробке,
удивительно маленькой для такого громадного
животного. Учёные до сих пор не решили, какой
мозг главенствовал — передний или задний.
Удивительно и то, как эти колоссы не были
раздавлены тяжестью своего собственного тела.
Единственное объяснение таково: большую часть
жизни они бродили по дну водоёмов, погрузившись
ЛЕТАЮЩИЙ ВОЛОСАТИК
Это кажется таким же невероятным, как птичье
яйцо, покрытое волосами. И тем не менее... В
Казахстане, в горах Каратау, один из крупнейших
специалистов по ископаемым насекомым Александр
Григорьевич Шаров нашёл нечто уникальное. Оно
находилось в сланцах, бывших когда-то отложениями
на дне древнего озера, существовавшего в юрский
период. Среди остатков рыб и насекомых он об-
наружил скелетики необычных ящериц. У этой
небольшой хвостатой ящерицы между длинными (они
длиннее всего тела) мизинцами передних лап и
коленками задних была натянута тонкая кожистая
перепонка. Животное могло и летать, взмахивая
мизинцами, и планировать, и маневрировать длинным
хвостом с ромбовидной пластинкой на конце.
Зубастая пасть явно предназначалась для ловли насекомых
на лету. Но самым удивительным было то, что на
отпечатках тела и перепонке сохранились волосы. Это
была волосатая летающая ящерица. Сочетание этих
трёх слов кажется столь же невозможным, как,
например, голая ползающая птица или бегающая
рыба, покрытая волосами. Трудно себе представить,
что такое создание могло существовать, но тем не
менее это правда. Такое приобретение — волосы на
перепонках лап — было, несомненно, очень важным.
Пресмыкающиеся, как известно, холоднокровные
животные, температура их тела зависит от
температуры окружающей среды. В полёте эта
ящерица могла бы охладиться и замёрзнуть, если бы
волосы не сохраняли тепло.
Это диковинное животное и название получило
необычное — Sordes pillosus, что значит «нечисть
волосатая».
в воду «по шейку». Это и облегчало им жизнь, и
позволяло спасаться от наземных хищников, хотя
и мелких, но зубастых и быстрых.
Совершенный прибор для подводной охоты
«изобрели» двуногие утконосые динозавры -
зауролофы, морды у которых напоминали
храброго утёнка Доналда. Кости черепа выступали у
них далеко над затылком, образуя длинную
трубку, на конце которой находились ноздри,
Животное могло питаться подводной
растительностью и не выныривать для того, чтобы вдохнуть
воздух.
В юре среди летающих рептилий появились
похожие на птиц первые «махолёты» —
птеродактили и рамфоринхи. Это, несомненно, были более
быстрые и манёвренные летуны юрского периода,
чем покрытая перьями «первоптица» —
археоптерикс. У археоптерикса были слишком длинный
хвост и тяжёлые кости, а пальцы передних
конечностей ещё находились вне крыла. Это была
своего рода «проба пера» перед приобретением
настоящих перьев — идеального инструмента для
полёта.
488

Долгий путь жизни
МЕЛ.
ПОСЛЕДНИЙ БАЛ ГИГАНТОВ
Жизнь в начале мелового периода в целом мало
изменилась. В морях процветали превосходные
пловцы — аммониты и белемниты. Раковины
аммонитов приобретали порой причудливую форму,
то закручиваясь в виде высокой улитки, то
разворачиваясь в свободную спираль, то образуя разного
рода крючки. Дно было усеяно многочисленными
двустворчатыми моллюсками, разнообразными
гастроподами (брюхоногими моллюсками),
морскими ежами. Широко распространяются
разнообразные коралловые постройки.
Сколозовр.
На смену ихтиозаврам пришли морские
чудовища до 15 м длиной с мощным хвостом и
устрашающей пастью — плезиозавры и плио-
завры. Среди летающих рептилий преобладали
бесхвостые. Особенно сильное впечатление
производил птеранодон с размахом крыльев до 10 м и
большим гребнем на затылке, который
уравновешивал очень тяжёлый клюв. Из настоящих
птиц известны летающие ихтиорнисы и пингвино-
образный ныряльщик и пловец — гесперорнис.
Крупнейшие события в растительном мире
произошли в середине мелового периода. Расцвёл
первый цветок, а значит, появились
покрытосеменные растения. Они, как известно,
господствуют в современной флоре. Вообще растительность в
Эвоплоцефал.
489

Энциклопедия для детей
«Громовые стрелы»,
«чёртовы пальцы» —это
ростры вымерших головоногих
моллюсков — белемнитов,
которые в изобилии встречаются
в юрских и меловых отложениях.
то далёкое время приобрела почти современный облик, чего
нельзя сказать о животных.
По земле ещё бродили гигантские ящеры и в воздухе
шуршали перепонками летающие рептилии, сушу уже
покрывала настоящая трава и заросли тополей, ив, платанов,
магнолий и лавров.
Необыкновенного разнообразия достигали в позднем меле
динозавры. Среди них было много быстро бегавших двуногих
хищников, которые, как полагают, любили разорять гнезда
птиц и своих сородичей. Огромный хищный тиранозавр и
четвероногие вегетарианцы — рогатые цератопсы, а также
ящеры-«броненосцы» — анкилозавры и сколозавры служат
олицетворением позднемелового времени. Это был
роскошный, но последний бал царства рептилий. Всё закончилось
крупнейшей катастрофой — одной из самых трагических в
истории Земли. За короткий (в геологическом масштабе
времени) срок, в течение нескольких тысячелетий,
безвозвратно исчезли крупные группы морских и наземных
животных, процветавшие до этого момента: аммониты и
белемниты, многие двустворчатые и брюхоногие моллюски,
все морские рептилии (за исключением морских черепах),
гиганты-динозавры.
Палеонтологическая реконструкция мела
490

Долгий путь жизни
Существует много разных предположений,
объясняющих эту катастрофу. Сейчас считается
весьма вероятным, что последнюю точку поставила
комета (или астероид), т.е. крупный космический
странник, который врезался в Землю. Это, как
полагают учёные, сравнимо лишь с мировой
ядерной войной. Разрушилась система
глобальных взаимных связей в живой
природе. Каковы бы ни были причины
этого события, но земная жизнь резко изменилась.
На смену мезозою пришла эра новой жизни —
кайнозой.
КАЙНОЗОЙ.
ПЛАНЕТА ПРИОБРЕТАЕТ
ЗНАКОМЫЙ ОБЛИК
*т* г так, планета переступила критический ру-
\/ беж, разделяющий меловой и палеогеновый
il-J. геологические периоды. Так в чём же
разница в облике жизни до и после этого рубежа?
В морях и океанах исчезли многие животные,
которые до этого чувствовали себя великолепно:
это и аммониты, и белемниты, и удивительные
двустворчатые моллюски — рудисты, похожие на
гигантские кораллы и, как и кораллы, строившие
рифы. Вымерли ихтиозавры и многие другие
491

Энциклопедия для детей
Индрико терий.
■ w
обитатели моря. Ушли в небытие гигантские
динозавры, достигавшие необычайного
разнообразия и прекрасно приспособленные к условиям
жизни на суше и друг к другу. Сокрушить их,
казалось, было невозможно. И тем не менее «ничто
не вечно под Луною...» х
На смену безвозвратно исчезнувшей пришла
другая жизнь — те организмы, которые
существуют и сейчас. В морях появилось множество
моллюсков и костистых рыб, которые относятся к
тем же семействам и родам, как и современные.
На суше место рептилий постепенно занимают
млекопитающие, доселе находившиеся на
задворках жизни и дождавшиеся наконец своего часа.
Начиналась новая эра — кайнозой, эра «нашей»
жизни.
ПАЛЕОГЕН И НЕОГЕН
ФЕДОТ, ДА НЕ ТОТ...
Эти два периода истории Земли часто объединяют
под одним названием — третичный период, пото-
*
\
jp-
ш&
-■<,-.,.••
«ю
i
492
Палеонтологическая реконструкция палеогена и неогена

Долгий путь жизни
му объединим и рассказ о них. Сначала природа
постепенно оправлялась от постигшей её
катастрофы, восстанавливала нарушенные связи сообществ
жизни. Быстрее всего «пришли в себя» после
потрясения мельчайшие одноклеточные растения и
животные, населявшие толщу воды, — морской
планктон. Они — начало начал жизни, основные
поставщики кислорода для атмосферы и питания
для всего сущего. Они — основание экологической
пирамиды, вершину которой в мезозое занимали
гигантские хищные динозавры и на которую
постепенно взбирается человек — универсальный
всеядный суперхищник, «покоритель природы».
Жизнь приобрела в палеогене уже вполне
современные черты. Ни в море, ни на суше уже не
осталось столь необычных обитателей, какие были
характерны для мезозоя. Однако, из-за того что в
течение последних 60 млн лет материки и океаны
меняли свои очертания и менялся климат,
существующие и поныне или очень похожие на них
морские животные обитали тогда не там, где
сейчас. На простор эволюции вырвались млекопи-
Платибелодон.
493

Энциклопедия для детей
\£щШ тающие. Взрыв их разнообразия срав-
I ^*Ш*У | ним ЛИШь с разнообразием рептилий
мелового периода, только происходило
всё значительно быстрее. Именно они создали
неповторимый облик палеогена и неогена.
Уже в палеогене существовали все основные
группы млекопитающих животных — копытные и
хоботные, хищники и грызуны, китообразные и
даже первые обезьяны, наши предки. Были они
тогда вроде бы такими и вроде бы не совсем
такими, как сейчас. И похожи, и не похожи на тех,
которые известны нам по зоопарку и
кинофильмам. Знакомые черты как будто перепутаны.
Представьте себе верблюда — альтикамелюса — не
только без горбов, но и с длинной шеей, как у
жирафа. И ел он не колючки, а сочные листья
деревьев. А сами жирафы — палеотрагусы — в то
время были похожи не на современного жирафа, а
скорее на ушастого лося. Удивительные слоны —
динотерии — с бивнями в нижней челюсти,
загнутыми вниз, обитали в третичных лесах. Или
платибелодон с плоской мордой, без хобота, но с
длинной мягкой верхней губой и бивнями в
Неогеновый верблюд ольгикамелюс (Северная Америка),
очень похожий на современного жирафа.
Реконструкция внешнего вида.
нижней челюсти, сросшимися в виде ложки.
Своими короткими ногами он обожал копаться в
мягкой болотной жиже и вполне мог бы быть тем
слонопотамом, которого хотели поймать Винни-
Пух и Пятачок в известной сказке Алана
Александра Милна. Свиньи ещё не приобрели пятачка,
но уже обзавелись клыками. На лбу у некоторых
из них был костяной рог. У древнейших копытных
животных ещё и копыт-то не было, зато в верхней
челюсти торчали клыки, словно у хищников, а на
черепе и морде росли три пары костяных рогов,
как, например, у винтатериума. По размеру и по
виду древнейшие копытные были очень похожи на
носорогов.
Четырёхметровые титанотерии с парой
костяных рогов на носу были похожи одновременно
на носорогов и бизонов. Они наводили ужас на
обитателей равнин. А по соседству жили не менее
ужасные хищники — саблезубые тигры.
У большинства разнообразных и
многочисленных носорогов поначалу не было рогов. Они
быстро бегали, а длинная шея и тонкие ноги
делали их похожими на лошадей. Царём тре-
Неогеновые предки современных жирафов были
совсем на них не похожи. Они напоминали
небольших лошадок (миоценовый палеотрагус)
или ушастых лосей (плиоценовый сиватерий).
494

Долгий путь жизни
тичного периода можно назвать самого крупного
зверя — гигантского носорога индрикотерия
высотой более 5 м. Его безрогая голова на длинной
шее величественно возвышалась над кронами
деревьев. Очень странным копытным животным
был почти что лазающий по деревьям хали-
котерий: без копыт, но с когтями на передних
ногах. Его череп напоминал череп лошади, но сам
он имел массивные задние ноги, которые были
вдвое короче передних. Когтями халикотерий
цеплялся за кору деревьев и, пригибая ветки,
объедал листья и молодые побеги.
Мир выглядел более разнообразным, красочным
и величественным, чем сейчас. Климат на планете
был мягче, пышная растительность влажных
субтропиков господствовала даже в высоких
широтах. Влажные широколиственные леса
чередовались с болотами и лесостепями. Всё это было
поистине раем для многочисленных и
разнообразных животных.
Чем ближе к нашему времени, тем
суровее, холоднее и суше становился
климат. Появлялись обширные степи
с травами, высыхающими летом. Животным
приходилось приспосабливаться: жить на
открытых пространствах, питаться жёсткими травами,
среди которых преобладали злаки. У животных,
питающихся грубой пищей, в ходе эволюции
изменялось строение зубов, как, например, у
хоботных, носорогов и особенно копытных.
Наиболее впечатляет история лошадей, но это — сюжет
для отдельного рассказа.
Изменение природных границ заставило
переселяться целые группы и сообщества животных.
Они использовали сухопутные мосты —
осушившиеся участки морского дна, чтобы
переправляться из Азии в Америку и обратно. Таким
образом происходил обмен фаунами между
континентами. Жизнь становилась труднее, и это, как
всегда бывает, способствовало быстрой эволюции
Животные ледникового периода.
495

Энциклопедия для детей
ИСКОПАЕМЫЕ ВОКРУГ НАС
Если взять в руки кусочек мела, то на пальцах непременно
останутся тысячи ископаемых организмов. Это остатки
известковых панцирей золотистых водорослей кокколито-
форид. Тончайший спрессованный порошок, из которого
состоит мел, — затвердевший ил, образовавшийся на дне
моря 100 млн лет назад. Если бы можно было увеличить в
20 тыс. раз побелённую мелом украинскую хату, то мы
увидели бы, что стены её покрыты белоснежным ковром из раз-
^нообразных колесиков, эллипсов и шайбочек. Так выглядят
при сильном увеличении остатки скелета кокколитофорид.
Стены многих городских домов облицованы известняком
и мрамором, а это — не что иное, как органогенные породы,
т.е. породы, некогда образованные живыми организмами.
Любуясь узорами мраморных плит, мы неосознанно
любуемся прошлой жизнью. Вот небольшие окружности,
разделённые на радиальные секторы, как часы, — это
поперечные срезы кораллов. Изящная спираль с перегород-
кками — срез раковины головоногого моллюска, башенковид-
ная спираль — остаток брюхоногого моллюска. Разрезанные
живых существ: по принципу — «хочешь жить,
умей вертеться»... Так было в Северном
полушарии. Огромные морские просторы Южного
полушария ограничивали возможности широких
переселений на материках. Обитатели Австралии
и Южной Америки были предоставлены как бы
сами себе, и поэтому эволюция там шла медленнее.
В Австралии, потерявшей связи с другими
континентами, животные так и сохранились на более
низкой ступени развития. Её фауна представлена
сумчатыми млекопитающими, хотя и
разнообразными, но оставшимися в стороне от эволюции.
В конце неогенового периода климат посуровел
настолько, что появились ледники. Началось
тяжёлое испытание жизни на планете, ставшее
одним из переломных моментов в её истории.
Тогда-то и появилось человечество — новое
сообщество жизни, духовная общность людей,
пусть примитивная на первых порах и далеко не
совершенная и в наши дни, но это была
принципиально новая ступень эволюции.
Палеонтологическая реконструкция антропогено
496

Долгий путь жизни
АНТРОПОГЕНОВЫЙ,
ИЛИ ЧЕТВЕРТИЧНЫЙ,
ПЕРИОД,
КАК ЛЮДИ СТАЛИ ЧЕЛОВЕКАМИ
Великое оледенение и появление человека — эти
два события отмечают начало четвертичного, или
антропогенового (от греч. «антропос» —
«человек»), периода в истории Земли, в котором мы и
живём.
Он начался около 2 млн лет назад и неизвестно
когда закончится. Мы лучше знаем то, что исчезло
за это время, чем то, что успело появиться.
Исключение — это мы сами, люди, важнейшая
составная часть живой природы, которая уже
стала мощной геологической силой. Человечество
может сейчас сделать то, чего не смогла сделать
природа за 4 млрд лет, — уничтожить жизнь на
чечевички — раковинки брахиопод. А эти округлые пятне
на красном фоне — скелеты губок; пятна с серповидными
контурами — срезы раковин двустворок; тёмные
«торпеды» —■ остатки скелетов белемнитов. Целый ископаемый
зоопарк, а плиты стен — каменные страницы из учебника о
древней жизни.
Резные фризы (декоративные полосы в верхней части
стен) с изображениями животных в залах
Палеонтологического музея в Москве выполнены из белого крымского
известняка, который геологи называют мшанково-криноид-
ным. Он целиком состоит из колоний мшанок и их
обломков, а также члеников стеблей морских лилий.
Иногда ископаемые, заключённые в облицовочных
плитах, сами по себе служат декоративными элементами, как,
например, раковины крупных головоногих моллюсков в
известняках или ходы зарывающихся илоедов в доломитах
ордовикского периода из Эстонии, встречающиеся в
облицовке многих зданий и переходов метро в Санкт-
Петербурге.
Смотрите внимательней — ископаемые вокруг нас.
*****&№■

Энциклопедия для детей
Земле. Нужно надеяться, что не
это событие будет концом ан-
тропогенового периода.
История жизни последних двух
миллионов лет — это в значительной мере
история человека. Осознав свою
принадлежность к животному миру, человек тем
не менее (и не без оснований) выделил себя,
назвав несколько самонадеянно — Homo
Останки этой очаровательной миниатюрной
особы (рост около 120 см), получившей имя
Люси, были найдены французскими и
американскими учёными в 1974 г. в Афаре
(Восточная Эфиопия).
Она жила 3,6 млн лет назад,
принадлежала к сомой «человеческой»
группе так называемых грациозных
австралопитеков, и её можно считать нашей
прапраматерью. Чёрным цветом обозначены
найденные части скелета.
sapiens, человеком разумным. Из-за невозможности
скрыть своё сходство с обезьянами он обособил и их в
животном царстве и объединил себя с ними в один отряд
приматов (Primates) — князей природы.
Среди многочисленных семейств обезьян наиболее
похожи на нас гиббоны (Hilobatidae), шимпанзе и гориллы
(Pongidae). Как считают, среди особого семейства
людей — гоминид (Hominidae), ныне исчезнувших, -
существовало всего три рода: рамапитек (Ramapitecus),
австралопитек (Australopitecus) и человек (Homo).
Название первому из людей — рамапитеку — дано по
имени индийского бога Рамы. Зубы и обломки челюстей
рамапитеков, являющиеся самыми крепкими частями
скелета, обнаружены в Северо-Западной Индии и
Восточной Африке. Видимо, именно там, на границе
джунглей и саванн, находилась колыбель человечества.
Эти существа появились около 15 млн лет назад.
Найденные челюсти и зубы похожи и на человеческие
(небольшие клыки, подковообразное расположение
зубов), и на обезьяньи (сильно выдающаяся лицевая часть
и небольшие коренные зубы). В отличие от обезьян первый
человек питался не только листьями и сочными плодами,
но и всякой мелкой живностью — от кузнечиков до
ящериц. Однако жевал он, вероятно, не так, как мы,
двигая челюстями направо-налево.
Начиная с рамапитека пути обезьян и предков человека
разошлись. Обезьяны остались на деревьях, в сумраке
тропического леса, рамапитек вышел на опушку,
всматриваясь в залитую солнцем даль. Ему ещё было далеко до
человека, но он сделал первый шаг. Не менее 10 млн лет
рамапитеки ковыляли по африканским саваннам. Их
сообщества были ещё звериным стадом, они не умели
говорить.
Около 5 млн лет назад в семействе гоминид появились
австралопитеки (от лат. australis — * южный» и греч.
♦питекос» — «обезьяна»). Их останки сначала
обнаружили в Южной Африке, но позже они были найдены
и в Восточной Африке, и на острове Ява (Индонезия).
Люди (но ещё не Homo — «человеки») расселялись по
тропическому поясу планеты. Животная пища занимала
всё большее место в их меню. Австралопитеки были
разные. Среди них встречались существа могучего
телосложения. Лицевая мускулатура у них была развита
настолько, что для её прикрепления на черепе вырос
продольный гребень, и волосы на голове напоминали,
вероятно, причёску наших юных экстравагантных
современников — панков. Но не эти виды открыли дорогу к
совершенствованию, а другие — изящные, грациозные,
лёгкие на подъём, не сильные, но более сообразительные.
Именно они постепенно становились людьми. Среди них
особенно знаменита Люси, чьи останки были найдены в
1974 г. французскими и американскими исследователями
в Афаре (Эфиопия). Это была невысокая (около 120 см)
изящная особа, которая так похожа на современного
человека, что её часто называют нашей прапраматерью.
Австралопитеки не полагались только на силу рук и
челюстей. Они поняли, что рука с палкой длиннее просто
руки, а камень твёрже кулака. Они могли заострить
обломок кости и палку, отбить от камня кусочки, чтобы
сделать острыми его края. Мы не знаем, о чём. наш предок
думал, каковы были его взгляды на мир. Мозг его
(670—680 см3) уже был вдвое больше обезьяньего, но ещё
498

Долгий путь жизни
не достигал необходимого объёма (750 см8),
который, как считают учёные, позволяет
абстрактно мыслить и говорить. Отношения с сородичами
вряд ли выходили за рамки чисто животных
интересов.
Австралопитеки процветали на протяжении
приблизительно 3 млн лет, их было не менее 3—4
видов, но только одна из линий их развития, к
которой принадлежала Люси, постепенно привела
к «настоящему» человеку — роду Homo.
Свидетельством этого перехода являются
находки не только костей, весьма близких к
человеческим, но и орудий труда — среди них начинают
попадаться изделия повторяющейся формы,
которая придавалась им сознательно. Этот первый
человек получил за своё умение имя Homo
habilis — * человек умелый» (лат.). Его
многочисленные останки обнаружила в Восточной
Африке замечательная семья английских
антропологов Лики: Луис, Мэри и их сын Ричард.
Самые первые умелые люди появились около
3 млн лет назад. Учёные ещё спорят, считать ли
их австралопитеками или уже настоящими
человеками (Homo), но вряд ли это так уж и важно:
главное, что это существо работало, ходило прямо,
заботилось о детях. Фантастическая находка была
сделана Мэри Лики вблизи знаменитого
заповедника Серенгети в Танзании (Восточная Африка).
На затвердевшем слое вулканического пепла
сохранилась цепочка следов двух
человекоподобных существ, большого и маленького. Они шли
бок о бок так близко, как ходят люди, взявшись за
руки. Заботливая мама выводила дитя в мир...
Следующим на пути к нам был питекантроп (от
греч. «питекос» — ♦обезьяна» и «антропос» —
♦человек»).
Голландец Эжен Дюбуа вдохновился
теоретическими предсказаниями немецкого биолога
Эрнста Геккеля, который, развивая идеи Дарвина,
утверждал, что где-то обитало существо —
переходное звено между обезьяной и человеком. Дюбуа
решил найти обезьяночеловека. И нашёл. Там, где
и предполагал, в тропических джунглях на острове
Ява. Это было в 1890—1892 гг. Блестящей и
трагической стала история его находки. Она
вызвала безудержные восторги одних, сомнения,
яростные нападки и обвинения в подлоге других.
Сначала победили скептики, и отчаявшийся Дюбуа
отказался считать своего питекантропа
♦переходным звеном».
Но находки множились. Похожие скелетные
останки были обнаружены в Северном Китае, в
пещере Чжоукоудянь. Место находки останков
подсказало название новому человеку — синантроп
(♦китайский человек»). Близким по облику
оказался «гейдельбергский человек», нижняя челюсть
которого была найдена в Мауэре, близ Гейдель-
берга (Германия), в 1907 г. Были и ещё находки —
на севере и востоке Африки. Тщательное изучение
показало: питекантроп, синантроп, ♦гейдельберг-
ский человек» — это один и тот же человеческий
вид, более совершенный, чем австралопитек, но
примитивнее, чем современный чело- \&$Ш§
век. Он получил научное название | xQjr |
Homo erectus — * человек
выпрямленный» (прямоходящий). Объём его мозга
составлял вначале около 800 см8, а позднее
превышал 1000 см3, т.е. достиг величины,
необходимой для абстрактного мышления. Этот человек
мог говорить! Топоры и рубила из камня и кости
он изготавливал весьма тщательно. Не умея ещё
строить жилища, он обитал в пещерах, но уже мог
создавать для себя минимальный комфорт,
поддерживая огонь, сохраняя воду, укрываясь
шкурами. Люди узнали вкус жареного мяса.
Огонь сыграл огромную роль в развитии
человека. И не случайно до сих пор он вызывает
мысли не только о еде. Действительно, огонь
освещал, согревал, защищал. Вместе с тем он давал
человеку ещё что-то бестелесное, нематериальное,
одухотворяющее. Вспомним: «огонь любви»,
♦огонь желаний», ♦светильник разума» и * факел
знаний». Может быть, именно огонь воспламенил
в душе нашего предка стремление к добру и
справедливости, осветил путь к вечному и
совершенному.
Совместная охота и защита от зверей (огромные
медведи и другие хищники были не против занять
обжитую человеком пещеру) требовали
взаимопомощи и взаимопонимания. Долгие ночи,
проведённые у костра, превращали людское стадо в
человеческий коллектив. Учёные предполагают,
что такие семейные кланы питекантропов
насчитывали 3—6 взрослых мужчин, 6—10 женщин и
15—20 детей различного возраста.
Отдельные группы питекантропов были широко
разбросаны по планете и не часто встречались друг
с другом. Но все они боролись за существование не
по-звериному — злобой и силой, а умом и трудом.
Так постепенно возникло новое сообщество
жизни — человечество. С первых Homo erectus,
появившихся около 2 млн лет назад, и начинается
отсчёт антропогенового периода, последнего в
геологическом летоисчислении.
Долго и трудно давалось человеку
совершенствование. Более 1 млн лет длился каменный век.
И вот примерно 200 тыс. лет назад появился и
занял главенствующее положение древнейший
Homo sapiens — неандерталец.
Своё название он получил от долины Неандер-
таль близ Дюссельдорфа (Германия), где впервые
были найдены его останки. Научное название —
Homo sapiens neandertalensis («человек разумный
неандертальский»). По своей комплекции он мало
отличался от современных людей (рост 155—
165 см, объём мозга 1300—1600 см8). Разве что
более покатым был лоб, более курносым — нос и
более массивными — надбровные дуги. Это,
однако, вполне вписывается в пределы нынешнего
разнообразия человеческих лиц.
Он был типичным обитателем Западной,
Южной и Центральной Европы, заселил Африку (его
останки были найдены в Марокко и Ливии, в
Зимбабве и Замбии, а также на юге Африки, в
499

Энциклопедия для детей
районе Кейптауна), Ближний Восток
(Израиль, Ирак), Среднюю Азию
(известное захоронение неандертальского
мальчика в пещере Тешик-Таш в Узбекистане),
Восточную (Китай) и Юго-Восточную Азию (остров
Ява). Но среди неандертальцев не нашлось своего
Колумба, поэтому Америку они не открыли.
Человек появился там значительно позднее.
Неандертальцы умели строить жилища, а летом
жили, вероятно, не в пещерах, а на «даче»,
оборудуя временные стоянки. Они сознательно
хоронили своих умерших сородичей, не оставляя
их на съедение зверям. Им удалось создать
высокоразвитую культуру каменного века: они
научились искусно изготавливать разнообразные
охотничьи, рыболовные и хозяйственные орудия.
Как заметил один остроумный антрополог, юный
неандерталец вполне мог закончить современный
лицей или гимназию и по своим манерам,
поведению и причёске не отличался бы от многих
нынешних студентов и школьников. Однако
именно манеры и поведение пока не позволяли им
превратиться в настоящих людей — среди
неандертальцев процветало людоедство, которое было,
вероятно, ритуальным действом, а не утолением
голода. И хотя мы не можем сказать, что
неандертальцы как бы сами себя съели, но этот
обычай не способствовал прогрессу, и они исчезли
во мраке истории, уступив место более
цивилизованному человеку.
Останки самого древнего человека современного
типа — Homo sapiens sapiens («человек разумный
разумный») — найдены в пещере Кафзех в
Израиле. Он жил около 70 тыс. лет назад. Находки
более молодого возраста были сделаны в Южной
Африке (им около 60 тыс. лет), в Индонезии на
острове Калимантан (40 тыс. лет) и в Европе
(35—38 тыс. лет). Наиболее известен человек,
обитавший в пещере Кроманьон во Франции
(поэтому человека современного типа прежде
называли кроманьонцем). Он был высокий (180—
187 см), стройный, с большим объёмом мозга — до
1600 см3. Как полагают, человека окончательно
очеловечили доброта и сознательное стремление к
бескорыстной помощи. Он понял, что необходимо
сохранять не только детей — своё будущее, но и
стариков — носителей жизненного опыта. Да и у
врага можно кое-чему научиться, если его не
убивать и не съедать. Ведь он может знать лучшие
места охоты или уметь рисовать. Сохранить,
передать опыт и знания современникам и
потомкам — это необычайно важно для развития
пути расселения древнего
человека 600 тыс лет назад
пути расселения древнего
человека 50-15 тыс. лет назад
ледниковые
покровы
тропические и субтропические
леса и саванны
Корта расселения человека по планете
500

Долгий путь жизни
материальной культуры, речи, искусства. Хорошо
известны рисунки и скульптурные изображения,
относящиеся к этому времени. Они поражают
своей выразительностью и изяществом. А дальше,
как принято считать, кончается палеонтология и
начинается история.
Развитие человечества — несомненно, главная
особенность антропогенового периода истории
Земли. На изменения в «диком» живом мире огромное
влияние оказывали часто меняющиеся условия
среды обитания. Чередование похолоданий,
вызывавших рост ледниковых шапок на полюсах и
продвижение льдов на юг, и потеплений, когда
льды таяли, приводило к колебаниям уровня моря,
изменению растительности, перемене мест
обитания животных. Наступавшие ледники сгоняли
их с обжитых мест в тропики.
Парадоксальное правило эволюции — чем
хуже, тем лучше — действовало и в это время.
Обитающие близ ледников люди становились
двигателями прогресса. Интеллект человека
быстрее развивался в чрезвычайно трудных условиях.
По воле человека, хотя и без злого умысла,
исчезли с лица Земли многие гигантские звери,
оставшиеся в «наследство» от неогенового
периода, — мамонт и шерстистый носорог в Старом
Свете, мастодонт и колумбов слон в Америке. Уже
в историческое время были истреблены
два вида американских бизонов и
некоторые другие копытные,
бесчисленные стада которых паслись в
североамериканских прериях менее полутора веков назад. Теперь
они перешли в разряд объектов палеонтологии.
Хочется надеяться, что человек больше не напишет
подобных печальных страниц в истории жизни на
Земле. Для такой надежды есть основания.
Складывавшиеся миллионы и миллиарды лет
сообщества жизни смогут сохраниться, если
перейдут в свою высшую форму — мировое сообщество
разума. К такому выводу ещё в начале XX в.
пришли выдающиеся мыслители (Пьер Тейяр де
Шарден, Владимир Вернадский). И это сейчас
осознаёт всё человечество.
Над геосферами (литосферой, гидросферой,
атмосферой) и биосферой, обнимая их, возникла и
эволюционирует ноосфера — сфера разума, сфера
человеческого духа. Эволюция Земли, которую
исследуют геология и палеонтология, — это корни
древа жизни. Крона его устремляется ввысь, в
будущее. Ведь любое прошлое — это будущее по
отношению к более раннему прошлому. Так будем
же, зная это, добрее и внимательнее к Природе, и
будущая жизнь станет благодарным
продолжением нас, как мы благодарны прошлой жизни.
Древняя стоянка охотников но мамонтов. На территории современного села Межирич — в месте слияния
рек Роси и Росавы — сохранились жилища, построенные из костей мамонтов и обтянутые шкурами.
501

Энциклопедия для детей
СЕВЕРНАЯ ЕВРАЗИЯ
ВЕЛИКАЯ МАГИЯ
ИСКУССТВА
Изучая памятники каменного века, археологи иногда
находят странные изделия рук человеческих и не
всегда сразу могут ответить на вопрос, что это такое.
Древние люди уже в раннем «каменном» прошлом
выделялись из всего животного царства. Уже тогда начали
пробуждаться духовные потребности человека: на серых
стенах пещер расцветали многокрасочные и удивительно
реалистичные изображения животных, появлялись на свет
миниатюрные фигурки «палеолитических Венер» и
животных. В тяжёлых условиях повседневного быта, среди
постоянных забот о пище, тепле и защите от хищников
великая магия искусства заставляла человека брать краски и
при тусклом свете костра или факела рисовать под
низкими сводами пещер сцены охоты и очень редко и
весьма условно — изображение человека. Не только
любовь к искусству двигала людьми, создававшими эти
«полотна» и скульптуры. У человека уже сложилась
сложная система взглядов на окружающий мир и своё место в
нём. В позднем палеолите, как утверждают археологи,
человек был знаком и с таким сложным видом искусства,
как музыка.
Оказывается, уже около 20 тыс. лет назад звучали
мелодии, возможно и несовершенные, с точки зрения
современного человека, но от этого не менее
прекрасные. При раскопках одной из стоянок древнего человека,
расположенной на правом берегу Десны у села Мезин
(Украина), были найдены кости мамонта с узорами,
нарисованными красной краской. Это оказалась
обожжённая охра — минеральная краска из глины. Здесь же
обнаружили рог оленя и странное изделие из пластинок с
орнаментом, изготовленных из бивня мамонта. Оно
получило название «шумящий браслет». Тщательное изучение
этих находок известным археологом Сергеем Бибиковым
навело его на мысль о том, что все эти расписанные кости
«предназначались только для воспроизведения
музыкальных ударно-шумовых или ритмичных звуков.
Никакого другого объяснения для мезинских расписных
костей предложить невозможно». По его мнению, эти
инструменты использовались достаточно долго и
предназначались для «ансамбля» из 6—7 человек. Вероятно,
музыка была частью древних ритуальных обрядов. Среди
инструментов преобладали ударные. Следует отметить,
что встречаются и инструменты, изготовленные из костей
птиц и похожие на флейты и свирели.
Кости животных использовались для создания
музыкальных инструментов не только в позднем
палеолите. Костяные инструменты были популярны у
многих народов и в историческую эпоху. Первобытного
человека больше всего завораживал в музыке ритм, а не
гармония, этим и объясняется преобладание ударных
инструментов.
Стоянка на реке Десне — не единственный памятник
позднего палеолита, где найдены музыкальные
инструменты. Костяные «флейты», «свирели» и ударные
молоточки были найдены и на других стоянках.
Уникальность мезинского открытия заключается в том, что здесь
найдены инструменты для целого ансамбля.
х
северт
502

Долгий путь жизни
(ТЕРРИТОРИЯ БЫВШЕГО СССР) 15—20 ТЫС. ЛЕТ НАЗАД
503

ИСТОРИЯ,
ИСПЫТАНИЯ
И ИЗМЕНЕНИЯ
ОБЛИКА ПЛАНЕТЫ
ч г^ аскрывая и расшифровывая историю нашей
^планеты, геологи сталкиваются с увлека-
-_L тельным и динамичным сценарием,
написанным природой. История эволюции Земли —
своеобразный красочный и яркий спектакль,
полный драматических событий, многие
участники и зрители которого давным-давно ушли в
небытие, оставив свой след в земных слоях.
Каждый пласт, каждый слой земной коры
представляет собой как бы страницу огромной
каменной книги, на которой своеобразным языком
в виде отпечатков растений и ископаемых остатков
животных, следов бурь, проносившихся над
планетой и геологических процессов записаны
события, происходившие на Земле и в её недрах многие
сотни миллионов и миллиарды лет назад. Прочесть
исторический сценарий, написанный этими
«каменными иероглифами» хотя и нелегко, но вполне
возможно. Однако составить полную картину
эволюции нашей планеты очень сложно, т.к. одни
«страницы» каменной летописи окончательно
утеряны, другие сильно повреждены временем, а
третьи — перепутаны и искажены.
Подобно криминалистам, геологи медленно и
скрупулёзно, шаг за шагом находят и изучают
факты, строят различные гипотезы, воссоздают из
небытия картины далёкого прошлого. Вот уже
несколько столетий естествоиспытатели и геологи
пытаются восстановить историю Земли. Но она
по-прежнему полна загадок, и особенно много
неразгаданных тайн скрывается в ранней истории
нашей планеты.

История, испытания и изменения облика планеты
АСТРОНОМИЧЕСКАЯ
СТАДИЯ РАЗВИТИЯ.
ИСТОРИЯ ПЛАНЕТЫ,
КОТОРОЙ ЕЩЁ НЕТ
Грандиозное событие в космической жизни
предшествовало образованию нашей планеты.
В рёве термоядерного взрыва, в буйстве и
неистовстве величайших стихий во Вселенной
6—7 млрд лет назад возникло Солнце. В то время
оно мало чем напоминало привычное, тёплое и
ласковое светило, которое нас каждый день
согревает. Учёные назвали его Протосолнцем, т.е.
древним Солнцем (от греч. «протос» — «первый»).
Считается, что его рождение — это не что иное, как
вспышка сверхновой звезды. Сильнейшие
термоядерные взрывы на Протосолнце выбросили в
космическое пространство газовое плазменное
облако. Именно из него впоследствии возникли
планеты, кометы и астероиды Солнечной системы.
Через несколько сотен миллионов лет
термоядерные реакции постепенно утихли, хотя и не
прекратились. Этого было вполне достаточно,
чтобы газообразное вещество древнего планетного
облака стало остывать. По мере остывания в нём
стали появляться твёрдые пылевидные частицы.
Они постоянно сталкивались, из-за этого облако
становилось плоским, а движение бесчисленного
множества частиц из хаотического превращалось
в упорядоченное. Постепенно вокруг Протосолнца
образовался гигантский диск, который состоял из
холодных струй твёрдых частиц и газов. Из
внутренних частей этого облака родились планеты
земной группы — Меркурий, Венера, Земля и
Марс, небольшие по величине и состоящие из
Ток выглядело поверхность Земли но зоре существования.
505

Энциклопедия для детей
ЩшШ§ плотного вещества. Из внешних частей
| ^<ШУ | образовались большие планеты,
богатые лёгкими газами и летучими
элементами, — Юпитер, Сатурн, Уран, Нептун и
Плутон.
Земля как космическое тело окончательно
сформировалась только около 5 млрд лет назад. Но
бурная космическая жизнь её * зародыша»
продолжалась ещё около 1 млрд лет. В течение этого
времени то возникали, то исчезали отвердевшие
участки как на земной поверхности, так и в её
недрах. Но вот настало время, когда древняя
Земля, или Протоземля, не получая избыточной
космической энергии, стала сравнительно быстро
остывать. Точную дату рождения нашей планеты
определить довольно трудно. Существует много
гипотез о времени и особенностях её
возникновения. По мнению современных учёных, наша
планета родилась около 4,6 млрд лет назад из
плотного облака космической пыли и газа. В виде
холодного безжизненного скопления космического
вещества Протоземля провела ещё несколько сотен
миллионов лет. Постепенно первичное вещество
планеты вновь стало разогреваться под влиянием
притяжения Солнца и других планет, от ударов
падающих космических тел — метеоритов и
планетезималей и в результате распада
радиоактивных элементов.
- р говерхность Земли около 5 млрд лет назад
' ' наконец-то начала остывать. Планета по-
-_*.* -крылась тонкой твёрдой оболочкой, хотя в
её глубинах продолжал кипеть расплав. Весьма
неуютно было тогда на Земле. Её поверхность
представляла собой бесконечную однородную
серую равнину, напоминающую современный
лунный ландшафт. Долгое время этот ландшафт
оставался безжизненным. Только космический
холод и обжигающий солнечный ветер
господствовали на планете. Твёрдая оболочка была тонкой и
хрупкой, и поэтому потоки раскалённого вещества
из земных недр легко разрывали её и растекались
на огромные расстояния. Пока атмосферы ещё не
было, газы рассеялись в космическом
пространстве. Земля была очень уязвимой для бомбардировки
космическими телами. При столкновении с
кометами и астероидами над планетой поднимались
тучи пыли и облака раскалённых газов и
расплавленного вещества. Вместе с газами из земного ядра
По поводу того, насколько сильно была
разогрета Протоземля, мнения учёных расходятся,
Одни считают, что температура её достигала
нескольких десятков тысяч градусов по Цельсию,
В этом случае земное вещество должно было
полностью расплавиться и частично испариться.
Другие учёные предполагают, что температура
поверхности вряд ли превышала 1000° С, а
третьи — полностью отрицают вероятность
полного расплавления земного вещества. Трудно
сказать, какая из гипотез более близка к истине,
но ясно одно: в любом случае разогрев Протоземли
способствовал дальнейшему изменению вещества,
из которого она состояла. Расплавленное земное
вещество начало перераспределяться по удельному
весу. На поверхности оставались сравнительно
лёгкие соединения, а расплав, состоящий из
тяжёлых элементов и соединений, опускался на
глубину. В конце концов земные недра
разделились на ядро и мантию. В мантии продолжалось
деление вещества по удельному весу. Над ней, как
в доменной печи, находилось постоянно
вскипающее расплавленное вещество.
Расслоение вещества в недрах Земли протекало
довольно медленно. Мантийное вещество
множество раз совершало круговорот: погружалось
внутрь планеты, а затем снова поднималось к
поверхности.
поднимался освобождавшийся в результате
сложных химических реакций свободный кислород.
Вначале он появился на границе ядра и мантии,
затем стал подниматься выше, и, увлекаемый
мощными естественными восходящими потоками,
он всё ближе подходил к земной поверхности, по
пути участвуя в различных окислительных
реакциях, в том числе и в окислении железа и его
соединений.
Первоначальная неоднородность земных недр
способствовала неравномерному распределению
тепла. Возникали отдельные очаги расплавленного
вещества и участки с отвердевшими массами.
Тепло от горячих очагов передавалось к
прохладным. Появились мощные тепловые потоки,
Первозданный облик планеты Земля.
Водяные пары, извергаемые вулканами, охлаждаются и
превращаются в воду, которая скапливается в понижениях.
ЛУННАЯ СТАДИЯ
РАЗВИТИЯ.
ЗЕМЛЯ СТАНОВИТСЯ
ПЛАНЕТОЙ
506

История, испытания и изменения облика планеты

Энциклопедия для детей
которые дополнительно переплавляли вещество. В верхней части
мантии образовалась магма, близкая по составу к базальтовым
породам. Она оказалась легче основного мантийного вещества,
поднялась наверх и застыла. Так начал формироваться базаль
товый слой земной коры. С его образованием земная кора стала
отделяться от мантии.
В местах выхода переплавленного глубинного вещества на
земную поверхность возникали своеобразные купола, заполнен
ные базальтовой лавой. Это так называемые вулкано-плутониче-
ские кольцевые структуры. На разделяющих их впадинах зияли
шрамы — кратеры, возникшие от падения метеоритов на
отвердевшие участки планеты.
ПЛАНЕТАРНЫЕ
ПРИЧИНЫ
ИЗМЕНЕНИЯ
КЛИМАТА ЗЕМЛИ
Гепло- и влагообмен — основные
физические характеристики,
определяющие климат, воздействуют
на него через атмосферу, гидросферу
и биосферу. Среди множества причин,
влияющих на климат, главными
являются соотношение площади водной
поверхности и суши, а также наличие в
атмосфере газов и частиц, которые
прямо или косвенно вызывают
парниковый эффект. Исходя из разной
отражательной способности суши и
Мирового океана, солнечные лучи
отражаются в космическое пространство
или задерживаются у земной
поверхности, нагревая её. За счёт
отражательной способности, характерной
для поверхности снега и льда,
происходит дополнительное
охлаждение приземных частей.
Отражательная способность водной
поверхности низкая, и вследствие
большого поглощения и высокой
теплоёмкости моря и океаны являются
своего рода «аккумуляторами»
(накопителями) тепла. Исходя из этого,
сделали вывод: если суша длительное
время находится в высоких широтах (а
так было не раз во время дрейфа
материков), то это вызывает похолодание.
Ссылка всегда делалась на
современную Антарктиду. Можно
предположить, что материки,
расположенные в высоких широтах,
являются «глобальными
холодильниками» и регулируют эволюцию климата.
Однако оказалось, что во время
оледенения в конце ордовика или в
конце карбона в полярных районах
располагались водные просторы (эпикон-
тинентальные моря), а во время
господства жаркого климата, например
в девоне, в высоких широтах
находились материки. Это означает,
что нахождение суши в высоких
широтах не могло служить своего рода
«пусковым» механизмом для развития
оледенения. Оно было лишь одним из
предрасполагающих факторов,
способствующих понижению
температур.
Основной причиной понижения
температур являются периодические
колебания содержания углекислого
газа в атмосфере планеты. Если
сравнить изменение температурного
режима земной поверхности за
последние 600 млн лет с содержанием
углекислого газа в атмосфере в
отдельные геологические периоды,
можно прийти к выводу о полном их
соответствии. Чем больше углекислого
газа в земной атмосфере, тем сильнее
ОКЕАНЫ КИПЯТКА.
ЧУДОВИЩНОЕ
АТМОСФЕРНОЕ ДАВЛЕНИЕ
В земных недрах происходила не только выплавка базальтового
слоя земной коры. Постоянно выделяющиеся во время
грандиозных химических реакций газы уже не улетали в космическое
пространство. Масса планеты настолько возросла, что была в
состоянии удерживать их вблизи поверхности притяжением. Так
возникла первичная атмосфера. Выделяемые при извержениях
пары воды, охлаждаясь, конденсировались и превращались в
жидкость, которая скапливалась в понижениях рельефа.
Возникновение гидросферы и атмосферы было эпохальным
событием в истории Земли. С тех пор они сосуществуют совместно
и находятся в сложном взаимодействии.
По поводу возникновения атмосферы учёные выдвигают две
гипотезы. Согласно первой гипотезе, атмосфера — газообразная
выплавка первичного материала, когда-то покрывавшего
расплавленную Землю. Большинство учёных придерживаются
второй гипотезы, которая утверждает, что атмосфера является
вторичным образованием, возникшим при освобождении
газообразных химических элементов и соединений из расплавленного
вещества.
Источником газообразных веществ, из которых состояла
первичная атмосфера, были расплавленные горные породы
земной коры, мантии и ядра. Это говорит о том, что атмосфера
возникла уже после того, как Земля разделилась на оболочки.
Крупнейший американский геохимик Г. Юри предполагает, что
такая атмосфера могла состоять из смеси водяного пара,
водорода, метана, аммиака и сернистого водорода. Английский
геохимик П. Клауд считает, что в ранней атмосфере преобладали
пары воды, углекислый газ, угарный газ, хлористый водород,
водород и сера. Следовательно, в любом случае первичная
атмосфера состояла из лёгких газов, которые удерживались у
земной поверхности силами притяжения. Если сравнить
древнейшую атмосферу с современной, то в ней отсутствовали
привычные нам азот и кислород. Эти газы вместе с парами воды
находились тогда в глубоких недрах Земли. Мало в то время было
и воды: она в виде гидроксидов входила в состав мантийного
вещества. Только после того как из пород верхней мантии стали
интенсивно высвобождаться водяной пар и различные газы,
возникла гидросфера, а толщина атмосферы и её состав
изменились. Кстати, эти процессы продолжаются до сих пор. При
извержении вулканов гавайского типа (см.ст. «Вулканы») при
температурах 1000—1200° С в газообразных выбросах
содержится до 80% паров воды и не менее 6% углекислого газа. Кроме
того, в современную атмосферу выбрасывается большое
количество хлора, метана, аммиака, фтора, бора и сероводорода.
508

История, испытания и изменения облика планеты
Можно себе представить, какое огромное количество газов
выбрасывалось в глубокой древности во время грандиозных
извержений.
Сказанное выше — это не просто умозрительное
предположение. Всё это подтверждается фактами. Оказывается, можно
напрямую определить состав древней атмосферы. И сделал это
российский учёный Ю. Казанский. В горных породах,
возникших в то далёкое время, сохранились пузырьки древнейшего
воздуха, который нужно было только выделить и исследовать его
химический состав. В древней атмосфере преобладал углекислый
газ, его было около 60%. Сегодня его место в атмосфере занимает
азот (а углекислого газа всего 0,03%). Остальные 40% древней
атмосферы составляли азот, сероводород, сернистый газ, пары
соляной и фтористой кислот.
Первичная атмосфера была очень агрессивной средой и
действовала на горные породы как сильная кислота. Да и
температура её была очень высокой. Но как только температура
понизилась, произошла конденсация водяного пара.
В настоящее время имеются неопровержимые доказательства
существования на Земле гидросферы ещё 3,8 млрд лет назад.
Свидетельством тому являются осадочные горные породы,
обнаруженные в Гренландии и Южной Африке. Они
образовались на дне древнейших морей.
Был ли тогда океан солёным? Каковы были размеры и глубина
первичного океана? Ответить на эти вопросы очень непросто.
Сегодня, рассматривая проблему состава первичного океана,
учёные обычно выделяют два источника растворимых
соединений. С одной стороны, в воде растворялись атмосферные газы,
ас другой — соли, входящие в состав изверженных горных пород
на дне Мирового океана и его берегах, а также то, что
приносилось водами с суши. Не следует также забывать, что из
атмосферы в воду поступали соединения серы, аммиак,
хлористый и фтористый водород, а в воде, как известно, они образуют
сильные кислоты, разъедающие горные породы на дне и берегах
и извлекающие из них щелочные и щелочноземельные элементы.
В результате в воде возникали соли, и поныне содержащиеся в
водах Мирового океана. Не исключено, что солёность первичного
Мирового океана мало отличалась от современной.
По предварительным данным средняя температура морских
вод в катархее и раннем архее составляла 90—150° С, а
атмосферное давление на земной поверхности оценивается
примерно в 10—20 атмосфер. Оказалось, что в таких условиях
вода не только не испаряется, но и не кипит. С течением времени
в связи с изменениями состава атмосферы и её толщины
атмосферное давление стало снижаться.
Долгое время в древних атмосфере и океане кислорода не
было. Без него не могло существовать и озонового экрана.
Космические лучи легко проникали на Землю, и под их
действием в водах Мирового океана разлагались одни соединения
и возникали другие, в том числе сложные органические
соединения.
Кислород, выделяющийся при вулканических извержениях,
до некоторого времени расходовался на окисление атмосферного
аммиака, метана и оксида углерода. Освободившиеся при этом
азот, углекислый газ и вода постепенно накапливались в
атмосфере. Некоторое количество углекислого газа растворялось
в воде, а значительная его часть сосредоточивалась в атмосфере.
Сера и сероводород окислялись до сернистого и серного
ангидрида. Вместе с углекислым газом они растворялись в
морской воде, вступали в химические реакции с растворёнными
в ней солями и образовывали труднорастворимые соли —
карбонаты и сульфаты, которые стали выпадать в осадок и
действует парниковый эффект
атмосферы и тем выше температура в её
приземной части. В те геологические
периоды, когда содержание
углекислого газа в атмосфере было в
15—20 раз выше современного
(кембрий, девон, ранний карбон, мезозой,
эоцен), температуры приземной части
атмосферы в средних и высоких
широтах Земли были в два с лишним
раза выше, чем в современную эпоху.
Когда содержание атмосферной
углекислоты падало до минимума,
неотвратимо начиналось похолодание.
Количество углекислого газа в
атмосфере зависит от вулканической
деятельности и различных биосферных
процессов. Активные перемещения
литосферных плит сопровождаются
интенсивной вулканической
деятельностью, охватывающей
огромные регионы. Выброшенные в
атмосферу водяной пар, углекислый газ
и ряд других газов усиливают
парниковый эффект. И в то же время
вулканическая пыль, пепел и различного
рода аэрозольные частицы, попадающие
в атмосферу, оказывают
противоположное воздействие, увеличивая
отражательную способность атмосферы и
снижая парниковый эффект. Однако
частицы с течением времени
осаждаются. Большое значение имеют тип
вулканических извержений и их место.
Одно дело, если извержение наземное,
а другое — подводное. Ведь во время
подводных извержений до атмосферы
доходят лишь пузырьки газов, а
частицы остаются в толще воды. Спад
вулканической деятельности приводит к
стабилизации климатических условий, и
именно в это время расширяются
территории с благоприятными для
органического мира ландшафтными и
климатическими условиями. Это в свою
очередь приводит к резкому
увеличению объёма биомассы тех
организмов, которые в процессе своей
жизнедеятельности используют
фотосинтез или поглощают углекислый
газ. Сокращается подача углекислоты в
атмосферу, что постепенно приводит к
развитию очередного похолодания. Вот
почему процессы вулканизма,
скорости перемещения литосферных
плит, их географическое положение и
развитие органического мира так тесно
взаимосвязаны.
509

Энциклопедия для детей
yJ/вШШ накапливаться на дне. На ранних
| ^Ш<У | стадиях в условиях бескислородной
атмосферы, высоких температур и
большой кислотности природных вод процессы
выветривания протекали весьма своеобразно, и
сохранившиеся продукты выветривания не имеют
аналогов среди современных.
Только в раннем протерозое (2—2,5 млрд лет
назад) в атмосфере появился кислород. Это
подтверждают мощные толщи горных пород,
которые могли образоваться только при наличии в
атмосфере достаточного количества свободного
кислорода. Но его пока было очень мало.
В течение протерозоя (0,65—2,5 млрд лет назад)
в атмосфере всё ещё господствовали углекислый
газ, аммиак, азот, а сопутствовали им кислород,
сероводород, пары соляной и фтористой кислот,
метан. По сравнению с предшествующим временем
общее количество паров кислот в атмосфере сильно
сократилось.
щ г" гринято считать, что лунная стадия развития
J Земли завершилась немногим более 4 млрд
-_1-_1лет назад, и с тех пор длится геологическая
эволюция нашей планеты. Об этом отрезке времени
можно получить сведения, изучая древние горные
породы. Каков их состав? В каких условиях они
образовались? Где распространены? Ответы на эти
вопросы позволяют составить представление о
древних геологических эпохах. Скудные сведения,
которые удалось прочесть на немногих
древнейших страницах каменной летописи, повествуют
о следующем: грандиозные извержения создавали
своеобразный вулканический рельеф. Вулканы и
отдельные вулканические горные хребты
разрушались водными потоками. Обломки изверженных
горных пород сносились реками в понижения, где
и накапливались. Эти первые осадочные породы,
состоящие из обломков, с течением времени
уплотнялись и под влиянием тепла, непрерывно
поступающего из недр Земли, превращались в
прочные кристаллически-метаморфические
породы — гнейсы.
В древнейших морях накапливались пески и
карбонатные осадки. На дно обильно изливались
базальтовые лавы, очень похожие на те, которые
изливаются и поныне.
Застывшая лава и древние осадочные породы
прорывались магмой, которая застывала на глу-
учимся ДЫШАТЬ
Откуда появился в атмосфере свободный кисло
род? Одни исследователи считают, что он
выделился при переплавлении пород мантии и медленно
поднялся из глубоких недр. Другие предполагают,
что кислород выделяли синезелёные водоросли,
или цианобионты. Вероятно, правы и те и другие,
и кислород древней атмосферы имел двоякое
происхождение.
Чтобы организмы могли дышать свободным
кислородом, его содержание в атмосфере должно
достигать 1/100 доли от современного содержания.
Эта критическая точка называется точкой Пасте
ра. Критический рубеж содержания кислорода в
воздухе был перейдён 650—680 млн лет назад.
Именно в это время на Земле появились
многоклеточные организмы и началось массовое заселение
Мирового океана.
бине в виде интрузий. При этом толщина земной
коры увеличивалась, особенно в тех областях, где
поднимались мощные потоки из мантии. В земной
коре стали возникать овальные вздутия — купола,
имевшие в поперечнике десятки и сотни
километров. Впоследствии они стали зачатками
будущих континентов, которые образовались в
результате объединения гранитогнейсовых и гнейсовых
куполов.
В начале архея таких * зародышей»
континентов было не более 10—12. Согласно
современным представлениям, они появились в
экваториальном поясе Земли над наиболее древними
областями переплавления земного вещества.
Причём подавляющее большинство * зародышей»
древних континентов до наших дней не сохранилось,
они исчезли под натиском непрерывно
поступающего расплавленного вещества.
ДРЕВНЕЙШИЙ
СУПЕРКОНТИНЕНТ
АРХЕОГЕЯ
Небольшие по размерам континентальные глыбы
непрерывно перемещались под действием мощных
КАТАРХЕИ.
ДРЕВНЕЙШИЕ
ЛАНДШАФТЫ ПЛАНЕТЫ
510

История, испытания и изменения облика планеты
тепловых течений в расплавленной мантии. Они,
подобно кораблям в бурлящем океане, дрейфовали
по поверхности Земли. В конце концов, вероятно,
около 3,8 млрд лет назад континенты
приблизились друг к другу настолько близко, что
образовали первый в истории Земли суперконтинент,
который назван Археогеей, т.е. древнейшей Землёй (от
греч. «археос» — * древний»). Правда, эта точка
зрения оспаривается некоторыми учёными,
считающими, что первый суперконтинент появился
позже, в протерозое. В отличие от других
суперконтинентов, возникших в более позднее время, указать
приблизительные контуры и местонахождение Ар-
хеогеи сегодня, к сожалению, невозможно.
Со временем Археогея стала раскалываться.
Ширина трещин непрерывно увеличивалась.
Между расходившимися континентальными
обломками возникали так называемые зеленокаменные
пояса, которые состояли не только из изверженных
пород, но и глубоководных кремнистых осадков.
Это свидетельствует о том, что здесь находились
морские бассейны значительной глубины.
Надо отметить, что расколы пошли
материковым выступам земной коры на пользу: они
продолжали нарастать как за счёт гранито-
гнейсовых пород из застывшей магмы, так и в
результате присоединения части зеленокаменных
поясов. Земная кора древних континентов,
испытав растяжение и раскол, сжатие и переплавление,
стала только ещё прочнее.
ВТОРОЕ
РОЖДЕНИЕ
КОНТИНЕНТОВ
Приблизительно 2,8—3,0 млрд лет назад
разобщённые континенты вновь стали объединяться.
Возник новый ансамбль материкоЪ, который
назван Протогеей — «первичной Землёй».
Чем же были вызваны взаимные перемещения
континентальных щитов? Предполагают, что были
две причины их перемещения. Одна связана с
продолжающимися процессами формирования
плотного оксидного железного ядра внутри Земли,
что сопровождалось почти непрерывным
поступлением мощных тепловых потоков. Другая — с
действием на планету различных космических
факторов. К ним относятся космическое
излучение, притяжение других планет, Солнца и,
наконец, энергия, выделяющаяся в результате
беспрерывной бомбардировки Земли кометами,
астероидами и метеоритами.
Протогея состояла из сблизившихся обломков
Археогеи и располагавшихся между ними зелено-
каменных поясов. Часть их угадывается в
структуре современных материков, где они образуют
щиты — выступы древнего основания платформ.
Кольский, Карельский и Украинский щиты
составили Восточно-Европейский проконтинент,
Алданский и Анабарский щиты лежали в центре
Один из вариантов расположения
континентов в начале протерозоя
(2,5 млрд лет назад). Географическое
положение ядер будущих континентов
определено по геологическим и
палеоклиматическим индикаторам.
В начале протерозоя были
распространены на многих континентах
тиллиты, на основании которых
считается, что Австралия (Ав), канадская
часть Северо-Америконского континента
(САм), Индостан [Ин),
Южная Африка (ЮАф),
бразильская часть
Южной Америки (ЮАм)
и часть Антарктиды (Ан)
находились в полярных районах
Северного полушария. В это же время
Фенноскандия, входящая в состав
Европейского континента (Ев),
находилась в южно-полярном регионе.
Китайский (Кт),
Сибирский (Сб),
Центрально-Африканский (ЦАф)
щиты располагались
в экваториальных широтах.
▲ Древние моренные
отложения (тиллиты)
Моря и
океаны
[Области
древней суши
511

Энциклопедия для детей
Сибирского проконтинента. Пилсбар-
ский щит и щит Йилгари
представляли древний Австралийский
континент. Кроме перечисленных в состав Протогеи
входили центральные части Южно-Африканского,
Центрально-Африканского и
Западно-Африканского континентов, Индийского,
Восточно-Бразильского и Антарктического щитов.
КОСМИЧЕСКИЕ ФАКТОРЫ
ИЗМЕНЕНИЯ КЛИМАТА
Наряду с планетарными факторами на климат
действуют и космические факторы. Причём их
периодичность исчисляется не только миллионами, но и
десятками тысяч лет. Называются они короткопериодиче-
скими космическими факторами изменения климата и
вызваны изменениями формы орбиты Земли,
изменениями наклона земной оси и её ориентации в
пространстве. Наклон земной оси меняется каждые
40 тыс. лет, эксцентриситет земной орбиты (т.е.
расстояние между осью вращения Земли и осью,
проходящей через её центр) — через 90—92 тыс. лет, а
время прохождения планетой перигелия (т.е. ближайшей
к Солнцу точки орбиты) — через каждые 21 тыс. лет.
Более отвесное положение земной оси ослабляет
контрасты зимы и лета, переход от круговой орбиты к
эллиптической увеличивает временные удаления Земли от
Солнца, а с изменениями положения Земли в
космическом пространстве изменяется и распределение
солнечной радиации на её поверхности. Все эти элементы
часто сочетаются, и климатические последствия, наклады-
ваясь друг на друга, взаимно усиливаются или, наоборот,
гасятся.
Более незначительные периодические колебания
климата зависят от изменения солнечной активности, которая
имеет 11- и 22-летнюю, а также вековую, 400-летнюю и
более крупные цикличности.
Все эти циклические изменения климата установлены
на геологическом материале. Надо отметить, что вначале
изучались более близкие к нам ледниковые эпохи
четвертичного периода, а затем и далёкое геологическое
прошлое. Например, цикличность в 400 лет, а также
более или менее крупная, вплоть до 92 тыс. лет,
установлена для позднерифейского и вендского оледенений.
X
Очень трудно ответить на вопросы, связанные с
природными условиями, существовавшими в то
время. К сожалению, имеется очень мало
фактических данных и неоднозначно их истолкование. Но
можно догадаться, например, что на континентах
в понижениях располагались мелководные моря, а
между континентами — настоящие океаны. Состав
морской воды отличался от современного.
Кислорода в ней ещё не было. Сульфиды также
отсутствовали. Морская вода была хлоридной и
содержала много растворённого железа и
бикарбонатов. Древние океаны были ещё не столь
глубокими, и их уровень не'перекрывал гребней
срединно-океанических хребтов.
Несмотря на то что породы катархея и архея
дошли до нас в сильно изменённом состоянии,
подвергшиеся действию высоких температур и
давления, тем не менее некоторые из них
сохранили странные микроскопические
включения. Так, в породах, образовавшихся немногим
более 3,2 млрд лет назад, обнаружено множество
мельчайших остатков сферической, нитевидной и
скорлуповидной форм. Размеры их не превышают
10 микрон. Учёные считают, что это остатки
древнейших организмов — одноклеточных
безъядерных водорослей и бактерий. В процессе
развития они разделились по условиям обитания и
питания. Одни в процессе фотосинтеза стали
усваивать питательные вещества из воды,
углекислоты и неорганических солей, другие стали
питаться за их счёт, а третьи — превратились в
деструкторов, т.е. перерабатывали отмершие
остатки и тех и других. Благодаря плохой работе
некоторых деструкторов в горных породах
сохранились остатки древнейших органических форм.
В последние годы применение тонких
физических методов позволило достичь колоссальных
успехов в определении температурных условий
земной поверхности в геологическом прошлом.
Было доказано, что концентрация изотопов
кислорода и водорода в некоторых осадочных породах,
^а также содержание кальция и магния в скелетах
органических форм и органогенных карбонатах
являются функцией температур.
АРХЕЙ И РАННИЙ ПРОТЕРОЗОЙ.
НА РУБЕЖЕ
ДРЕВНЕЙШИХ ЭПОХ.
НОВЫЕ ИСПЫТАНИЯ
щ Гщ Га рубеже двух древнейших эр — архея и
г- протерозоя — в жизни планеты произошли
^_L -J-колоссальные события. На древних
материках резко активизировалась магматическая
деятельность, возникли обширные горные системы.
Вместе с тем температура на планете настолько
снизилась, что произошло первое в истории Земли
оледенение. Впервые на полюсах возникли обшир-
512

История, испытания и изменения облика планеты
ные ледниковые покровы. Лёд покрывал огромные
площади континентов, располагавшихся в
высоких и средних широтах.
Несмотря на новые испытания, на планете
Земля стремительно развивалась органическая
жизнь. Вначале заселялись только
экваториальные области. А после того как потеплело и
ледники отступили, жизнь проникла и в высокие
широты. Следы жизнедеятельности этих
организмов в виде протяжённых массивов на дне
океанов, очень похожих на современные рифы,
остались в качестве немых свидетелей на многих
континентах.
виновники
ГЛОБАЛЬНЫХ
ИЗМЕНЕНИЙ
Что же вызвало столь разительные перемены в
природе? Во-первых, интенсивный рост оксидно-
железного ядра планеты, из которого продолжали
выделяться газообразные вещества, и это повлияло
на состав атмосферы и гидросферы. Во-вторых,
постепенное увеличение объёма вод Мирового
океана и подъём его уровня над гребнями срединно-
океанических хребтов. И, в-третьих, быстрый рост
объёма фотосинтезирующих водорослей, которые
выделяли кислород. А если к этим процессам
добавить ещё усиление вулканических извержений и
активную магматическую деятельность, то можно
представить, как изменялись природные условия
и радикально сменялись условия среды обитания
организмов.
Кроме того, в глубинах земной коры и в мантии
весьма активно протекали геохимические
процессы: земная кора стала обогащаться кремнезёмом.
В воды Мирового океана поступало всё больше
карбонатов и оксидов железа. Появление первых
весьма небольших порций свободного кислорода в
атмосфере и морской воде привело к смене
господствовавших до этого восстановительных
условий окислительными. На дне океана стали
отлагаться разнообразные кварцевые осадки.
Полосчатые железистые кварциты (джеспилиты) —
очень распространённые породы раннего
протерозоя — являются продуктами осаждения из водной
взвеси кремнезёма и оксидного железа.
Одновременно из морской воды осаждались
карбонаты, преобразованные позднее в известняки
и доломиты. Они претерпели впоследствии
сильные изменения и превратились в мраморы,
известные почти на всех материках. Древние
организмы тоже причастны к образованию
карбонатных пород. Наиболее известны среди них так
называемые строматолитовые известняки и
доломиты.
На страницах каменной летописи содержатся
также сведения о первых пустынях: о них
сообщают каменная и калийная соли, гипс,
образовавшиеся в пересыхающих водоёмах. Грубо-
ГАЛАКТИЧЕСКИЙ ГОД —
НОВАЯ ОСНОВА
ГЕОЛОГИЧЕСКОГО
ЛЕТОСЧИСЛЕНИЯ
Период обращения Солнечной системы вокруг центра
Галактики называется галактическим годом. Его
длительность определяется по-разному. Одни считают,
что галактический год длится около 176 млн лет, другие —
212 млн лет, а третьи предполагают его длительность
даже в 250 млн лет. Все исследователи, определявшие
продолжительность галактического года, ссылались на те
или иные периодические процессы, происходившие в
геологической истории и прямо или косвенно связанные с
прохождением Земли в составе Солнечной системы через
определённые участки галактической орбиты. В связи с
определением галактического года возникла идея
попытаться использовать его в качестве геологического
календаря. Ведь в качестве астрономического календаря мы
пользуемся периодическим движением Земли вокруг
Солнца. Но для начала необходимо было установить
точную длительность галактического года.
Важно отметить следующее. В геологии используется
астрономическое время — год. Но сегодня хорошо
известно, что продолжительность современного года не
соответствует годам в геологическом прошлом.
Современный год — это 36S—366 дней, в начале мезозоя
астрономический год длился около 400 дней,
в палеозое — 440, а в позднем докембрии он был ещё
длиннее.
Определённые нелогичности существуют и в том
астрономическом календаре, которым мы пользуемся
сейчас. Однако к ним мы привыкли. Чередование дня и ночи
и смена времён года служат основой для летосчисления,
и, следовательно, сутки и год являются естественными
единицами. Правда, их подразделения логически мало
оправданы. Сутки делятся по шестеричной системе, а их
объединение в недели и месяцы происходит уже по иному
принципу.
Для того чтобы решить проблему абсолютного
летосчисления геологического времени, необходимо
поступить так же, как поступили в своё время при
переходе от лунного календаря к астрономическому. Для
такого перехода прежде всего надо обосновать
временные интервалы геологического прошлого Земли
постоянным перемещением небесных тел,
совершающимся с определённой периодичностью. Очень
многое даёт внимательный анализ существующей
геохронологической шкалы. Но кроме неё на основе
анализа хронологии крупных тектонических, климатических и
биотических событий при изучении периодических
изменений состава атмосферы, гидросферы и
ландшафтов суши было установлено, что все крупнейшие события
синхронно повторяются и такая периодичность составляет
215 млн лет. Надо сказать, что эмпирические данные
совпали с математическими расчётами» Оказалось, что
наибольшее воздействие земная кора, мантия и внешние
оболочки Земли испытывают на границе двух
галактических годов. Но, кроме того, внутри каждого
галактического года происходят меньшие по масштабам явления,
которые могут быть условно названы сезонами. Эти
события скорее всего связаны с периодическим
вхождением Солнечной системы в мощные струйные
потоки космического вещества, которое оказывает
прямое воздействие на Землю.
Далее необходимо было найти точку отсчёта галактич(
ского года. Самое простое — это установить нынешнее
положение Земли на галактической орбите. Однако
сделать это на сегодняшний день нет никакой
возможности. Искать надо в геологическом прошлом.
иче-
513

Энциклопедия для детей
ЩЩ(
После длительных поисков за начало отсчёта галактических
годов была принята граница между рифеем и вендом. Этот
рубеж отстоит от современного периода на 650 млн
астрономических лет. В фанерозое выделены три галактических
года. Назовём их, согласно геохронологической шкале,
вендско-ордовикским, силурийско-пермским и мезозойско-
кайнозойским. Последний закончился около 5 млн лет
назад, а значит, мы живём в самом начале нового
галактического года. Конец одного и начало другого
галактического года знаменуются очень интенсивными
тектоническими движениями (складчатость и горообразование,
весьма активные, глобальные вулканические явления),
крупными климатическими и биотическими изменениями,
сменой природной среды, глобальными повышениями и
понижениями уровня Мирового океана. Все эти явления
сопровождаются катастрофическими событиями.
Итак, геохронологическую шкалу можно выразить в
галактических годах. От известного нам времени
возникновения Земли как планеты прошёл 21 галактический
год. Сегодня мы живём в начале 22 галактического года, и
закончится он через 210 млн астрономических лет. За это
время нашей планете предстоит пережить множество
различных событий: на Земле возникнут и исчезнут целые
континенты, моря и океаны, много раз изменятся климат и
состав органического мира.
обломочные породы свидетельствуют о большой
высоте гор, с которых стекали реки.
ПЕРВЫЙ
НАТИСК ЛЕДНИКОВ
Примерно 2,5—2,6 млрд лет назад на материках,
близко располагавшихся к полюсам, стали
появляться ледники. Они оставили после себя
типичную морену — крупные обломки, погружённые в
глинистую массу. Известны такие осадки, как вар-
вы, оставшиеся после таяния айсбергов, а также
водно-ледниковые и ледниково-морские
отложения. На валунах и гальке хорошо сохранились
следы движения древнейшего ледника в виде
различного направления штриховок. Найдено
отполированное ложе, по которому перемещались древние
ледники. В то время как полюсы покрывали
ледники, на экваторе было довольно жарко: об этом
свидетельствует то, что на экваторе формировались
карбонатные породы, фосфориты и разнообразные
соли.
В архее, судя по соотношениям изотопов
водорода и кислорода в кремнистых породах и
теоретическим расчётам, в некоторых районах
температура достигала 150° С. Но это вовсе не
означает, что вода на поверхности Земли была в
парообразном состоянии, а моря — похожими на
гигантские паровые котлы, в которых постоянно
кипела вода. Это, возможно, характерно только
для начала катархея. Существует прямая
зависимость от атмосферного давления, а оно было
высоким в архее и оставалось почти таким же в
начале протерозоя. На рубеже архея и протерозоя
температура на Земле несколько понизилась и
составила в полярных районах всего 30—40° С.
Сегодня мы восприняли бы это как нестерпимую
жару. Но тогда, в раннем протерозое, при высоком
давлении и большой отражательной способности
земной поверхности вполне реально могли
возникнуть ледники. Скорее всего причиной
понижения температуры в начале протерозоя послужили
интенсивное потребление атмосферной
углекислоты, создававшей парниковый эффект,
организмами и её расход на геохимические реакции.
Говоря о положении континентов в архейское
время, мы не смогли ответить на вопрос, где же
они всё-таки находились. Но вот уже для раннего
протерозоя такая возможность появилась
благодаря ледниковым отложениям. Они указывают на
положение ледников, а значит, и полярных
областей Земли. В свою очередь известняки, соли
и гипсы указывают, где находились
экваториальные широты. Исходя из этого считается, что в
высоких широтах находились Северо-Американ-
ская, Южно-Американская, Южно-Африканская,
Индостанская и Австралийская платформы. В
низких широтах (т.е. у экватора) находились
Сибирский и Центрально-Африканский
континенты, в Южном полушарии — Антарктический и
Восточно-Европейский континенты.
С течением времени температура на планете
несколько повысилась, а давление продолжало
снижаться. Ледники растаяли, и вновь наступили
благоприятные условия для развития
органической жизни во всех без исключения морях и
океанах.
2,4—2,5 млрд лет назад расстояния между
континентами начали сокращаться, и
находившиеся между ними океаны постепенно
уменьшились: возник новый суперконтинент.
Позднее целостность суперконтинента была
нарушена совместным действием тектонических и
магматических процессов. Появилось множество
расколов, размеры которых постепенно
увеличивались. Отколовшиеся континентальные глыбы
стали расходиться в разные стороны. В Северном
полушарии в это время находился Северо-Амери-
канский материк, который к тому же разделился
на три части. Австралийская,
Южно-Американская и Западно-Африканская платформы,
Восточно-Европейский континент, также
разделившийся на несколько частей, Китайско-Корейская
и Сибирская платформы, а также несколько
мелких континентов в это же время располагались
в Южном полушарии.
Особенно сильные перемещения
континентальных глыб происходили около 2 млрд лет назад на
рубеже раннего и среднего протерозоя.
Одновременно с перемещениями континентов на их
окраинах действовали вулканы и внедрялись
массы расплавленного глубинного материала.
514

История, испытания и изменения облика планеты
РИФЕЙ.
ИСТОРИЯ
ПРОДОЛЖАЕТСЯ.
НОВЫЕ МАТЕРИКИ,
НОВЫЕ КАТАКЛИЗМЫ
Главной особенностью развития Земли 0,68—
1,65 млрд лет назад были по крайней мере два
геологических события. Это образование
нового огромного суперконтинента — Мегагеи (от греч.
«мегас» — «большой») и общее похолодание, за
которым последовало обширное оледенение.
НОВЫЙ
СУПЕРКОНТИНЕНТ
МЕГАГЕЯ
Впервые предположил возможность
существования гипотетического материка в рифейское время
немецкий геолог Ханс Штилле в 1944 г. Правда,
он не мог точно указать местоположение этого
материка, но чётко охарактеризовал его основные
особенности. Сегодня доказательств
существования Мегагеи имеется значительно больше. Среди
них есть данные о её положении и особенностях
омывавшего её со всех сторон океана —
предшественника современного Тихого океана, который
назван Панталассой.
Окраины Мегагеи заливались мелководными
морями, в которых накапливались мощные толщи
осадочных пород. Кое-где на так называемых
активных континентальных окраинах,
подверженных действию тектонических сил и магматизма,
происходили сильнейшие вулканические
извержения. К этим же окраинам примыкали протяжён-
Пол ожение континентов 1,5—1,7 млрд
пет назад В это время континенты
сблизились и представляли единый
суперконтинент — Метатею. Знаками
показаны подвижные пояса и области,
испытавшие метаморфизм
и складчатость, — именно вдоль них
континенты соприкоснулись. На карте
показаны архейско-протерозойские
щиты и массивы, составлявшие ядра
континентов- Австралии (Ав),
Северной Америки (САм),
Центральной Африки (ЦАф),
Южной Африки (ЮАф),
Южной Америки (ЮА),
Западной Африки (ЗАф),
Индии (Ин),
Антарктиды (Ан),
Европы (Ев),
Южного Китая (ЮКт),
Казахстана (Кз),
Сибири (Сб).
I Моря и
I океаны
I Области
I древней суши
515

Энциклопедия для детей
^(ЗжрЙр ные островные дуги в океане, подобные
| ХО»^ | тем, которые можно видеть сегодня в
Тихом океане вдоль азиатского
побережья.
Мегагею не миновала участь её
предшественников. Растяжения, приведшие к расколу, тоже
сопровождались образованием новых океанов.
Поднявшиеся на их дне мантийные массы создали
более протяжённые срединно-океанические
хребты. Возросший объём вещества, слагающего эти
хребты, привёл к значительному повышению
уровня Мирового океана. Были затоплены не
только окраины континентов, но и многие
центральные возвышенные участки. Из вод морей и
океанов осаждались тонкие кварцевые пески,
глины и различные карбонаты, позднее
процессами метаморфизма преобразованные в
кристаллические сланцы, кварциты, мрамор.
Постепенно увеличивалось количество
свободного кислорода в атмосфере и морской воде, что
благоприятно сказалось на развитии жизни и
усилило процессы выветривания.
Развал Мегагеи сопровождался внедрением
магмы в земную кору. Застывая, она образовала
более тысячи плутонов — магматических массивов
размером в несколько сотен квадратных
километров.
Глубокие узкие впадины, занятые морями,
избороздили материки. Так, в частности, было на
Северо-Американской, Восточно-Европейской,
Сибирской и Австралийской платформах. Осколки
Мегагеи стали центробежно расходиться в разные
стороны. Чем дальше отдалялись континенты, тем
более обширными становились краевые моря. А
когда возникали срединно-океанические хребты,
эти моря стали типичными океанами, кроме
океана Панталассы, размеры которого несколько
уменьшились; образовались новые океаны —
Протоатлантический, Протоазиатский и Прото-
тетис.
Климат в то время был очень жаркий, о чём
свидетельствует широкое распространение на
разных широтах рифов, карбонатных отложений и
красноцветов. Все они могли возникнуть только в
условиях экваториального и тропического
климата. Это предположение полностью подтверждается
результатами палеотемпературных определений.
Средние температуры в низких широтах
составляли 45—55° С, а в высоких широтах — не
менее 25° С.
ОЧЕРЕДНОЕ СБЛИЖЕНИЕ
КОНТИНЕНТАЛЬНЫХ
ОСКОЛКОВ
В среднем рифее растяжение земной коры
сменилось сжатием. Материки Северного и Южного
полушарий стали постепенно сближаться.
Северная Америка, Гренландия, Ирландия,
Скандинавия и Восточно-Европейская платформа
образовали новый суперконтинент, к которому позднее
присоединились Сибирь и Австралия. Но в Южном
полушарии до объединения было ещё далеко.
Между континентами располагались моря.
Смятие земной коры, подъём магмы, активная
вулканическая деятельность охватили
пространства между сближающимися континентами. На
месте океанов и морей возникли горы.
Между материками Северного и Южного
полушарий располагался океан, названный Прото-
тетисом. В нём так же, как и в пределах
Панталассы, в глубоководных условиях
накапливались кремнистые и кремнисто-карбонатные илы,
впоследствии преобразованные в сланцевые
породы. В центральной части Прототетиса, там, где
находились срединно-океанические хребты,
изливались базальтовые лавы. По-прежнему
постепенно росло количество свободного кислорода в
морской воде и атмосфере. В среднем рифее
1100—1400 млн лет назад всё большее количество
кислорода оставалось неизрасходованным на
процессы окисления. Так оно достигло точки Юри. Это
означает, что в атмосфере была 1/1000 доля
кислорода от современного уровня. Средняя
температура на планете в среднем рифее составляла
35—40° С.
ОЧЕРЕДНОЕ
ПОХОЛОДАНИЕ
И РАСКОЛ
Около 1 млрд лет назад материки Северного
полушария сосредоточились в полярных широтах.
Полярное положение заняли материки и в Южном
полушарии (Южная Америка, Африка,
Антарктида и Индостан). Произошло новое общее
похолодание на планете, что привело к гибели многих
организмов. Выжили только те из них, которые
жили в тропических и экваториальных широтах.
Атмосферное давление постепенно понизилось и
приблизилось к современному уровню. В
полярных районах температуры упали настолько
сильно, что возникли ледники. Следы этого оледенения
хорошо сохранились до сих пор. По оставленным
штрихам на горных породах и долинам
выпахивания легко определить направления движения
ледников и установить центры, где они
формировались. Оледенение развивалось по крайней мере
в два этапа: 750 млн и 800 млн лет назад.
Под стать климатическим изменялись и
тектонические условия. Вновь активизировалась
деятельность вулканов. Одновременно происходит
раскол континентов, однако образовавшимся
трещинам не удалось достичь размеров настоящих
океанов. Очередная эпоха сжатия земной коры и
горообразования прекратила их существование. В
результате на месте океанов возникли
горно-складчатые сооружения.
516

История, испытания и изменения облика планеты
ВЕНД, ПАЛЕОЗОЙ И МЕЗОЗОЙ.
РОЖДЕНИЕ
И ГИБЕЛЬ ПАНГЕИ
ифейское время завершилось новым
оледенением, крупнейшими разломами земной
коры, внедрениями огромных магматических
массивов и сильнейшим вулканизмом. Все эти
глобальные события не могли не отразиться на
природных условиях и среде обитания организмов.
Изменились атмосфера и состав вод Мирового
океана. Это создало необходимые условия для
возникновения совершенно иного, чем ранее,
органического мира. Атмосфера постепенно
становилась похожей на современную. Всё больше в ней
скапливалось азота. Содержание углекислого газа
уменьшилось до долей процента, а количество
кислорода непрерывно возрастало, достигнув уже
нескольких процентов в начале палеозоя. Размеры
и глубина Мирового океана, а также его солевой
состав стали примерно такими же, как и в
настоящее время.
Как известно, архей и протерозой нередко
называют криптозоем, т.е. временем скрытой
жизни, а вот палеозойскую, мезозойскую и
кайнозойскую эры вместе называют фанерозоем,
т.е. временем явной жизни. До тех пор пока в
отложениях венда, как и всего докембрия, были
известны только остатки цианобионт, бактерий и
других примитивных одноклеточных организмов,
считалос! вполне логичным заканчивать эпоху
скрытой жизни вендским периодом. Однако, когда
в венде стали находить остатки многоклеточных
организмов, правда лишённых твёрдого скелета,
исследователи предложили начинать фанерозой
именно с венда.
БИОЛОГИЧЕСКИЙ
ВЗРЫВ
В местечке Эдиакара в Австралии исследователи
обнаружили множество отпечатков мягкотелых
организмов — медузообразных, червей,
членистоногих. Просто удивительно, как такие остатки
могли сохраниться в ископаемом состоянии.
Видимо, условия захоронения были весьма
благоприятными. Долгое время местонахождение этой
фауны считалось уникальным и неповторимым.
Однако в 70-е гг. XX столетия наш
соотечественник профессор М.А. Федонктш на берегу Белого
моря в напластованиях венда обнаружил
множество отпечатков медузообразных и кораллоподобных
форм, которым дали собирательное название
«беломорская фауна».
Характерной чертой мягкотелой фауны был её
гигантизм. Довольно часто встречаются остатки
медуз диаметром более полуметра, а длина
плоских червей нередко превышает 1 м.
Поражает факт внезапного появления
многоклеточных живых существ. Некоторые
палеонтологи расценивают его как некий биологический
взрыв, после которого стремительно стал
развиваться органический мир. Предложено множество
объяснений этому феномену. Это и резкое
потепление после длительного оледенения, и наступление
Мирового океана на материк, и изменение состава
атмосферы, и действие неких космических
факторов.
Не следует забывать также и о том, что
концентрация кислорода в атмосфере составила
1—2%, а это означает, что над планетой мог
появиться озоновый экран. Он стал защищать
живое вещество планеты от губительного
воздействия ультрафиолетового излучения Солнца.
Ранее эту роль выполняла толща воды или
водяного пара.
СУПЕРКОНТИНЕНТ
ГОНДВАНА
Раскол суперконтинента Мегагеи продолжался,
однако его осколки ещё некоторое время
располагались компактно. Узкие глубоководные впадины
земной коры в Южном полушарии продолжали
сокращаться, и на их месте возникли горы.
Компактно расположенным континентам Южного
полушария геологи дали имя Гондвана от названия
исторической области в Центральной Индии.
Поначалу суперконтинент Гондвана был
высоким, но текучая вода постепенно размывала и
выравнивала горные массивы и возвышенности.
Обломочный материал отлагался в речных долинах
и прибрежных частях морей.
Тектонические движения охватили и
континенты Северного полушария, которые ещё
некоторое время оставались разобщёнными. Постепенно
и здесь расстояния между континентами
сокращались. Океаны, располагавшиеся между ними,
прекратили своё существование, а на их месте
возникли горные массивы. Но не только процессы
сжатия свойственны материкам Северного
полушария. Начались новые растяжения земной коры.
Вновь возникает Палеоазиатский океан. В
настоящее время остатки океанической коры
сохранились среди складчатых образований Центрального
Казахстана, Алтае-Саянской области и Северной
Монголии.
517

Энциклопедия для дегтй
$wNs.
WM
(§
с
fi
%' С6 ч.
и
Области
древней суши
Области
современной суши
В
S
Срединно-
океанические хребты
Контуры древних
континентов и
микроконтинентов
Системы
островных дуг
Континенты и микроконтиненты'
ЗЕ — Западно-Европейский, Ик — Индокитайский,
К — Китайский, СА — Северо-Американский,
Сб — Сибирский.
В целом климат вендского периода весьма
своеобразен. Возникшее похолодание было
настолько сильным, что привело к образованию на
материках, находившихся в приполярных
районах, ледниковых покровов. Со временем толщина
и протяжённость ледников увеличивалась. Следы
мощных ледников были обнаружены в
Скандинавии и Белоруссии, в Западной Африке и
Австралии, в Южном и Центральном Китае.
Тропический пояс охватывал широко вытянутый
океан Палеотетис и узкую прибрежную зону.
Во второй половине вендского периода (при
близительно 600 млн лет назад) на планете
установился равномерный тёплый климат.
Средние глобальные температуры превышали 25° С.
В следующем за вендом кембрийском периоде в
Южном полушарии материки продолжали
располагаться компактно. В состав Гондваны входили
повёрнутые на 180° по сравнению с современным
положением Южная Америка, Африка,
Антарктида и Австралия. Общая площадь Гондваны
превышала 100 млн км2, что примерно в 2 раза
превосходит площадь современного материка
Евразия.
В отличие от предшествующих эр для фанерозоя
имеются достоверные палеомагнитные данные,
которые совместно с другими геологическими
индикаторами и палеоклиматическими данными
дают возможность определить точное
местоположение материков. Северо-Американский,
Восточно-Европейский, Китайский и Сибирский
континенты были рассредоточены в районе древнего
экваториального пояса. Кроме Тихого океана
существовали Палеоазиатский и Палеоатлантиче-
ский океаны и океан Палеотетис.
Мелководные моря омывали окраины
континентов, а иногда и проникали далеко вглубь.
Значительная часть Гондваны оставалась сушей, и
в её пределах выделяются и низменности, и
возвышенности, и горные массивы.
Органический мир кембрия поражает своим
разнообразием. Как известно, в это время уже
возникли почти все известные ныне типы
организмов. У животных начал формироваться твёрдый
скелет. В кембрии появились и широко
расселились трилобиты, брахиоподы, гастроподы, губки,
археоциаты, радиолярии и другие беспозвоночные.
Но суша ещё оставалась безжизненной.
Положение континентов и срединно-океанических хребтов
в кембрийском периоде (550—570 млн лет назад).
В отличие от протерозойских реконструкций положение
материков в фанерозое определено по результатам
совместного использования палеомагнитных,
палеоклиматических и геологических данных.
518

/. Спиральная оболочка неизвестного организма, названного
«кохлетиана» и жившего около 600 млн лет назад.
Увеличено в 200 раз.
2. Ещё одна спираль — трубчатая оболочка нитчатой синезелёной
водоросли обручевелла. Увеличено в 100 раз.
3. Та же обручевелла вместе с другой, свернувшейся в кольцо
нитчатой водорослью тубулоза. Увеличено в ТОО раз.
4. Заросли серных бактерий, «питавшихся» сероводородом.
Сохранился клубок тонких ниточек их клеточной оболочки с
мельчайшими кристалликами пирита. Увеличено в 100 раз
5. Остатки колонии одноклеточных водорослей тинния.
Увеличено в 100 раз.
6—7. Одноклеточные водоросли, обитавшие у поверхности моря более
600 млн лет назад У них сохранились и клеточные оболочки, и
внутреннее содержимое. Увеличено в 100 раз.
7

Энциклопедия для детей
ЖДАТЬ ЛИ ВСЕМИРНОГО
ПОТОПА?
всё чаще в выступлениях учёных звучит тревога. Они
считают, что неизбежно наступит быстрый подъём
уровня Мирового океана, который неминуемо приведёт к
всемирной катастрофе. Независимые экспертные оценки
свидетельствуют о том, что повышение уровня Мирового
океана — это реальность, создающая угрозу всему
человечеству. Мнения учёных расходятся лишь в конечных
величинах. Одни считают, что подъём составит 1м, а по
прогнозам других — немногим более 5 м. Но даже
увеличение уровня океана всего на 1 м приведёт к тому,
что многие приморские города и низменности,
архипелаги островов и атоллы окажутся под водой, а люди,
населяющие планету, станут свидетелями новой ужасной
катастрофы.
Мы действительно живём в эпоху потепления климата,
которое происходит буквально на наших глазах. Это
приведёт к быстрому таянию ледников, как горных, так и
полярных. Предсказать поведение ледников во время
потепления сложно. Ледовая обстановка в Арктике и
Антарктиде, вероятно, будет неуклонно снижаться, а
горные ледники будут отступать. Горные ледники
умеренных и субтропических широт исчезнут скорее
всего уже в ближайшем будущем. Ледники Шпицбергена,
Новой Земли и ряда островов Северного Ледовитого
океана тоже исчезнут. Сократится толщина льда а Гренландии
^и Антарктиде более чем на 500 м.
Простые расчёты показывают, что поступающая талая
вода приведёт к увеличению уровня Мирового океана на
несколько метров. При этом, однако, не учитывается вода,
которая находится в связанном состоянии в породах
верхней мантии и астеносферы, а также особенности
перераспределения воды между земной поверхностью и
недрами Земли. Эти данные чрезвычайно важны для
составления прогноза на будущее. Но для этого
обратимся к прошлому. Только на фанерозой пришлись три
ледниковые эпохи — в конце ордовика, в конце карбона и
в четвертичном периоде. Ледниковые эпохи сменялись
грандиозными потеплениями — межледниковьями.
Казалось бы, огромные по масштабам затопления
материков должны были бы наступить сразу же после окончания
оледенения. Но, как неопровержимо свидетельствуют
геологические данные, грандиозные трансгрессии, т.е.
затопления обширных участков суши, происходили
совершенно в другое время и вовсе не были связаны с
потеплениями или межледниковьями. Куда же девается
талая вода? Во время образования ледниковых покровов
вода изымается из Мирового океана и уровень его снова
снижается, т.е. наступает регрессия. Однако прямой
зависимости и здесь не устанавливается. Интересно, что
сильные трансгрессии и регрессии наступали тогда, когда
климат вовсе не был холодным. Например, одна из
крупнейших трансгрессий произошла в первой половине
ордовика, т.е. перед оледенением в позднемеловую
эпоху, когда не было даже никаких признаков
оледенения. Климат, наоборот, был намного теплее, чем
в настоящее время. Но подъём уровня Мирового океана
был поистине катастрофическим: огромные территории
оказались под водой. Современный уровень океана был
превышен на 125—150 м. Колебания уровня океана в
геологическом прошлом связывают со спредингом
океанического дна — процессом расширения океанических
впадин за счёт поступления из мантии сильно разогретого
вещества. Когда процесс протекает быстро, океаническое
дно не успевает остыть, оно приподнимается, что
приводит к подъёму уровня воды. При замедленном
течении процесса спрединга океаническое дно имеет
больше времени для остывания и под действием своей
Трилобиты рода эллипсоцефалус. Нижний кембрий (Чехия].
В атмосфере основную роль стал играть азот,
количество углекислого газа понизилось до 1%
(даже до 0,5%), зато содержание кислорода ещё
более увеличилось.
Продолжалось потепление, высокие
температуры существовали не только в средних, но и
приполярных широтах. Средняя температура
приземной части воздуха на большинстве континентов
превышала 20° С.
Следующий, ордовикский, период может быть
назван периодом климатических контрастов. В это
время на суше появилась растительность. Лик
Земли и органический мир преобразились.
Сильная изрезанность береговой линии морей и
океанов благоприятствовала тому, что некоторые
заливы теряли время от времени связь с открытым
морем или океанами и превращались в лагуны.
Если они располагались в сухом и жарком
климате, то вода быстро испарялась и на дне лагун
осаждались соли. Когда лагуны восстанавливали
связь с океаном, солёность воды в них резко
уменьшалась. Возникли новые группы животных,
которые могли жить в условиях изменчивой
солёности. Это были не только беспозвоночные
организмы, но и гигантские раки и панцирные
рыбы. В водах открытого океана обитали брахио-
поды, кораллы, трилобиты и др.
В ордовикский и следующий за ним
силурийский периоды резко активизируется
тектоническая и вулканическая деятельность. Усилились
расколы земной коры. На активных
континентальных окраинах происходили сильнейшие
землетрясения, изливались лавы и внедрялись
крупные магматические тела. В местах столкновения
литосферных плит края их коробились, дробились
и нагромождались друг на друга. Возникали
горные массивы и хребты, которые ныне
располагаются на северо-западе Скандинавии, севере
Британских островов, на архипелаге Шпицберген,
в Северной Гренландии и на острове
Ньюфаундленд близ атлантического побережья Северной
Америки. Все перечисленные горно-складчатые
сооружения образовались от столкновения Северо-
Американского и Европейского континентов.
520

История, испытания и изменения облика планеты
Области
древней суши
Области
современной суши
Срединно-
океанические хребты
Контуры древних
континентов и
микроконтинентов
Системы
островных дуг
ЕЕЭ
ЕВ
ЕЕЗ
Зоны столкновения
континентальных окраин
с островными дугами
Границы
тропического пояса
Границы
субтропического пояса
Границы
умеренного пояса
Границы
холодного климата
Положение континентов и срединно-океанических хребтов
в ордовикском периоде. Хорошо видно, что климатическая
зональность имеет широкое простирание.
тяжести опускается на большую глубину, тем самым
увеличивая объём океанической впадины. В такие периоды
океан отступает, вода с континентов стекает в
океанические впадины и развивается регрессия. Но всё это было в
прошлом и действовало в течение нескольких десятков
миллионов лет. Сегодня идёт совершенно иной процесс.
Предполагается, что в результате потепления, когда
начнут интенсивно таять ледники Гренландии и Антарктиды,
лишённые привычной тяжести, как когда-то в четвертичное
время Скандинавия и Канада, они просто станут
приподниматься, а дно Мирового океана начнет
опускаться, В результате увеличится объём океанической чаши,
которая должна будет вместить в себя все талые воды. Но
это только один довод, убеждающий нас в том, что нового
Всемирного потопа не будет. На самом деле потепление
оказывает многогранное воздействие на среду обитания, и
это требует более основательного изучения данной
проблемы.
5?
В результате столь активной тектонической и
магматической деятельности рельеф земной
поверхности сильно изменился. Даже в центральных
областях континентов возникли возвышенности,
уже не говоря о горных массивах,
располагающихся на их окраинах. Таким же неравномерным
и контрастным был рельеф дна Мирового океана,
хотя максимальная глубина силурийских океанов
вряд ли превышала 4 тыс. м.
В растительном царстве главную роль по-
прежнему играли водоросли, но в конце ордовика
возникла и стала широко распространяться
наземная растительность. Обширные участки морского
мелководья и приморские низменности
покрывались зарослями риниофитов, мхов и плауновых.
Главной ареной жизни всё-таки оставались
морские просторы, их населяли планктонные форами-
ниферы, радиолярии, остракоды, черви, мшанки,
моллюски трилобиты, граптолиты, брахиоподы и
кишечнополостные. Широко распространились
панцирные рыбы. Ужас на обитателей морей
наводили гигантские ракоскорпионы и огромные
хищные наутилоидеи, достигавшие в длину 1 м.
Чёрные
сланцы
с остатками
граптолитов.
521

Энциклопедия для детей
В течение ордовика и силура объём атмосферы
увеличивался и менялся её химический состав
неуклонно росла доля свободного кислорода, а
количество углекислого газа превышало
современный уровень почти в 10 раз.
Климатические условия были весьма разнооб
разными. На планете выделились
экваториальный, тропический, субтропический, умеренный и
холодный пояса. По степени увлажнения климат
разделялся на сухой и влажный.
В середине ордовикского периода в тропических
областях средние температуры снизились на
3—5° С, а в субтропических — на 10—15° С. Очень
сильно похолодало в высоких широтах, и вновь
появились ледники. Оледенение продолжалось
вплоть до начала силурийского периода.
СУПЕРКОНТИНЕНТ
ЛАВРАЗИЯ
Новые испытания ждали население Земли в
позднем палеозое — в одном из самых
катастрофических отрезков времени в истории Земли. В течение
девонского, каменноугольного и пермского
периодов неоднократно изменялись континенты и моря.
Их постигали крупные катастрофы, которые
происходили и на суше, и на море. Во-первых, это
глобальные извержения вулканов и сильнейшие
землетрясения. Во-вторых, изменения климата -
от ледникового до очень засушливого —
сопровождались ливневыми дождями и сильнейшими
засухами, бурями и всемирными потопами,
тайфунами, смерчами и ураганами.
Моря девонского периода изобиловали
разнообразными рыбами — акантодами, антиархами,
хрящевыми, кистепёрыми, лучепёрыми и
двоякодышащими рыбами. Недаром его ещё называют
периодом рыб.
В девоне Гондвана медленно перемещалась на
юго-запад, и её значительная часть располагалась
в Западном полушарии и в конце своего дрейфа
соприкоснулась с Западной Европой. В это время
в Северном полушарии при столкновении лито-
сферных плит образовался новый гигантский
материк, названный Еврамерикой. После того как
к Еврамерике присоединились Сибирский и
Китайский континенты, образовался ещё один
крупнейший суперконтинент Северного полушария,
который стали называть Лавразией. Она
отделялась от Гондваны океаном Палеотетис.
В девоне на суше формировались пески, глины
и другие осадочные породы красноватого цвета с
примесью гипса и карбонатов — верный признак
засушливости климата. Обширные участки
современных континентов были затоплены морями. В
них накапливались карбонатные и соленосные
Положение континентов и срединно-океонических хребтов в
раннем и среднем девоне. В это время континенты
и микроконтиненты стали группироваться.
522

История, испытания и изменения облика планеты
отложения. По берегам располагались лагуны, в
которых осаждались соли и гипсы. Внутри
континентов находились огромные озёра,
превосходившие своими размерами современное
Каспийское море. По равнинам и низменностям текли
многоводные реки.
В девоне началось интенсивное заселение
континентов. Согласно современным представлениям,
выход растений на сушу произошёл не в девоне, а
скорее всего в ордовике. В девоне появились
древесные формы, которые распространились
далеко от берегов морей.
Среди наземных беспозвоночных животных в
девоне существовали паукообразные или крупные
скорпионы, многоножки, а в позднем девоне
появились первые земноводные — стегоцефалы,
основным местом обитания которых служили
заболоченные низменности.
Ландшафт суши в девонском периоде был
довольно своеобразным. Поначалу растительность
располагалась только на приморских
низменностях и вокруг озёр. Это были низкорослые,
полностью лишенные листьев
растения, похожие на шиповатые палки или
прутья.
Суша, удалённая от водных бассейнов, была
лишена не только растительности, но и почвенного
покрова. После обильных дождей вода смывала с
возвышенностей рыхлый слой, который
накапливался у их подножий. Но так продолжалось до тех
пор, пока оголённые участки суши не стали
покрываться растительностью. Она защитила
земную поверхность от разрушающего действия
текущей воды.
Уже в середине девона имелись отличия между
составом растительного покрова разных частей
континентов. В распространении растительности
тогда немаловажную роль сыграли климатические
условия.
Широкое распространение и разнообразие
теплолюбивой фауны и флоры позволяют считать
девон одним из самых тёплых периодов палеозоя.
Высокая среднегодовая температура в пределах
23—26° С, а местами и 28—30° С была свойственна
Но рубеже девоно и корбоно позвоночные животные стали осваивать сушу. Один из первых представителей
земноводных четвероногих — ихтиостега. В воздухе появилась гигантская стрекоза — мегантера.
523

Энциклопедия для детей
экваториальному поясу планеты,
ширина которого намного превосходила
современный. А далее вплоть до
полярных широт климат был тропический и
субтропический.
На значительной части юга Евразии, на севере
Северо-Американского, на Южно-Американском и
северо-западе Австралийского континентов
располагались обширные поймы и дельты рек и
крупные озёра и болота. Именно эти территории
стали в конце девона местами формирования
первых углей.
ГОНДВАНА
+
ЛАВРАЗИЯ = ПАНГЕЯ
Во время наступившего каменноугольного, или
карбонового, периода обстановка на планете
существенно изменилась. Продолжалось сближение
континентов, сформировавших Лавразию.
Движение Гондваны в южном направлении привело к
тому, что Южный полюс оказался в пределах
континента. Это было в раннем карбоне, а вот в
позднем карбоне расстояние между Лавразией и
Гондваной настолько сократилось, что можно
говорить о возникновении нового супергигантского
континента — Пангеи.
Как и прежде при сближении материков,
тектонические движения осложнили рельеф
земной поверхности. Снова в океанах близ материков
возникли протяжённые вулканические островные
дуги. Наряду с приморскими низменностями,
занятыми озёрами и дельтами рек, существовали
межгорные и предгорные низменности и
возвышенности, расчленённые густой сетью рек.
Растения продолжали заселять континенты.
Среди них появились типичные представители
каменноугольного периода, в том числе
древовидные плауновые — лепидодендроны. В высоту
они достигали 30—40 м. Широко
распространились древовидные папоротниковые — птери-
доспермы. Среди них были как древесные формы,
Одна из рептилий каменноугольного периода — эдофозовр.
Но выступающих отростках позвонков было натянуто кожистая перепонка, служившая и для защиты, и для теплообмена
524

История, испытания и изменения облика планеты
так и кустарники и лианы. В конце карбона
появились первые хвойные растения.
На суше господствовали земноводные
животные — стегоцефалы. Появились первые древние
рептилии — котилозавры. Среди них были и
хищные, и растительноядные, и насекомоядные
животные.
Среди морской фауны первенство
принадлежало рыбам, но всё более многочисленны стали
беспозвоночные, например кораллы и брахиоподы.
В начале карбона на планете господствовал
экваториальный и тропический климат со
среднегодовой температурой 22—25° С, а местами
25-30° С.
На обильно увлажнённых низменностях
располагались леса, состоящие из гигантских
древовидных плаунов, хвощей и папоротников. Густое
переплетение высоких кустарников, деревьев и
лиан создавало непроходимые заросли и
сумеречные дебри.
В высоких широтах близ полюсов климат
напоминал современный субтропический, но без
прохладной зимы. Даже на полюсах средняя
годовая температура не опускалась ниже 10—
15° С. Деревья, растущие в полярных областях
Земли, отличались от своих тропических
сородичей тем, что у них не было раскидистых крон
и толстых стволов. У них были прямые стволы,
толщина которых зависела от широты местности.
Чем южнее, тем стволы становились толще.
Во второй половине каменноугольного периода
природа сильно изменилась. Это было связано как
с продолжающимся образованием Пангеи, так и с
похолоданием климата. Изменилась и атмосфера.
Содержание углекислого газа в ней стало почти в
2 раза меньше, чем в раннем карбоне.
С похолоданием изменилась наземная
растительность высоких широт. Теплолюбивые виды
исчезают, и их место занимают другие, способные
переносить холодные зимы, например кордаиты. В
полярных широтах Южного полушария появились
своеобразные папоротники — глоссоптерии. Но
растительность в южной полярной области вскоре
исчезла. Похолодание было настолько сильным,
что там возникли ледники. Ледники существовали
в Южной Африке, где удалось выделить по
крайней мере четыре центра оледенения, в Южной
Америке, Индии, Австралии и в Антарктиде. За
пределами огромного ледникового щита
располагались приледниковые степи.
Температура в полярных районах то
понижалась, то повышалась, что отражалось на
площади ледникового покрова. Во время
отступания ледников климат становился умеренным,
Положение континентов и срединно-океонических хребтов
в раннем и среднем карбоне. Сгруппированные
континенты образовали два гигантских континента —
Еврамерику и Гондвану Между ними находился океан,
который с течением времени сужался.
Моря и
океаны
Области
древней суши
Ь;;л-;М ОблаСТИ
[**•'•;■ *"i совреме
современной суши
Срединно-
океанические хребты
ЕВ
ЕЗ
Системы
островных дуг
Зоны столкновения
континентальных окраин
с островными дугами
Границы
тропического пояса
^7J Границы
субтропического пояса
■ I Контуры древних
^r"~u^| континентов и
микроконтинентов

Энциклопедия для детей
Отпечатки листьев
семенных папоротников.
I Моря и
I океаны
I Области
I древней суши
| Области
современной суши
I Срединно-
I океанические хребты.
Контуры древних
континентов и
микроконтинентов
I | Активные
континентальные окраины
L—J Границы
тропического пояса
~"| Границы
13 субтропического пояса
—1 Границы
ш*»*1 умерены
умеренного пояса
га
Э Системы
Р^Л Границы
холодного климата
островных дуг
низменности покрывались густыми зарослями
папоротников.
Земля в позднем карбоне была очень похожа на
современую: существовали приблизительно такие
же климатические зоны и области, как и в
настоящее время. За полярными кругами был
очень холодный климат, сходный с современным
климатом Антарктиды и Гренландии. Рядом
располагались умеренные пояса, далее к экватору
они сменялись субтропиками, тропикамии и,
наконец, экваториальным поясом. В тёплом
климате произрастали густые леса, состоящие из
лепидодендроновых, каламитов, птеридоспермид и
древовидных папоротников. В тёплых морях
тропического и экваториального поясов жили
кораллы, брахиоподы и другие теплолюбивые
организмы. Там же располагались протяжённые
рифовые постройки.
В пермском периоде вновь проявили себя
тектонические движения, сопровождающиеся
интенсивным вулканизмом. В результате на суше
поднялись новые горы.
Гондвана, большая часть которой располагалась
в южнополярном районе, переместившись на
север, соединилась с Лавразией. В местах
состыковки континентов выросли горы Аппалачи и
Уральские, горные массивы Центральной Азии. К
этим континентам присоединились многие
микроконтиненты, и только Китайский континент
продолжал самостоятельную жизнь и отделялся от
Пангеи океаном Палеотетис.
Тектоническая активность в пермском периоде
способствовала возникновению динамичного и
контрастного рельефа. Горы и горные массивы
располагались на краях литосферных плит, в
местах их столкновения. Между горами рас-
Положение континентов и срединно-океанических хребтов в
позднем карбоне и ранней перми. Еврамерика и Гондвана
соединились и образовали Пангею. Вновь сильно
похолодало, и в полярных районах находились области
с прохладным климатом.
526

История, испытания и изменения облика планеты
полагались равнины и низменности, разделённые
увалистыми возвышенностями и расчленённые
густой речной сетью. В межгорных котловинах
располагались озёра, а в предгорные впадины
выносились обломочные породы.
В конце перми вымерло подавляющее
большинство палеозойских морских беспозвоночных
животных. Исчезли четырёхлучевые кораллы,
табуляты, фузулиниды и почти все наутилоидеи,
древние морские ежи и лилии. Изменились и
водные позвоночные. Сократилось число рыб.
Крупные изменения коснулись и населения
суши. Хвощи, папоротники и плауны утратили
своё ведущее положение. Им на смену пришли
более высокоорганизованные голосеменные
растения, такие, как цикадовые, хвойные и гинкговые.
Под сильным натиском рептилий земноводные
постепенно утрачивали своё значение. Исчезли и
примитивные амфибии. На это повлияли скорее
всего природные условия. Климат стал суше,
сократились водные пространства.
На смену земноводным пришли крокодилопо-
добные лабиринтодонты, которые способны были
переносить сухие сезоны. Эти животные жили в
неглубоких озёрах и широких поймах рек. Одни из
них обладали слаборазвитыми конечностями и
могли только плавать, а другие имели сильные и
крупные конечности, которые позволяли им
передвигаться по суше и во время сухих сезонов
переползать из высохших водоёмов в озёра.
В тропиках и субтропиках располагались
гигантские пустыни и полупустыни. Омывавшие их
моря имели повышенную солёность и являлись
крупнейшими солеродными бассейнами.
В сторону полюсов пустыни сменялись
ландшафтами очень влажного климата умеренных
широт. Здесь господствовали кордаиты, которые
обладали годичными кольцами нарастания, совсем
как современные деревья умеренного пояса. С
течением времени влажный прохладный климат
сменяется более тёплым, и это не замедлило
сказаться на растительности, животном мире и
характере осадочных пород.
крупнейшие
РАСКОЛЫ.
РАСПАД ПАНГЕИ
Несмотря на то что мезозойская эра затеряна в
дебрях далёкого прошлого, множество
геологических факторов рассказывают нам о природных
условиях, континентальных и морских
ландшафтах, солёности и глубине морских бассейнов и
океанов, о направлении морских течений, составе
атмосферы, животном и растительном царстве и
условиях их жизни. В отличие от палеозойской
эры, когда геологические данные добывались
только благодаря изучению осадков горных пород
современных континентов, начиная со второй
половины мезозоя появляются геологические данные
по морям и океанам. Чем ближе к современности
происходящее событие, тем весомее и обширнее
УРАЛ — БОЛЬШОЙ <ШОВ»
Представьте себе, что Вы садитесь ш поезд и едете
путешествовать к Уральским горам, а приезжаете вместо
этого на побережье неизвестного Вам моря или даже
океана... Конечно, этого быть не может, т.к. вблизи Уральских
гор нет моря. Но могло бы быть, если бы на этом месте не
столкнулись две литосферные плиты. Произошло это очень
давно: на рубеже каменноугольного и пермского геологи-
ческих периодов стали сближаться Восточно-Европейская и
Сибирская плиты. И скорости их движения были, на наш
взгляд, очень незначительными — несколько миллиметров
в год. Но даже при этих скоростях плиты, словно
гигантские льдины во время ледохода, смогли «взломать»
земную кору с образованием складок, разломов и
надвигов. Это нашло отражение в рельефе — а результате
сближения плит образовались горные хребты.
На физической карте Урал похож на огромный «шов»
между Европой и Азией. Может быть, это не совсем
удачное сравнение, т.к. их никто не сшивал, но всё же здесь
можно найти сходство. Если потрогать шовное соединение
двух кусков ткани, окажется, что оно толще, чем обычная
материя. Так и земная кора под Уральскими горами толще
на несколько десятков километров, чем в Восточной Европе
и Западной Сибири. «Швов» в земной коре достаточно —
это высочайшие горы, такие, как Гималаи, Гиндукуш и т.д.
сведения о прошлом можно почерпнуть из
каменной летописи Земли. Благодаря глубоководному
бурению со специально оборудованных судов
получены данные о составе и возрасте горных пород,
слагающих дно океанов, органических остатках,
заключённых в них, и условиях образования.
Триасовый период, продолжавшийся около
35 млн лет, может быть назван временем
крупнейших расколов земной коры. Суперконтинент
Пангея разделился на две части, которые его
некогда образовали, — Гондвану и Лавразию. В
начале триаса продолжали воздыматься горы
Аппалачи в Северной Америке, поднялись горы в
Восточной Австралии, на юге Африки и обширных
пространствах юга Сибири и в Монголии. Распад
Пангеи не ограничился делением её на Гондвану и
Лавразию. Эти континентальные обломки,
имеющие огромные размеры, стали раскалываться
далее на отдельные блоки. Вдоль разломов между
расходящимися континентальными «льдинами»
земной коры в Южном полушарии образовались
протяжённые глубокие впадины — «полыньи». В
будущем им предстоит стать океанами.
По разломам, рассекавшим материки, в
огромных количествах изливались базальтовые лавы.
Сегодня их застывшие покровы известны под
названием траппов (от meed, trapp — «лестница»),
т.к. на местности они действительно образуют
серию гигантских ступеней. В Средней Сибири и
на полуострове Индостан они занимают многие
тысячи квадратных километров, а мощности
трапповых покровов превышают местами 2,5 км.
В течение триаса прекратил своё существование
океан Палеотетис. Китайский континент наконец-
то окончательно присоединился к Евразии. В
пространстве, возникшем между Лавразией и
Гондваной, появился новый океан — Тетис. На
западе он сильно суживался, на востоке —
расширялся до 2500 км, а глубина его превышала
527

Энциклопедия для детей
\ I Моря и
I 1 океаны
| ' 1 Области
1 древней суши
Системы
островных дуг
Активные
континентальные окраины
современной суши
I:y;v::**J Области
Uwi^j Срединно-
I J океанические хребты
х i Контуры древних
Г**»Ч континентов и
микроконтинентов
L«.J Границы
тропического пояса
Г77Ц Границы
« 1 суотропк
I шш I Границы
пического пояса
умеренного пояса
Положение континентов и срединно-океонических хребтов
в позднем триосе.
5000 м. В его пределах находились две ветви
срединно-океанических хребтов. Северная ветвь
охватывала Альпы, Карпаты, Балканы, Малый
Кавказ и Эльбрус, а южная — Аппенины,
Динариды, Анатолию, Южный Иран. В океане
Тетис располагалось несколько
микроконтинентов. Наиболее крупными из них были
Итальянский, Родопский, Иранский.
Настала пора рассказать о парадоксальной
ситуации, которая сложилась в пределах северного
материка-гиганта — Лавразии. Он тоже начал
раскалываться, по нему с севера на юг прошла
гигантская трещина, которая разделила будущие
материки — Северную Америку и Евразию. В то
же время внутри континентов ещё продолжались
взаимные перемещения отдельных жёстких
массивов земной коры, которые начались задолго до
раскола. Они поначалу привели к зарождению
Северного океана, часть которого должна была
располагаться к востоку от Урала, в Западной
Сибири. Однако неумолимый ход последовавших
событий заставил сближаться жёсткие основания
Европейского субконтинента и Средней Сибири, и
это помешало возникновению нового океана.
НА МИРОВОЙ АРЕНЕ
появляются
ДИНОЗАВРЫ И
АММОНИТЫ
В триасе сильно изменился органический мир
планеты. На смену вымершим в конце перми формам
пришли совершенно другие. Растительный мир
пополнился новыми видами хвойных. С ними
соседствовали палеозойские папоротники, кордаиты
и каламиты, которые, правда, дожили только до
середины триаса.
Среди позвоночных животных стали
преобладать рептилии, а количество земноводных
сократилось, т.к. в триасе на планете стало значительно
суше. Самое знаменательное событие наступило в
середине триасового периода. Появились
знаменитые динозавры, хищные представители которых
наводили ужас на всех, а растительноядные
гиганты поражали своими размерами. На их фоне
появление млекопитающих животных прошло
незаметно. А ведь именно им, этим мелким,
малозаметным существам, находившимся тогда на
задворках животного мира, в будущем предстояло
стать властелинами планеты.
В морях достигли расцвета головоногие
моллюски — аммониты. Появились шестилучевые
кораллы, возникли новые виды двустворчатых и
брюхоногих моллюсков. Много было плавающих
пресмыкающихся, и среди них ихтиозавры и
плезиозавры.
Климат в триасе был довольно своеобразным —
очень сухим и тёплым. Материки покрывали
пустыни, саванны (тропические лесостепи) и леса
с засухоустойчивыми деревьями.
528

История, испытания и изменения облика планеты
Из-за высокой засушливости
многие рептилии вынуждены
были проводить значительную часть
времени в неглубоких озёрах,
реках и опреснённых заливах.
Одни из них стали типично
морскими животными, например
ихтиозавры и плезиозавры. Другие
приспособились к обитанию на
суше и приобрели своеобразный
толстый роговой панцирь,
предохраняющий их от испарения и
перегревания.
Юрский период можно считать
периодом расцвета динозавров,
которым привольно жилось на
заболоченных равнинах и по
берегам неглубоких морей и озёр.
Материки омывались
огромным Тихим океаном, размеры
которого намного превышали современные.
Евразия отделилась от Северной Америки узким
океанским бассейном — прообразом Северного
Ледовитого и Атлантического океанов.
Образовавшийся Индийский океан соединялся с океаном
Тетис.
В конце юры произошло одно из крупнейших
наступлений моря на сушу. Значительные
пространства на континентах заливаются водой и
превращаются в мелководные моря.
Максимальная глубина шельфовых морей составляла 800—
1000 м, а океанских бассейнов — несколько тысяч
метров. Глубоководные области чередовались в
Микровенатор.
океане с приподнятыми участками дна и
островными дугами. Приморские низменности
соседствовали с возвышенностями и горными массивами.
Внутри континентов текли многочисленные и
полноводные реки. Равнины, низменности и
невысокие горы покрывали густые леса из
хвойных деревьев, под пологом которых располагались
папоротники и хвощевые. Наиболее разнообразна
была тропическая растительность.
В конце юры стало значительно суше, и облик
растительного покрова на планете сильно менялся.
Леса отступили к побережьям, в глубине
континентов они редели и переходили в саванны и степи.
Зауролоф — один из утконосых динозавров.
529

Энциклопедия для детей
СТОЛКНОВЕНИЕ С ЗЕМЛЁЙ
В 1968 г. жителей Земли охватила паника. И Земле
приближалась малая планета Икар. Любители сенсаций
предвещали гибель всему живому на Земле и не жалели
красок для изображения трагических последствий. По
оценке специалистов, падение на Землю космического
пришельца диаметром всего 1 км эквивалентно взрыву
более 25 тыс. водородных бомб. Астероид Икар достигал в
поперечнике 1,5 км. Значит, было отчего бить тревогу.
Однако вскоре выяснилось, что малая планета пройдёт на
безопасном от Земли расстоянии — около 7 млн км.
Планета Икар появляется вблизи Земли через каждые 19 лет.
Мало вероятно ожидать резких, внезапных и очень
сильных изменений в траектории движения хорошо
изученных малых планет. Орбиты большинства из них
находятся между орбитами Марса и Юпитера и образуют
так называемый пояс астероидов. Влияние Марса на тра~
екторию движения малых планет ничтожно, зато мощное
гравитационное поле Юпитера постепенно деформирует их
орбиты. С каждым приближением к планете-гиганту
искажения наращиваются, но в какой-то момент астероид
попадает в сферу притяжения Земли и готов с ней столкнуться,
как и было в случае с Икаром в 1968 г. Но настоящее
столкновение — событие чрезвычайно редкое и происходит
один раз в несколько миллионов лет. Подсчеты
ирландского астронома и геолога А. Эпика показали: существует
50%-ная вероятность того, что в течение будущих 83 млн
лет шесть астероидов из семейства Аполлона, наиболее
близких к Земле, могут столкнуться с ней.
Опасность представляют не эти астероиды, траекторию
которых можно рассчитать заранее, а неизвестные нам, не
поддающиеся ещё изучению современными средствами
астероиды и метеориты, блуждающие в бесконечной
Вселенной. Такие тела появляются в поле зрения
наблюдателей тогда, когда они приближаются к нашей планете и
становятся реальной опасностью. Мелкие тела
обнаруживают себя в виде болидов, когда врываются в атмосферу
Земли, более крупные становятся заметными значительно
раньше, когда отражаемый ими солнечный свет или
радиоволны становятся доступными для наблюдения.
Столкновение этих тел с Землёй грозит всемирной
катастрофой, поэтому необходимо разработать защитные меры.
Существуют три возможных варианта защитных мер.
Один заключается в изменении траектории движущегося
тела для того, чтобы предотвратить его столкновение с
Землёй. Второй вариант предусматривает разрушение
этого тела на подступах к земной атмосфере. Как в одном,
так и в другом случае реализация защитных мер
предусматривает использование мощных зарядов взрывчатого
вещества. Метод разрушения космических тел на подступах
к Земле крайне нежелателен, т.к. приведёт к образованию
большого числа неуправляемых обломков, часть из которых
рано или поздно все-таки упадёт на Землю. Но главное
заключается в том, что мелкие обломки разрушенного
астероида существенно повысят отражательную способность
атмосферы, нарушат её прозрачность. Это приведёт к
сильному похолоданию, а возможно, и к новому
оледенению на Земле, но в отличие от прошлых это
оледенение будет вызвано искусственным путём.
Значит, остаётся применить третью защитную меру —
попытаться отклонить движущийся к нашей планете
астероид, а может быть, скорректировать на время орбиту
земного шара. Однако такая мера может спровоцировать
необратимые процессы как в глубинном развитии Земли,
так и в эволюции органического мира. Это чревато тем, что
на смену одной катастрофе — космической — придёт
другая — рукотворная. В результате миссия спасения
земной цивилизации не будет выполнена.
Осуществить описанные меры, которые могли бы
предупредить космическую опасность, станет возможным
только в далёком будущем. Уровень развития современной
техники не позволяет этого сделать. Да и само
столкновение, вероятно, тоже в далёком будущем.
530
Падение метеорита, которое, по мнению
многих учёных, привело к гибели динозавров.
Широкое распространение в этот период
получили гигантские рептилии. Среди них были
наземные, водные и летающие животные,
растительноядные и хищники. Многие из юрских
динозавров обладали гигантскими размерами.
Среди растительноядных можно было встретить
экземпляры длиной 20—25 м и весом более 30 т.
Многие гиганты вели своеобразный образ жизни.
Значительную часть времени они проводили в воде
и быстро передвигаться по суше не могли. Одни
имели удлинённую шею, другие обладали далеко
отодвинутыми глазами и длинными носовыми
ходами. Это давало им возможность полностью
погружаться в воду, спасаясь от врагов или в
поисках пищи. Третьи имели укороченные
передние конечности, снабжённые перепонками, и
длинный уплощённый хвост. Они были хорошими
пловцами.
В отличие от водоплавающих динозавры,
живущие на суше, обладали небольшими размерами и
в основном передвигались на двух ногах. Они
предпочитали увлажнённые места с обильной
растительностью.
Распространиться по планете динозаврам
мешали болота, густые леса, широкие реки, крупные
озёра. Они обитали в основном в засушливых
редколесьях, напоминавших современные
саванны. В поздней юре усиление засушливости
климата вызвало расширение ареалов обитания
динозавров.

История, испытания и изменения облика планеты
Некоторые рептилии приспособились к
обитанию в воздухе. Летающие ящеры разных
размеров — рамфоринхи, птеродактили и
птеранодоны — быстро освоили воздушный океан. Тогда
же появились и первые птицы — археоптериксы и
археорнисы, которые по размерам вначале не
превосходили современных голубей.
Разнообразием отличалась и морская фауна
беспозвоночных: аммониты и белемниты,
двустворчатые и брюхоногие моллюски, брахиоподы
и морские ежи, фораминиферы и кораллы. В
поздней юре возникли и сохранились до
настоящего времени крупнейшие коралловые рифы.
Тепло было на планете в юрском периоде.
Среднегодовая температура в экваториальном и
тропическом поясах составляла 22—26° С, а в
субтропических была на несколько градусов ниже.
МАТЕРИКИ
ПРОДОЛЖАЮТ
«РАЗБЕГАТЬСЯ»
Меловой период — время оформления
современных океанов и материков. Появляются цветковые
растения. Кроме того, этот период знаменит
гибелью динозавров и многих беспозвоночных
животных.
Возникли горы на юге и востоке Евразии.
Складчатые пояса располагались на огромной
территории, охватывающей Верхоянье, Чукотку,
Камчатку, Дальний Восток и восточные области
Китая. Складкообразовательные движения,
сопровождавшиеся внедрением гранитных интрузий,
происходили в Кордильерах Северной Америки, на
юге Европы, в Андах Южной Америки и
Антарктиде.
Движение континентов продолжалось.
Северная Америка отдалялась от Африки и Евразии.
При этом формировались новые моря и открывался
Атлантический океан. Возникли Бискайский
залив и Гренландское море. Стал расширяться
Индийский океан, в результате чего Индостан и
Мадагаскар отделились от Африки. С этого
времени начался дрейф Индостана в северном
направлении. Индостан — ныне один из
крупнейших полуостров Евразии — прошёл путь в
тысячи километров от Африки, пока не столкнулся
с Азией. В результате образовались знаменитые
Гималайские горы, но это произошло позднее.
Если в начале мелового периода моря отступили
с континентов, то уже в середине раннего мела они
наступили вновь. В конце мелового времени
многие континенты оказались залиты водой. Море
занимало примерно 40% площади современной
Евразии, 35—40% — Северной Америки, около
20—25% — Африки и Австралии и около 15% —
Южной Америки.
В середине мелового периода широко
расселились покрытосеменные (цветковые) растения,
которые очень быстро заняли главенствующее
положение в растительном мире. Деревья в лесах,
| | Моря и
I 1 океаны
Области
древней суши
Области
современной суши
Срединно-
океанические хребты
■ i Контуры древних
Г**Н континентов и
микроконтинентов
I "ZZ\ Системы
1—■—I островных дуг
Активные
континентальные окраины
Зоны столкновения
континентальных окраин
с островными дугами
r^Zn Границы
ЕВ
тропического пояса
П Границы
^1 субтроп v
субтропического пояса
Границы
умеренного пояса
Положение континентов и срединно-океонических хребтов
в позднемеловую эпоху. С этого времени континенты
постепенно приобретают современные контуры.
531

Энциклопедия для детей
\шШ?Ш произраставших в высоких широтах,
| ^ШУ | обладали годичными кольцами
нарастания. Это свидетельствует о том, что
на этих территориях возникли условия
прохладного климата.
Особенно пышными были леса тропиков. Они
напоминали современные экваториальные леса.
Ведущее положение в животном мире заняли
птиценогие динозавры — игуанодонты и утко-
носые динозавры, хорошо приспособленные к
обитанию и в лесу, и в воде. Они скрывались в
озёрах, заводях и на заболоченных берегах морей
от хищных динозавров — тарбозавров и
тиранозавров. Сухопутные рептилии могли защищаться
от хищников, они обладали тяжёлыми панцирями
с шипами, роговыми воротниками, колючими
гребнями или имели толстую шкуру, покрытую
мелкими роговыми пластинками.
Экваториальные и тропические моря были
тёплыми. Среднегодовая температура их вод
превышала 22° С. Экваториальный пояс охватывал
север Южно-Американского континента,
центральные части Африканского континента, юг
Аравии, Индию и Индокитай. По обе стороны от
следующую за мезозоем кайнозойскую эру
произошли весьма знаменательные события.
Материки начинают приобретать
современные очертания. В палеогене, первом периоде
кайнозоя, продолжалась активная тектоническая
жизнь. Всё выше поднимались горы в районе
Тихоокеанского пояса — Анды, Аляска,
Антарктида, хотя они были значительно ниже, чем сегодня.
Продолжался раскол Гондваны и Лавразии.
Южная Америка всё дальше отдалялась от Африки, а
между Северной Америкой и Европой пролегла
довольно узкая впадина, которой ещё предстояло
превратиться в Атлантический океан. В конце
палеогена в Южном полушарии произошли новые
расколы земной коры и образовались Индостан,
Австралия и Антарктида. Индостанская
континентальная глыба литосферы за 40 млн лет прошла
расстояние свыше 8 тыс. км и в конце концов
соприкоснулась с Азией. Австралия отделилась от
Антарктиды и стала перемещаться в
северовосточном направлении, вращаясь при этом вокруг
своей оси против часовой стрелки. Северная
Америка удалялась от Евразии, а Южная Америка
этого пояса находились области с тропическим
засушливым климатом, в которых основными
ландшафтами являлись пустыни, полупустыни и
саванны. На северных окраинах
Северо-Американского и Евразиатского материков, на юге Африки,
Австралии, Южной Америки и в Антарктиде было
холоднее, но далеко не так холодно, как в наше
время. Среднегодовая температура составляла
12—15° С.
На границе мелового и палеогенового времени
вымерли гиганты животного мира — динозавры.
Этот трагический рубеж не смогли перешагнуть
также многие морские беспозвоночные животные.
Не одно поколение учёных пыталось выяснить
истинную причину столь стремительной гибели
этих удивительных созданий. Были высказаны
самые разные предположения и остроумные
гипотезы. Однако до сих пор причины этой древней
катастрофы точно не установлены. Тем не менее
большинство учёных склоняются к мысли, что
виной столь значительных изменений в
органическом мире Земли могло стать падение крупного
космического тела.
от Африки со скоростью 2—6 см в год. Поэтому к
началу неогена ширина Атлантики составляла
1000—2500 км.
НАКАНУНЕ
ВЕЛИКИХ
ОЛЕДЕНЕНИЙ
По-настоящему высоких гор в палеогене не было,
поэтому воздушные течения, не встречая
препятствий на своём пути, переносили тепло и влагу из
тропиков в высокие широты. Климат на обширных
пространствах Земли был достаточно тёплым.
Даже за полярным кругом температура была такая
же, как сегодня в субтропиках. Здесь росли
широколиственные леса и пальмовые рощи.
Однако в конце палеогена наступило
похолодание. В тропиках температура понизилась на
5—8° С, а в высоких широтах близ полюсов даже
на 10—15° С. Особенно сильное снижение
температуры — почти до 5° С — произошло в
КАЙНОЗОЙ.
ВСЁ БЛИЖЕ И БЛИЖЕ
к дню
СЕГОДНЯШНЕМУ
532

Эмболотерий.
Мелкие жвачные лофиомериксы.
Антарктиде, что привело к появлению первых
горных ледников. Они постепенно росли, и в конце
концов уже в середине следующего за палеогеном
неогенового периода вся Антарктида оказалась
покрытой мощным ледниковым панцирем.
Распределение влаги становилось всё более
неравномерным. В умеренных широтах обоих
полушарий стало сухо. В Центральной и Южной
Европе, Северной Африке, на Ближнем и Среднем
Востоке, в Казахстане и Средней и Центральной
Азии, на юге США и в Мексике господствовали
пустыни и сухие степи. В то же время на экваторе
и в тропиках выпадало много осадков.
Земля, покинутая динозаврами, быстро
заселялась млекопитающими. В начале палеогена они
были ещё небольших размеров, обитали
преимущественно в лесах и болотах. Позднее появились
довольно крупные животные: гигантские
носороги, хищники — креодонты и предки лошадей. Они
обитали в саваннах, лесах и на болотах. Довольно
своеобразной была морская фауна
беспозвоночных. Господствующее положение быстро заняли
крупные теплолюбивые фораминиферы, шестилу-
чевые кораллы, морские ежи, брахиоподы,
брюхоногие и двустворчатые моллюски и среди
последних крупные устрицы, морские гребешки и мидии.
ГОРЫ РАСТУТ.
ИСЧЕЗАЕТ ОКЕАН ТЕТИС
Неогеновый период, длившийся сравнительно
недолго — 22 млн лет, был наиболее важным
временем в геологической истории, т.к. это время
развития млекопитающих и появления человека.
Формируются современный облик ландшафтов и
органический мир. В результате грандиозных горо-
533

Энциклопедия для детей
образовательных движений земной коры возникли
и приобрели современные черты величайшие
горные системы Альпийско-Гималайского пояса, в
состав которого входят Альпы и Апеннины,
Карпаты и Крым, Кавказ и горные хребты Турции,
Греции и Ирана, Копетдаг и Гиндукуш, горные
образования Афганистана и Пакистана и, наконец,
знаменитые Гималаи. Но кроме них возникли
западные цепи Кордильер и Анды. Часто извергались
многочисленные вулканы на активных
континентальных окраинах, особенно в пределах так
называемого Тихоокеанского «огненного кольца».
В неогене исчез огромный океан Тетис,
существовавший не один десяток миллионов лет, от него
сегодня осталось только одно Средиземное море.
Вместо океанских просторов возникли горные
сооружения, ныне расположенные на берегах
Средиземного моря. Но они — не что иное, как
древнее дно океанов. Горы Атлас, Пиренеи, Альпы,
Карпаты, Крым, Кавказ, Эльбрус, Тавр, Загрос
родились из пучин океана Тетис после
столкновения Африканской литосферной плиты с Евра-
зиатской. Надо отметить, что движения этих
огромнейших плит сегодня далеки от завершения.
Продолжаются столкновения и, как отголоски
этого процесса, крупнейшие разрушительные
землетрясения.
На западе Северной Америки глубинный разлом
отделил от материка полуостров Калифорнию.
Образовался Калифорнийский залив. Движения
вдоль этого разлома продолжаются и сегодня, а
разрушительные землетрясения на западе США
являются тому свидетельством.
В начале неогена глубинные разломы отделили
Аравию от Африки. В результате Аравия начала
передвигаться на север. В образовавшуюся «щель»
проникли океанические воды, и таким образом
возникли Красное море, Суэцкий и Аденский
заливы, ныне отделяющие Аравийский полуостров
от Африки. Весьма вероятно, что в будущем через
несколько десятков миллионов лет между Аравией
и Африкой возникнет новый океан.
БЛУЖДАЮЩИЕ
И ПЕРЕСЫХАЮЩИЕ
МОРЯ
Около 5 млн лет назад чуть было не произошла
всемирная катастрофа. Часть исчезающего океана
Тетис превратилась в Средиземное море. При этом
закрылся некогда довольно широкий
Гибралтарский пролив, прекратилось поступление вод из
Мирового океана, и вода начала усиленно
испаряться. Море стало постепенно усыхать. Ежегодно
оно теряло около 3 тыс. км3 воды. Уровень сильно
понизился, обнажились огромные площади дна. В
оставшихся полуизолированных бассейнах,
находившихся в самых глубоких местах, вода была
настолько солёной, что из неё осаждались мощные
толщи солей. В конце концов уровень
Средиземного моря оказался на несколько сот метров ниже
уровня Мирового океана. Естественно, что
практически все водные организмы не смогли пережить
настолько резкое повышение солёности, и погибли.
И вот наступило время, когда узкая перемычка в
виде Гибралтарского хребта, соединявшая Европу
с Африкой, рухнула, и воды Атлантики хлынули
в чашу Средиземного моря и довольно быстро
заполнили её. Из-за большого перепада высот
между уровнем воды в Атлантике и уровнем
Средиземного моря напор воды был велик. Это был
грандиознейший водопад с огромной пропускной
способностью.
Во второй половине неогена неоднократно
менялись очертания и размеры Чёрного и
Каспийского морей. Между ними возникали проливы то
через Предкавказье, то через Рионскую и Курин-
скую низменности. От окончательного высыхания
Чёрное море спасло возникновение в четвертичном
периоде проливов Босфор и Дарданеллы.
В это время бурно изменялся органический мир.
Появились современные представители флоры и
фауны. Возникли ранее неизвестные природные
зоны: тайга, лесостепь, степь, лесотундра и тундра.
На рубеже неогена и четвертичного периода
началось «великое остепнение» равнин.
В середине неогена в Евразии, Северной
534

История, испытания и изменения облика планеты
Америке и Африке появились страусы, лошади,
носороги, хоботные, антилопы, верблюды, олени,
жирафы, бегемоты, грызуны, черепахи,
человекообразные обезьяны, гиены, саблезубые тигры. Они
обитали в основном на открытых лесостепных
пространствах.
В течение неогена продолжалось похолодание.
Наиболее сильно оно отразилось на климате
полярных и умеренных широт. Увеличилось
покровное оледенение Антарктиды, появились
ледники в Северном полушарии. В конце неогена
Северный океан стал Ледовитым: он оказался
покрытым ледниковым панцирем. Впервые лёд в
акватории Северного океана возник около 4,5 млн
лет назад, а около 2 млн лет назад ледниковыми
покровами были заняты Исландия и многие
приполярные острова.
Наступивший после неогена около 1 млн лет
назад четвертичный период привлекает внимание
двумя событиями. Одно из них (пожалуй, самое
знаменательное) — становление человека и второе
(не менее важное в развитии природных
условий) — периодическое изменение климата,
сопровождавшееся то существенным расширением
покровного оледенения, то наступлением межлед-
никовья. Роль человека и его прямое и косвенное
воздействие на природные процессы позволяют
считать четвертичный период временем господства
человека (недаром его иногда называют
антропогенным периодом).
Геологическая история нашей планеты не
остановилась. Она продолжается. И мы являемся
свидетелями и участниками многих грандиозных
событий. Внезапные катастрофические события,
такие, как извержения вулканов, землетрясения
или падение крупных метеоритов, заметны и
ощутимы. Другие события протекают очень
медленно и мало заметны даже многим поколениям
людей. Изучая их, можно прогнозировать
направление развития нашей планеты в будущем, что
вполне научно обоснованно.
Холикотерий — уникальное жвачное животное
с когтями на передних лапах,
которыми он цеплялся за кору деревьев и пригибал ветви,
питаясь листьями и молодыми побегами.

ИЗУЧАЯ ПРОШЛОЕ
ПЛАНЕТЫ
ПАЛЕОНТОЛОГИЯ
щ г^два осознав свою принадлежность к живой
Н природе, любой ребёнок задаётся множеством
t > ^вопросов о своём месте в ней. Один из первых
вопросов таков: «А кто ещё жил, когда меня не
было?» Что-то рассказывает ему мама, а дедушка
вспоминает о том, какие животные и растения
были во времена его детства. К сожалению, многих
из них сейчас уже не встретишь. О том, что видел
дедушкин прадедушка, можно прочитать в книгах,
написанных 200 и 1000 лет назад. А где и как
получить ответ на вопрос, каким был живой мир в
древнейшие доисторические времена, мир,
которого не видел человек. Вот этими проблемами
занимается наука палеонтология. Она изучает
жизнь, существовавшую, когда ещё не было самого
первого нашего прадедушки, который мог бы её
изучать.
Название науки состоит из трёх греческих слов:
«палеос» — «древний», «он» — «существо»
(«онтос» — родительный падеж) и «логос» —
«слово», «учение». Палеонтология в буквальном
переводе — «наука о древних существах». Но слово
«он» — «существо» — несёт и ещё один смысл: суть
вещей. И палеонтология действительно изучает не
только то, что жило, но и суть древней жизни, пути
её развития.
До конца XVIII в. господствовало убеждение,
что созданная Богом жизнь всегда была
неизменной. Объясняя происхождение встречавшихся
в горных породах окаменелостей, похожих на
остатки живых существ, некоторые следовали
Аристотелю, считавшему их свидетельством
самозарождения жизни из сырого и тёплого ила под
влиянием пластической и формообразующей силы
природы. Они — это своего рода переходные формы
между живой и неживой природой. Встречаются
окаменелости в тех местах, где есть
«образовательная» сила, ну а несомненные окаменевшие
животные и растения находят в тех местах, где
проявлялась «окаменяющая» сила природы.
Другие считали окаменелости фигурными
камнями, игрой природы. Лишь немногие из
учёных — древнегреческий историк Геродот (IV в. до
н.э.), великий географ античности Страбон (I в.
н.э.), а в эпоху Возрождения Леонардо да Винчи —
признавали найденные в горных породах морские
раковины остатками некогда живших организмов
и объясняли их присутствие тем, что некогда в
местах находок плескалось море.
Наш великий соотечественник М.В. Ломоносов
жестоко высмеивал распространённые в то время
фантастические объяснения происхождения
ископаемых раковин игрой природы. Он доказывал,
что они являются остатками древних животных.
Однако это было слишком чистой наукой, и люди
были более склонны верить Вольтеру, который
считал, что раковины, найденные в пластах
горных пород в Альпах, принесены туда
пилигримами, ходившими на поклонение богам в Рим, а
кости мамонтов — это останки слонов армии
Ганнибала. Накопление новых материалов по
ископаемым и курьёзы, подобные «афере Берин-
536

Изучая прошлое планеты
Вюрцбургские «ископаемые», собранные профессором Берингером в качестве доказательства божественного
происхождения окаменелостей, на самом деле были изготовлены шутниками-студентами.
537

Энциклопедия для детей
ДОВЕРЧИВЫЙ ПРОФЕССОР
БЕРИНГЕР
Профессор, доктор философии и медицины, декан
медицинского факультете и глава госпиталя Вюрцбург-
ского францисканского университета в Германии Иоганн
Бартоломео Адам Берингер любил прогулки по
окрестным холмам и по берегу реки Майн. У подножий
крутых обрывов среди обломков известняков он находил
удивительные камни. На них были вырезаны изображения
рыб, птиц, улиток, звёзд, комет и даже письмена. С
каждой прогулки Берингер приносил несколько чудесных
камней, на каждом из которых был изображён целый
мир. Профессор не сомневался'в древности этих
изображений. Земная твердь была сотворена до того, как
Бог создал человека, рассуждал Берингер. Значит, это
творения Бога. Удивительные находки — безусловно чер~
новики, заготовки, в которые Творец не вдохнул жизнь. В
руках Бартоломео — планы Творца.
Нужно рассказать об открытии студентам, это укрепит
их веру и поднимет авторитет профессора, и он водит их
по сокровенным местам своих находок. Ищите,
нерадивые дети мои. И студенты находят новые
удивительные, камни и приносят своему профессору.
Собралась уже порядочная коллекция — около 2 тыс.
великолепных образцов. Теперь — за книгу. Художник
гравирует изображения, Берингер пишет текст. И вот в
1726 г. книга, которой предназначалось восславить Творца
и прославить автора, отпечатана в Вюрцбургской
типографии, переплетена, и несколько экземпляров в спешном
порядке разосланы в другие университеты Европы.
Счастливый автор снова идёт по своим любимым местам и
находит ещё один, оказавшийся последним, камень. На
нём по-латыни написано — •Берингер дурак». Либо, по
его теории, — это одна из задумок Творца,
осуществившаяся, либо... О/ Эти студенты... Значит, все
найденные ранее камни — их проделки... Скандал,
скандал! Оставшийся тираж книги сожжён, коллеги по
университету отводят глаза. Школяры выгнаны.
Через 230 лет второе издание книги доверчивого Бе-
рингера вышло в калифорнийском издательстве под
эгидой университетов Беркли и Лос-Анджелеса (США), в
английском переводе с одного из редчайших
сохранившихся экземпляров.
Весёлые вюрцбургские студенты всё-таки прославили
своего профессора. Его книга с якобы древними
изображениями сослужила добрую службу науке
палеонтологии. Этот курьёзный случай был, несомненно,
широко известен учёным того времени. И уже никто не
рисковал, боясь подвоха, высказываться об окамене-
лостях как о проявлении творческой силы.
х
БЕРЕГИСЬ
ПОДДЕЛОК
вы уже знаете о бедном профессоре Берингере,
ставшем невинной жертвой студенческой шутки и
недоброжелательства коллег. Но есть в палеонтологии
примеры, когда множество людей, в том числе и учёные,
и даже весь научный мир, были введены в заблуждение
подделками ископаемых. Классика подделок — *пилтдаун-
ский человек» (по названию города Пилтдауна),
переходное звено от обезьяны к человеку. В 1911—1913 гг. в
отложениях древнего речного русла были найдены
обломки черепа и челюсть человекообразного существа.
Челюсть — как у обезьяны, но коренные зубы типично
человеческие — это очень просто определяется по
расположению бугорков на жевательной поверхности. Об-
гера*, проложили путь к научному пониманию
окаменел остей, возникновению науки
палеонтологии, на рубеже XVIII и XIX вв. называвшейся
по-гречески «ориктогнозией» («знание об ока-
менелостях»).
♦Отцом» палеонтологии стал великий
французский учёный Жорж Кювье (1769—1832). Живя в
Нормандии, он изучал ныне живущих морских
моллюсков и сравнивал их с ископаемыми,
встречавшимися в береговых обрывах. Став
профессором Музея естественной истории при
Королевском ботаническом саде в Париже, он
приступил к изучению огромных коллекций костей
позвоночных животных, которые были собраны
при разработке гипсов на знаменитом холме
Монмартр в Париже.
Сейчас даже трудно представить, как он смог
разобраться в этих грудах отдельных костей, найти
для каждой кости и каждого её сочленения
соответствующие части в других костях, как из
детских кубиков складывал он невиданных ранее
зверей. И когда в каменоломне нашли целый
скелет, то он до деталей совпал с воссозданным
Кювье животным. Восторгу современников не
было предела. Так Кювье открыл один из
важнейших биологических законов — закон
соотношения органов. Он говорил: «Каждое существо
может быть воссоздано по всякому обломку
каждой из его частей». У животного с зубами
хищника не может быть рогов и копыт, а
травоядное не может иметь когтей. Ископаемые из
игры природы превратились в объект точного
научного знания, обладающего способностью
предсказывать будущее.
Ископаемые растения изучаются
палеоботаникой. После своей гибели растения, как правило,
распадаются на многие части: корни, стволы,
листья, цветы, плоды, которые захораниваются в
породах отдельно. И сохраняться они могут
по-разному — эт,о и отпечатки, и слепки, и пласты
угля, образованные отмершими растениями, и
окаменевшие стволы и ветви, древесина которых
замещена различными минералами. Нужны
большие знания, опыт и искусство, чтобы по
разрозненным остаткам восстановить облик некогда
существовавших растений.
Как сейчас, так и в далёком прошлом растения
при своём цветении и размножении выбрасывали
мириады микроскопических спор и пыльцевых
зёрен, которые захоранивались в иле на дне морей,
озёр, рек. Ископаемые споры и пыльцу находят и
изучают палинологи (от греч. «палине» — *тонкая
пыль»).
Палеонтология — это изучение жизни и тех
организмов, от которых не сохранилось ни
телесных остатков, ни раковин, ни отпечатков. Однако
оставленные ими на Земле следы
жизнедеятельности могут очень многое рассказать не только об
их строении, но и о поведении, взаимоотношениях
с соседями и средой обитания. Этот раздел
палеонтологии называется палеоихнологией (от
греч. «ихнос» — «след»).
538

Изучая прошлое планеты
Не менее увлекательно изучение химического
состава остатков прошлой жизни — скелетов
раковин, оболочек животных и растений —
химическими, геохимическими, биохимическими
методами. Пограничные с другими науками
отрасли палеонтологии получили названия палеобиохи-
мия, палеобиогеохимия, молекулярная
палеонтология.
Как образуются скопления остатков
организмов, какие процессы и закономерности
действуют при переходе живого из биосферы в
литосферу? Эти вопросы изучает особая научная
дисциплина — тафономия (от греч. «тафос» —
♦могила», «номос» — * закон»),
основоположником которой является выдающийся русский
палеонтолог и писатель Иван Антонович
Ефремов (1907—1972).
Долгое время считали, что в докембрии, в
породах древнее 600 млн лет, когда организмы не
имели твёрдых скелетов, палеонтологам изучать
нечего. В этих отложениях находили лишь
строматолиты (от греч. «строма» — «покров»,
♦литое» — * камень») — слоистые известковые
постройки (следы жизнедеятельности мельчайших
примитивных микроорганизмов — бактерий и
синезелёных водорослей). Такие постройки иногда
занимали значительную площадь и имели
большую высоту, становясь похожими на рифы.
Несмотря на то что форма построек никак не
отражала строение образовавших их организмов,
учёные смогли использовать их для определения
возраста и расчленения отложений. Так впервые
был применён палеонтологический метод для
изучения самых древних отложений Земли
начиная с 3,5 млрд лет.
Сенсационные открытия были сделаны в Эдиа-
карской пустыне в Австралии, а несколько
позже — на Зимнем берегу Белого моря в России.
И здесь, и там в отложениях возрастом чуть
меньше 1 млрд лет были обнаружены богатейшие
скопления отпечатков разнообразных организмов,
размеры которых достигали полуметра. Некоторые
из них имеют круглую форму и напоминают
отпечатки медуз, которые море выбрасывает на
песчаные пляжи. А многие не похожи ни на каких
ныне живущих и вымерших животных. Был
открыт целый неведомый ранее мир организмов.
Период протерозоя, на протяжении которого жили
эти существа, был назван вендом.
Ещё более расширились возможности
применения палеонтологического метода в изучении
древнейших толщ Земли после открытия
микроскопических организмов, остатками которых
оказались буквально начинены тонкие слои
кварцевых пород в отложениях возрастом до 2 млрд лет
и более. Вскоре учёные научились с помощью
различных химических методов выделять
микроскопические остатки организмов из докембрий-
ских пород различного состава. Они уже не ждали
случайных находок, а начали планомерное
изучение древнейших этапов жизни на Земле. Так уже
ломки черепных костей складывались в черепную коробку,
по объёму и форме уже не обезьянью, но еще не
человеческую, «Пилтдаунский человек» теперь известен как
Eoanlropos (от греч. «эос» «— «заря», «антропос» —
«человек») и получил видовое название dawsoni — в честь
адвоката Даусона, обнаружившего его останки. Даусонов-
ский предчеловек занял положение нашего предка. И
только в 19S3 г. с помощью специальных методов
исследования было научно и неоспоримо доказано, что
это подделка. Челюсть оказалась челюстью современной
обезьяны, из которой был выломан клык, а коренные
зубы искусно пришлифованы, чтобы имитировать
жевательную поверхность, свойственную зубам человека
Эта мистификация была делом рук человека, который,
может быть, хотел прославиться или имел самые добрые
намерения: например, поскорее решить наболевшую
научную проблему. Кучка костей, немножко фантазии,
напильник и клей — и решена важная научная проблема.
А как, скажем, было бы хорошо обнаружить следы
пришельцев. Это стало бы доказательством того, что мы
не одни в космосе. Сколько нетерпеливых людей хотели
бы это сделать! И сколько людей ищут и находят...
Но бывает и так, что удивительные подделки
изготавливает сама природа. В 1925 г. доктор-анатом Н.А.
Григорович нашёл в кирпичном карьере под Москвой
окаменевший человеческий мозг, целиком состоящий из
кремня. Находку изучали самые авторитетные
специалисты в Москве, Берлине, Лейпциге, Франкфурте,
Дюссельдорфе, Бонне, Льеже, Париже. Из многих
десятков специалистов лишь четверо усомнились в том,
что это ископаемый мозг человека. Все детали,
характерные для человеческого мозга, были ясно видны, включая
мозжечок и его отросток. Извилины, свойственные мозгу,
были на своих местах; объём, форма, размеры бугров и
впадин точно совпадали. Находка была сделана в
межледниковых отложениях четвертичного периода,
образовавшихся в то время, когда человек уже существовал.
Почему бы ей и не быть ископаемым мозгом! Медики
были согласны. Но не согласились палеонтологи. На
специальном заседании Главнауки 19 августа 1926 г. глава
Московской геологической и палеонтологической школы
академик А.П. Павлов убедительно доказал, что это —
образовавшееся неорганическим путём кремнёвое
образование округлой формы (конкреция), которое было
выворочено древним ледником из лежащих ниже
карбоновых отложений, где подобные образования
встречаются часто. В Подмосковье часто находят
кремнёвые валуны, имеющие то же происхождение и тот
же геологический возраст (возникшие в карбоне) и они не
могут быть человеческим мозгом, ведь 300 млн лет назад
человека ещё не было. А что касается удивительной
формы конкреции, то ведь «сполна чудес могучая
природа...»: «Есть многое на свете, друг Горацио, что и
не снилось нашим мудрецам».
Но иногда и корысть толкает людей на
фальсификацию ископаемых. Когда в начале XIX в. в Европе стали
возникать первые естественно-исторические музеи,
которым потребовались ископаемые, подделки не
замедлили появиться. Массовое производство фальшивок
наладил в 20-х гг. XIX в. ювелир Барт из города Вангена
на Боденском озере, которое находится между
Германией и Швейцарией. Он часто лепил свои подделки
из остатков разных животных. Так появилась и была
описана учёными как новый организм «ископаемая» черепаха,
ширина которой была больше длины. Рыбьи кости и чешуя
запрессовывались в мягкий известняк, замазывались
гипсовой массой и окрашивались «под старину».
Несмотря на многочисленность своих подделок, ювелир
Барт не нажил богатства и умер в бедности, т.е. работал,
видимо, исключительно из любви к искусству...
об-
х
539

Энциклопедия для детей
у&щШ в наши дни родилась новая область
| xl^fcx | знаний — палеонтология докембрия.
Исследования в области
палеоэкологии (от греч. «ойкос» — «дом», «жилище») —
науки, изучающей взаимоотношения вымерших
организмов друг с другом и со средой их обитания,
начались ещё в первой четверти XX в., задолго до
того, как человек осознал во всей полноте
необходимость сохранения и живых организмов, и
среды их обитания. До этого он чувствовал себя
покорителем природы, который не ждёт от неё
милостей. Для человечества очень важны
накопленные палеоэкологией сведения о том, как в
далёком прошлом жизнь умудрялась сохранить
себя на протяжении миллиардов лет в
меняющихся (иногда катастрофически) условиях.
Если сказать очень кратко, то палеонтология
изучает прошлое уникального феномена природы
и космоса — биосферы, и часто палеонтологию
называют наукой о прошлом биосферы.
всё о ПРОШЛОЙ
жизни
Не все ранее существовавшие организмы
сохранились в ископаемом состоянии в виде остатков
скелетов, раковин или отдельных твёрдых частей,
отпечатков или просто следов их пребывания на
Земле. Многие из них, не имевшие твёрдых частей,
остались навсегда неизвестными, не попали в руки
учёных, не стали объектами изучения. Летопись
жизни — палеонтологическая летопись — далеко
не полна. Тем не менее на её страницах имеется
достаточно много сведений, чтобы можно было
судить о прошлой жизни. И не только о том, что и
где было, но и о том, как развивалась жизнь,
почему и когда происходили изменения.
Палеонтологическая летопись постоянно пополняется.
Ежегодно учёные обнаруживают более 1 тыс. ранее
неизвестных видов ископаемых организмов,
узнают новые подробности об их жизни. Бывают
совершенно неожиданные находки. Ещё 20 лет назад мы
не могли даже предположить, что узнаем что-либо
о докембрийских бактериях. Трудно себе
представить даже теоретически, что клетки, лишённые
каких-либо твёрдых частей, на 90% состоящие из
воды, могут сохраниться на протяжении
миллиардов лет. Теперь они интенсивно изучаются.
Неожиданности и тайны содержат каменные
«страницы» летописи жизни, многое ещё не
открыто и не расшифровано. Но многое мы уже
знаем. Прослежены «биографии» основных групп
животных и растений от первого появления на
Земле до вымирания. Выявлены истоки
происхождения ныне существующих, в том числе и
самого человека.
Учёными-палеонтологами установлены
закономерности, имеющие общенаучное значение. Само
слово и понятие «эволюция» (в буквальном
переводе с латинского означает «развёртывание»)
пришло в науку именно из палеонтологии и стало
достоянием практически всех областей
человеческого знания. Первоначально понятие «эволюция»
определялось как «историческое развитие
организмов». Сейчас говорят об эволюции минералов и
горных пород, звёзд и галактик, общественных
систем и об эволюции взглядов. Открытый
палеонтологами закон необратимости эволюции
находит своё отражение и обоснование в качестве
общенаучной закономерности в кибернетике и
теории информации.
Таким образом, палеонтология — это не только
иллюстрация прошлой жизни, но и основа
естественно-исторического миропонимания, нить
познания, протягивающаяся от прошлого (начиная с
вопроса: «Что было, когда нас не было?») к
будущему (к вопросам: «Кто мы?», «Откуда мы?»,
«Куда идём?»).
хоть ГОРШКОМ
НАЗОВИ...
Всё сущее имеет названия. Каждому ныне
живущему или когда-либо существовавшему организму
человек дал имя, одно-единственное научное
название, отличающееся от названия любого другого
организма. Однако так было не всегда. Жители
даже соседних стран называли знакомые им
растения и обитавших в этих странах животных по-
разному. Не только на разных языках, но и
разными по смыслу словами. Известно же, что «урода»
(uroda) по-польски — «красота», а в русском языке
это слово имеет совсем противоположный смысл.
Другой известный парадокс. Когда европейцы,
впервые увидевшие в Австралии странное,
скачущее на двух ногах животное, спросили у
аборигена: «Кто это?», то приняли его ответ: «Кенгуру»
за название (на языке местных жителей это
означало «не понимаю»). Для учёных было особенно
важно называть одно и то же существо одним и тем
же словом, т.к. они должны были понимать друг
друга. Во времена средневековья учёные наконец
нашли такой общий язык — они стали писать свои
трактаты по-латыни. Но далеко не все живые
организмы были известны древним римлянам, и
разнобой в названиях животных и растений, хотя и
написанных латинскими буквами, сохранялся.
Лишь в середине XVIII в. великий шведский
натуралист Карл Линней, считавший себя князем
ботаники, навёл порядок в мире научных
названий, описав многие тысячи растений и
животных. Он ввёл правила, которые нужно соблюдать,
чтобы не было путаницы в дальнейшем. Всякое
живое существо должно иметь название, состоящее
540
Приятно получить по почте помять из далёкого прошлого
письмо с динозавром, пусть хотя бы только но марке. Более двухсот
серий марок с ископаемыми животными выпущено в различных странах мира

Изучая прошлое планеты
'XJ
л nmiuViiut us. %cx Posies
200F
Cuba
BRONTOSAURIO
VAUfc Dl 1Л PRtHtSTORIft f-AROUE HMCUWH. BAI
1Клху».
.Ш
PO$TA ROM
repoblJU demokratika
A^AlALAGASY
kUUMV M*.
wiwuu »в|млТОРЮУГ
•4П OF REPUBLIQUEDU
*uu CONGO
L_l

Энциклопедия для детей
\&Шш из двух слов: первое — название рода,
| ^ШУ | пишется с прописной буквы
(например, Homo — * человек», Felis —
♦кошка»); второе — название вида, пишется со
строчной буквы: Homo sapiens — * человек
разумный» (в отличие от древнего Homo habilis —
«человек умелый») или Felis leo — * кошка лев» (в
отличие от Felis domesticus — «домашняя кошка»).
В быту мы чаще всего обходимся одним словом
и, говоря «кошка», не имеем в виду льва, а
упоминая льва, обходимся без слова «кошка». А
вот для правильного и однозначного понимания,
кто такой чеширский кот, требуется двойное
название, хотя это вряд ли был особый вид рода
Felis. Большинство учёных XVIII и XIX вв.
соблюдали весьма строгое правило, производя
название рода от написанного латинскими буквами
древнегреческого слова, а видовое определение —
от латинского слова. Весьма часто родовые
названия происходили от имён богов и героев
древности: аммониты — от имени
древнеегипетского бога Амона, двустворка Astarte — от имени
древнефиникийской богини плодородия,
материнства и любви Астарты, другая двустворка —
Venis — была названа в честь древнеримской
богини любви и красоты Венеры. Однако уже с
середины XIX в. учёные начали отступать от этого
правила, используя для обоих названий латинские
слова. А великий чешский палеонтолог Иоахим
Барранд (1799—1883), описавший более 10 тыс.
разнообразных ископаемых животных,
почувствовал нехватку латинских слов (ведь если разные
организмы называть одним и тем же словом,
можно запутаться). Поэтому не следует удивляться
появлению таких нетрадиционных названий, как
двустворка Meretrix (в переводе с греческого —
«проститутка») или брахиопода Pygope
(по-гречески — «задница»). Столь легкомысленные
названия можно оправдать лишь весёлым нравом
Барранда. Он был первым учёным, который
перешёл на обыкновенные слова родного языка.
Например, замечательная силурийская двустворка
получила название Babinka, которого не найдёте в
латинском словаре, т.к. слово это чешское и
означает «девушка».
Самым знаменитым названием, которое
присвоил Барранд открытому им новому для науки роду
и виду двустворчатых моллюсков, является,
несомненно, Nevesta prodejna, что в переводе с
чешского означает «проданная невеста». Таким
образом Барранд решил увековечить название
оперы известного композитора Антонина
Дворжака, своего соотечественника и друга.
Конечно, сейчас совсем не обязательно
придерживаться строгих правил, чтобы дать название
новому, ранее не известному организму и таким
образом ввести в науку новое понятие. К тому же
современные естествоиспытатели уже не владеют
классической латынью и тем более
древнегреческим языком.
Поэтому, согласно современному
«Международному кодексу зоологической номенклатуры» (так
называется свод правил и рекомендаций, которых
следует придерживаться каждому зоологу при
обращении с научными названиями животных), в
качестве научного названия может быть выбрано
любое слово, даже не имеющее смысла ни на одном
языке. Допускается даже слово, в котором не менее
двух букв латинского алфавита, лишь бы оно было
благозвучным и не могло быть истолковано как
неприличное или оскорбительное. И ещё — при
первоописании, когда вводится в науку новое
название, нужно дать его объяснение. Однако как
первой, так и второй рекомендациям не всегда
следуют. Один из крупнейших современных
американских палеонтологов Руссо Флауэр, описывая
новый род кораллов, дал ему название Хрущёвия,
но не объяснил, откуда происходит это слово.
Остаётся догадываться: не в честь ли советского
политического деятеля Никиты Сергеевича
Хрущёва, чьи выступления в Организации
Объединённых Наций в 1959 и 1960 гг. произвели
неизгладимое впечатление на всю Америку,
названы кораллы?
Вообще имена и фамилии учёных и других
известных людей часто использовались и
используются при образовании названий организмов.
Так, Жорж Кювье, давая жабе научное название
Buffo, несомненно имел в виду известного
французского натуралиста Жоржа Бюффона. В этом
случае, как и в большинстве других,
использование имён учёных в названиях является
признанием их заслуг и выражением
благодарности. Часто мы и не догадываемся, что,
произнося то или иное название, отдаём дань
уважения человеку, в честь которого оно было
дано.
Например, иностранцевия — ужасный хищник
пермского периода — это память о профессоре
Александре Александровиче Иностранцеве, одном
из крупнейших знатоков пермских отложений
России. А небольшая изящная рептилия из тех же
отложений получила название Anna petri — в честь
Анны Петровны, жены и спутницы профессора
Амалицкого, первооткрывателя крупнейшего
местонахождения пермских рептилий на Северной
Двине (см. сюжет «Кто ищет, тот найдёт»).
Тетраромания — морской ёж мелового
периода — названа так видным знатоком ископаемых
морских ежей Андреем Николаевичем Соловьёвым
в честь четырёх (от греч. «тетра» — *четыре»)
Романов: российских профессоров Романа Геккера
и Романа Мерклина, а также поляка Романа
Козловского и француза Жана Романа.

Изучая прошлое планеты
I
ЯПОНСКИЕ ДЕТИ
РИСУЮТ... МАМОНТОВ
Выставки экспонатов из коллекции московского
Палеонтологического музея проходили с большим
триумфом в Японии, Австралии и других странах. Более
2 тыс. японских школьников начальных классов,
посетивших выставки в разных городах Японии в 1981 г.,
прислали в адрес устроителей экспозиции самодельные
открытки со своими впечатлениями об останках
мамонтов. Рисунки изображали мамонтов во всех
жизненных ситуациях — весёлых и грустных, трагических
и забавных.
Детей с таким отношением к прошлому и с таким
чувством юмора наверняка ждёт интересное будущее!
:ких
■
S.fflB*AJi-"\'t f!4?
543

Энциклопедия для детей
ВРЕМЯ И ЖИЗНЬ
Г" Г^РУДно сказать, кто первый произнёс слова
«геологическое время». Но понятия «раньше»
-_L и «позже» впервые использовал
применительно к слоям горных пород датчанин Ни лье, сын
Стена (1638—1686), называвший себя «N. Steno-
nis» (по-русски его часто называют Стеноном или
Стено). Это было сделано в 1669 г. в его сочинении
«Prodromus» (на русском языке книга вышла под
названием «О твёрдом, естественно содержащемся
в твёрдом»), первой историко-геологической
работе. Наше обыденное понятие о времени как
некоем абсолютном физическом явлении,
независимом от протекающих на его фоне процессов,
было сформулировано позже Ньютоном в 1686—
1687 гг.
Со стенонова принципа: «Слой, лежащий выше,
образовался позже слоя, лежащего ниже», — берёт
своё начало наука стратиграфия (от лат. stratum
— «слой» и греч. «графо» — «пишу») — одна из
основных отраслей геологии, которая изучает
последовательность образования слоев горных
пород и закономерности их размещения.
Один за другим накапливаются в морях, реках
и понижениях суши слои осадочных пород.
Временами их прорывают выходящие из земных
недр потоки магмы, которые в свою очередь
покрываются новыми слоями. Эти застывшие
магматические образования будут моложе тех,
которые они прорывают, и древнее покрывающих
их слоев осадочных пород. На месте морей
возникают горы. Продукты их разрушения
накапливаются слой за слоем в понижениях рельефа.
Вся Земля работает как песочные часы.
Достаточно просто определить, исходя из
принципа Стенона, какие слои моложе, какие старше,
если мы видим, как они залегают друг на друге в
каком-то одном месте. Но как сопоставить возраст
слоев, выходящих на' поверхность на берегу
Москвы-реки и в долине реки Миссисипи? Горные
породы — слои песка, глин, известняков — сами
по себе ничего не говорят о времени своего
рождения. Разделённые по времени образования
миллионами лет, они. могут и не отличаться друг
от друга своим составом, цветом, физическими
свойствами. На первый взгляд они не несут примет
времени.
Но в земных осадочных породах —
образовались ли они в море или на суше — встречаются
захороненные в них остатки некогда живших
организмов. Эти выкопанные из пород следы
исчезнувшей жизни — ископаемые — и есть те
временное метки, которые могут сообщить о том,
когда образовались вмещающие их породы.
Изучая ископаемые растения и животных, мы
можем, причём с большой точностью, определить,
какие породы в долине Миссисипи древнее тех, на
которых построен Московский Кремль, а какие
породы и там, и здесь образовались в одно время.
конодонты
Палеонтологи часто сталкиваются с ископаемыми
остатками, которые очень трудно отнести к уже известным
группам организмов. Для них даже придумано специальное
название ~-~ проблематики, или проблематические
ископаемые. Как правило, это единичные находки скелетных
частей или отпечатков необычной формы. Но имеется одна
очень обширная группа часто встречающихся ископаемых,
которая до сих пор остаётся загадочной и чьё положение в
системе организмов весьма проблематично. Это конодонты.
В 1856 г. русский учёный Христиан Иванович Пандер
(1794—1865) — знаток ископаемых рыб и сравнительный
анатом — описал мелкие зубовидные остатки (длиной 2—
3 мм), которым он дал название — конодонты (т.е.
конические зубы). Они часто и в изобилии встречались в
ордовикских отложениях Прибалтики, в девоне и карбоне
Центральной России. Около ста лет конодонты не
привлекали внимания палеонтологов. До 70-х гг. XX в. о
них даже не упоминалось в учебниках палеонтологии,
издававшихся в России. Но начиная с 50-х гг. специалисты стали
проявлять к ним интерес. Постепенно они становятся самой
изучаемой группой ископаемых. С тех пор буквально в
каждом номере периодических палеонтологических
журналов всего мира можно найти публикацию,
посвященную конодонтам.
Что же произошло, почему возник и не проходит
конодонтовый бум? Прежде всего из-за того, что они
оказались группой чрезвычайно полезной для расчленения и
сопоставления осадочных горных пород практически на
территории всего земного шара и в огромном временном
интервале — от кембрия до триаса включительно, т.е. на
протяжении почти 300 млн лет. Они встречаются в любом
типе пород морского происхождения. Даже небольшие
пробы из глубоких скважин непременно содержат остатки
конодонтов благодаря их микроскопическим размерам (не
более 4 мм). Изучение конодонтов преподнесло ещё один
подарок геологам: цвет конодонтовых элементов, который
изменяется от стеклянно-прозрачного до янтарно-жёлтого
и через коричневый до чёрного, зависит от того, насколько
были прогреты в глубинах недр Земли породы, из которых
они извлечены. Знание этих температур очень важно. Если
породы не прогревались свыше 225—250° С, то
содержащееся в них органическое вещество не могло
превратиться в нефть. Если они были прогреты более чем
на 80СГ С, то имевшаяся в этом месте нефтяная залежь
была разрушена.
Многие палеонтологи биологического склада ума
относились к конодонтам весьма скептически. Ведь это
всего лишь мелкие зубчики и пластинки, встречающиеся
изолированно. Невозможно было решить, к какой группе
организмов их отнести, а потому презрительно называли
«пуговицами».
Выдвигалось много гипотез о возможной
принадлежности конодонтов к самым разным типам и классам,
пока наконец в 1982 г. не был найден отпечаток маленького
(около 4 см) мягкотелого животного, в головной части
которого располагалось скопление конодонтов. Стало ясно,
что столь часто встречающиеся изолированные зубчики
составляли скелет в области ротового аппарата. Само по
себе животное напоминало одновременно и червя, и
примитивное хордовое, и современное щетинкочелюстное
животное — морскую стрелку. Хотя учёные до сих пор не
пришли к единому выводу о том, к какой же группе
животных ближе всего были конодонты, была доказана их
биологическая «полноценность». А широкое
распространение в морях только подтверждало огромную роль в
экологических системах прошлого, достаточно ясную и
без этой находки.
х
544

АРХЕОЦИАТЫ
Археоциаты (от греч. «архео» — «древний», «циатос»
— «кубок») — одни из самых первых организмов, у
которых был скелет. Они появились 590 млн лет назад и
«прожили» около 50 млн лет. Остатки археоциат,
которые палеонтологи находят сегодня в отложениях
раннего кембрия, похожи на одностенные или чаще
двустенные кубки прихотливой формы. Пространство
между стенками кубка перегорожено горизонтальными,
вертикальными или извилистыми известковыми
пластинами. Все скелетные элементы пронизаны порами или
каналами очень сложного строения.
Учёные до сих пор спорят о месте археоциат в
системе органического мира. Некоторые считают их
растениями, другие — животными, объединяя с
губками. Третьи рассматривают их как отдельное царство
живой природы.
Археоциаты были первыми строителями рифов.
Нараставшие друг на друга кубки сооружали подводные
холмы на дне моря. Иногда холмы соединялись в
подводный хребет, разделявший воды с весьма
различными природными условиями. Такой древнейший
«барьерный риф» перегораживал моря, занимавшие в
раннем кембрии территорию современной Средней
Сибири.
Грилобиты (от греч. «три» — «трёх» и «лобос» —
«лопасть») — удивительные создания природы,
поражающие выразительностью своего облика.
В Чехии — стране высокой палеонтологической
культуры, — пожалуй, не встретишь человека старше пяти
Изучая прошлое планеты
Разделять и сопоставлять (соотносить W& Шш
друг с другом) горные породы по | ^ЧЗДХ |
времени образования на пространстве
всей Земли путём сравнения содержащихся в них
ископаемых остатков — это главная задача науки
биостратиграфии. Являясь, несомненно, частью
стратиграфии — науки о земных слоях, —
биостратиграфия так тесно связана с
палеонтологией, что часто рассматривается как её
прикладная ветвь.
Впервые палеонтологический метод для
расчленения и сопоставления осадочных отложений
применил при составлении геологических карт
англичанин Уильям Смит (1769—1839). Он
заметил, что слои, залегающие в разрезе друг на друге,
содержат различные ископаемые остатки, а
выходящие на поверхность в разных местах могут
содержать одинаковые виды и, таким образом,
могут быть сопоставлены между собой даже в тех
случаях, когда не прослеживаются
непосредственно и различаются по составу пород.
Ископаемые из слоев, лежащих ниже, — древнее, а из
верхних слоев — моложе.
Изучая ископаемые остатки из последовательно
залегавших слоев, учёные сталкивались с тем, что
иногда между организмами из двух смежных
групп пород не было ничего общего. Объяснение
этому находили по аналогии со Всемирным
потопом. В начале XIX в. получила
распространение теория катастроф, объяснявшая смену
всех обитателей Земли неоднократным полным
уничтожением жизни и её божественным
созданием заново. Некоторые учёные насчитывали более
ста таких катастроф. Эти представления вполне
согласовывались с господствовавшим в то время
религиозным мировоззрением.
Естественно-научное объяснение изменений, происходящих в живой
природе, дала эволюционная теория Чарлза
Дарвина. А строгое теоретическое обоснование
палеонтологического метода было сформулировано
лишь в 20-х гг. XX в. бельгийским палеонтологом
Луи Долло (1857—1931) в виде одного из главных
законов палеонтологии — закона необратимости
эволюции. Он гласит: «Организм, однажды
возникнув, никогда не возвратится к строению своего
предка, даже если он попадёт в условия, полностью
соответствующие условиям существования
предка». Это означает, что процесс эволюции, как и
время, идёт всегда только в одном направлении и
для любого отрезка времени можно найти
организмы, которых не было ни раньше, ни позже. Так
изучение древней жизни стало служить мерилом
прошлых времён — геологическими часами.
Успехи в изучении ископаемых в первой
четверти XIX в. привели к колоссальному
прогрессу в геологии. 20—30-е гг. XIX столетия стали
«золотым веком» стратиграфии. Именно тогда
история Земли была разделена на эры, периоды,
эпохи, совокупность которых составила
геохронологическую шкалу — шкалу геологического
времени. Основу её составляют выявленные
палеонтологией этапы развития жизни. Единицами
545

Энциклопедия для детей
%
U
№1
S
О
<
S
н
"<
ft,
н
и
о
с*
<
и
о
с;
о
I
О
X
О
ОТДЕЛ (ЭПОХА) |
(ДЛЯ ЧЕТВЕРТИЧНОЙ 1
системы— РАЗДЕЛ)
С И С Т Е М Л
(ПЕРИОД)
(Vd€)
1 VW31Vd€
1 (HOC)
|VW31QHO€
Ul
p
F •
О
0
и
с
о
Щ
1 ^1
1=1
°
ml
4 1
W
e
о
i
S3 .1
=
И
• н 1
о 3 1
и 1 J
^r
Ш
О
X
с;
с
го
fN
ИЗ
Рн о
m
<>a
Ma
►*4 en
Ha
Si
>0
о
О
го
о
Я
й -
§ !
I
О а
И ч
*н >а
3 §
»
О
W
О
ы
ч
<*
и
I
со
>5 f а '1
X го
ш У
со £
zx
и
м
о
ч
и
«
о
п
о
оС
о
1Л
Tr-f I JL-JL
iPM ээ
й£| obi
S1*
it
< *
о I
ест
±5
XfO
го.1—
ГО
8
Q_
LU
CD
£
WO
no
On
3
м
«
О©
tf
О с
н
сет чш куяэвюеоеэи
■«миошгс
228
О
О

Изучая прошлое планеты
о
U
% ъ
х ь
*
3
к
А
Ч
О
С
•к
к
W
<:
Й
о
О
5
8
£ | У-
lb
пиша
И
<
о
и
о
и
со
К
о
«
о
to
I
О
t/>
1
>Х
I
X
X
^ О
СО го
о
о
h4
X
X
э
о.
и
>х ^
х Ъ
ЧЛ ИОБОЭПГУП цшйЛыэ
о
к
К
о
о
к
о
к
н
о
о
о
со
v
х§
cob
О
о
го
>х
X
X
3
о.
и
V
5 к
9
и
<
X
и
«
К
CL
ко
£
W
к
н
и
о
« о
1Л
н *>
Рн
М
S
W
Tzd иоеозю-ун нинжин
И К V Я Э И О 8 О Я If V II
а
н
ф
^
щ
и
в
§
и
о
W
^1
Ч:
И
al
с;<
шХ
с[0
*~с
От
<с?
cl
*о
ш
.-*
Ш
и w
<
О- W'
Г)
\<
S
ш I
Го
о
ш
<
о
о
ю
>
§
о
°
>
W
§ 1
8 5
3
i
1
>
««
^ к
** К ^
«в
о
го
ей
о
го
Й
о
о
го
Й
*в 1 1
<N
tf
Рн
,1
1
1
|
i
X
а.
I
«
X
X
*
X
1 X
Н
[ ИЭФИ<1
~ <5
СИ «8 О
£ 1 ? 5
ВЕРХ
(ПОЗД
ПРОТЕ
-10
Hd
0oeod3jLoa
g
«в
8
«a
в; «9
2 =
1
i ал,
=1
| г-> О
ЕГ со
Рн
-.«
1*5
2^
res
5* 2
s 2
j=2
с
•л
k
8 1
л I
s 1
Й «1
g.il
cs
s
ft.
Ы
ОС
a, 1
в 1
s I
II
s 1
^ « 1
i
i ^ 1
1 < 1

Энциклопедия для детей
шкалы являются эры, делящиеся на
периоды, которые подразделяются на
эпохи, а последние — на века. Толщи
горных пород, соответствующие этим
геохронологическим подразделениям, называются
соответственно эритемами, системами, отделами и
ярусами (это подразделения стратиграфической
шкалы — шкалы последовательности образования
горных пород). Границы подразделений обоих
шкал характеризуются изменениями в общем
облике жизни, и самые крупные из этих
подразделений — эры — носят и названия, связанные
с характером существовавшей тогда жизни
(например, палеозой — эра древней жизни). На
геологической карте породы, относящиеся к разным
системам (и соответственно к разным
геологическим периодам), обозначаются различными
цветами. Они были предложены немецким поэтом и
натуралистом Гёте и приняты на II
Международном геологическом конгрессе в 1881 г. (см. сюжет
«Первые геологические карты»). С тех пор
некоторые из этих цветов были заменены на другие, и
теперь приняты те цвета, которые можно видеть
на стандартной геохронологической шкале.
Следы жизни в самых древних породах Земли
недостаточно отчётливы, к ним не в полной мере
применим палеонтологический метод.
Существовавшие тогда организмы не имели твёрдого
скелета. Их остатки известны в виде отпечатков,
слепков, следов жизнедеятельности и встречаются
не часто. И это время в истории Земли (и
геохронологической шкале) названо криптозой
(время скрытой жизни). Появление организмов с
твёрдым минерализованным скелетом знаменует
наступление фанерозоя (времени явной жизни). В
криптозое выделяют два крупных подразделения:
археозой, или архей (время древнейшей
(архаической) жизни), и протерозой (время простой
жизни). Фанерозойское время делится на три эры:
палеозойскую (эру древней жизни), мезозойскую
(эру средней жизни), кайнозойскую (эру новой
жизни).
Эры подразделяются на периоды. И те и другие
отличаются друг от друга существовавшими в то
время животными и растениями. В более молодых
отложениях появлялись остатки всё более и более
совершенных организмов. Один период —
вендский — выделен в самом конце протерозоя, в
палеозое выделяется шесть периодов, в мезозое и
кайнозое — по три.
Названия периодов различны: одни из них
происходят от названий горных пород, которые
наиболее характерны для этого времени
(например, каменноугольный период (карбон) в палеозое
и меловой период в мезозое). Большинство
периодов названо по тем местностям, в которых наиболее
полно развиты отложения того или иного периода
и где впервые эти отложения и периоды были
охарактеризованы по ископаемым остаткам.
Древнейший период палеозоя и фанерозоя —
кембрийский — получил название от Кембрии — древнего
государства, располагавшегося в Уэльсе, на западе
Англии.
лет, который не знал бы о трилобитах. Пражане могут
посидеть на берегу реки Влтавы в ресторане «Под
трилобитом», любуясь пейзажами родного города. В
музее города Бероун, что в окрестностях Праги,
пражский палеонтолог Ярослав Марек обнаружил среди
предметов старины пряничные доски в виде трилобитов,
выполненные настолько точно, что по оттискам с них
(так и «печатали» в старину пряники) можно определять
вид трилобита.
Трилобиты принадлежали к типу членистоногих
животных, имели разделённое на три части в
продольном и поперечном направлениях тело, со спины
покрытое твёрдым панцирем. Среди них были как
карлики длиной в несколько миллиметров, лишённые глаз, так
и гиганты, достигавшие почти 1,5 м от головы до хвоста,
с чрезвычайно сложно устроенными глазами,
напоминавшими фасеточные глаза насекомых.
Трилобиты жили на Земле в течение приблизительно
250 млн лет (начиная с кембрия и до конца перми).
Постепенно их разнообразие уменьшалось, и они
окончательно исчезли с лица Земли на рубеже палеозойской и
мезозойской эр.
X
ГРАПТОЛИТЫ
Г'раптолитос — по-гречески «камень с надписями».
Действительно, останки вымерших животных чаще
всего встречаются в виде отпечатков на тонких плитах
чёрных сланцев, как будто кто-то начертил простым
карандашом на камне линии, спирали, окружности. Их
отпечатки довольно точны, и по ним можно различать
роды и виды граптолитов, а это помогает читать
каменную летопись Земли. Однако такие отпечатки не
дают полного представления о строении животных.
Поэтому настоящей революцией в изучении граптолитов
стали работы польского учёного, академика Романа
Козловского.
Оказалось, что граптолиты — родственники
довольно высокоорганизованных животных —
полухордовых, а не кишечнополостных животных, на
которых они так похожи. Об этом учёные узнали, изучив
особенности микроскопического строения оболочек
колонии.
Граптолиты обитали как на дне, так и в толще воды.
Морские просторы они освоили одними из первых и
поэтому, не имея до поры до времени конкурентов и
врагов, смогли широко распространиться. Они имели
наполненный газом пузырь, с помощью которого
«парили» в толще воды. С пузыря свисали длинные
тонкие «ветви», на которых сидели мелкие граптолиты,
имевшие, вероятно, многочисленные щупальца. С их
помощью они добывали себе пропитание.
548

Изучая прошлое планеты
Граптолиты эволюционировали быстро, а свободное
плавание способствовало широкому расселению. После
смерти они могли разноситься течениями и погребаться
на дне в отложениях даже тех морей, где они и не
жили. Таким образом, если одинаковые граптолиты мы
встречаем в разных породах, то можем говорить, что
они образовались в одно и то же время. Благодаря
этому граптолиты являются классическим примером
руководящих ископаемых. Основанное на них
биостратиграфическое расчленение палеозойских пород
является самым детальным.
Возникнув в конце кембрия (приблизительно 500 млн
лет назад), граптолиты просуществовали около 240 млн
лет — до конца каменноугольного периода.
АММОНОИДЕИ.
РОГА АМОНА
Л мои — один из самых главных богов Древнего Египта,
покровитель города Фив, который чаще всего
изображался как человек с головой барана, украшенной
скрученными рогами с поперечными рёбрами на них.
Сходство раковины ископаемых с рогами бога Амона и
дало название аммоноидеям — одной из наиболее
известных наряду с трилобитами и динозаврами групп
древних морских животных.
Их изящная, закрученная в плоскую спираль
раковина часто украшена причудливыми рёбрами и шипами.
Покрытая перламутровым слоем, она отливает всеми
цветами радуги и выглядит как настоящая драгоценность.
Местности, в которых встречаются перламутровые
раковины аммоноидей, как магнитом притягивают к себе
коллекционеров. Эти ископаемые представляют
немалую эстетическую и даже коммерческую ценность.
Так, одна из канадских фирм занимается планомерными
сборами раковин аммоноидей. Она взяла в аренду
многокилометровый участок речного берега, где
обнажаются слои, в изобилии содержащие перламутровые
раковины. Используют даже кусочки раковин.
Оправленные в серебро, они продаются в качестве
ювелирных украшений. Отполированные разрезы
раковин палеозойских аммоноидей можно купить в
магазинах и на рынках многих западноевропейских городов.
Аммоноидей принадлежат к классу головоногих
моллюсков, но эти обитатели древних морей очень
сильно отличались от современных осьминогов,
кальмаров и каракатиц, и прежде всего тем, что их тело
было заключено в спирально завитую трубчатую
раковину, открытую с переднего конца. Вперёд
выдавались голова, снабжённая щупальцами, и воронка —
орган реактивного движения. Задняя часть раковины
Названия следующих периодов
палеозоя — ордовик и силур —
происходят от названий древних племён
ордовиков и силуров, населявших территорию
нынешнего Уэльса во времена Римской империи.
По имени легендарного древнеславянского
племени вендов, живших на северо-западе Древней
Руси, получил своё название вендский период.
Девонский период палеозойской эры получил
название от графства Девоншир в Англии;
пермский (последний период палеозоя) — от Пермской
земли, исторической области, находившейся в
предгорьях Урала; юрский (мезозой) — по Юрским
горам во Франции. В названии первого периода
мезозойской эры — mpuac (от греч. «триас» —
«три») — отражено деление на три части
отложений этого возраста в Северных Известняковых
Альпах в Австрии.
В названиях периодов кайнозойской эры
(палеогеновый, неогеновый; их часто объединяют под
общим названием — третичный период) отражено
увеличивающееся со временем сходство живших
тогда организмов с современными видами (от греч.
«палеос» — «древний», «неос» — «новый»,
«генос» — «рождение»). Геологический период, в
котором мы живём сейчас, так и называется —
антропогеновый (от греч. «антропос» —
«человек»), или четвертичный.
Эпохи (и соответствующие им отделы
стратиграфической шкалы) в основном не имеют
собственных названий. В юрском и меловом периодах
выделяется по три эпохи (ранняя, средняя и
поздняя), во всех остальных периодах — по две
эпохи (ранняя и поздняя). Соответственно отделы
именуются нижним, средним и верхним (юра* и
мел), нижним и верхним (остальные периоды). В
кайнозойской эре эпохи имеют собственные
названия, которые отражают сходство живших тогда
организмов с современными. В палеогене
выделяются палеоцен, эоцен, олигоцен (от греч.
«палеос» — «древний», «эос» — «заря», «олигос» —
«немногий», «незначительный», «кайнос» —
«новый»); в неогене — миоцен и плиоцен (от греч.
«миос» — «средний», «плион» — «больший»); в
антропогене эпохи именуются разделами и
называются эоплейстоцен, плейстоцен и голоцен (от
греч. «плейстос» — «самый многочисленный»,
«голос» — «весь»).
Названия веков геохронологической шкалы (и
ярусов в стратиграфической шкале) происходят от
названий местностей, где находятся и впервые
были охарактеризованы по остаткам организмов
отложения того или иного возраста. Например,
московский, касимовский, гжельский века
каменноугольного периода; оксфордский и волжский
века позднеюрской эпохи.
Существуют на геохронологической шкале и
ещё более мелкие, чем век, временные
подразделения. Названия этих отрезков геологического
времени даются по наиболее характерным из
живших тогда видов животных или растений.
Например, время Virgatites Virgatus волжского
549

Энциклопедия для детей
века позднеюрской эпохи. Латинские
слова — это научное название одного
из видов аммонитов, который жил в то
время.
Разные группы организмов имеют различное
значение для расчленения и сопоставления горных
пород и для определения геологического возраста.
Те из них, которые имели непродолжительное
время существования и при своей жизни были
широко распространены на планете, используются
в большей степени. Они получили название
руководящих ископаемых. Для разных периодов в
качестве руководящих форм, с помощью которых
производятся детальное расчленение и
сопоставление отложений, используются различные
группы ископаемых. Для раннего палеозоя —
археоциаты и трилобиты (кембрий), граптолиты
(ордовик, силур, нижний девон). Для позднего палеозоя
и мезозоя характерны разные группы аммоноидей
и фораминифер. Уникальной группой ископаемых
животных являются конодонты (несмотря на то
что точное положение их в общей системе
животного мира остаётся не вполне
определённым). На основе их эволюционного развития
создана единая универсальная шкала
стратиграфических зон с более детальными временными
подразделениями, чем ярус, от начала палеозоя до
раннего мезозоя (включая триасовый период).
Геохронологическая шкала, которую мы
рассмотрели, была введена в научное обращение
решением II Международного геологического
конгресса, состоявшегося в 1881 г. в Болонье.
Геохронологическое датирование составляет фун-
Скважина № 1
Скважина № 2
1
Скважина № 3
i
Схематический геологический разрез участка земной
коры. Последовательность и характер залегания пород
многое могут рассказать о геологических событиях,
происходивших на этом участке. Толща в левом нижнем
углу — самая древняя, она была деформирована, а
затем размыта до образования нижней левой толщи.
Верхняя толща образовалась ещё позже. Эти
сопоставления очевидны уже из самого соотношения
толщ. А чтобы судить о возрастных отношениях левой и
провой частей верхней толщи, необходимо знать
распределение в них органических остатков.
была разделена поперечными перегородками на
воздушные камеры, которые сообщались между собой
и с мягким телом животного с помощью специального
органа — сифона (шнуровидного выроста). С помощью
сифона камеры могли наполняться водой, и животное
погружалось и поднималось в толще воды, подобно
тому как это делает подводная лодка. У аммоноидей
очень тонкий сифон проходит вдоль самой наружной
стенки спирали, а перегородки имеют сложную форму.
В процессе эволюции перегородки становились всё
более изогнутыми, а линия их соединения со стенкой
раковины — более извилистой.
Аммоноидей, которые жили в мезозое, отличаются
чрезвычайно сложно устроенными перегородками
внутри раковины. У некоторых моллюсков они образуют
прихотливый узор на внутренней стенке раковины.
Отложения мезозоя, которые накапливались около
160 млн лет, с помощью аммоноидей расчленяются на
ISO подразделений горных пород. Это значит, что время
их образования определяется с точностью около
1 млн лет. Для сравнения: точность определения
возраста радиометрическими методами, как известно,
составляет не менее 5%, что для середины мелового
периода, например, равно приблизительно 3—5 млн лет.
Не случайно поэтому аммоноидей называют минутной
стрелкой геологических часов.
5?
гда-
I ЩьЗ^Р5
щ
^^ШР^*^^Н
1
I
ФОРАМИНИФЕРЫ.
ТАКИЕ НЕПРОСТЫЕ
ПРОСТЕЙШИЕ
Простейшие (Protozoa) — это научное название одного
из типов животного царства. Состоящие всего из одной
клетки, они тем не менее не только удовлетворяют все
свои жизненные потребности, но и делают это с большой
изобретательностью. Например, передвигаются: кто при
помощи ресничек по бокам клетки, кто — жгутиков, а
некоторые, как амёбы, могут отращивать себе временные
ножки в любой части тела — псевдоподии. Эти «отростки»
служат не только «ногами», чтобы ползать или парить в
воде, но и «руками», чтобы хватать мельчайшую пищу, и
«корнями», чтобы прикрепляться. Многие из простейших
строят скелет в виде раковинок чрезвычайно причудливой
формы, по которой даже учёным трудно было догадаться,
что это — «плод труда» всего одной клетки.
В начале XIX в. были обнаружены мелкие (менее 1 мм)
известковые плоскозавитые раковинки с поперечными
перегородками. Они были похожи на раковину хорошо
известного в то время головоногого моллюска наутилуса, и
учёные решили, что это головоногие моллюски.
«Настоящих» раковинных головоногих называли «сифонофе-
рами», т.е. несущими сифон — специальный орган, с
помощью которого они регулировали свою плавучесть. А
обнаруженные раковины оказались без сифона, но перегородки
550

Изучая прошлое планеты
у них имели отверстие, окошко (по-гречески — «фора-
мен»). Поэтому их стали называть фораминиферами, т.е.
несущими отверстие. Вскоре было доказано, что они не
имеют ничего общего ни с моллюсками, ни с какими-либо
другими многоклеточными животными. Раковинка столь
сложной формы строилась простейшими одноклеточными
организмами. В настоящее время фораминиферы
рассматриваются в качестве самостоятельного класса в типе
простейших.
Фораминиферы широко используются для определения
возраста осадочных пород и их сопоставления. В палеозое
фораминиферы представлены несколькими вымершими
группами, из которых наибольший интерес представляют
фузулиниды. Название этих животных происходит от
греческого слова «фузус» — «веретено». Их раковинки —
плоские трубочки, свернутые в спираль; форма раковинок
либо шаровидная, либо веретеновидная. Длина может
достигать 30 мм, поэтому фузулиниды принадлежат к так
называемым «крупным» фораминиферам. Изучаются
фузулиниды в шлифах. Иначе трудно разобраться в
сложном внутреннем устройстве раковин, имеющих
причудливо изогнутые перегородки, различное строение
стенок и других частей скелета.
Другая группа — нуммулиты. Они широко
распространились в тропическом поясе Земли в середине
палеогенового периода. Их отдалённые потомки и сейчас
обитают в тропических морях, но в небольших количествах
и не образуют многометровых толщ осадков, как 55 млн
лет назад, в эоценовую эпоху. Белые известняки,
сложенные раковинками нуммулитов, образуют горы на
Ближнем Востоке, в Крыму и на Кавказе. Издавна человек
использует их в строительстве.
Название «нуммулиты» происходит от греческого слова
«нуммулюс» — «монетка». Раковинки этих животных
действительно похожи на монеты. Хотя многие из них
меньше, чем монета, — 2-~3 мм в диаметре, но у
представителей некоторых видов раковины достигают 7 и
даже 10 см. На расколе раковины видна низкая спираль с
большим числом витков. Каждый из них разделён
многочисленными поперечными перегородками на камеры.
Вся эта сложная конструкция находилась внутри одной
клетки, цитоплазма которой заполняла все внутренние камеры
и окружала раковину. Вот такие огромные одноклеточные
организмы обитали в древних морях.
БРАХИОПОДЫ.
КУДА РУКИ, КУДА НОГИ...
Название большой группы ископаемых животных —
брахиоподы (Brachiopoda) — переводится с латинского
как «руконогие», а чаще даже «плеченогие», что, впрочем,
не меняет парадоксальности названия. У брахиопод
раковина состояла из двух створок, поэтому они похожи на
двустворчатых моллюсков Bbralvta, только содержимое ра-
дамент практически всех отраслей
геологической науки. Без такой
хронологической канвы, основанной на
применении палеонтологического метода,
невозможны составление геологических карт, поиск и
разведка полезных ископаемых; нельзя
проследить и геологическое развитие нашей планеты.
С помощью геохронологической шкалы можно
очень точно судить о времени образования горных
пород относительно друг друга. Но эта шкала
ничего не говорит об их возрасте в привычных для
нас единицах измерения времени — годах, часах,
секундах; о продолжительности геологических эр,
периодов, веков. Геологам было ясно, что это не
годы и даже не тысячелетия, а скорее миллионы
лет. Но сколько именно?
Возможность измерить в «абсолютных»
единицах геологическое время появилась в начале
XX в. Была открыта радиоактивность — процесс
распада некоторых химических элементов,
неумолимо и с постоянной скоростью превращавших
один элемент в другой (или в несколько других).
Например, измерив количество свинца,
образовавшегося за счёт распада урана в каком-либо
Колонка
пород
Распространение характерных
ископаемых
VI
IV
S3
Фораминиферы
Ш
Брахиоподы
Аммониты
Граптолиты
Трилобиты
Археоциаты
Пример биостратиграфического расчленения на основе
распространения остатков ископаемых организмов.
По ним выделены биостратиграфические
подразделения (I—VI), которые содержат различные
комплексы остатков.
551

ГЕОЛОГИЧЕСКАЯ КАРТА
20е
0е
20е
'
\
/
h^^dtsb
Экв
гор
\
*\
• ** \ *
\ • '**%' -1
\ " **\
\ *• \
n!
КАЙНОЗ
|q| Четвертичная с
1 1 Неогеновая и 1
1 "+°1 системы
| N j Неогеновая си
1 | Палеогеновая
I J системы
L1
Палеогеновая
к западу от Гринвича 160" 140"
~^Л__|
•<»*** *Ф
1^ 1 К
N >/
/^^ ""_■
- Сан-ф^ЦИСкоЯ
Лос~Анд*еуШн
х / и У
■""""/~^И
Г^ мЦ
/
:/
/
*
|
| О
\ *
-— -~ V '
ОЙ
истема
четвертичная
стема
и неогеновая
система
Mz.tf
/31
sat
_^г ^^
^^^^^^^^^fefi!
' / - Рг
_Л,
" ~~р ' о '
S_? «9^_^___М~~э л,
У^*ч//Д^"~//SJrJ&
f^^^(\f^^S-
id-^У
mi*?-
/ PZ ^^
*
"IF"
1
<* \
/■■'
^jX,
gd
15D
СО
И
1Ж1
L >:_\ч><* Гаити
Jjf / ^-S^T"
РС~Ъ / МРИ6СКОЕ '
Щ 1 |Q>£_
(^
(ЛпГ^\jS*-**&
Ч^К\ p+N Jj/
lY^V"^^
JS
\ vdBL
\ .1
\ Vetoi
Ы \
МЕЗОЗОЙ
Мезозой нерасчлененный
120>
9_5о^
.^^-^-З-
^^рс
£&,''
^3^
- Ъ&онов • .
*
**^'(L~
~**"»о-Йорк
■■^ингтон
« /
/-"■ — —.
*» /
•"Г
hP+N
ffly (AR V
f*9
L о Ш.
\^42
X «
Меловая и палеогеновая системы
Меловая система
Юр екая и меловая системы
Юрская система
Триасовая и юрская системы
Триасов
ая система
-^
p 2
у
•
> c*
. Iе' Af
«ос-Айрес
у\\ /
^С^Ч^веа
JUL \£'/ ,
W^ / *e-4j
Л
J2> **y
^ /
> /
x /
_T
-
I
f ^
о .
>
~_Д ^
|7 (Я Ресифи
-£
<?
В /pvo-де-Жанейро
f \ PZ \
Щ*£
се:
си
еж
СЕ
1 Палеозой нерг
7 ;
: о- .-
ЩУ^ОУ^''^ V .у V'*'' *' '-'гх
' Л&У+ °^ЯР?'Й. крУ е НОР^ЕЖН^Щ
щИГ ~" w "ж
/ 7° v TfaiA
l~ «/iL°/ чЯ
/ ^ч '^
/ / r ifenL^ ЯЯ
/ Щ&г-Г<&&
к jB
/ .fee/ 'л /1
/ Рабат г шГ\
♦ / С[^^г1ш^^Ё^^Ш^Ш^Ек
PzH ? Л 4^$^j
Ч-l PR-
Гвинейский юлив \\
ч
\ \ о
°1 V
\ €+<Л
\ \ Ксйлиук Я
\ \ 11
\ -7 \
\ ^ \
J+K \ \
V <^ о. Юж. Теория \
\ * \ \
П АЛ Е 0 3-
счлеменный || с Т Камемноугольнн
I Пермская и триасовая системы . Девонская и камн
\ D+Cl
I Пермская система ' -^ ^CTeMbl
Каменноугольная, пермская и | Девонская с^!
| триасовая сист
ч Каменноуголь
1 системы
емы ■ Силурийская сиск<
наЯ И пгпигкяа ^ . /—v
.,_,, _____ ордовикская искл
' системы
140° 120° 100е 80° 60° 40е 20е 0°

Масштаб 1:100 000 000 (в 1 см 1000 км)
ЮОО 0 1000 2000 4000 5000 км
^ »-» ^ » 1 I I I
На геологической карте
мира различными
цветами показан возраст
горных пород, которые
слагают верхние слои
земной коры на
материках и островах.
Исключение составляют:
красный цвет — для всех
интрузивных (глубинных
магматических) пород и
зелёный — для всех
эффузивных (излившихся
магматических) пород.

Энциклопедия для детей
минерале из кембрийских пород, и
количество оставшегося в нём урана и
зная скорость превращения урана в
свинец, мы определим, когда начался и сколько
времени продолжался кембрий.
Первая такая шкала «абсолютного»
геологического времени была опубликована в 1937 г. Она
получила название хронометрической шкалы.
Хронометрическая шкала дала возможность
реально определить длительность геологической
истории и её этапов, выделенных на основе эволюции
организмов. Оказалось, что эры и периоды
геохронологической шкалы имеют весьма различную
продолжительность. Так, палеозойская эра
длилась 340 млн лет, мезозойская — менее 200 млн,
а кайнозой — лишь 65 млн лет. Кембрийский
период (около 70 млн лет) оказался
продолжительнее всей кайнозойской эры. Самый
короткий период — неогеновый — длился около 25 млн
лет, а с начала «нашего» антропогенового периода
прошло всего 2 млн лет (правда, он ещё не
закончился).
Благодаря успехам в радиометрическом
датировании горных пород в 50-е гг. XX столетия у ряда
учёных-геологов возникло мнение, что
геохронологическая шкала с её многочисленными
подразделениями вскоре уже не понадобится и
определять возраст горных пород можно будет более
точно с помощью радиометрических методов.
Однако вскоре стало ясно, что геохронологическая
и хронометрическая шкалы не могут заменить
одна другую. Они дополняют друг друга.
В тех случаях, когда горные породы содержат
ископаемые остатки, их возраст можно
сопоставить с точностью до нескольких сотен или даже
десятков тысяч лет, что недостижимо для
радиометрии. Таким образом, современная шкала
геологического времени — это двойная шкала: она
состоит из подразделений, выделенных с помощью
палеонтологического метода, продолжительность
которых в годах определена с помощью
радиометрии.
Как мы уже говорили, геохронологические
подразделения основаны на изменениях
организмов, живших на Земле в разное время.
Крупнейшие из них — эры, периоды — характеризуются
специфическим обликом преобладавших в то
время организмов. Так, девон иногда называют
«периодом рыб», а мезозой — «эрой динозавров».
Более мелкие геохронологические
подразделения — эпохи, ярусы — выделяются на основе
особенностей постепенного эволюционного
развития некоторых групп органического мира
(«руководящих ископаемых»). Однако в истории Земли
и жизни на планете были моменты достаточно
быстрых, «революционных» изменений. В
органическом мире это выражалось в резком
сокращении количества существовавших родов и
видов, т.е. в уменьшении разнообразия жизни. Эти
критические рубежи получили название
биотических событий. За ними, как правило, следовал
период восстановления разнообразия. Опустошён-
ковины створок совсем другое. К тому же сами створки
закрывали тело не по бокам, а со стороны брюшка и спины.
У них нет головы, а «желудок» у многих брахиопод не
сквозной, а открыт только со стороны рта. Если и было у
брахиопод что-то заметное, так это «руки», «нога» да ещё
раковина, которая могла быть самой разной формы. Ножке
у брахиопод — не для хождения, а, как у гриба, для того,
чтобы прикрепляться ко дну. Она выходит из отверстия
вблизи макушки брюшной створки, а у некоторых может
отсутствовать. «Руки» — это длинная лента с продольной
бороздой, на которой расположены реснички. Ногда они
двигаются, то создают ток воды и гонят ко рту мелкие
пищевые частицы. Когда «руки» в спокойном состоянии,
они свёрнуты в спираль. Так они занимают меньше места и
могут быть упрятаны внутрь створок. С помощью сложной
системы мускулов створки могут слегка приоткрываться.
Появившись в самом начале палеозойской эры, в
кембрии, брахиоподы существуют и поныне. Но сейчас их очень
мало, и обитают они главным образом в тёплых морях и на
больших глубинах, кроме одного рода — Linguta (в
переводе — «язычок»), который живёт на самой границе
моря и суши в приливно-отливной зоне южных морей и
употребляется в пищу.
В далёком прошлом брахиоподы были многочисленны и
разнообразны. Они были тогда основным «населением»
мелководных морей. Многие из них образовывали
обширные подводные поселения протяжённостью в десятки
километров, подобно современным устричным банкам (т.е.
большим скоплениям устриц). Их расцвет пришёлся на
середину палеозоя — девонский период. В мезозое почти
полностью сменился состав брахиоподовых сообществ, а в
кайнозое брахиоподы пришли в упадок. Полагают, что
причиной этого печального события была нарастающая
конкуренция со стороны двустворчатых моллюсков, которые
заняли в морях места обитания брахиопод. Ползающие
двустворки могли активнее ползать и собирать пищу, а
прикреплённые и зарывающиеся их разновидности
приобрели весьма совершенный фильтрующий аппарат,
превратив свои жабры в мощный мембранный насос
(действующий благодаря колебаниям упругой мембраны —
гибкой тонкой плёнки). Они буквально перехватили пищу у
брахиопод, оттеснив их в тёплые моря, где пищи хватало, и
на большие глубины, т.к. брахиоподы могли обойтись
малым.
В типе Brachiopoda выделяют два класса и около двух
десятков отрядов, из которых лишь четыре дожили до
нашего времени. Можно сказать, что у этих замечательных
морских животных всё в прошлом: какое поле деятельности
для палеонтологов! И прошлое это было бурным и
богатым.
Разнообразна форма раковины у ископаемых
брахиопод: от кубиков с закруглёнными гранями до тонких
листочков, между которыми могло поместиться мягкое
тело толщиной лишь 1 мм. Гладкие и украшенные
радиальными рёбрами (т.е. расходящимися по радиусу от
макушки) или концентрическими чешуями (в виде полукругов,
имеющих общий центр), часто несущие на створках
длинные тонкие иглы, они вносили необыкновенное
разнообразие в подводные ландшафты. Размеры брахиопод —
от мелких горошин до чашек диаметром 20 см. Раковины
некоторых брахиопод имели не известковый, а фосфатный
состав. Поэтому залежи полезных ископаемых, слагаемые
ими, приносят сегодня реальную пользу. Мощные пласты
ракушечника из фосфатных брахиопод, залегающие среди
песчаников ордовика в Эстонии (так называемые «оболовые
песчаники»), интенсивно разрабатываются и дают немалый
доход Эстонской Республике. Миллионы и миллиарды
раковинок брахиопод, живших около 500 млн лет назад,
используются как удобрения, повышая урожайность.
Впрочем, из них можно извлекать также и некоторые
ценные редкие элементы.
Так прошлое служит настоящему и будущему.
554

Изучая прошлое планеты
ПЕРВЫЕ
ГЕОЛОГИЧЕСКИЕ КАРТЫ
вначале XVIII в. впервые было предложено составлять
геологические карты путём сопоставления окаменелых
ископаемых остатков животных, содержащихся в пластах
горных пород. Развивающейся промышленности
требовалось всё больше и больше каменного угля, и это
заставило обратить серьёзное внимание на изучение толщ
осадочных пород, в которых содержались его пласты.
Первая такая геологическая карта была сделана ещё
в 1743 г. Особенно большие успехи в составлении
геологических карт были достигнуты в Англии.
Великий немецкий поэт и известный натуралист Иоганн
Вольфганг Гёте был одним из инициаторов создания
геологической карты Тюрингии (область в Германии). Он
выбрал соответствующие цвета для обозначения
геологических пород разного возраста. На I Международном
геологическом конгрессе в 1878 г. обсуждался вопрос о
единой международной геологической карте. Для
обозначения на карте пород разного возраста в 1881 г. были
приняты цвета, использованные Гете для карты Тюрингии.
ные в критические моменты ниши
жизни постепенно снова заполнялись,
но уже другими родами и видами;
происходило обновление.
Временной масштаб, интенсивность проявления
биотических событий могут быть различными.
Различно и их пространственное распространение.
Наиболее впечатляющими по своим масштабам,
интенсивности и глобальному распространению
являются выявленные палеонтологами великие
вымирания.
Полагают, что особенно крупные переломные
моменты в развитии жизни, которые называют
биотическими кризисами, были вызваны
грандиозными явлениями окружающей среды, которые
повлияли на всех или почти на всех обитателей
планеты. Причиной их могло быть какое-то
кратковременное событие, например падение на
Землю крупной кометы или астероида
(предполагают, что именно это вызвало великое вымирание
на рубеже мезозоя и кайнозоя). Вызвать биотиче-
Пример биостратиграфического сопоставления разрезов Находки ископаемых в породах позволяют соотнести
их между собой и определить их возраст, сопоставив со стандартной геохронологической шкалой.
555

Энциклопедия для детей
ские кризисы могли также глобальное
понижение уровня моря, или подъём
бескислородных «отравленных»
глубинных вод, затопивших окраинные моря с
кипевшей там жизнью, или резкие изменения
климата (наступление ледников).
Существуют гипотезы о том, что подобного рода
биотические события могут быть вызваны и чисто
«внутренними», собственно биологическими
причинами, не связанными непосредственно с
катастрофическими изменениями в окружающей среде.
Колебания разнообразия жизни на планете
объясняют, перенося на весь органический мир Земли
закономерности, установленные биологами у
современных организмов. Среди этих
закономерностей называют, например, «волны жизни» —
периодические сокращения численности вида,
свойственные всем ныне живущим организмам;
повторяющиеся время от времени разрушения
сообществ, достигших крайней степени
специализации (т.е. такой тонкой приспособленности
входящих в сообщество организмов друг к другу, что
случайное вымирание одного вида приводит к
краху всего сообщества).
Исследование биотических событий и особенно
биотических кризисов, их причин, путей,
которыми природа выходила из критических ситуаций,
их влияния на последующее развитие жизни —
одна из увлекательнейших научных задач. Для
нашей же статьи о геологическом времени и
биостратиграфии важно то, что в геологической
летописи присутствуют такие моменты, что их
можно выявить в последовательности горных
пород и на этой основе сопоставлять породы.
.
К' концу XVIII — началу XIX вв. спор между
нептунистами и плутонистами был доведён до такой
степени ожесточения, что сами эти названия, по
выражению известного русского геолога Ивана
Васильевича Мушкетова, «сделались выражением укора». В то
же время в геологии возникло направление,
представители которого относились нейтрально и
беспристрастно и к идеям Вернера, и к идеям Геттона. Они
сосредоточили своё внимание исключительно на
геологических наблюдениях. В частности, в Англии с
этой целью в 1807 г. было учреждено Лондонское
геологическое общество. Одним из первых мероприятий
этого общества была организация работы по
составлению геологической карты Англии и Уэльса
Карта была завершена в 1819 г.
Кратковременность биотических событий в
сравнении с более длительными «спокойными»
периодами даёт возможность точнее судить об
одновременности геологических явлений. Раздел
стратиграфии, занимающийся изучением
биотических событий, получил даже специальное
название — событийная стратиграфия.
Действительно, биотические события можно сравнить с
памятными датами, своего рода красными
листками календаря. Природа как бы отмечает свои
Вальпургиеву ночь или светлое Рождество, взятие
Бастилии или День космонавтики. Составление
такого мирового геохронологического
календаря — одна из актуальных современных задач
палеонтологии и стратиграфии.

ЧЕЛОВЕК
. '
Zk
ЗЕМЛЯ

ЧЕЛОВЕК ИЗУЧАЕТ
ЗЕМЛЮ
ГЕОЛОГИ
В ЭКСПЕДИЦИЯХ
знаниями, собрать необходимые образцы, чтобы
впоследствии подвергнуть их научному анализу.
В экспедициях работают естествоиспытатели,
собиратели фольклора, искусствоведы, археологи,
т.е. все учёные, чьи объекты исследования
находятся далеко от их кабинетов.
Отправляясь в экспедиции, учёные, так же как
и туристы, нередко тоже собирают рюкзаки,
отказываются от городского комфорта, живут
наедине с природой — только для них это не
путешествия, а вынужденные условия работы.
Цель геологической экспедиции — изучение
горных пород, выяснение того, как образовались
отдельные участки земной коры, какие условия
существовали на Земле в то или иное время. Часть
этих проблем учёные решают в кабинетах, изучая
каменный материал, но все необходимые
наблюдения над горными породами проводятся
геологами там, где эти породы залегают.
КАК ЖИВЁТСЯ
В ЭКСПЕДИЦИЯХ
Конечно, работая в экспедициях, геологи порой и
ловят рыбу, и собирают грибы, и любуются
красотой природы. Но, экономя силы и время для
работы, геолог в отличие от туриста не будет созда-
Все хорошо знают, что такое туристический
поход. Человек пускается в путь, чтобы
побыть наедине с природой, вдали от
цивилизации, увидеть новые края, полюбоваться
красотой окружающей местности. А любая экспедиция,
в том числе геологическая, — это путешествие,
предпринятое с целью обогатить науку новыми
Дорога в горох Центрального Тянь-Шаня, по которой
пролегал маршрут многих экспедиций,
направлявшихся на поиски новых месторождений.
558

Человек изучает Землю
вать себе искусственных трудностей: постарается
использовать для передвижения машину или хотя
бы лошадь, предпочтёт жить в доме, а не в палатке,
готовить еду на примусе, а не на костре.
Экспедиции бывают разные. Иногда в них участвует
большое число специалистов, район изучается
несколько лет. В этом случае стараются создать
комфортные условия для жизни: организуются
постоянные геологические базы, строятся дома или
снимается жильё в посёлках, приобретаются
машины, нанимаются повара и т.д. В маленьких
экспедициях, состоящих из двух-трёх человек, как
правило, нет таких удобств: часто приходится
жить в палатках, а то и строить шалаши, пищу
готовить на кострах. Выходы на поверхность
многих горных пород расположены далеко от дорог;
приходится добираться до них пешком и на себе
выносить образцы камней для анализа.
Верными помощниками путешественников, в
том числе геологов, нередко были лошади. В
специальных вьючных сумках или ящиках они
перевозили на себе личные вещи людей, продукты,
наборы инструментов, сопровождая
исследователей в многодневных маршрутах. На лошадях
вывозились и коллекции образцов. При
переправах через бурные реки лошадь не раз спасала
человека. Умные животные выводили
заблудившиеся экспедиции, отыскивали воду, охраняли
лагерь от зверей.
Лошадей для экспедиций обычно нанимали в
той местности, где проходили маршруты. Как
правило, с ними отправлялся проводник из
местных жителей, хорошо знающий свой край. Он
ухаживал за лошадьми и помогал учёным
выбирать более безопасный маршрут путешествия.
Кстати, проводники часто были охотниками и
рыболовами и снабжали экспедицию свежими
продуктами.
* * *
ШЖаждый район земного шара имеет свои специфические
ш\особенности. Знание их нередко помогает геологу в
работе, а незнание может привести к плачевным результатам.
На одном из пляжей Сахалина нет ни гальки, ни песка;
на поверхность здесь выходят горные породы. Они же
слагают морское дно. Геологи обратили на это внимание и
решили во время отлива исследовать выходы горных пород
на дне, для чего пришлось изучить график морских
приливов и отливов этого района. Оказалось, что
максимальный отлив наступает в 5 утра. На неделю всей
экспедиции пришлось перейти на другой образ жизни:
вставали в 4 утра, работали до 10, потом завтракали,
спали, а во второй половине дня обрабатывали материалы
и не позднее 10 часов вечера ложились спать. Таким
образом удалось открыть новые месторождения. Оказалось,
что под морской водой скрывался крупный разлом земной
коры, образовавшийся около 100 млн лет назад. По этому
разлому на поверхность Земли поступали базальты
уникального для Сахалина состава, подобные
изливающимся сейчас по разломам в центре океана. Были
пересмотрены существовавшие представления о строении
земной коры в этом районе.
И в настоящее время лошади
выручают многие экспедиции в тех
местах, где нет автомобильных дорог.
На лошадях завозят взрывчатку для проведения
геофизических работ на горных склонах; на них
путешествуют по тайге, вывозят грузы с перевалов.
В Средней Азии вместо лошадей иногда
используют ишаков или верблюдов. Сейчас всё труднее
найти лошадей для экспедиций — их поголовье в
России резко сократилось; но до сих пор
существуют места, в которых ни автомобиль, ни вертолёт
не может помочь геологу.
что нужно
ГЕОЛОГУ?
Люди изобрели немало новых приборов,
позволяющих изучать горные породы, создали новые
ткани для одежды путешественников, более
удобные и лёгкие палатки и спальные мешки. В
экспедициях появляются вездеходы-амфибии,
передвигающиеся и по суше, и по воде; геологи летают
на вертолётах и самолётах, ездят на автомобилях
повышенной проходимости. Но неизменными
остались три предмета, без которых ни один геолог не
выйдет на маршрут: полевой дневник,
геологический молоток и компас.
«ЧТО НЕ ЗАПИСАНО,
ТО НЕ НАБЛЮДАЛОСЬ»
Полевой дневник (а им может служить как
специальная записная книжка, так и обычная
тетрадка) — это самый ценный предмет в геологической
экспедиции. Всё, что наблюдает исследователь на
маршруте, все сведения о том, какие горные
породы он изучал, как и где они залегают, какой имеют
состав, данные о маршруте — всё это записывается
в полевом дневнике. Пропажа дневника означает,
что весь маршрут надо проходить снова, что все
х
■ ■
Лагерь геологов в сибирской тайге.
559

Энциклопедия для детей
усилия экспедиции пропали даром.
Воспоминания геолога о маршруте, все
его представления, не подкреплённые
записями, т.е. фактическим материалом,
превращаются в фантазии.
Полевой дневник заполняется карандашом,
чтобы записи не пострадали от воды. Отправив все
вещи багажом, геолог всегда везёт полевые
дневники с собой, чтобы они не потерялись. Упав
в реку, вымокнув до нитки, исследователь в
первую очередь проверит, цел ли полевой дневник.
Прежде чем сушиться самому, он аккуратно
разберёт листочки с записями, высушит их,
убедится, что они не пострадали.
* * *
Работа на морском берегу, особенно таких широко
открытых к океану морей, как Охотское, заставляет
исследователя хорошо изучить поведение моря, знать
признаки, по которым можно угадать наступление
высокого прилива, возникновение шторма или приход
гигантской волны цунами, в считанные минуты сносящей
целые посёлки. Не угадав, когда наступит прилив, можно
оказаться в ловушке; и хорошо, если найдётся камень, на
котором, скорчившись, можно переждать долгие часы до
отлива. Если человек не заметит, что вода далеко ушла от
берега — а это может являться предвестником цунами, —
и не поднимется на ближайшую сопку, то ничто уже не
спасёт его.
На Курилах могут неделями держаться густые, как
молоко, туманы. Даже опытные вулканологи, застигнутые
таким туманом на вулкане, теряют ориентацию и порой
долго блуждают по острову, пока не наткнутся на
пограничников. Даже отправляясь в короткий маршрут, следует
предусмотреть возможность превращения его в
многодневное путешествие: взять с собой запас
продуктов, сменную одежду, тёплые вещи.
На острове Парамушир (одном из самых северных
островов Курильской гряды) двое вулканологов решили
сделать несколько фотоснимков горных пород и
увлеклись съёмками необычных видов вулкана в
надвигающемся тумане. Кончилась эта история тем, что
спустился туман, люди потеряли ориентировку и две
недели блуждали по острову в лёгких штормовках, без
еды и сигарет, с несколькими спичками, которые
пришлось расщеплять пополам. В конце концов они
набрели на пограничную заставу, но ещё долго после этого
носили в карманах куски хлеба.
х
* * *
Г'еологу надо помнить, что в горах солнечной Грузии
уже на высоте 1500—2000 м в августе может пойти
снег и без тёплой одежды в рюкзаке туда лучше не
подниматься.
А в Якутии крохотные ручейки, текущие с гор, могут в
считанные часы превратиться в бушующие реки. Группа
геологов решила заночевать посреди речной долины.
Люди были опытные, поэтому выбрали для ночлега место,
густо поросшее тальником, которое давно не затоплялось
при разливе реки. Однако ночью пошёл дождь, и они
проснулись утром, уже окружённые водой. Геологи
догадались связать ветки тальника, сделать на них помост
и пролежали на этом шатком сооружении трое суток,
пока вода не спала. Экспедиция планировалась
многодневной, поэтому еды им хватило, но часть вещей
уплыла, и пришлось прервать маршрут и вернуться в
лагерь.
ВЕРНЫЙ
СПУТНИК ГЕОЛОГА
Геологический молоток уже несколько веков
сопровождает геологов во всех экспедициях. Он
служит не только для отбивания кусочков горных
пород, чтобы увидеть их свежий скол или взять
образцы для анализов, но используется и во
многих других случаях.
На молоток можно опираться при крутых
подъёмах, им нащупывают брод в реках; он
помогает проделывать ступеньки при подъёме по
скользкому склону. Рукоятка молотка обычно
имеет длину 70 см — это увеличивает силу удара
и позволяет использовать его в качестве палки.
Перелом рукоятки может привести к травме
геолога, поэтому для её изготовления выбираются
особые породы дерева и тщательно высушиваются.
Сам молоток должен быть сделан из хорошей
стали, иначе он будет крошиться при разбивании
твёрдых пород, а осколки могут попасть в глаз.
Каждый геолог тщательно ухаживает за своим
молотком, после маршрута замачивает в воде,
чтобы дерево не пересохло, бинтует рукоятку,
чтобы не образовались трещины, полирует
царапины.
Молоток с нанесённой на рукоятку шкалой,
превращается в линейку — им измеряют мощность
слоев. Острым концом молотка можно подцепить
упавший предмет, а тупым — забивать колышки
для палаток. Молотком можно нарубить веток,
если нет топора; открыть консервную банку, если
потерялся нож; воткнутый рукояткой в землю —
может служить стулом. Проецируя длину
рукоятки молотка на склон, можно узнать высоту горы.
Трудно перечислить всё, что может сделать
опытный геолог, имея в руках геологический
молоток; поэтому и бережёт он своё орудие труда
как верного помощника.
ОСОБЫЙ КОМПАС
Увидев первый раз геологический компас, даже
опытный турист удивится: и стрелки есть, и
стороны света отмечены, но почему-то запад
расположен справа от севера, а восток — слева. А дело
в том, что геологу приходится определять,
направление, ориентируя компас не на какой-то
предмет (как это делает турист), а на себя. Это особенно
важно, когда определяется направление наклона
слоев горных пород. Вот для его удобства стороны
света на геологическом компасе и поменяли
местами.
Геологический компас снабжён и специальным
угломером, чтобы определять углы падения слоев,
Для стрелок предусмотрен фиксатор,
закрепляющий их в определённом положении, — это очень
удобно. Чтобы компас был всегда под рукой, но не
повредился на маршруте, он упаковывается в
специальный плотный чехол из пластмассы, кожи
или брезента, который может прикрепляться к
560

Человек изучает Землю
Геологи в экспедициях должны уметь многое, в частности разжечь костер без спичек

Энциклопедия для детей
Обнажение горных
пород — ценный источник
информации для геолога.
Изучая их, можно узнать
о событиях, происходивших в далёкие
геологические эпохи. На фото
изображён крутой обрыв
на правом берегу реки Акбура, текущей
по северным предгорьям Алайского
хребта (Средняя Азия). Внизу видны
плотные серые известняки
каменноугольной системы
(А — на схеме), свидетельствующие
о том, что здесь примерно 300 млн лет
назад находилось обширное море.
Затем осадки древнего бассейна были
подняты выше уровня моря и долгое
время разрушались. Только в начале
кайнозойской эры, около 60 млн лет
назад, территория опустилась
настолько, что здесь стали снова
накапливаться осадочные породы.
Об этом говорят пласты красноватых
палеогеновых глин и песчаников
(Б — на схеме), которые залегают
на известняках. Наклон пластов
свидетельствует о том, что район снова испытал горообразование. Горные породы снова подверглись разрушению и
размыву. Сравнительно недавно — 25—300 тыс. лет назад — горный поток отложил поверх древних отложений
небольшой — 2—2,5 м — слой гравия и гальки четвертичного возраста (В — на схеме), залегающий горизонтально
Позднее территория снова испытала поднятие, о чём свидетельствует глубокий врез реки
поясу. Для того чтобы удобнее было
ориентироваться на местности, в компас вставлено
зеркальце со специальной нитью. В корпус
компаса встроена ампула с капелькой жидкости
(так называемый уровень), чтобы можно было
пользоваться им на весу или на неровной местности
и быть уверенным; что компас расположен строго
параллельно земной поверхности и замеры
правильны. Компас может служить и линейкой — для
этого одна из сторон его разделена на
сантиметровые и миллиметровые отрезки. Устройство
этого прибора так хорошо продумано, что и сейчас
можно пользоваться компасами со столетним
стажем работы, они ничем не отличаются от
современных. Только корпуса их сделаны из
настоящей меди, а футляры — из хорошей кожи.
В последнее время всё чаще организовываются
морские экспедиции. В них на специально
оборудованных судах геологи исследуют различными
методами строение дна океанов и морей, с
помощью специальных приборов отбирают
морские осадки, бурят скважины в морском дне, чтобы
извлечь горные породы. В такие
экспедиции обычно вместе
отправляются геологи разных
специальностей и проводят
совместные исследования морского дна.
Комплексные группы, состоящие
из геологов разных
специальностей, часто собираются и в
сухопутных экспедициях.
Поиски обнажений горных
пород, необходимых для решения
какой-либо проблемы, часто
похожи на поиски кладов. В
неприступных горах, непроходимых
лесах, пустынях, на морском дне —
везде скрываются каменные
свидетельства прежней жизни
Земли. Необходимо знать, что
представляет собой этот клад,
оставленный природой, а ещё лучше —
знать, где его искать. И помогает
в этих поисках геология.
562

Человек изучает Землю
МИКРОСКОП
ВСЁ-ТАКИ НУЖЕН
ч г^еологи в полевых условиях часто не могут
разобраться, что же всё-таки они нашли. Дело
-_L не в том, что они не знают горных пород и
минералов: просто иногда невооружённым глазом
невозможно рассмотреть отдельные их зёрна.
Именно поэтому каждый геолог носит с собой лупу.
Но далеко не всегда даже с помощью лупы удаётся
определить мельчайшие зёрна минералов,
слагающих горные породы. Многие минералы похожи
друг на друга, и их практически невозможно
отличить друг от друга в мелких зёрнах. Какой же
выход из этого затруднительного положения? Для
этого они используют поляризационный
микроскоп, который не только помогает хорошо
различать самые мелкие зёрнышки, но ещё и позволяет
определять такие свойства минералов, которые
даже не были известны до его изобретения. О том,
как появился поляризационный микроскоп, как
он устроен и что с его помощью можно увидеть, и
пойдёт речь ниже.
КАК ВСЁ
НАЧИНАЛОСЬ?
Сначала немного истории. В 1669 г. датскому
учёному Эразму Бартолину привезли из Исландии
загадочные прозрачные кристаллы, которые
назвали исландским шпатом. Они обладали
необычным свойством: если сквозь такие кристаллы
смотреть на какой-либо предмет, то изображение
раздваивалось. Бартолин описал это явление как
«двойное лучепреломление» и послал образцы
минерала вместе со своим докладом в Лондонское
Королевское общество, считавшееся в то время
крупнейшим центром мировой науки. Ответ был
ошеломляюще прост: «Этого не может быть,
потому что не может быть никогда».
Вся эта история так и осталась бы курьёзом,
если бы английский учёный Уильям Николь не
сконструировал из этих кристаллов специальную
призму, преобразующую обычный свет в
поляризованный. Другой английский учёный Генри
Клифтон Сорби на основе призмы Николя создал
в 1851 г. поляризационный микроскоп, который
позволял не только рассматривать предметы с
большим увеличением, но и изучать различные
оптические свойства кристаллов. Оказалось, что
— Мы люди бедные и по бедности своей
мелкоскопа не имеем, а у нас и так глаз
пристрелямши.
Н.С. Лесков
«Левша»
большинство минералов, которые кажутся
непрозрачными (амфиболы, пироксены и др.)>
прозрачны, если из них изготовить тонкую пластинку.
Поэтому для изучения пород с помощью
поляризационного микроскопа начали делать специальные
шлифы у представляющие собой пластинки породы
(толщиной, как правило, 0,03 мм), наклеенные на
стекло с помощью специальной смолы —
канадского бальзама. В результате в середине XIX в.
появился ещё один метод исследования
минералов — кристаллооптический, что позволило
Эрозм Вортолин смотрит сквозь кристалл исландского
шпата на надпись, которая при этом раздваивается.
563

Энциклопедия для детей
изучать не только крупные кристаллы,
но и самые маленькие зёрна
различных минералов.
Микроскоп позволил точно определять
минералы, слагающие горную породу, а в некоторых
случаях и их приблизительный химический
состав. Под микроскопом можно видеть, как
минералы соседствуют и взаимодействуют друг с
другом, исследовать разнообразные вростки в
зёрнах. Изучение горных пород с помощью
микроскопа часто способно пролить свет на то, как
они образовались и связаны ли с ними
месторождения полезных ископаемых.
Этот метод положил начало науке о горных
породах — петрографии.
СВОЙСТВА
МИНЕРАЛОВ ПОД
МИКРОСКОПОМ
Какие же свойства минералов можно определить с
помощью поляризационного микроскопа?
ОКРАСКА
И ПРОЗРАЧНОСТЬ
Во-первых, прозрачность и окраску минерала.
Подавляющее большинство минералов прозрачны в
тонких пластинках (шлифах). Непрозрачными
бывают только рудные минералы (магнетит, пирит,
галенит и самородные металлы). Многие минералы
имеют свою собственную окраску, которая может
меняться в зависимости от направления
проходящего света. Это явление называется плеохроизмом.
Его иногда можно наблюдать и без микроскопа.
Возьмите, например, прозрачный кристалл
турмалина и посмотрите сквозь него на солнце
(солнечный свет частично поляризован). Если смотреть
сквозь длинные грани кристалла, то турмалин
будет иметь ярко-зелёную или коричневую
окраску, а если повернуть его торцевой стороной, то
окраска турмалина станет значительно темнее, а в
некоторых случаях — чёрной.
ПОКАЗАТЕЛИ
ПРЕЛОМЛЕНИЯ
Одним из самых важных свойств минералов
является их способность преломлять лучи света.
Количественно преломление оценивают с помощью
специального показателя, который равен отношению
скоростей света в какой-либо среде и скорости
света в вакууме. Если опустить ложку в чашку с
водой, часто кажется, что ложка переламывается
на границе воды и воздуха. Вынимаете ложку — а
она целая. Причина этого явления в разнице
показателей преломления света воды и воздуха. Чем
больше разница показателей преломления двух
различных сред, тем под большим углом будет
искажаться изображение предмета. Чем больше
разница показателей преломления какого-нибудь
минерала и его окружения (воздух, вода, другие
вещества), тем этот минерал будет сильнее блестеть
и чётче будут видны контуры минерала. На этом
основан иммерсионный (от лат. immersio —
«погружать») метод определения минералов. Имея
набор иммерсионных жидкостей (с известными
для каждой показателями преломления),
исследователь выбирает из них такую, чтобы при
погружении в неё зёрнышек исследуемого минерала
границы между минералом и жидкостью не были видны
под микроскопом. Если он нашёл такую жидкость,
то показатель преломления минерала равен
показателю преломления жидкости.
ДВУЛУЧЕПРЕЛОМЛЕНИЕ
И ДРУГИЕ СВОЙСТВА
Ещё одно важное свойство кристаллов — это
явление двулучепреломления, описанное нами в начале
статьи. Оказалось, что им обладают почти все
кристаллы (за исключением минералов
кубической сингонии). У исландского шпата это явление
настолько сильно, что его видно невооружённым
Облик горных пород под
поляризационным микроскопом.
Могмо одного и того же состава,
кристаллизуясь с разной скоростью,
может образовывать различные породы:
габбро— медленно
застывшая на большой
глубине,
долерит — быстро
кристаллизовавшийся
в приповерхностных условиях.
564

Человек изучает Землю
глазом. У других минералов оно слабее и может
быть измерено только с помощью специальных
устройств, вмонтированных в поляризационный
микроскоп. Раздваивание изображения
происходит потому, что кристаллы расщепляют входящий
в них луч света на два, каждый из которых имеет
свой показатель преломления. Эти два луча
обладают различными скоростями и проходят внутри
кристалла под разными углами, а выходят с другой
его стороны на некотором расстоянии друг от
друга. Понятно, что расхождение будет тем больше,
чем больше разница между показателями
преломления и толще пластинка минерала, через которую
пропускается луч. Разница между показателями
называется величиной двулучепреломления. У
каждого кристалла этот показатель изменяется в
зависимости от того, в каком направлении мы
будем пропускать пучок света. Максимальная для
кристалла величина двулучепреломления
является оптической константой, характеризующей
данный минерал.
Каждый минерал имеет такие направления,
вдоль которых не происходит
двулучепреломления. Такие направления называются
оптическими осями. В различных минералах может быть
разное число оптических осей.
Русский учёный Евграф Степанович Фёдоров
(1853—1919), который является одним из
основоположников петрографии в России, предложил
использовать в сочетании с микроскопом
теодолитный столик. Установив такой столик на
микроскопе, исследователь получает возможность
поворачивать шлиф в любых направлениях. Этот
прибор получил название «фёдоровского столика».
С его помощью можно очень точно определять углы
между оптическими осями, направлениями
спайности и многое другое.
Мы рассмотрели только самые главные оптичес-
ЗЕЛЁНЫЕ
КЛАДОИСКАТЕЛИ
щ г^ ночь на Ивана Купала на папоротнике
г<^ расцветает прекрасный цветок. Однако ищут
i 1 ^цветок не ради красоты его. В том месте, где
появится это светящееся чудо, зарыт клад. Тяжело
его добыть. Стережёт клад нечистая сила. Но
манит чудесный цветок людей, и раз в год летней
ночью отправляются они на опасные поиски
богатства.
Это всего лишь красивая сказка. Но, как и в
каждой сказке, содержится в ней доля правды.
Действительно, многие растения могут помочь
людям найти клад. Но клад особый, не тот,
кие свойства минералов, которые можно
определить с помощью поляризационного микроскопа.
ЕЩЁ
чуть-чуть
О МИКРОСКОПЕ
Многие минералы окрашены. Их цвет иногда
меняется при изменении состава, иногда при
нарушении кристаллической структуры (структурные
дефекты), а иногда из-за включений какого-нибудь
другого окрашенного минерала. В качестве
примера можно привести кварц с зелёной окраской,
вызванной тонковолокнистыми вростками актино-
лита. Ценятся украшения из «тигрового» или
«соколиного глаза». Необычные переливы, игра
цветов на полированной поверхности обусловлены
тем, что тонкоигольчатые параллельные сростки
амфибола (жёлтого для «тигрового глаза» и синего
для «соколиного») изогнулись под действием
нагрузок ещё во время образования, а затем обросли
зёрнами кварца (окварцевались). При полировке
эти тонкие кристаллы ломались бы, если бы они
не были «залиты» в прочный кварц. Без
микроскопа расшифровать подобные взаимосвязи между
минералами было бы невозможно.
В состав интрузивных магматических пород
входит много минералов. Они различаются по
цвету, блеску, наличию или отсутствию трещин и
по другим характеристикам.
Под микроскопом можно видеть
последовательность образования минералов из магмы: те,
которые выросли первыми, представляют собой
хорошо огранённые кристаллы, а зёрна других,
которые появившихся позже, занимают
промежутки между ранее выделившимися и имеют
неправильную форму.
который зарыли пираты или разбойники в
ожидании лучших времён. А тот, который укрыла от
наших глаз природа. И в этих кладах — не только
золото и самоцветы. В пустыне, несомненно, и
пресная вода является драгоценным кладом. А для
геологов «клады» — это и руды, и нефть, и газ, и
природные строительные материалы, и многое
другое.
Растения могут помочь нам в поисках руд. Уже
много веков назад рудознатцы (разведчики
полезных ископаемых на Руси) и горнодобытчики
обратили внимание на то, что растительность на
месторождениях полезных ископаемых не такая,
как в окрестностях, на окружающих территориях.
С XVI в. её стали специально изучать. Ещё в
1550 г. немецкий учёный Георгиус Агрикола
растения —
разведчики недр
565

Энциклопедия для детей
few^U писал: «Трава над рудными жилами
|гЫ шь\ весной и осенью... отличается от
растущей по соседству. Трава здесь
низкая и нездоровая. Деревья над месторождением
весной с голубоватыми или свинцово-серыми
листьями, особенно верхними, чёрной или другой
неестественной окраски, стволы расщеплённые, и
ветер их легко выворачивает, открывая жилу. Там,
где бывает полоса этих удивительных растений,
которых не видно по соседству, есть жила». В
1763 г. М.В. Ломоносов отмечал: «На горах, в
которых руда и другие минералы родятся,
растущие деревья бывают обыкновенно нездоровы, то
есть листья их бледны, а сами низки, кривле-
ваты... и прежде совершенной старости своей
подсыхают, а трава, над жилами растущая, бывает
обыкновенно мельче и бледнее».
Руда может залегать глубоко. Как же тогда
растения её обнаруживают? Во-первых, над
залежами (месторождениями полезных ископаемых) в
почвах содержится больше некоторых веществ,
чем на окружающих территориях. Во-вторых,
грунтовые воды, проходя через залежь или вблизи
неё, растворяют некоторые, присущие только ей,
Проблема прогноза землетрясений и вулканических
извержений стоит очень остро, потому что зачастую
от этого зависят сотни и тысячи человеческих жизней.
Разработкой методов сейсмического прогноза занимаются
учёные во всех странах мира. Хочется надеяться, что
когда-нибудь люди перестанут страдать из-за внезапного
гнева стихии.
Не следует ли более внимательно следить за
поведением животных накануне подобных стихийных
бедствий? Хорошо известно, что многие из них
безошибочно определяют приближение землетрясения или
извержения вулкана, а некоторые виды даже
«эвакуируются» в более безопасные места.
Растения, конечно, не могут сдвинуться с места, но
реакция их на приближающееся бедствие иногда
проявляется очень отчётливо. Большинство растений
способно чувствовать самые незначительные изменения
магнитного поля Земли и газового состава атмосферы и
меняют при этом, например, цвет листьев. А
экзотический цветок королевская примула, растущий на склонах
вулканов острова Ява (в Индонезии), распускается всегда
только в преддверии извержения вулкана. Это связано с
тем, что возникающее ультразвуковое поле ускоряет
движение питательных соков по капиллярам и весь
процесс обмена веществ растения.
Королевскую примулу так и называют в тех местах —
«цветок извержений», «цветок разрушения», «цветок
смерти». Но знающие люди используют её в качестве
природного сейсмографа. Для местных жителей она
служит своеобразным сигнализатором грозящего им
бедствия. Завидев расцветшую королевскую примулу,
обитатели деревень, расположенных у подножия вулкана,
покидают свои дома и уходят в безопасные места. По
свидетельству многих поколений аборигенов, этот
чудесный цветок ни разу не ошибся в своих
предсказаниях.
химические соединения и потом выносят на
поверхность. Именно на это и реагирует
растительность.
Не все растения одинаково реагируют на
избыток того или иного вещества. Одни ведут себя,
как обжоры. Где бы они ни росли, стараются
извлечь из почвы как можно больше
полюбившихся им химических соединений (но только
их, а не все подряд). Им всё равно — бедна почва
этими элементами или богата. Вторые очень
разборчивы, они — «привереды». Как бы много ни
было в почве какого-либо химического элемента,
они возьмут столько, сколько им нужно, т.е. свою
норму и не больше, или не возьмут вообще. Про
третьих можно сказать, что они неразборчивы и
едят всё, что им дают. Чем больше содержится в
почве какого-либо вещества, тем больше они его
поглощают, не обращая внимания на то, пользу
или вред им это приносит. А чаще всего это
приносит им вред.
Именно третья группа растений и помогает в
поисках руды. По ним, например, можно
установить границы месторождения. Таких растений
немного, поэтому следует быть очень
наблюдательными и обращать пристальное внимание
даже на небольшие изменения внешнего вида
«зелёных помощников».
На избыточное содержание определённых
химических элементов эти растения реагируют
по-разному. Одни из них «болеют», а другие
изменяются так, что даже иногда образуют новые
виды. Такие растения уже самим своим
присутствием говорят: здесь лежит руда. Их известно
немного — всего около 60.
Всеобщих правил, по которым можно искать
РУДУ с помощью растений, не существует. Ведь
каждое растение с каждым химическим элементом
ведёт себя по-своему, реагирует на него
индивидуально, поэтому и «болезни» у них разные.
Например, в США, в штате Монтана, на известном
месторождении Анаконда при избытке солей меди,
железа и мышьяка подорожник большой (очень
распространённое растение, часто попадающее нам
под ноги) болеет и становится уродливым.
Шиповник же, наоборот, начинает буйно разрастаться.
При поисках никеля обращают внимание на
окраску растений. Если листья стали синеватыми
и ещё более узкими, а размер самих растений
значительно уменьшился — это верный признак
близости никелевых руд. Например, на Южном
Урале нормальная высота грудницы — сероватого,
опушённого многочисленными волосками
растения семейства сложноцветных с жёлтыми
цветками — 20—30 см. Если никеля в почве становится
в 30 раз больше нормы, то высота растения
уменьшается до 10—15 см, а если в 50 раз
больше — то растение вырастает всего до 4—7 см.
У сон-травы, растущей вблизи никелевых
месторождений, исчезает или сильно упрощается её
крупный светло-лиловый цветок, часто она
становится альбиносом. Из-за избытка никеля многие
растения даже перестают давать семена.
А вот если листья некоторых растений приобре-
566

Человек изучает Землю
ли красно-бурый или буро-чёрный оттенок, внизу
может находиться месторождение меди. Такое
изменение окраски обнаружено у княжика
сибирского — лианы с невзрачными желтовато-белыми
цветками — и у двух растений из семейства
розоцветных: лапчатки и таволги. Большинство
растений становится намного крупнее. Это
неудивительно — ведь медь стимулирует их рост, а
также повышает содержание хлорофилла в
листьях в 6 раз. Растения с повышенным содержанием
хлорофилла в листьях отражают больше света в
инфракрасной части солнечного спектра. Поэтому
их легко обнаружить при фотосъёмке с самолёта.
На Рудном Алтае (так обычно называют западную
часть Алтая) на медные залежи указывает качим.
Это крупное растение из семейства гвоздичных.
Его многочисленные белые цветки хорошо заметны
издалека.
Для месторождений цинка существуют
универсальные индикаторы — растения, живущие только
на почвах с избытком этого элемента: это фиалка
и ярутка. Они даже получили специальное
название — «calaminaria», означающее в переводе с
латинского «живущие на силикатах цинка». На
цинк чутко реагирует и колокольчик
круглолистный. Цветок у него меняется: нежные лепестки и
тычинки начинают срастаться или их, наоборот,
становится больше (вместо 5 появляется 7 или 9).
У мака и ремерии вблизи месторождений цинка,
свинца и стронция лепестки оказываются
рассечёнными на мелкие доли.
Из-за повышенной радиоактивности
(возникающей вблизи залежей урановых руд) листья
сливы меняют свою окраску: они становятся
бледно-зелёными с желтовато-бурым оттенком.
Присутствие урановых руд часто бывает причиной
того, что цветки многих растений не дают завязей.
Часто под влиянием радиоактивности происходят
мутации (наследственные изменения) и
образование аномальных (отклоняющихся от нормы)
форм растений. Например, в лесах экваториальной
Африки в таких случаях образуется много форм с
увеличенным в несколько раз числом наборов
хромосом в клетках. Учёными найдены виды
растений, указывающие не на сам уран, а на его
спутники, например селен. В США к таким
растениям относятся несколько видов астрагалов
(растений из семейства бобовых). Под влиянием
селена происходит торможение роста многих видов
растений.
Некоторые руды настолько ядовиты, что в
местах их выхода нет никакой растительности. Это
наблюдается, например, вблизи залежей
платиновых руд в Южной Африке.
В Хибинах (горы на Кольском полуострове)
стоит обратить внимание на пойменные леса. Здесь
обычны разрежённые ивняки и березняки с
осокой. Черёмуховые леса с богатым
разнотравьем — несомненный признак того, что речка
вытекает из апатитового месторождения. Иногда в
горах близ такого месторождения можно заметить
крупные ели, которые растут в два раза быстрее
своих соседей. Ели эти растут на выходах
грунтовых вод, также протекающих -f^^wfc
вблизи апатитов. Залежи фосфатов, |™ **\
так же как и апатитов, действуют на
растения как естественные удобрения.
можно ЛИ РАЗЛИЧИТЬ
ГОРНЫЕ ПОРОДЫ
ПО РАСТЕНИЯМ?
Если лететь на самолёте над тундрой или тайгой,
то можно увидеть, что внизу расстилается
бескрайний зелёный ковёр. Как изучают с самолёта
растительность ботаники — это понятно: сверху
хорошо видно, где еловый лес, где сосновый, а где
лиственные породы; прекрасно различимы
молодые деревца на месте вырубок или пожарищ. Но
как с самолёта можно изучать геологию там, где
всё сплошь покрыто растительностью?
Чистые сосновые боры обычно растут на песках.
Если в песках встречаются слои глин, то в
Песчаная акация — растение с мощными корнями,
которое чувствует воду на большой глубине в пустыне.
567

Энциклопедия для детей
Сосновый бор но пескох в окрестностях Москвы.
сосновых борах появляется берёза. При близком
залегании алевритов (пород, состоящих из пыле-
ватых частиц), глин и суглинков в сосновых лесах
появляется ель. Если глины с примесью
известняков, то в бору растут пышные луговые травы. Эти
закономерности типичны для стран Балтии,
центральной и северной частей Европейской России.
Весьма специфическая растительность
развивается и на серпентинитах. Например, на Кубе
среди пышных высоких полулистопадных
тропических лесов на серпентинитах встречается
растительность совершенно иного облика —
крайне сухолюбивая. Это колючие кустарники до 5 м
высотой с мелкими листьями, агавы и
сухолюбивые пальмы.
На породах, богатых кальцием (известняках и
гипсах), — особая, присущая только им
растительность. Но растительность на гипсах совершенно не
похожа на растительность на известняках. Значит,
растения реагируют здесь не на избыток кальция.
Действительно, карбонатные породы обычно очень
сухие, потому что по трещинам вода быстро
Тропическая растительность, предпочитающая селиться
на выходах серпентинитов (Куба).
просачивается на глубину. Гипсы хорошо
впитывают влагу и удерживают её, поэтому на них
возникают очень благоприятные условия
увлажнения. В то же время гипс вредно воздействует на
растения и гипсоносные породы настолько
плотные, что немногие растения могут пробить их
корнями.
В горах растительность зависит от высоты над
уровнем моря, крутизны склона и стороны света,
к которой он обращен. Но если в одинаковых
условиях встречается разная растительность, то
можно говорить о различиях и в горных породах.
В Восточных Саянах на песчаниках растёт
кедровый лес, под пологом которого — заросли
золотистого рододендрона и зелёных мхов, а на
диоритах (магматических породах) в тех же
условиях — берёза и лиственница. Это на высоте
1500 м. А на высоте 2000 м песчаники покрыты
карликовыми берёзами и ивами, а скалы —
лишайниками. На диоритах же растут кусты
золотистого рододендрона и тундровые
травянистые растения — водяника и бадан.
568

ЧЕЛОВЕК
ИЗМЕНЯЕТ ЗЕМЛЮ
Люди уже сравнялись по силе воздействия на
природу и с реками, и с ветром, и с волнами.
Сегодня им подвластно всё: они могут передвигать
горы, останавливать реки, осушать моря. Однако
не всегда человек рассчитывает свою силу и думает
о последствиях содеянного. Он окружил себя
благами цивилизации, за которые ему приходится
платить дорогой ценой: своим здоровьем, погибшими
землями.
Древние люди поклонялись могучим силам
природы и старались приспособиться к
окружающему их миру. Прошли века, и
положение изменилось: современный человек
бесцеремонно вторгается в тайны планеты и
приспосабливает окружающий мир для своих нужд. Он
активно использует уже более половины суши. Почти
10% её площади занимают города, заводы,
рудники, дороги; чуть больше 13% — распахано,
занято садами и плантациями, 25% —
используется как сенокосы и пастбища. На 5% площади
суши человек посадил новые леса.
С каждым годом используется всё больше и
больше земель. Только пашен, садов и плантаций
за последние 60 лет стало почти в 2 раза больше.
Но влияние человека распространяется не только
Как могут гибнуть растения и животные — это
ясно. Но как гибнут земли? Они ведь не живые.
«Погибшие» — это такие земли, на которых ничего
нельзя вырастить и построить.
Причём люди уничтожают не земли своих
врагов, чтобы легче было их победить, а свои
собственные, являющиеся национальным
достоянием той страны, в которой они родились и
выросли.
МАСШТАБЫ
вширь, но и вглубь — в ' недра Земли. При
строительстве крупных сооружений роют
котлованы глубиной до 100 м. Когда добывают уголь и
РУДУ открытым способом, образуются огромные
ямы — карьеры глубиной до 800—1000 м. В
Европе угольные шахты достигают 1300 м. Для
добычи серебра требуются ещё более глубокие
шахты — 2200 м. Глубина некоторых рудников в
Южной Африке и Индии достигла почти 4000 м —
там добывают золото. Нефть, газ и вода
откачиваются с глубин до 8—10 км.
Ежегодно при добыче полезных ископаемых,
строительстве и других видах деятельности из недр
Земли извлекается и перекладывается с места на
место не менее 100 млрд т горных пород. В
пересчёте на одного жителя планеты получается,
ВЛИЯНИЯ ЧЕЛОВЕКА
НА ЗЕМНУЮ KOPV
569

Энциклопедия для детей
Заброшенный карьер, который используется под свалку
разнообразных промышленных отходов, — пример
неразумного использования природной сферы.
Только через сто с лишним лет после того, как старатели
закончили добычу золота из россыпи, на отвалах начала
восстанавливаться лиственничная тайга.
Саяны (Южная Сибирь).
что он «перелопачивает» около 25 т каменного
материала. Ежегодно Земля теряет примерно
3 млрд т нефти и газа, которыми обогреваются
наши дома, приводятся в движение машины.
Превратившись в синтетические материалы, нефть
и газ обувают, одевают нас и делают ещё
много-много полезных дел. Ещё больше сжигают
каменного угля.
Человек извлекает из недр Земли необходимое
сырьё. Попутно он перемещает огромные массы
«бесполезных ископаемых», под которыми или
внутри которых находится желанное вещество. В
результате возникает вопрос: «Что делать с
отходами?» Чаще всего их складируют
неподалёку, засоряя, обезображивая и фактически
уничтожая природу окрестностей. Всё это напоминает
трапезу некоего гигантского неряшливого обжоры
Гаргантюа, который разбросал объедки вокруг
стола. Сейчас уже скопилось более 1600 трлн м3
«пустых» горных пород и отходов переработки руд.
В настоящее время свыше 4% площади суши
занимают «погибшие» земли, по вине людей
полностью утратившие плодородие и ставшие
непригодными для жизни. Это прежде всего
горные разработки: отвалы, карьеры и
возвышающиеся конусоподобные терриконы. Удручающую
картину представляют собой созданные человеком
пустыни — бед ленды (от англ. bad lands — «дурные
земли»).
Самое губительное воздействие человек
оказывает на земную кору, когда хозяйничает в её
недрах, добывая полезные ископаемые. Но не
только это изменяет лик Земли. Человек пашет,
строит дома, плотины на реках, испытывает новые
виды оружия, ведёт войны — всё это наносит
непоправимый вред нашей планете. О некоторых
изменениях люди уже догадываются и даже
стремятся предотвратить их. Непредсказуемых
последствий наших поступков всё-таки больше, и
мы должны быть готовы к неожиданным
катастрофам.
скупой ПЛАТИТ
ДВАЖДЫ
Добывать полезные ископаемые из-под земли
трудно и опасно даже сейчас, когда на помощь человеку
пришла сложная техника. Если полезные
ископаемые залегают не очень глубоко, гораздо проще
и дешевле добывать их открытым способом, сняв
тонкий слой грунта. Таким образом сейчас
добывают более половины всех полезных ископаемых,
35% угля, 60—80% руд чёрных и цветных
металлов. Строительные материалы — песок, глину,
щебень — добывают в основном открытым
способом. Глубина карьеров достигает 800—1000 м, их
протяжённость 2—5 км.
Работа шахтёров в узких лабиринтах среди
вечной тьмы тяжела и утомительна. К тому же
добывать полезные ископаемые под землёй очень
дорого. Поэтому открытый способ добычи полез-
570

Человек изменяет Землю
ных ископаемых весьма привлекателен, но только
на первый взгляд, потому что открытые горные
разработки приносят огромный вред окружающей
среде.
Ненужную породу ссыпают и создают
искусственные горы — отвалы, под которыми навсегда
гибнут плодородные земли. Отвалы и карьеры
распространяют своё смертоносное влияние далеко
вокруг и загрязняют окружающую территорию, во
много раз превосходящую их по площади. Почему
так происходит? Объясняется это тем, что наверх
поднимается уже не та плотная горная порода, в
которую с трудом вгрызались машины на глубине,
— наверху всё измельчено, раздроблено. Подул
сильный ветер и поднял над отвалами тучи пыли,
которые собираются над карьерами, когда породы
дробят взрывами. Иногда даже возникают
настоящие пыльные бури. В окрестностях временами в
прямом смысле слова меркнет солнце. А если в
состав пыли входят ядовитые вещества? При
туманной погоде может возникнуть ядовитый
смог, а это гибель для всего живого.
Мёртвые реки, озёра, леса уже
перестали быть диковинкой в
индустриальном пейзаже.
Например, с 1 га отвалов Курской магнитной
аномалии — одного из крупнейших
месторождений железных руд, которое находится в центре
Русской равнины, — при каждой пыльной буре
выносится около 100 кг пыли. Пыль с отвала
перемещается на расстояние до 10 км. Люди,
живущие поблизости от карьеров и отвалов,
страдают хроническими заболеваниями.
Сверху на отвалах часто оказываются такие
горные породы, на которых ничего не может расти.
Иногда отвалы покрываются плотными
непроницаемыми для воды глинами или бесплодными
кварцевыми песками. Более того, они часто
ядовиты и для растений — например, могут
содержать пирит. На воздухе он окисляется и
образует серную кислоту. На таких землях не
приживётся ни одно растение. Поэтому некоторые
Л
„ v
*
JV.^
d
4 У •
v ». .
Индустриальный пейзаж в районе нефтяных месторождений.
571

Энциклопедия для детей
отвалы выглядят в течение многих
десятилетий безжизненными язвами
на лике Земли. Для них даже
придумали образное название «индустриальные
пустыни», хотя они скорее напоминают лунные
ландшафты.
Вода, стекающая с этих искусственных гор,
также бывает ядовита. Тогда этб бедствие, которое
не назовёшь стихийным, распространяется очень
далеко — на десятки и сотни километров вниз по
долинам и захватывает не только саму реку, но и
её берега. В такой реке не встретишь ни рака, ни
рыбы, ни другой живности. А если и встретишь,
то лучше всего держаться от них подальше: эти
мутанты с печальными глазами не только не
годятся в пищу — порой даже прикасаться к ним
опасно.
Здесь очень уместно вспомнить поговорку:
«Скупой платит дважды». Сэкономив при добыче
полезных ископаемых, огромные средства
приходится вкладывать в восстановление земель и
защиту окружающих территорий.
ИСПОЛЬЗОВАНИЕ
ПРИРОДНЫХ БОГАТСТВ
щ *щ гтобы уменьшить ущерб, наносимый природе
'^L~ отвалами и терриконами, следует ком-
-_1.плексно использовать извлекаемую из недр
горную породу. Это значит, что не надо складывать
в отвалы то, что является ценным сырьём. Ради
этой «пустой породы» — щебёнки, песка или
глины — неподалёку часто приходится копать
специальные карьеры и напрасно «ранить» землю.
Больше половины горных пород, которые
снимают с поверхности Земли, чтобы добраться до
полезных ископаемых, и более 60% отходов
обогащения руды пригодны для производства
строительных материалов: кирпича, керамзита,
цемента, извести. Породы, отсыпаемые из шахт в
терриконы, пригодны для строительства дорог,
заполнения провалов, образующихся при добыче
полезных ископаемых, засыпки оврагов.
Будущее промышленности, безусловно, за
безотходными производствами. Отходы одного
предприятия — это сырьё для другого, расположенного
рядом. Посмотрим, что же называется сейчас
отходами? Например, «отходы» Соколовско-Сар-
байского железорудного горно-обогатительного
комбината — это настоящее месторождение руд
цветных металлов. Другой пример: часто при
добыче угля в отходы идут бокситы, железные
руды, керамические и каолиновые глины, горючие
сланцы, графит, самородная сера и многое
другое — сырьё, в котором так остро нуждается
промышленность.
Безотходные технологии исключают
загрязнение окружающей среды. То, что раньше
наносило людям большой вред, выбрасывалось в
атмосферу и воду и загрязняло их, начинает
приносить пользу. Например, улавливаемая при
разливке стали копоть служит сырьём для
получения графита.
На Кимовской обогатительной фабрике в
Подмосковье из бурых углей помимо самого топлива
получают сырьё для производства серной кислоты
и глину, используемую для изготовления
стройматериалов. В Донбассе пустые породы из
некоторых терриконов оказались настолько богаты
ПОЖАРЫ НА НЕФТЯНЫХ
МЕСТОРОЖДЕНИЯХ
К несчастью, на нефтяных месторождениях нередко
случаются пожары. Стоит на мгновение забыть, что вся
земля вокруг пропитана нефтью, бросить спичку или
окурок — и вот уже вокруг свирепствует быстро
распространяющееся во все стороны пламя. Если загорелась струя
бьющей из недр нефти, то такой пожар может длиться
несколько лет. Потушить его очень трудно. Представьте
себе, ведь среди бушующего пламени надо закрыть кран,
из которого под большим давлением бьёт фонтан горящей
жидкости. От густого ядовитого дыма задыхаются люди,
тучи пепла чёрным ковром покрывают всё вокруг. Жара
стоит такая, что зимой на несколько сотен метров вокруг
нет снега, а кое-где начинают цвести цветы...
Такой пожар — настоящая катастрофа. Ио на
месторождениях постоянно горят и другие факелы -
рукотворные пожары. Несовершенная технология добычи
нефти предусматривает сжигание ценнейшего сырья —
попутного газа. А ведь в нём много этана, гелия, серы и
других нужных промышленности веществ. И вот днём и
ночью горят эти огни — символы людской
бесхозяйственности и расточительности.
I
Тушение нефти но суше
572

Человек изменяет Землю
азотом, калием, фосфором и другими веществами,
необходимыми растениям, что ими стали удобрять
поля.
Комплексное использование добываемого из
недр сырья и безотходные технологии его
переработки — это не только оздоровление
природы, но и выгода самим
производителям. Перерабатывать или
продавать свой «мусор» намного выгоднее,
складировать его в отвалах.
чем
НЕПОСИЛЬНАЯ
ТЯЖЕСТЬ ГОРОДОВ
ч г- г то такое город для земной коры? Это
X. огромное, очень тяжёлое чудовище. Свои
-_Lкогти-фундаменты оно вонзило в тело Земли,
быстро растёт и поэтому страшно прожорливо: пьёт
подземные воды и нефть, а поглощает практически
все известные полезные ископаемые, которые
добываются человеком из недр. Нечистоплотность
его столь же велика, сколь и аппетит: повсюду
разбросаны остатки бесчисленных трапез. Такие
чудовища для земной коры — настоящее бедствие.
А ведь их не одно и не два, а десятки тысяч.
Масса всех городов на Земле исчисляется
величинами в десятки тысяч миллионов тонн.
Здания давят своей тяжестью на землю и при этом
проваливаются в неё, оседают. Например, в
Мехико (столице Мексики) осадка Дворца
изящных искусств достигла 4,8 м, здание
Национального театра осело на 3 м и продолжает
опускаться на 13 см в год.
Особую опасность представляют неравномерные
просадки грунта в городах. Знаменитая Пизанская
башня в Италии высотой 60 м из-за
неравномерного погружения отклонилась от вертикали
уже почти на 5 м. В её основании залегают
недостаточно прочные пески, подстилаемые
засоленной глиной. В Англии старинная церковь в
Бристоле, построенная в XV в. на болотистом
грунте, дала большую неравномерную осадку.
Отклонение церковной башни в нижней части
достигло 1,2 м.
В Самарканде (Узбекистан) наклонились
некоторые минареты Улугбека — уникальные
архитектурные памятники первой четверти XV в.
Например, юго-восточная башня — минарет высотой
33 м и массой более 1 тыс. т — отклонилась вверху
от вертикали почти на 2 м. Чтобы спасти эти
шедевры, были проведены уникальные
инженерные работы: осевший край приподняли почти
на 0,5 м. Минарет был выровнен.
Горные породы оседают под городами не только
из-за тяжести сооружений, но и от сотрясений,
вибрации. Эту вибрацию вызывают машины и
другой транспорт, с каждым годом всё больше и
больше заполняющий наши улицы. Точные
измерения показали, что улицы с интенсивным
транспортным движением оседают больше, чем
переулки и тупики. Но опасность вибрации не
только в этом.
Хотя под крупными городами сейчас нет
действующих рудников, их по своему воздействию
на земную кору заменяет метрополитен. Над его
подземными магистралями земля опускается,
проседает, повторяя контуры туннелей и станций.
В Москве это проседание достигает 1 м, Санкт-
Петербурге — 80 см, Киеве — 50 см, Баку — 26 см.
отходы,
СВАЛКИ
Промышленные и бытовые твёрдые отходы всех
городов на Земле составляют около 3 млрд т в год.
Только Москва ежегодно «производит» 8 млн т
бытовых и 40 млн т промышленных отходов.
Неудивительно, что города окружаются кольцом
гигантских свалок. Там формируются не имеющие
аналогов в природе искусственные отложения.
Подобные отложения образуются и в самих
городах. Это так называемый «культурный слой».
Его толщина в некоторых городах достигает весьма
внушительных величин. Например, в Одессе и
Киеве она составляет местами 44 м, Перми и
Баку — до 40, Лондоне — 25, Москве — 24,
Париже — 20 м.
Культурный слой в городах состоит из древних
погребённых фундаментов, остатков подвалов,
погребов, колодцев, скоплений бытового и
строительного мусора, остатков покрытий тротуаров и
улиц, уличных фонарей. Наибольшей толщины
культурный слой достигает там, где были
засыпаны ручьи, реки, овраги, балки.
Быстрый рост городов требует постоянного
наращивания темпов добычи полезных
ископаемых. И вот растёт количество шахт и карьеров,
всё глубже машины вгрызаются в земную твердь.
Тело Земли покрывается глубокими царапинами
или уродливыми насыпями — железными и
шоссейными дорогами. Воду города часто берут
из-под земли. В прошлом нередко под городом
добывали и строительные материалы. Например,
известняк для строительства домов долгое время
извлекали из месторождения, которое находилось
под Парижем. Так возникли знаменитые
катакомбы. Добыча известняка была прекращена только в
конце XVII в., когда люди поняли всю опасность
своих действий.
573

ВЫДАЮЩИЕСЯ
ГЕОЛОГИ
ПЛИНИЙ СТАРШИЙ
(23—79)
У НАЧАЛА «ЕСТЕСТВЕННОЙ
ИСТОРИИ» ЗЕМЛИ
Л^ 1 августа 79 г. около 10 часов утра началось
#/ | извержение Везувия. Лава сжигала всё на
l ш i_t своём пути. Серным саваном
вулканического пепла покрылись города Геркуланум и
Помпеи. Ядовитые газы, выделявшиеся в изобилии из
расщелин, убивали всё живое.
В этот день погиб один из величайших учёных
древности — Кай Плиний Секунд. Плиний
Старший — под таким именем увековечили его
историки в отличие от его племянника Плиния
Младшего — римского писателя и
государственного деятеля.
Плиний Старший родился в 23 г. в римской
провинции Комо. Юношей он приехал в Рим с
единственной целью — учиться. Судьба
распорядилась иначе — он стал воином. Служил в
Африке, участвовал в сражениях с германцами,
побывал во многих уголках Европы. Он обладал
редкой наблюдательностью, и описывать
увиденное стало для него потребностью. Первое сочинение
Плиния Старшего называлось «О метании дротика
верхом». Завершив военную службу, он вернулся
в Рим, где стал популярным адвокатом.
Юридическая деятельность не мешала ему заниматься
также и писательством.
Племянник впоследствии охарактеризовал
дядю как человека необыкновенно трудолюбивого.
Плиний Младший, вспоминая о нём, писал, что не
было такого места, которое он считал бы
неудобным для учёных занятий, и не было такого
времени, которым он не воспользовался бы для
чтения и письма.
Творческое наследие Плиния Старшего
поразительно. Ему принадлежат многочисленные труды
по военному искусству, риторике, грамматике. Он
создал фундаментальную «Историю своего
времени», состоявшую из 31 тома. К величайшему
сожалению, все эти сочинения не дошли до нас —
мы знаем только, что они существовали и, видимо,
пользовались широкой известностью.
Но, к счастью, достоянием далёких потомков
стала его «Естественная история». Это уникальная
энциклопедия всевозможных сведений и знаний о
природе, накопленных человечеством. В этом
сочинении Плиний Старший описывает всё
мироздание так, как представляли его римские и
греческие мыслители и натуралисты.
Первая из книг «Естественной истории»
подробно описывала астрономические и физические
наблюдения, накопленные в предшествующие
574

Выдающиеся геолога
С PLIKII SECVNDX
EFFIGIES.
TALIS, HOSPES,VN IV ERSI9
QVA PAT ET, COMPENDIYM;
PKJMVS OMNIVM SEC7KDVS,
"ЕГ SECVNDVS KEMIKI.
ttv
Портрет с титульного листа книги, изданной в XVI в.
столетия. Далее в четырёх книгах
приводились и обсуждались сведения
о географии обитаемого мира.
Следующее «четверокнижие» посвящалось животному
царству вообще и человеку как его части. 21 книга
включала всё, что было известно о растительном
мире. Наконец, в заключительных шести томах
содержались исчерпывающие данные о
неорганической природе. Эта область знаний, пожалуй,
была наиболее близка Плинию; он выступал как
последователь Аристотеля в учении о стихиях и
происхождении в земных недрах минералов и
металлов. Плиний приводит сведения об алмазе,
сере, кварце, киновари, гипсе, меле, алебастре,
асбесте, глинозёме, драгоценных камнях; о
металлах — золоте, серебре, меди, ртути, железе, олове.
Ему были известны различные соли, окислы и
минеральные вещества — купоросы, свинцовые
белила, квасцы и многие другие...
К этим 36 книгам уже после смерти автора
добавили 37, где давалось содержание каждой
книги и приводились ссылки на источники,
использовавшиеся для её написания. Здесь
встречаются имена 327 греческих и 146 римских
исследователей, о большинстве из которых нам
теперь ничего не известно.
На протяжении многих столетий «Естественная
история» служила основным источником, откуда
черпались сведения об устройстве мира.
Сложись судьба Плиния по-другому, он, быть
может, подарил бы человечеству новые, не менее
удивительные творения. Но...
Слишком большую активность стали проявлять
пираты, серьёзно угрожая всему
Средиземноморью. Для борьбы с ними император Веспасиан
собрал специальную флотилию, начальствовать
над которой поручено было Плинию.
Катастрофа 24 августа застала его на побережье.
Интерес естествоиспытателя победил страх перед
стихией. Напрасно спутники уговаривали Плиния
покинуть опасную зону...
ГЕОРГИУС АГРИКОЛА
(1494—1555)
«12 КНИГ О МЕТАЛЛАХ»
<<£
Г разрешил себе благоразумно обойти
m I молчанием всё то, чего я сам не видел и
-_L не читал или не узнал от людей,
заслуживающих доверия. Мною указано лишь то, что я
видел сам и что, прочитав и услыхав, сам
осмыслил».
Этими словами предварил свой
фундаментальный труд «12 книг о металлах» Георг Бауэр —
один из образованнейших людей своего времени,
доктор медицины и философии, крупнейший
исследователь горного дела и металлургии,
бургомистр города Хемница в Саксонии, современник
Леонардо да Винчи и Микеланджело. По традиции
эпохи Возрождения он изменил своё имя и вошёл
в историю под псевдонимом Георгиус Агрикола.
В 1514 г., окончив латинскую школу в
Цвиккау, он поступил в Лейпцигский
университет, где изучал философию, филологию и
теологию. Название первой его работы,
опубликованной в 1520 г., — «Книжка о первом и простом
обучении грамматике» — ни в коей мере не
намекало на предметы его будущих увлечений, но
575

Энциклопедия для детей
Георгиус
А гр и коло
(Георг Бауэр).
тем не менее свидетельствовало, что человек,
взявшийся обучать грамматике, должен был сам
хорошо владеть ею. Издав своё грамматическое
сочинение, Агрикола, однако, не испытал чувства
удовлетворения. В том же Лейпцигском
университете он решил заняться изучением медицины.
Уровень преподавания был там недостаточно
высок, поэтому для продолжения медицинского
образования Агрикола (тогда ещё Бауэр) в 1524 г.
отправился в Италию.
В этом крупнейшем очаге культуры эпохи
Возрождения он слушал лекции выдающихся
профессоров. В университетах Болоньи и Падуи
изучал в подлинниках труды Аристотеля,
Архимеда, Витрувия, Плиния Старшего и других
мыслителей античности, знакомился с воззрениями
Авиценны и средневекового арабского учёного
Джабира ибн Хайяна. В Болонье он получил
диплом врача, перевёл и издал рукописный труд
великого римского медика Клавдия Галена. И
одновременно читал лекции по философии.
Восходила звезда Агриколы — незаурядного
гуманиста-просветителя. Крупнейшие учебные
заведения Италии наперебой приглашали его
преподавать.
А он неожиданно возвращается на родину, в
Саксонию, чтобы занять незавидную должность
городского врача в Хемнице. Поступок Агриколы
кажется странным, но только на первый взгляд.
Ещё в Италии у него появилось новое увлечение:
исследование полезных ископаемых, процессов их
добычи и переработки. Нам трудно судить, что
именно повлияло на столь резкую смену интересов.
Но сам-то он уже чувствовал: вот оно, главное дело
его жизни.
Однако в Хемнице Агрикола пробыл недолго.
1527 год он встретил уже в Иоахимстале (ныне
город Яхимов в Чехии). Этот город в то время был
крупнейшим горнорудным центром Европы. Здесь
добывали серебряные, медные, свинцовые и другие
РУДЫ.
Иоахимсталь, где Агрикола жил на скромное
жалованье городского врача, стал для него
основной творческой природной лабораторией. Он
совершенствовал свои знания, изучая множество
литературных источников, посвященных
минеральному царству природы и способам извлечения
из земных недр различных металлов.
«Естественная история» Плиния Старшего и «Пиро-
техния» итальянского инженера и учёного Ванноч-
чо Бирингуччо стали его настольными книгами.
Агрикола не открывал новых руд и минералов,
не описывал новых месторождений полезных
ископаемых. Результатом его многолетних
изысканий стал непревзойдённый свод способов их
добычи и переработки в практически важные
материалы.
Было бы некоторым преувеличением считать
Агриколу одним из основателей только
зарождавшихся геологических теорий. Однако прочтите
короткий отрывок из одного его сочинения: «Две
причины производят холмы и горы — напор
водяных масс и силы ветра. Но три причины
уничтожают и разрушают сделанное, так как к
напору водных масс и силе ветра присоединяется
ещё внутреннее пламя земли». Эти мысли только
через 200 лет зазвучат в спорах учёных —
основоположников науки геологии.
Шестилетнее пребывание Агриколы в
Иоахимстале, откуда он часто совершал поездки по
Германии, оказалось исключительно
плодотворным. В 1530 г. он публикует книгу «Берманус, или
о горном деле и металлургии». Она стала для него
своеобразной «пробой пера», подготовкой к
главному сочинению — «12 книг о металлах»,
которому Агрикола посвятил 20 лет.
Что же представлял собой труд Агриколы,
вплоть до XVIII в. служивший основным
практическим руководством во всех странах, где
развивалась горная промышленность?
Объёмистая книга, содержавшая свыше 550
страниц, состояла из 12 глав (Агрикола называл
главы «книгами»); латинское название
записывалось так: «De re metallica, libri XII». Вот как
излагает содержание книги сам автор в
предисловии: «Первая из них содержит всё то, что могут
говорить против горного дела, против рудников и
рудокопов, и всё то, что ими может быть сказано
в ответ. Вторая даёт наставление рудокопам и
переходит к тому, что им надлежит делать для
нахождения руд. Третья рассказывает о рудных
жилах, прожилках и их соединениях. Четвёртая
изъясняет способ обмера рудных жил, а также
рассматривает горные обязанности. Пятая учит
разработке жил и маркшейдерскому делу. Шестая
описывает горные инструменты и машины.
Седьмая говорит об опробовании руд. Восьмая
наставляет искусству обжигания, размельчения,
промывки и сушки руд. Девятая излагает способ
576

Выдающиеся геолога
выплавки руд. Десятая обучает посвящающих себя
горному делу отделять серебро от золота, а также
свинец от серебра. Одиннадцатая передаёт способ
отделения серебра от меди.
Двенадцатая даёт наставления для
добычи соли, натра, квасцов,
медного купороса, серы, горной
смолы, получения стекла».
Неужели эти комментарии
написаны в XVI столетии? Ведь
налицо стиль гораздо более
поздних времён — чёткий,
лаконичный, предельно ясный, понятный
даже современнику. Таким
языком написан весь труд. Вот где
сказалось юношеское увлечение
Агриколы филологией и
грамматикой. Как контрастирует его
речь с выспренним и запутанным
слогом многочисленных
алхимических трактатов тех времён.
Оценивая их содержание, Аг-
рикола был беспощаден: «...Все
они темны, так как сии писатели
называют вещи чужими, не
собственными именами, и притом одни
пользуются для их обозначения
одними, ими же придуманными
названиями, другие — другими,
между тем как сами-то вещи
являются одними и теми же».
Уникальная горно-химическая
энциклопедия — иначе, пожалуй, и не назовёшь
книгу Агриколы.
В 1533 г. он снова оказался в Хемнице. Что
повлекло его туда, в точности неизвестно:
возможно, имели место личные мотивы. Помимо «12
книг...» он написал здесь ещё около десятка
крупных работ.
Вероятно, Агрикола был в то время самым
образованным человеком Саксонии, и благодаря
этому обстоятельству он находил различные сферы
применения своим способностям. В конце 40-х —
начале 50-х гг. его неоднократно избирали членом
городской управы Хемница, а дважды он даже
становился бургомистром города. Саксонский
герцог Мориц использовал разносторонние таланты
учёного: Агрикола был историографом
(официальным придворным историком) и выполнял
различные дипломатические поручения, состоял в
Генеральном штабе и принимал активное участие
в политической жизни страны.
Всё это сильно отвлекало Агриколу от основных
занятий. Тем не менее в 1550 г. ему удалось
поставить последнюю точку в своём бессмертном
сочинении.
Однако прошло шесть долгих лет, прежде чем
оно увидело свет. Увы, к тому времени Агриколы
уже не было в живых...
Граждане города Хемница невзлюбили
сиятельного саксонского герцога. Эта вражда
обострялась ещё из-за того, что последний был
,
Агрикола наблюдает за добычей полезных ископаемых.
ревностным католиком, тогда как большинство
горожан исповедовало протестантство.
Состоявший на службе у герцога Агрикола, также бывший
ранее последователем Лютера, во второй половине
своей жизни принял католичество.
Ненависть к Морицу распространилась и на
Агриколу. Дело кончилось тем, что в 1553 г. его
лишили всех занимаемых должностей, а герцог
даже не счёл нужным поддержать своего
подданного в трудную минуту. Впав в нищету и
подвергаясь преследованиям, Агрикола остался
верен своим религиозным убеждениям. 21 ноября
1555 г. во время яростного спора с протестантами
Агрикола скоропостижно скончался.
Его останки не сразу были преданы земле.
Городская протестантская церковь отказала
католику в этом печальном обряде. Прошло несколько
месяцев, прежде чем друг Агриколы,
католический епископ, тайно вывез гроб с телом в город
Цайц и захоронил в одной из церквей.
Главный труд Георгиуса Агриколы был издан в
1556 г. в швейцарском городе Базеле, откуда и
началась его слава. Книга трижды переиздавалась
на латинском языке, один раз — на итальянском,
три раза — на немецком.
В XX столетии великое произведение «12 книг
о металлах» как уникальный памятник истории
науки и техники было издано на английском,
немецком и чешском языках. Книга в русском
переводе увидела свет лишь в 1962 г.
577

Энциклопедия для детей
МИХАИЛ ВАСИЛЬЕВИЧ
ЛОМОНОСОВ
(1711—1765)
У ИСТОКОВ ОТЕЧЕСТВЕННОЙ
ГЕОЛОГИИ
i^^tot необыкновенный человек станет одним из
— I «героев» почти всех томов нашей «Энци-
Ч^клопедии» — единственный сын крестьянина
и дочери сельского дьячка, лишь в возрасте 19 лет
переступивший порог Славяно-греко-латинской
академии в Москве, влекомый неуёмной жаждой
знаний. Ему суждено было стать первым русским
учёным, обладавшим поистине
энциклопедическими знаниями и оставившим заметный след едва
ли не в каждой области науки, в том числе и в
геологии.
Много лет спустя один из видных русских
геологов — Алексей Петрович Павлов — прочтёт
публичную лекцию, которую он назовёт
«Ломоносов как геолог».
Откровенно говоря, геологических знаний до
Ломоносова на Руси просто не было. Как,
собственно, и всей науки в современном её
понимании.
Можно сказать, что судьба сложилась так, но
это было бы неверным. Ломоносов принадлежал к
числу людей, которые «сами себя сделали». Его
выдающиеся способности привлекли внимание
власть имущих: вместе с двумя другими
студентами он был послан за границу для обучения
горному делу. Российские правящие круги в то
время неплохо понимали насущные нужды
государства: в стране бурно развивалась
горнодобывающая промышленность, испытывавшая острую
потребность в специалистах.
Так Михаил Ломоносов оказался в Германии, в
Университете города Марбурга. Его учителем стал
естествоиспытатель и философ Христиан Вольф —
один из самых образованных людей того времени.
Именно благодаря ehiy Ломоносов получил тот
необходимый багаж научных знаний, которые
потом так пригодились ему в его многообразных
исследованиях.
Вольф не был знатоком горного дела и не мог
способствовать Ломоносову в выполнении
основной задачи его заграничной командировки. Однако
помог ему перебраться во Фрайберг, где обучение
горному делу было поставлено достаточно хорошо.
Ещё не была создана Фрайбергская горная
академия — она откроется только в 1765 г., в год
кончины Ломоносова. Ещё не родился великий
Абраам Готлоб Вернер, которому предстояло
поднять геологические знания в Германии и во
всём мире на принципиально новый уровень. Но
жил и работал Иоганн Генкель, автор нескольких
Неизвестный художник. Портрет Ломоносова
книг по горному делу, сочетавший практическую
деятельность с преподаванием.
Под его попечительство и попал Ломоносов. В
окрестностях Фрайберга он посещал рудники, где
приобретал полезные знания о горнорудной
промышленности.
Однако отношения с Генкелем не складывались.
Ломоносова раздражала его чрезвычайная
педантичность. Дело кончилось разрывом. В мае 1740 г.
Михаил Васильевич покинул Фрайберг. Но только
год спустя, после всяческих приключений и
треволнений, ему удалось вернуться на родину.
Правитель канцелярии Российской Академии
наук И.И. Шумахер снисходительно отнёсся к
«беглецу» и поручил ему составление «Каталога
камней и окаменелостей», находившихся в Мине-
578

Выдающиеся геолога
ралогическом кабинете знаменитой Кунсткамеры.
Это рутинное занятие стало первым шагом
Ломоносова в геологической науке.
О ней он ещё не имел сколько-нибудь целостного
представления. В своей лекции, упомянутой в
начале статьи, А.П. Павлов говорил:
«По-видимому, главное, что он извлёк из своей заграничной
поездки по отношению к геологии, — это
знакомство с некоторыми учёными трактатами об
изменениях земли и возможность многое видеть в
рудниках и во время своих странствий». Для
рядового служителя науки этого было бы явно
недостаточно, чтобы дать необходимую основу для
научных откровений. Другое дело Ломоносов: дай
ему искру, он раздует пламя до небес.
Ломоносова знает теперь каждый школьник.
Учёному посвящены сотни, если не тысячи,
научных исследований. Ни один опубликованный
им труд не упущен в собрании его сочинений.
Целую библиотеку составляют работы,
посвященные жизни и деятельности Ломоносова. Чуть ли не
день за днём прослежен его жизненный путь.
Биографы многих великих учёных выстраивали
строгую схему последовательного развития их
воззрений.
Творческая биография Ломоносова
до сих пор не представляется
достаточно ясной. Посланный за рубеж
изучать горное дело, безусловно приобретший
знания в этой области, он возвращается в Россию
образованнейшим химиком и физиком. В 40-е гг.
XVIII в. он публикует труды, намного
опередившие своё время. По ряду причин они остаются
малоизвестными на Западе. Но с них, собственно,
и начинается история химических и физических
исследований в России.
Но всему своё место: о них рассказано в других
томах нашей «Энциклопедии».
Наиболее активная деятельность Ломоносова в
области геологии началась только в конце 50-х гг.
XVIII столетия. «Велико есть дело достигать во
глубину земную разумом, куда рукам и оку
досягнуть возбраняет натура, странствовать
размышлениям в преисподней, проникать
рассуждениям сквозь тесные расселины и вечною ночью
помрачённые вещи и деяния выводить на
солнечную ясность» — эти слова можно поставить
эпиграфом к его геологическим сочинениям.
Первым из них было «Слово о рождении
металлов от трясения земли» (1757 г.). Непривыч-
Город Фрайберг в Германии, где учился Ломоносов.
579

Энциклопедия для детей
I W^^fflL ное для нашего слуха название. Но о
|гм шлык\ 4gM говорит в этой работе Ломоносов?
Он доказывает, что расколы и
смещения частей земной коры, сопровождаемые
землетрясениями и извержениями вулканов, ведут
к изменениям рельефа земной коры и к
возникновению щелей, в которые проникают минеральные
растворы, формирующие минералы и руды. И
причина тому — подземный жар.
Эти идеи — идеи плутонизма — Ломоносов
развивал независимо от шотландского геолога
Джеймса Геттона, который до сих пор считается
родоначальником данной теории. Ломоносов
фактически становится плутонистом, ни сном ни
духом не ведая об этой популярной геологической
концепции, нашедшей множество сторонников
вопреки «нептунистическим» воззрениям Абраама
Вернера. (О плутонизме и нептунизме можно более
подробно прочитать в статье «Абраам Вернер».) И
задолго до того, как сказал своё слово Чарлз
Лайель.
О нептунистической концепции Вернера
Ломоносов так и не узнал: судьба отмерила слишком
короткий срок его земного существования.
В 1763 г. он публикует другое своё
геологическое сочинение. Оно называется «О слоях земных».
Дадим слово А.П. Павлову, произносящему
речь перед почтенным собранием: «Ломоносов
начинает с очерка рельефа земли, причём
континенты, или части света, он называет самыми
большими горами, как бы рассматривая землю без
её водной оболочки». Любой современник
Ломоносова увидел бы в этой фразе воззрения,
противостоящие будущей нептунистической гипотезе
Вернера. «Однако, — продолжает Павлов, — далее
Ломоносов рассуждает о качествах „верхнего слоя
земли, или земной наружности"». Здесь он
фактически впервые вторгается в область
почвоведения, даёт схему почвенного покрова Земли и
предлагает схему образования перегнойных почв,
в том числе чернозёма. И это за много лет до того,
как исследование почв стало предметом внимания
науки.
Вернувшись в Петербург, Ломоносов больше
никогда не покидал стен этого города, не совершал
геологических экскурсий, не искал и не открывал
новые минералы. Лишь силой разума пронзал он
толщи земные, предвосхищал события, которым
предстояло свершиться гораздо позднее. Пройдёт
семь десятилетий, прежде чем увидит свет
произведение знаменитого английского геолога Чарлза
Лайеля «Основы геологии», раз и навсегда
опровергнувшее «теорию катастроф», согласно которой
все изменения земной поверхности были
следствием время от времени происходящих великих
потрясений. Принцип постепенности таких
изменений провозгласит Лайель. За 70 лет до этого
Ломоносов утверждал: «Изменения поверхности
Земли — это длительный, постепенный, не
считающийся с течением времени процесс».
Здесь Ломоносов не приводил строгих
доказательств. Скорее всего им руководила
интуиция — качество, присущее гению.
И так было не только в геологии.
О его работе «О слоях земных» полтора столетия
спустя скажет В.И. Вернадский: «Ломоносов
правильно ввёл в научную работу... метод единства
геологического процесса накапливания во времени
явлений, ныне совершающихся в земной коре». И
добавит: «Сочинение Ломоносова... в этом
отношении по ясности и яркости проведения этой идеи
является для XVIII века исключительным».
Для оригинальных идей Ломоносова не
находилось благоприятной почвы. Образованные слои
российского общества были слабо осведомлены в
вопросах геологии. И учеников у Ломоносова не
нашлось. То была его беда, а не вина. Ещё немало
лет потребуется, чтобы в России пробудился
подлинный интерес к новым научным идеям в
естествознании.
Развитие в России минералогических
исследований началось также благодаря усилиям
Ломоносова.
Один из путей к их проведению Ломоносов
видел в собирании коллекции российских
минералов. В 1761 г. он обратился в Сенат с «нижайшим
донесением о повсеместном собирании образцов
минералов»: «...Одно любопытство довольно
побуждает, чтобы знать внутренность российской
подземной натуры и оную, для общего приращения
наук описав, показать учёному совету».
Он задумал создать обширный труд —
«Российскую минералогию», в котором получили бы
подробное описание руды и минералы,
содержащиеся в недрах земли российской. Призыв учёного
был услышан: в Петербург стали поступать
образцы руд и минералов из разных уголков
страны.
Ломоносов не успел осуществить свой замысел.
Лишь полвека спустя воплотит в жизнь его идеи
выдающийся русский минералог Василий
Михайлович Севергин, подготовивший фундаментальный
справочник «Опыт минералогического
землеописания Российского государства».

Выдающиеся геолога
ДЖЕЙМС ГЕТТОН
(1726-1797)
ИЗУЧЕНИЕ НАСТОЯЩЕГО — КЛЮЧ
К ПОЗНАНИЮ ПРОШЛОГО
«^ы кажи мне, кто твои друзья, и я скажу,
кто ты»... На рубеже 60—70-х гг. XVIII в.
^У в шотландском городе Эдинбурге
существовал «Клуб любителей устриц». Раз в неделю
наслаждались изысканным лакомством
респектабельные джентльмены, неторопливо беседуя. Темы
их бесед были самые разные.
Постоянным участником собраний был Джозеф
Блэк, химик и физик, открывший углекислый газ
и предложивший метод химического исследования
газообразных веществ. Блистал красноречием
незаурядный математик Джон Плейфер. Охотно
пускался в рассуждения Адам Смит, автор одной
из первых экономических теорий. Рассказывал о
новых веяниях в зодчестве архитектор Роберт
Адам. Собравшиеся внимательно слушали знатока
военно-морского дела Джона Кларка оф Эдлина.
Иногда бывал здесь и Дэвид Юм, один из
крупнейших философов того времени.
Столь великолепного собрания выдающихся
умов не знавал в то время ни один город
Великобритании и континентальной Европы,
кроме разве что Парижа.
Членом «устричного клуба» был и Джеймс
Геттон, который в то время ещё ничем не
прославил своё имя. Но коллеги отдавали ему
должное как хорошо образованному и широко
эрудированному человеку, к тому же обладавшему
непревзойдённым умением направлять и вести
беседу. Много лет спустя об этом расскажет
Плейфер, ставший впоследствии биографом Гет-
тона: «Огонь его вдохновения в беседах с людьми
и живость его лица и манер невозможно описать;
они всегда воспринимались с восторгом теми, кто
мог разделить с ним его воззрения, и нередко с
большим недоумением теми, кто на это был не
способен». Жизнерадостный сангвиник,
убеждённый холостяк, не обременённый заботами о семье,
он был хозяином своего времени и мог щедро
растрачивать его, просвещая окружающих и сам
охотно впитывая новые знания.
Геттон родился в Эдинбурге. В начале 40-х гг.
XVIII в. он поступил в Эдинбургский университет.
По одним сохранившимся свидетельствам, он
сначала окончил отделение искусств и какое-то
время работал помощником адвоката. По
другим — увлекался химией и, чтобы изучить эту
науку, поступил на медицинский факультет.
Потом он учился в Сорбонне и в Лейденском
университете, где защитил докторскую
диссертацию, посвященную кровообращению. Но медицина
как профессия Геттона не привлекала. Видимо, он
принадлежал к людям, которые не сразу находят
своё призвание. Неожиданно он резко меняет круг
своих интересов и становится фермером в Бервик-
шире близ Эдинбурга.
Однако неутраченный интерес к химии
приводит к тому, что Геттон оказывается компаньоном
небольшой промышленной фирмы, производящей
аммиачные соли. Работа в ней позволяет накопить
достаточные средства; он может распрощаться с
сельским хозяйством. В 1768 г. Геттон
возвращается в Эдинбург, чтобы целиком посвятить себя
научным занятиям.
Но каким? 42-летний Геттон не совершил ещё
ни одного открытия. И никто даже не подозревает,
что мир находится на пороге новой эпохи в
развитии геологических знаний.
Трудно представить, как именно постигал
Геттон основы науки геологии. Вряд ли
университеты Эдинбурга, Лейдена и Сорбонна дали ему
необходимые знания в этой области
естествознания. Пожалуй, он пришёл к ним самоучкой,
будучи хорошим наблюдателем. Это качество
присуще многим великим геологам XVIII в.
581

Энциклопедия для детей
Быть может, «устричные» беседы
позволили Геттону сделать
окончательный выбор. Среди их участников
наибольшее влияние на него оказал Блэк. Это были
совсем разные люди — пламень и лёд: «Пыл,
энтузиазм, быстрота мысли и живость Геттона
наталкивались на осторожность и хладнокровие
Блэка, а боязнь чего-либо не узнать у Геттона —
на страх в чём-нибудь ошибиться у Блэка;
любопытство Геттона было беспредельным, Блэк
же вообще не обладал этим качеством;
простодушие Геттона было беззаботным и часто
приводило к столкновению с общепринятыми
предубеждениями, тогда как Блэка отличали
корректность и уважительное отношение к
общепринятым мнениям». Эта блистательная
психологическая характеристика, принадлежащая перу
Плейфера, даёт ключ к пониманию натуры
Геттона. Качества, которыми он обладал, и
позволили ему выступить против общепринятых
предубеждений.
Так в жизни Геттона наступил довольно
продолжительный период полевых геологических
наблюдений. Его «природной лабораторией» стала
Шотландия: он почти не покидал её пределов,
подобно своему научному противнику немецкому
геологу Абрааму Вернеру, делавшему свои выводы
на основании изучения горных пород и минералов
одной лишь Саксонии. Но и тот и другой были
превосходными знатоками геологических
воззрений своего времени.
Трудно в точности сказать, когда именно Геттон
сформулировал первый важнейший
принципиальный вывод: граниты и базальты образуются из
расплавленного вещества в результате извержения
вулкана. Тем самым он решительно поддержал
зарождавшуюся концепцию плутонизма. Согласно
ей, массивы горных пород, рельеф земной
поверхности в значительной степени формировались
благодаря действию подземных сил,
«внутреннего» тепла Земли. В противовес этой точке зрения
вскоре выступит Вернер — ярый приверженец
теории нептунизма. Он считал, что первоначально
земной шар представлял собой жидкую массу,
подобную гигантской капле воды, из которой
происходило химическое осаждение «первичных»
горных пород. История геологии конца XVIII —
начала XIX вв. была ареной ожесточённых
дискуссий между последователями шотландского
и немецкого учёных.
582
Рабочий кабинет Геттона

Немало прошло времени, прежде чем Геттон
решился придать гласности свою основную
теорию. Только в 1785 г. он делает доклад в
Эдинбургском королевском обществе. И ещё через
три года на страницах журнала Общества
воспроизводится текст доклада. Громоздко и
неудобочитаемо его название: «Теория Земли, или
исследование закономерностей, проявленных в
создании, разрушении и восстановлении суши на
земном шаре». Оставляют желать лучшего язык и
стиль изложения.
Зато все эти недостатки искупаются
оригинальностью и глубиной содержания. Геттон
предлагает циклическую модель Земли. Наша планета,
полагает он, находится в состоянии динамического
равновесия. Начало и конец её невообразимо
длинной истории непознаваемы в принципе.
Внутреннее тепло периодически высвобождается
посредством извержения вулканов, что вызывает
поднятие суши. Образующиеся осадки отлагаются
в морях. Не в результате катаклизмов меняется с
течением времени лик Земли, но постепенно: «Все
происходящие в природе процессы всегда были и
остаются равномерными и устойчивыми». «Можем
ли мы описывать геологические процессы, которые
нельзя наблюдать непосредственно?» — вопрошает
Геттон. И отвечает: «Да, но при непременном
условии: необходимо исследовать, происходят ли в
настоящее время такие процессы, которые исходя
из природы твёрдых тел потребны для их
образования». Геттон ввёл в науку своеобразный
принцип «сохранения геологических процессов»,
получивший название униформизма. Его будет
потом углублять и развивать дальше последователь
Геттона — Чарлз Лайель, «наследный принц
шотландской геологии».
Но вот что удивительно: статья Геттона осталась
почти незамеченной, лишь его соотечественник
Ричард Кирван, вошедший в историю геологии
тем, что ввёл название «плутонизм», обрушился с
резкими нападками. Уязвлённый Геттон решил
более основательно изложить свои теоретические
взгляды, сопроводив их дополнительными
доказательствами и иллюстрациями. На это ушло
несколько лет. Только в 1795 г. появился
двухтомный трактат «Теория Земли». Сохранился
в рукописи и третий том; он был обнаружен в
архиве Геттона столетие спустя и опубликован в
1899 г.
Через два года после выхода в свет «Теории
Земли» Геттон скончался, так и не дождавшись
достойной оценки своих воззрений. Пожалуй,
тяжеловесность и некоторая вычурность
изложения стали основной причиной подобного
невнимания. Дар красноречия, который позволял Гет-
Выдающиеся геологи
тону блистать во время застольных f^^lfe
бесед, совершенно покидал его, как |гм шк\
только он брал в руки перо. Работы его
к тому же довольно перегружены ссылками на
«божественную мудрость». Вот маленький
образчик стиля Геттона: «Мы познаём устройство мира,
воздвигнутого в мудрости, предназначенного для
достижения цели, достойной той силы, которая,
как это очевидно, создала его». Поистине, как
говорит народная пословица, «язык мой — враг
мой».
Неугомонный Кирван продолжает свою
яростную критику и после смерти Геттона: кто ему
теперь возразит? Но находится человек, который
не может остаться равнодушным, — Джон Плей-
фер, давний друг Геттона ещё со времён
«устричного клуба», математик, всегда живо
интересовавшийся геологическими проблемами. Он стремится
обнародовать взгляды Геттона, изложив их
простым, доступным языком.
И Плейфер пишет книгу «Иллюстрации теории
Геттона», изданную в 1802 г. В ней блестящие
геттоновские идеи получают не менее блестящее
литературное изложение, а в подтверждение их
Плейфер приводит немало новых примеров и
дополнительных аргументов. Словом, Плейфер не
только исправлял стиль, но в рамках своей
компетенции углублял содержание. Книге
предшествует краткое предисловие, которое может
быть использовано в любой хрестоматии по
истории геологии. Лишь одна оценка, данная в нём
взглядам Геттона, вызывает несогласие. Говоря о
вулканистах (т.е. плутонистах) и нептунистах,
Плейфер замечал: «Доктор Геттон скорее
принадлежал к последним, хотя в своей системе он
прибегает к действию как огня, так и воды, и
потому, строго говоря, он не может быть отнесён
ни к тем, ни к другим». Джон Плейфер стал
единственным, кто попытался связать воедино
Геттона и нептунизм. Впрочем, одно может
оправдать этого исследователя: только спустя
немалый исторический период стало возможным
провести достаточно чёткое разграничение между
приверженцами противоположных концепций; в
начале XIX столетия «кристаллизация» ещё не
произошла.
Именно труд Плейфера сделал теорию Геттона
всеобщим достоянием, оказал сильнейшее влияние
на развитие геологической мысли; именно он
способствовал формированию взглядов Лайеля.
«Как учёный, он в необычайной степени сочетал
в себе искусство острых, проницательных
наблюдений со способностью к смелым и оригинальным
обобщениям» — это слова Плейфера в
биографическом очерке о Геттоне.

Энциклопедия для детей
АБРААМ ВЕРНЕР
(1749-1817)
СОВЕРШЕНСТВО В МИРЕ
МИНЕРАЛОВ
Л браам Готлоб Вернер — крупнейший немец-
/ \ кий минералог и геолог конца XVIII —
^"1_^начала XIX столетий. Из тех учёных, кто
делает целую эпоху в своей науке и даёт ей мощный
импульс развития.
В его судьбе отчётливо прозвучали и нотки
трагедии. Ибо при жизни суждено ему было
пережить крушение целостной системы своих
взглядов — поначалу поистине революционных и
привлёкших многих последователей и учеников.
Но именно самые любимые, самые талантливые из
них — Александр фон Гумбольдт и Леопольд фон
Бух — нанесли сокрушительный удар по
воззрениям учителя.
Вернер стоически перенёс поражение: оно
отнюдь не умалило его авторитета в глазах
современников.
...В его родословной на протяжении двух с
половиной столетий — несколько поколений
потомственных горняков.
В детском возрасте игрушкам он предпочитал
камни, любил их перебирать и сортировать. В
четыре года научился читать, в пять — писать и
считать. Отец его — инспектор металлургического
завода — собрал богатую библиотеку. Мальчик
пристрастился листать старинные фолианты;
особенно интересовался теми, в которых
рассказывалось о минералах и рудах.
Много лет спустя Вернер вспоминал, что уже в
десять лет его очень занимало внутреннее строение
гор и он даже пытался самостоятельно сделать
некоторые собственные выводы. Отец устроил сына
после окончания школы на завод, надеясь, что со
временем тот займёт его инспекторскую
должность.
Тяжёлое заболевание заставило Вернера
отправиться на целебные источники в Карлсбад. Здесь
он не только проходил курс лечения, но с
увлечением собирал коллекции, проводил
геологические наблюдения.
В Карлсбаде он познакомился с величайшим
немецким поэтом Гёте. Всю свою жизнь Вернер
поддерживал с ним дружеские отношения.
В 1765 г. в саксонском городе Фрайберге —
«колыбели горного дела в Европе» -— была
основана Горная академия. Спустя четыре года
Вернер стал её студентом. Вся его научная и
педагогическая деятельность оказалась связанной
с этим учебным заведением. Окончив академию, он
совершенствовал своё образование в Лейпцигском
университете. Там он изучал гуманитарные науки:
философию, историю, юриспруденцию,
экономику. Вообще многие крупные естествоиспытатели
прошлого имели неплохую гуманитарную
подготовку, хорошо ориентировались в географии.
Вернер любил рассказывать о том, как в 1799 г. он
предсказал тот маршрут в Альпах, по которому
великий русский полководец Александр Суворов
мог бы совершить обход французской армии. И
этот прогноз действительно сбылся.
Широко образованный, с чётко
сформировавшимися интересами, 25-летний Абраам Вернер
приступает к научной деятельности. В 1774 г. в
Лейпциге выходит в свет его первая книга: «О
внешних признаках ископаемых тел».
Сравнительно небольшая по объёму, но исключительно
богатая по содержанию, она стала событием в
минералогии.
В ту пору ещё не существовало чёткого
определения понятия «ископаемые тела». К ним
относили и собственно минералы — «простые
ископаемые тела», и горные породы — «сложные
ископаемые тела», и даже окаменелости —
твёрдые остатки животных и растительных
организмов. Немало времени посвятил Вернер тому,
чтобы йавести порядок в этой путанице. В своей
же книге он рассматривал исключительно
минералы.
Главным для него была система. Его биограф
писал: «Вернер всегда стремился к порядку. Он
584

был систематиком большого стиля, умевшим
классифицировать познания и распределять их с
логической точки, облегчая тем самым понятие
связи между отдельными фактами».
В первую очередь Вернер разрабатывал способы
описания ископаемых тел по их характерным
признакам — цвету, внешнему виду и внутреннему
строению, весу, вкусу, запаху. Химический состав
минералов стоял для него на втором плане,
поскольку химия ещё не разработала достаточно
надёжных аналитических приёмов.
В связи с этим можно упомянуть один
примечательный эпизод его жизни. В 1802 г. он посетил
Париж. Там Вернер был представлен первому
консулу Франции, что само по себе — большая
честь для учёного. Будущий император Наполеон
Бонапарт отнюдь не являлся профаном в
естественных науках, но здесь он попал впросак. «Я знаю
Вас, — сказал он Вернеру. — Вы имеете большие
заслуги в химии». Вернер испытал некоторое
разочарование: конечно, ему было бы приятнее
услышать от Наполеона признание своих заслуг в
геологии.
Вернер ставил целью привести к совершенству
описание внешних признаков минералов, придать
им большую чёткость: «Определённость понятий в
математике придаёт совершенство этой науке...
Какая польза была бы минералогии, если бы все
минералоги стремились придать своей науке
совершенство, присущее математике».
Фридрих Энгельс справедливо сказал об
английском естествоиспытателе Роберте Бойле:
«Бойль делает из химии науку». «Вернер делает из
минералогии науку» — подобная оценка не
является преувеличением. Но минералогия Вер-
нера всё же была описательной. Ещё не пришло
время более углублённых исследований. Работы
Вернера существенно его приблизили.
Книга «О внешних признаках ископаемых тел»
принесла ему мировую известность. Эта небольшая
по объёму книжка стала незаменимым
практическим руководством и для рудокопов, и для
студентов, образцом для многих других
минералогических руководств, первым чётко и ясно
изложенным «определителем минералов».
Он сам открыл 8 новых минералов и ввёл 25
новых названий для уже известных; 2 минерала
названы в честь учёного: вернерит и вернерин.
Имя Вернера стоит в первой строке перечня
величайших исследователей, строивших здание
минералогии. Но вот парадокс: при жизни учёного
наибольшей популярностью пользовались его
воззрения в другой области.
Во второй половине XVIII столетия возникли
два учения о первопричинах происхождения
«земной тверди». Одно из них основывалось на так
называемой теории плутонизма (вулканизма). В
наибольшей степени она была разработана в трудах
шотландского геолога Джеймса Геттона. Плуто-
нисты полагали, что главная роль в образовании
горных пород принадлежит «подземному огню».
Выдающиеся геологи
В Карлсбоде Вернер познакомился с великим Гёте.
585

Энциклопедия для детей
•Ь^£эдЫ Нептунисты, напротив,
провозглашаем ьАд| ли принцип: «Всё из воды».
Хотя «нептунистические» идеи
появлялись и до Вернера, именно он стал их наиболее
активным приверженцем и пытался найти им
строгое научное обоснование. Он подробно излагал
их в своём курсе геогнозии. По Вернеру, геогнозия
являлась составной частью геологии и
рассматривала «те соотношения, в которых показываются
минералы в твёрдой части земного шара», а также
изучала, каким образом минералы «её составляют,
как произошли и ныне ещё происходят».
Почему Земля имеет шарообразный вид, как
другие небесные тела, как капля воды? Отчего в
различных горных породах содержится огромное
количество остатков органических тел? Почему
внутреннее строение Земли слоистое?
Отвечая на эти вопросы, Вернер делает вывод:
наша планета в самом начале «составляла жидкую
круглую массу». Земной шар образован водою, с
ним «происходили величайшие перемены, при
кото]^Ь1х вода наиболее действовала».
Одним из достоинств Вернера было умение
красочно и доступно излагать свои мысли — и это
существенно способствовало пропаганде
нептунизма. Учение приобрело множество сторонников.
Нельзя сказать, что он напрочь отвергал идеи
плутонизма; скорее, он их серьёзно недооценивал,
а также заблуждался в оценке вулканических и
осадочных пород. Например, он относил базальт к
осадочным породам. А между тем именно базальт
оказался тем «пробным камнем», который в
конечном счёте нанёс тяжёлый удар по теории
нептунизма.
На каком-то эт£пе концепция Вернера получила
поддержку, казалось бы, с неожиданной стороны.
Иоганн Вольфганг Гёте кроме удивительного
поэтического дара обладал ещё и задатками
незаурядного естествоиспытателя и всегда был в
курсе научных событий. Он не остался
безучастным и к полемике между нептунистами и
плутонистами. Их споры Гёте аллегорически
отразил на страницах «Фауста». В главе
«Вальпургиева ночь» он вывел образы «плутониста» и
«нептуниста» в лице древнегреческих философов
Анаксагора и Фалеса.
«Огонь чадящий образует скалы!» —
восклицает Анаксагор.
«Вода — всему живущему начало...» —
возражает ему Фалес.
Сам Гёте устами Фалеса слагает гимн во славу
нептунистов:
Мне истина ярко предстала —
Из воды всё возникло сначала!
Всё собою вода оросила!
Океан — ты великая вечная сила!
Громады туч сгущающий,
Реки всюду вокруг посылающий,
Потоки поглощающий,
Ты действуешь всюду в долах и в горах!
Ты свежую жизнь сохраняешь в веках!
Плутонистам же Гёте посвятил несколько едких
эпиграмм.
Мнение всеми почитаемого литератора,
конечно, не могло не повлиять на умы. Но никакие,
даже самые яркие, самые проникновенные слова
це способны изменить логику научного познания,
опровергнуть наблюдения и факты.
Между тем новые факты вступали в
противоречие с вернеровской концепцией нептунизма.
Двое крупных естествоиспытателей — Александр
фон Гумбольдт и Леопольд фон Бух — оказались
среди тех, кто представил наиболее весомые
аргументы против этого учения.
Вернер обучал своих учеников методу, который
во главу угла ставил наблюдение. Веские
доказательства истинности концепции нептунизма
можно было получить на основе наблюдений
горных пород в разных точках земного шара.
Вернер делал свои выводы, основываясь на
собственных исследованиях в саксонских Рудных
горах. А его ученики работали во многих странах
мира, и диапазон их наблюдений был несравненно
шире.
Он никогда не бывал в Альпах и никогда не
видел вулканов. Вернейший его ученик,
Гумбольдт, неопровержимо доказал, что базальт имеет
вулканическое происхождение. Этот факт в корне
противоречил основным положениям нептунизма.
Научная логика неумолима: ряды сторонников
нептунизма стали стремительно редеть. Лишь
немногие сохранили преданность Вернеру; в их
числе был и Гёте. Этому он посвятил строки своего
стихотворения:
Король развенчан и разбит,
Низложен также и гранит.
Сыночек-гнейс вдруг папой стал,
Но близок и его провал.
Уже мешает сплав Плутон
И революцию ждёт он.
Базальт, чертовски чёрный негр,
Стремится вверх из адских недр.
Дробит он землю, камни, скалы.
Омега нынче альфой стала,
И весь наш милый мир кругом
Геогпостически повёрнут кувырком.
Два столетия минуло с тех пор, как нептунисты
и плутонисты скрестили шпаги в ожесточённой
полемике. Каждая из сторон считала себя правой;
одна потерпела поражение. По мере накопления
фактического материала выяснялось, что и
сторонники Плутона в немалой степени впадали в
крайность. Когда удалось освободиться от шелухи
«неопровержимых» аргументов и подчас
умозрительных воззрений, в истории геологии остались
истинно рациональные зёрна. Ведь помимо
изверженных в природе широко представлены и
осадочные породы, «нептунистическое»
происхождение которых очевидно.
Далёкими и наивными представляются ныне
споры между двумя «кланами» в геологической
науке. Справедливую оценку дал им Владимир
586

Выдающиеся геологи
Иванович Вернадский: «Мы видим теперь, что тот
спор о нептунизме и плутонизме, который занимал
десятилетия мысли геологов, особенно немецких,
казался современникам важным, но в
действительности им не был. Эти оба представления
сводили всю структуру изучаемых геологами
явлений к влиянию поверхностных сил, царящих,
по современной терминологии, в биосфере, —
нептунисты (преобладающая роль воды —
Нептуна), или допускали преобладающее влияние
глубинных частей планеты, ярким .проявлением
которого являлись вулканы, — плутонисты».
Подобные этапы в развитии естествознания
были неизбежны. Борьба разных представлений
продвигала вперёд свежую научную мысль, а
время всё расставляло по своим местам. Но
возникали и сталкивались новые воззрения. Так
что причислять вернеровские взгляды на
происхождение земных пород только лишь к категории
заблуждений было бы не только фактической, но
и историко-научной ошибкой. «Его геогнозия, —
пишет биограф, — с течением времени
преобразилась и влилась в современную геологию».
Вся жизнь Абраама Вернера была отдана науке
и преподаванию: они, собственно, составляли суть
его существования. Он не был женат, его «семьёй»
были коллеги по Горной академии и в особенности
студенты. Среди них он пользовался
исключительной популярностью.
Биограф вспоминает: «Он был их
воспитателем, советчиком, духовным руководителем,
старшим другом в любое время... Особенно много
внимания уделял Вернер слушателям с
выдающимися способностями, опекая и поддерживая их
материально... Священный огонь вдохновения,
горевший в нём самом, зажигал и его слушателей».
Число опубликованных им трудов сравнительно
невелико для учёного подобного масштаба. Тем
более удивительно богатство его архива: в нём
сохранилось колоссальное собрание рукописей с
конспектами лекций, описаниями месторождений
и коллекций, многочисленными отчётами. Их
объём составляет более 80 томов. Многие академии
избирали его действительным и почётным членом.
...Гёте узнал о смерти Вернера из письма
горного инспектора во Фрайберге, некоего Требры.
Тот описывал пышные похороны учёного, не
преминув рассказать и об имевшем место
происшествии. Многочисленные студенты сочли, что
панихида по их любимому учителю была
недостаточно торжественна. В отместку они камнями
выбили стёкла в домах священника и дьякона. «И
не просто камнями, — счёл нужным добавить
Требра, — но образцами минералов».
УИЛЬЯМ СМИТ
(1769-1839)
«ОТЕЦ АНГЛИЙСКОЙ
ГЕОЛОГИИ»
^>, собая роль в разработке шкалы
последовательности геологических напластований
\^ принадлежит англичанину Уильяму Смиту.
Будучи инженером-землемером и увлекаясь
геологией, Смит участвовал в прокладке каналов в
Южной Англии. Он обратил внимание на то, что
пласты горных пород в окрестностях города Бата
отличаются непрерывностью и постоянной
последовательностью. При этом оказалось, что каждый
пласт содержит свои особые ископаемые
окаменелости. И эта последовательность
напластования горных пород повторяется в разрезах,
далеко отстоящих друг от друга. Смит сделал
вывод, что сходство пластов определяется
сходством заключённого в них «набора» окаменелостей,
а вовсе не их минеральным составом, как думал
Абраам Вернер. Это натолкнуло Смита на мысль о
том, что слои, содержащие один и тот же «набор»
окаменевших ископаемых остатков, образовались
в одно и то же время. Таким образом появилась
возможность сравнивать осадочные толщи, не
прослеживая непосредственно их на местности, а
только на основании сравнения заключённых в
них окаменелостей. Тем самым Смит заложил
фундамент развития двух самостоятельных
отраслей геологии. Одна из них — палеонтология (наука
о прежде живших существах); другая —
стратиграфия (наука о последовательности залегания и
образования горных пород).
Сначала взгляды Смита не обратили на себя
особого внимания специалистов. Сам Смит в конце
XVIII в. принялся за составление геологической
карты Англии, для чего пешком исходил всю
страну. Он окончил карту в 1815 г.
В конце концов Уильям Смит стал
исключительно популярным человеком. Заслуги его
были очень высоко оценены Лондонским
геологическим обществом, наградившим Смита в
1831 г. первой золотой медалью за геологические
открытия.
Уильяма Смита по праву называют «отцом
английской геологии».
587

Энциклопедия для детей
ЧАРЛЗ ЛАЙЕЛЬ
(1797—1875)
НИСПРОВЕРЖЕНИЕ ТЕОРИИ
КАТАСТРОФ ДРЕВНОСТИ
ч r^v 1797 г. в Шотландии скончался Джеймс
^Геттон, один из пионеров геологии. В на-
-_UJy4Hbix кругах эта весть была встречена с
глубокой скорбью. В том же году в семье
шотландского дворянина Чарлза Лайеля родился
первенец, которого назвали в честь отца. Спустя
десятилетия Чарлз Лайель-младший будет
повсеместно признан крупнейшим геологом
современности. По поводу этих событий можно было бы
произнести ритуальную фразу: «Король умер, да
здравствует король!» Она тем более уместна, что
Лайель унаследовал многие научные
представления Геттона.
Большая семья Лайелей страстно любила
путешествовать, а потому совершала поездки по
разным странам Европы. То было стремление
лучше узнать окружающий мир. Отец семейства
отличался разносторонними способностями, с
особым интересом занимался ботаникой.
Наклонности натуралиста рано проявились и у Чарлза: он
с детских лет собирал коллекции насекомых и
растений.
Школьное образование мало что дало Чарлзу в
естественнонаучной области. В школах, где он
обучался, основное внимание уделялось изучению
языков и литературным упражнениям. Но и эти
знания в дальнейшем весьма пригодились ему.
Родители пожелали, чтобы их сын стал адвокатом.
Будущего юриста было решено определить в
Оксфордский университет.
Чарлз переступил порог этого престижного
учебного заведения в январе 1816 г. Система
образования в Оксфорде не столько способствовала
подготовке профессионалов, сколько прививала
студентам определённые нормы поведения в
обществе и умение самостоятельно работать и
мыслить.
Иногда случайность круто меняет жизнь
человека. Так произошло и с Чарлзом Лайелем: из чистой
любознательности он стал посещать лекции члена
Лондонского геологического общества Уильяма
Бёкланда. Интересные лекции настолько увлекли
Чарлза, что он решил прослушать курс геологии
полностью. Тем более что кое-какие отрывочные
сведения из области геологии уже были ему
известны. Бёкланд лишь помог привести их в
систему. В июле 1817 г. в письме к отцу Лайель
делится своими соображениями относительно
нового предмета изучения.
Господствующей геологической концепцией
того времени была так называемая теория катастроф.
Её утверждению в науке особенно способствовал
французский учёный Жорж Кювье. В Г812 г. он
опубликовал «программную» книгу «Рассуждения
о переворотах на поверхности земного шара». Вот
суть этой концепции: в истории нашей планеты
время от времени происходили внезапные
перевороты (катастрофы). Они приводили к быстрому
и очень существенному изменению лика Земли —
вздымались новые горные системы, опускались
континенты, исчезали и появлялись новые моря,
вымирали многие виды животных и растений. В
промежутках между катастрофами, в спокойные
периоды, на Земле появлялись новые виды живых
организмов. Обычные природные явления —
землетрясения, извержения вулканов — не могли
сопровождаться глобальными переворотами.
Теория катастроф приводила к признанию
существования «надприродных», внешних, потусторонних
сил. Последней по времени катастрофой считался
Всемирный потоп.
В своих лекциях Бёкланд часто упоминал имя
Геттона, который придерживался принципиально
иной точки зрения относительно сил,
формирующих земную поверхность. Геттон утверждал: все
588

Выдающиеся геолога
изменения, происходившие на Земле, можно
объяснить как результат действия обычных сил,
наблюдаемых и проявляющихся и в настоящее
время. Фактор времени он рассматривал как
важнейший «параметр», влияющий на природные
изменения. Катастрофисты считали, что все
крупные преобразования происходили быстро,
внезапно, путём скачка. А Геттон, придерживаясь
мнения о единообразии древних и современных
геологических факторов, полагал, что все без
исключения геологические изменения всегда
происходили в том же темпе, в тех же направлениях
и приводили к таким же результатам, как можно
наблюдать ныне. Взгляды, которые исповедовал
Геттон, легли в основу концепции униформизма.
Несмотря на своё серьёзное увлечение
геологией, Чарлз заканчивает университет и в декабре
1819 г. получает степень бакалавра
юриспруденции. Внезапное ухудшение самочувствия не
позволяет ему немедленно приступить к
адвокатской практике. Для поправки здоровья Лайель-
старший увозит сына в Рим. Пребывание в Италии
знаменательно для Чарлза тем, что у него
начинают формироваться пусть отрывочные, но
собственные геологические представления.
Очень важным в его биографии оказывается
1821 год. Лайель публикует свою первую статью
по геологии, и его избирают членом Лондонского
геологического общества. Пусть коллеги видят в
нём лишь многообещающего любителя ваукен
сам факт. И в том же году ему присуждают степень
магистра юриспруденции.
Отец настаивает, чтобы Чарлз занялся
престижной адвокатской деятельностью: профессии
геолога тогда попросту не существовало, следовательно,
занятиям геологией можно посвящать свободное
время. Такая профессия появилась только в
40-х гг. XIX в., когда была организована
Британская геологическая служба. Но Чарлз чувствует,
что адвокатура начинает его тяготить. Да и какой
из него адвокат, если, по воспоминаниям
современников, Лайель «не обладает даром речи; в его
манерах есть нерешительность, его голос не
отличается ни силой, ни мелодичностью, в его
действиях нет внушительности»?
С ещё большей увлечённостью он продолжает
наблюдения и путешествия, выступает с
докладами на заседаниях Геологического общества. В
1823 г. в Париже Лайель знакомится с
«властителями дум» естествоиспытателей — Жоржем
Кювье и Александром Гумбольдтом. Это не только
большая честь — это сильнейший импульс для
дальнейшей работы.
Он понимает, что пора сделать окончательный
выбор. Кто же прав: катастрофисты или
униформисты? Как современные, «работающие» в природе
силы соотносятся с силами прошлого?
Лайель решил написать книгу и в ней
попытаться разрешить сомнения. Внутренне он уже
понимал, что выступит против теории катастроф.
Но одной убеждённости недостаточно, нужны
веские аргументы.
Чарлз начал собирать материалы, fM^fc
чтобы «написать о согласии древних \™ ™*|
причин с нынешними и показать, что
растения и животные в прошлом были такими же,
какими мы их знаем теперь». Чтобы подкрепить
свои теоретические представления
непосредственными наблюдениями, он отправляется в
путешествие по Франции, Италии и Сицилии. Ему удалось
собрать богатый фактический материал. Однако
решающим событием стало посещение развалин
древнего храма Юпитера-Сераписа неподалёку от
Неаполя. На сохранившихся колоннах храма были
запечатлены следы колебаний земной коры в
исторически недавнее время. На колоннах
отчётливо выделялись три участка. Нижний и верхний
сохраняли гладкость мрамора, средний же был
источен так называемыми сверлящими
моллюсками. Эти развалины видели многие, но лишь Лайеля
осенило, что руины храма являются не столько
историческим, сколько геологическим
памятником. Ведь неоднородность поверхности колонн —
свидетельство периодических колебаний уровня
Неаполитанского залива. Средний участок был
источен в результате продолжительного
погружения развалин в воды залива. Нижний участок,
заваленный мраморной щебёнкой, оказался
недоступным для моллюсков, верхний возвышался
над водой, зато на среднем они хорошо
«поработали». Так Лайель получил убедительное
доказательство, что колебания земной коры —
опускания и поднятия — могут происходить медленно,
без катастрофических катаклизмов.
Сделанное им описание колонн стало
хрестоматийным, вошло во многие учебники по геологии.
Не лишённый дара художника, Лайель зарисовал
колонны. Этот рисунок он поместил на обложке
своей книги.
...Незадолго до смерти в своём завещании он
учредил бронзовую медаль. На одной её стороне
были выбиты профиль и имя учёного, на другой —
колонны храма Юпитера-Сераписа по рисунку
Лайеля. С 1876 г. вплоть до наших дней медаль
присуждается ежегодно. Среди её лауреатов —
многие выдающиеся представители геологической
науки.
Первый том книги Лайеля увидел свет в конце
1830 г. (второй и третий были опубликованы в
течение следующих трёх лет).
По традиции того времени книга имела длинное
поясняющее название: «Принципы геологии,
являющиеся попыткой объяснить прошлые
изменения поверхности Земли путём соотношения с
причинами, ныне действующими» — оно как бы
содержало самую сущность труда. Книга сразу же
начала своё триумфальное шествие по разным
странам. Её перевели почти на все европейские
языки, в том числе на русский (под названием
«Основные начала геологии»). В одной лишь
Англии она выдержала 12 изданий. Излагая и
утверждая свои научные воззрения, Лайель был
предельно беспристрастен в характеристике
взглядов своих противников. «Принципы» стали на-
589

Энциклопедия для детей
ta^enft стольной книгой для нескольких поко-
|рУ - еаАДj Лений геологов.
Другое её неоспоримое достоинство
состояло в прекрасном литературном языке и стиле
изложения. Это был один из редких
фундаментальных научных трудов, вполне доступных
непрофессионалам. «Принципы» вызвали интерес
к геологическим знаниям у широкого круга
образованных людей. Как отмечала популярная в
те годы английская писательница Гарриет Марти-
но, «после того как прошла мода на романы
Вальтера Скотта, многочисленная публика
среднего сословия раскупала дорогое сочинение по
геологии в пять раз быстрее, чем любой из самых
популярных современных романов».
Пожалуй, ни один научный труд XIX столетия
не вызывал подобного резонанса в обществе.
Слава стремительно вошла в жизнь Лайеля,
нисколько не изменив его характер, не придав ему
высокомерия и надменности. Профессор геологии
в Лондонском королевском колледже (1831 г.),
президент Лондонского геологического общества
(1836 г.), лауреат медали Коплея, высшей научной
награды XIX в. (1858 г.), — вот лишь некоторые
свидетельства признания его заслуг.
В конце 30-х гг. в его жизни произошло
знаменательное событие: на одном из заседаний
Геологического общества он встретился с Чарлзом
Дарвином. Натуралист, совершивший
кругосветное путешествие на корабле «Бигль», по
рекомендации профессора ботаники Генсло ознакомился в
пути с первым томом «Принципов геологии».
Генсло, убеждённый катастрофист,
характеризовал труд Лайеля лишь как свод детально и
остроумно подобранных фактов, опирающихся на
ложную концепцию. Дарвин не внял, однако,
наставнику. «Принципы» произвели на него
сильное впечатление. Много лет спустя он
признавался: «Я всегда чувствовал, что мои книги
появились наполовину как бы из мозга Лайеля; но,
однако, я не сознавал этого в достаточной мере,
поскольку всегда думал, что великая заслуга
«Принципов» была в том, что они изменили всё
наше мышление, и поэтому, когда
рассматривалась вещь, которую никогда не рассматривал
Лайель, то мы видели её через его сознание (его
глазами)».
Великий реформатор биологии, автор
бессмертного «Происхождения видов» называл Лайеля
«лордом-канцлером естествознания».
Знакомство переросло в дружбу, хотя далеко не
всегда Лайель и Дарвин придерживались
одинаковых взглядов. Так, Лайель высказал довольно
прохладное отношение к »Происхождению видов»,
потому что не разделял точки зрения Дарвина на
«всемогущество» естественного отбора, считая его
лишь одной из многих причин эволюции
органического мира. Полемикой с автором
«Происхождения видов» проникнута книга Лайеля
«Геологические доказательства древности человека с
некоторыми замечаниями о теориях
происхождения видов», вышедшая в 1863 г.
Лайель долгое время ограничивал свои
путешествия пределами европейского континента.
Только в 1841 г. он отправляется в Северную
Америку, куда был приглашён прочитать цикл
лекций по геологии. Потом совершил ещё четыре
поездки туда. Фактически он был одним из первых
европейцев, осуществивших обширные
геологические исследования на Северо-Американском
континенте. Итогом стали двухтомник «Путешествия
по Северной Америке», более 20 статей и 40
ящиков коллекций. Пребывание в Северной
Америке оказалось для Лайеля превосходным
экзаменом, подтвердившим жизненность его концепции.
Во время двух первых американских поездок
ему был устроен триумфальный приём, он
удостоился беседы с президентом Соединённых Штатов.
На родине подобных почестей Лайелю не
оказывали. Хотя научный мир отдавал ему должное, это
мало сказывалось на его общественном положении.
Многим выдающимся естествоиспытателям
XIX столетия начинали воздавать по заслугам на
родине после того, как они завоёвывали всеобщее
признание за рубежом. После своего триумфа в
Америке Лайель специальным королевским
указом был удостоен рыцарского звания. Он теперь
именовался «сэр Лайель», но всегда относился к
этому более чем сдержанно.
Как ни парадоксально, у Лайеля не было
учеников. Зато он приобрёл многочисленных
последователей во всём мире благодаря своим
сочинениям, в которых излагал сложнейшие
научные проблемы с удивительной простотой и
ясностью. В воспоминаниях современников
Лайель — исключительно честный учёный и человек,
умевший твёрдо отстаивать свои убеждения. Он
всегда помогал коллегам, даже если они не
разделяли его научных воззрений и выступали
против них. Были люди, которые относились к
нему холодно, но за всю свою жизнь он не нажил,
пожалуй, ни одного врага.
В середине 60-х гг. XIX в. у него резко
ухудшилось зрение; он постепенно утрачивал
способность читать и писать и вынужден был
пригласить секретаря. Им стала Арабелла Беклей.
Она очень помогла учёному и под его влиянием
приобрела прямо-таки профессиональные знания.
После смерти Лайеля она написала книгу
«Краткая история естественных наук»,
предназначенную для юношества. Книга была посвящена
Лайелю и его жене. В одной из глав излагался
вклад Лайеля в геологию — едва ли не впервые в
популярной литературе.
...И всё-таки в 1873 г. он нашёл в себе силы
совершить поездку в Швейцарию, которую так
любил с детских лет. А 5 ноября 1874 г. он посетил
заседание Геологического клуба. Полуслепой,
слабеющий человек произнёс яркую речь о
будущности геологии.
22 февраля 1875 г. Чарлза Лайеля не стало. Он
похоронен в Вестминстерском аббатстве, рядом с
величайшими деятелями Англии.
К мраморному бюсту прикреплена плита, на
590

Выдающиеся геологи
которой после имени и дат рождения и смерти
начертаны слова эпитафии: «На протяжении
длительной и деятельной жизни он искал способ
расшифровки отрывочной летописи истории
Земли, терпеливо исследуя современный порядок
природы, путём длительного изучения раздвигая
границы знаний и возможностей научной
мысли...»
В составлении текста надгробной надписи
активное участие принимал Чарлз Дарвин.
В унисон ей звучали слова из некролога,
подписанного крупным английским
естествоиспытателем Арчибальдом Гейки: «До Лайеля геологи
считали современные силы лишь реликтами
мощных агентов прошлого. Лайель опроверг это
1829 г. французский геолог Жан Батист
Арман Луи Леоне Эли де Бомон выдвинул
гипотезу, получившую название «контрак-
ционной» (от лат. contractio — «стяжение»). Эли
де Бомон опирался на гипотезу Канта — Лапласа
(согласно которой Земля образовалась из
раскалённого газопылевого облака) и исходил из того,
что изначально расплавленная Земля постепенно
остывает. Сначала образовалась твёрдая внешняя
оболочка — земная кора. Затем по мере
охлаждения земной шар последовательно уменьшался в
объёме. Из-за сокращения объёма внутренней
части Земли твёрдая наружная кора оседала. Её
площадь уменьшалась, она стягивалась и
коробилась. При этом боковое давление приводило к
образованию складок в виде вытянутых горных
цепей. По возникающим при этом трещинам
расплавленная масса — магма — выходила из недр
Земли.
Главная работа Эли де Бомона «Замечание о
системах гор» вышла в свет в 1852 г. как часть его
труда «Всеобщий словарь натуральной истории».
По мнению Эли де Бомона, в истории Земли
существовали длинные периоды сравнительного
покоя, в течение которых в морях накапливались
осадки. Периоды покоя чередовались с короткими
эпохами тектонических катастроф,
производивших глубочайшие изменения в состоянии земной
коры. Это были эпохи «внезапного» образования
почти параллельных горных цепей. Подобные
катастрофы уничтожали животных и растения.
Затем наступал новый период покоя, и
органическая жизнь обновлялась.
Согласно представлениям Эли де Бомона,
тектонические катастрофы неоднократно повторялись
начиная с самых древних геологических периодов.
воззрение. Он собирал факты со всех W^^U
концов света и провёл в геологии |ш ih^A|
реформу, став верховным жрецом уни-
формистской школы. Его труд был свежей струёй
и здоровым духом в геологии. Его идеи проникли
во все отрасли геологии... Своей реформой
геология обязана гению и настойчивости Лайеля».
XIX столетие подарило человечеству сотни
выдающихся учёных. Но не так уж много было
среди них подлинных «лордов-канцлеров
естествознания»: Джеймс Максвелл в физике, Дмитрий
Менделеев в химии, Николай Лобачевский в
математике, Чарлз Дарвин в биологии...
В этот «звёздный ряд» достойно и по праву
входит геолог Чарлз Лайель.
Так, например, Альпы возникли сравнительно
недавно. Внезапное и быстрое образование
больших горных массивов должно было вызвать
необыкновенно сильные движения воды в океанах.
Как считал Эли де Бомон, благодаря этому и
происходили те большие потопы, предания о
которых сохранились у многих народов.
Согласно Эли де Бомону, возраст любой горной
цепи может быть определён по возрасту самых
молодых горных пород и самых древних недефор-
мированных слоев, которые их перекрывают. Если
горизонтальные пласты перекрывают пласты,
смятые в складки, то ясно, что пологие
(горизонтальные) пласты образовались после того,
как возникли горы (т.е. складки). Этот вывод
сыграл огромную роль в развитии
геотектонических исследований во второй половине XIX и
первой половине XX вв., т.к. он позволил выявить
эпохи горообразования (складкообразования) на
земном шаре. Эли де Бомон считал, что
горообразовательные эпохи были одновременны на всём
земном шаре и это можно использовать для
периодизации истории Земли. Развиваемая им
контракционная гипотеза стала ведущей
тектонической гипотезой в геологии. «Счастливейшим
завоеванием научной геологической мысли»
назвал эту гипотезу академик Александр Петрович
Карпинский.
Вместе с признанием гипотезы Эли де Бомона
общепринятой становится идея длительности
геологической истории, а также идея сравнительно
большой продолжительности процесса
горообразования. Это подрывало основной принцип
«классического» катастрофизма, согласно которому
геологические катастрофы внезапны и
быстротечны.
ЭЛИ де БОМОН
(1798—1874)
КОНЦЕПЦИЯ СЖИМАЮЩЕЙСЯ
ЗЕМЛИ
591

Энциклопедия для детей
АМАНЦ ГРЕССЛИ
(1814—1865)
УЧЕНИЕ О ФАЦИЯХ.
«РАЗГЛЯДЕВШИЙ НЕВИДИМОЕ»
Sa сто с лишним лет никто так и не написал
подробной биографии Аманца Грессли, а
потому многое в судьбе этого швейцарского
геолога остаётся — да, по-видимому, и останется
— неясным. Конец его был трагичен: он скончался
в психиатрической больнице, долгое время страдая
тяжёлым душевным недугом.
Ещё задолго до смерти он сочинил текст своей
эпитафии (надгробной надписи). В подстрочном
переводе с латинского она звучит так:
Грессли умер, сражённый любовью к камням.
Он собирал их везде, но не мое утолить свой голод.
Как он завещал, мы положили эту глыбу;
Покрытый ею, Грессли, наконец, насытился.
Немногочисленные друзья выбили эту надпись
на могильном камне.
Потомки могли бы добавить: «Здесь лежит
Грессли, создатель учения о фациях». И этого было
бы достаточно, чтобы увековечить его имя в
истории геологии.
В её истории Юрские горы (Юр£), на границе
между Швейцарией и Францией, стали редкостной
кладовой замечательных открытий и
палеонтологических находок, дали жизнь крупнейшим
геологическим понятиям. Достаточно, например,
назвать «юрский период».
Почти весь жизненный путь Аманца Грессли
связан с Юрскими горами. Маршруты его
экскурсий покрыли сплошной сеткой предгорья Юры.
Здесь рождались его открытия. Здесь, в кантоне
Золотурн, появился на свет и он сам — старший
из восьми детей в семье стекольного фабриканта.
Подобно многим выдающимся
естествоиспытателям, он с детства увлекался коллекционированием
камней, раковин, растений. Это увлечение
превратилось у него во всепоглощающую страсть.
Родители готовили Аманца к духовной карьере.
Первой его школой стала иезуитская гимназия в
Золотурне. Он задыхался в её затхлой атмосфере и
лишь в коллекционировании находил отдушину,
за ^то его не раз нещадно наказывали. В конце
концов терпению Грессли настал предел, и он
самовольно отправился во Францию, в Страсбург-
ский университет, где начал посещать лекции на
медицинском факультете.
Там неплохо преподавалась геология, и Аманц
с жадностью стал впитывать геологические
знания. Они давались ему легко, потому что он всем
существом, всеми своими юношескими
увлечениями был подготовлен к их восприятию.
Аманц понял, что геология станет главным
делом его жизни.
Возвратившись на родину, Грессли с присущей
ему самозабвенностью начал исследования
окрестностей Золотурна. Много лет спустя один из его
биографов напишет: «Казалось, будто перед его
всепроникающим взглядом ни одна скала Юры не
могла скрыть свою тайну».
Те, кто встречал Грессли во время его
геологических экскурсий, останавливались в недоумении
при виде кое-как одетого, непричёсанного,
опустившегося человека, который, казалось, никого не
замечал вокруг себя. Он совершенно не заботился
о своём внешнем облике; ему было безразлично,
чем питаться и где ночевать. Лишь бы постоянно
искать и наблюдать, лишь бы находить что-то
новое. Этот наблюдатель, по словам знавших его
натуралистов, обладал поистине гениальной
проницательностью. В родном кантоне он знал
буквально каждый камень.
В 1836 г. 22-летний Грессли решил привести в
систему результаты своих наблюдений и
исследований и начал писать книгу «Геологические
наблюдения юрских отложений», ,в которой впер-
592

Выдающиеся геологи
вые развил представления о фациях. К этому
времени он собрал уникальнейшую коллекцию
юрских окаменелостей. Молва о ней широко
распространилась.
Дошла она и до Жана Луи Агассиса, в то время
уже достаточно известного швейцарского геолога.
В жизни Аманца Грессли он сыграл поистине
роковую роль. Познакомившись с коллекцией,
Агассис был настолько поражён, что предложил
молодому коллеге переселиться к нему в Нев-
шатель, обещая всяческую помощь и материальное
обеспечение.
В те годы из Золотурна до Невшателя можно
было добраться за два часа. Но для Грессли
преодоление этого расстояния означало
переселение в другой мир. Он получил возможность
знакомиться с новейшей геологической
литературой и внимать советам старшего наставника,
которого боготворил.
Простодушный, доверчивый, как ребёнок,
совершенно лишённый честолюбия, Грессли далеко
не сразу понял, что покровитель просто-напросто
его эксплуатирует, используя знания и
колоссальную энергию Аманца. Без непосредственной
помощи Грессли Агассис вряд ли сумел бы
написать свою монографию по геологии.
Однажды Агассис сделал «великодушный
жест»: он назвал открытый Грессли в Юрских
горах новый вид двустворчатых раковин «Грес-
слиа» — «по имени неутомимого геолога, который
мне активно помогал в сравнительном изучении
видов».
Почти восемь лет длилось это неравноправное
сотрудничество — и чем дальше, тем мучительнее
Грессли сознавал неопределённость и стеснённость
своего положения. Но решительно порвать с
Агассисом и уйти из Невшателя он не находил в
себе сил.
Как часто бывает в жизни, развязка наступила
неожиданно. Осенью 1846 г., когда Грессли
вернулся после продолжительных летних
исследований, он не застал Агассиса. Оказалось, что
его покровитель навсегда уехал в Америку,
прихватив с собой наиболее ценную часть
коллекции окаменелостей.
Страшное потрясение испытал Грессли. Резко
обострилось его душевное заболевание, и
несколько месяцев пришлось пробыть в лечебнице.
Испытав сильнейший нервный шок, он к тому же
остался без средств к существованию. Пришлось
зарабатывать на жизнь геологическими
экспертизами, которые были необходимы при строительстве
туннелей, широко развернувшемся в Юрских
горах. В своих экспертных оценках он с
поразительной точностью предсказывал
последовательность расположения пород в горных массивах.
Подрядчики, поражённые его безупречными
прогнозами, считали Грессли ясновидящим.
Возможно, они были и правы, если под
ясновидением понимать ту самую «поистине
гениальную проницательность», которой обладал
Грессли.
Жизнь Грессли была неразрывно связана с Юрскими горами.
Образно говоря, на привычные категории
геологических исследований он сумел взглянуть
другими глазами и под иным углом зрения.
Грессли рассматривал толщи осадочных пород
одинакового возраста. Прежде для их описания
довольствовались вертикальными разрезами,
которые принимались за типичные. Он же, по его
словам, прослеживал каждый слой и каждое
отложение в его горизонтальном протяжении как
можно дальше. Таким образом ему удалось
распознать в подобном отложении вполне
определённые видоизменения. Характерными чертами
этих отложений были постоянные особенности
петрографического состава и содержавшиеся в них
остатки животных и растительных организмов. На
основании этих исследований он установил, что
определённый набор (комплекс) пород или
отложений указывает на климатические и физико-
химические условия их образования. Такие
наборы пород были названы фациями. Понятие
фаций впервые было теоретически разработано
Грессли.
Он ввёл в геологию также понятие фациального
анализа, в основе которого лежало сравнение
отдельных видов отложений. Этот анализ стал
593

Энциклопедия для детей
кИ^Йв весьма эффективным методом иссле-
у* шь\ дования в различных областях
геологии.
Книгу Грессли «Геологические наблюдения
юрских отложений» высоко оценили
современники. Так, крупный исследователь юрских
отложений Жан Марк/ писал, что она произвела на
него самое сильное впечатление из всего того, что
он с тех пор читал и изучал.
Опубликованные труды Грессли, сравнительно
немногочисленные, написаны очень чётким и
доступным языком. Мысли излагаются порой
эмоционально и образно. Это составляет резкий
контраст с его удручающим внешним обликом и
мятущейся натурой.
Всё-таки судьба улыбнулась Грессли. Вернулся
из долгого путешествия по Америке старый друг
Эдуард Десор: когда-то они вместе работали у
Агассиса. Снова Грессли обласкан, живёт в
DH был философом и поэтом современной
геологии» — так охарактеризовал
великого австрийского учёного Эдуарда Зюс-
са его русский друг и коллега Владимир
Афанасьевич Обручев. Два крупнейших представителя
геологической науки впервые встретились в Вене
в самом конце XIX столетия. Зюсс в то время
интенсивно работал над главным своим трудом —
«Ликом Земли».
Французский геолог Марсель Бертран имел
обыкновение цитировать Священное Писание.
«День, когда бысть свет» — так он
прокомментировал появление первого тома этого беспримерного
творения Зюсса в 1883 г. Тридцать долгих лет
посвятил австрийский геолог работе над «Ликом
Земли». «Благодаря этому сочинению он мог
считаться учителем всех геологов не только
Европы, но и других частей света», — напишет
много лет спустя Обручев.
Конечно, история геологии знает немало и
других учёных, которые по своему «рангу» не
уступали Зюссу. Образно говоря, он сумел
подняться на более высокую «смотровую площадку».
И нельзя вновь не процитировать Обручева, ибо
русский учёный, как никто другой, понял всю
значимость содеянного Зюссом: «...Он заставлял
читателя смотреть на нашу планету и следить за её
вращением с большой высоты или брать её в руки
в виде глобуса и, поворачивая между пальцами,
изучать её анатомию, её черты, устранив
воздушную и водную оболочку, мешающие
наблюдению».
поместье Десора; снова может заниматься наукой.
Вместе они в 1859 г. совершают путешествие по
Средиземному морю. Об этом Грессли написал
весьма содержательную работу «Воспоминания
естествоиспытателя о Южной Франции»;
опубликованная в малодоступном журнале, она долгое
время оставалась почти неизвестной.
И другой друг, Карл Фогт, тоже сотрудник
Агассиса, вспоминает о Грессли и приглашает его
в рейс по Северному морю. Последний раз получает
Грессли возможность вздохнуть полной грудью.
Потом — занавес. Друзей отвлекают
собственные жизненные проблемы. Опять беспорядочное
существование, душные штольни туннелей,
однообразная работа эксперта, катастрофическое
ухудшение здоровья.
12 апреля 1865 г. Аманц Грессли, «неогранён-
ный драгоценный камень из Юры», отправился в
свою последнюю бесконечную экскурсию.
Как здесь не вспомнить афоризм: «Талант — это
умение делать то, чего не могут другие; гений —
способность разглядеть то, чего другие не видят».
ЭДУАРД ЗЮСС
(1831—1914)
ПОЗНАНИЕ ЛИКА ЗЕМЛИ
594

О признании научных заслуг Зюсса лучше всего
говорит его продвижение по «академической
лестнице»: в 1860 г. его избирают членом-
корреспондентом Австрийской академии наук, в
1867 г. — действительным членом. В 1885 г. Зюсс
становится секретарём академии; спустя 8 лет —
её вице-президентом. Ещё через 5 лет Зюсса
избирают президентом. Впервые президентом
академии стал геолог. Такого прежде не было в
академической практике. Другим геологом,
ставшим президентом Академии наук в России в
1916 г., был Александр Петрович Карпинский.
Зюсс возглавлял Австрийскую Академию наук до
1911 г.: 80-летний учёный уже не чувствовал в себе
достаточно сил, чтобы занимать столь
ответственную должность, несмотря на то что коллеги
буквально умоляли его остаться на посту. Эдуард
Зюсс был почётным членом практически всех
академий мира и членом большого числа научных
обществ.
Подобно многим другим великим геологам,
Зюсс — сын предпринимателя средней руки — в
юности и не помышлял о приобщении к
геологическим знаниям. Отец высказал желание, чтобы сын
поступил в высшее учебное заведение — Венский
политехникум. Эдуард стал изучать практическую
геометрию и механику, к которым у него
обнаружился интерес.
Учёба в политехникуме совпала с грандиозным
политическим событием — революцией 1848 г.
Недовольство народа императором Фердинандом I
достигло предела. Народ требовал
«соответственных времени реформ» и «участия в
законодательстве». Так Эдуард — активный член
студенческого комитета — оказался на баррикадах. В
одной из стычек с правительственными войсками
он был ранен в ногу. Во избежание худшего отец
решил отправить семью на некоторое время в
Прагу.
Эдуард начал посещать лекции в Пражском
политехникуме, хотя его рана никак не заживала
и это доставляло ему немало страданий. Но летом
1849 г. он всё же сумел принять участие в
небольшой геологической экскурсии под
руководством хранителя Минералогического музея
Дорницера. В окрестностях Праги Зюсс изучал
окаменелости. Здесь он впервые приобщился к
геологическим исследованиям. Но это был лишь
эпизод: Эдуард по семейным обстоятельствам
возвращается в Вену. Тем временем в Вене
революционное движение было подавлено.
Участники событий 1848 г. подвергались репрессиям. В
декабре 1850 г. Зюсс был арестован. Почти месяц
ему пришлось провести в тюрьме, и только
внезапное тяжёлое заболевание спасло его от более
неприятных последствий.
19-летний Эдуард Зюсс, пожалуй, ещё не может
для себя решить, что же является его истинным
призванием. Но он уже понимает отчётливо:
пражская экскурсия не прошла бесследно. В
1849 г. в Австрии, причём раньше, чем в других
странах, был учреждён Геологический комитет.
Выдающиеся геологи
Это и немудрено: на территории Ав- fl^i^lU
стрии находится множество уникаль- |гУ ьД1|
ных природных объектов различного
строения и происхождения. Продолжая учиться в
политехникуме, Зюсс начинает сотрудничать в
Геологическом комитете и придворном музее. Ему
поручают привести в порядок коллекцию
ископаемых моллюсков. Он с энтузиазмом
принимается за работу и вскоре выступает с докладами
о её результатах. Так Эдуард Зюсс делает первые
шаги по «главной дороге» своей жизни... Ему
начинают давать и более ответственные задания:
геологическая съёмка, необходимая для
сооружения туннелей в горах; составление профиля
(геологического разреза) одного из отрогов Альп.
Увлечение геологией растёт. Отец не разделяет
устремлений сына; он хочет, чтобы Эдуард
унаследовал его фабрику. Но выбор уже сделан.
В июне 1855 г. Эдуард сочетается браком с
Герминой Штраус. Много лет ему предстоит
прожить с ней в мире и согласии, у них будет пять
сыновей, один из которых, Франц-Эдуард, сам
станет видным геологом.
Исследованиям Зюсса уже дают высокую
оценку ведущие австрийские геологи. Хотя он ещё не
имеет докторской степени, министр просвещения
даёт санкцию на назначение Зюсса
экстраординарным (т.е. сверхштатным) профессором
Венского университета. С 1857 по 1901 г. учёный будет
читать лекции в его стенах.
И как лектор Зюсс был самобытен. Его лекции,
по воспоминаниям современников, были само
вдохновение, сочетали красочную, образную речь
и глубочайшее знание излагаемого материала.
Темы лекций Зюсса отражали эволюцию его
научных интересов. В первые годы преподавания
он читал только палеонтологию. Позднее лекции
приобретают отчётливую геологическую
направленность, причём значительное место занимали
вопросы стратиграфии. Затем лекции посвящались
почти исключительно проблемам тектоники — в те
годы, когда он интенсивно работал над «Ликом
Земли».
Свою преподавательскую деятельность Зюсс
начал именитым геологом, но знаменитым стать
ему ещё предстояло. В беседах с видными учёными
разных стран он старался больше слушать, чем
высказывать свои идеи: надо было дать им
окончательно сложиться в систему.
В середине 50-х гг. XIX столетия учёный всё же
пытается подняться на новую «смотровую
площадку». Зюсс чутко улавливает возникающее среди
естествоиспытателей стремление вывести
геологию, по образному выражению Обручева, «из хаоса
господствовавших стратиграфических этюдов
отдельных местностей на путь истолкования истории
всей Земли»; увидеть «лик» нашей планеты с
иных, более общих позиций.
На жизненном пути Зюсса возникает между тем
довольно неожиданный, но вполне объяснимый с
точки зрения его характера поворот. Он никогда
не был сторонником «чистой науки». Исследова-
595

Энциклопедия для детей
тельскую деятельность Зюсс почитал
разумным сочетать с практической
пользой. Так открывается в его жизни
глава, которую можно было бы назвать «Венский
водопровод».
Водоснабжение Вены испытывало кризис; это
было обусловлено специфическим географическим
положением города. Остро не хватало достаточно
чистой, пригодной для питья воды.
Зюсс подошёл к решению нелёгкой проблемы
именно как практический геолог. Весной 1862 г.
он опубликовал первую из своих книг —
«Происхождение и состав почвы Вены и её отношение к
жизни горожан». В ней он убедительно показал,
что качество венской питьевой воды весьма низкое,
и обосновал неотложность постройки нового
водопровода. Хотя существовало более 50 проектов
переустройства водоснабжения, ни один из них, по
мнению Зюсса, не мог считаться приемлемым.
Учёный предложил неожиданный, но в то же
время реальный и чуть ли не единственный выход:
использовать чистейшие воды альпийских
источников. Правда, они были удалены от города
примерно на 100 км. Бургомистр Вены резонно
заметил, что «альпийский» водопровод будет
слишком дорогим, на что Зюсс кратко ответил:
«Здоровье всего дороже!»
Но только в 1868 г. начались строительные
работы. Первые струи альпийской воды забили из
фонтана на венской площади Шварценберг.
Благодарные горожане потом поставят около фонтана
памятник Зюссу. На мраморном возвышении —
бюст учёного, а на передней стороне постамента
высечены две женские фигуры. Одна из женщин,
изображённая во весь рост, льёт воду из чаши;
другая, коленопреклонённая, утоляет жгучую
жажду.
«Водопроводная» проблема не была для
городского хозяйства Вены единственной. Большой
ущерб причиняли весенние половодья,
затоплявшие часть города, расположенную в низине. Для
устранения этого бедствия предлагались
различные проекты. Согласно одному из них, следовало
прорыть специальный водоотводный канал,
который должен был спрямить русло Дуная. Зюсс
выступил в поддержку этого проекта и обосновал
его реальность. Этим он оказал родному городу ещё
одну услугу.
Практическая деятельность Зюсса высоко
подняла его авторитет среди сограждан. Он был избран
почётным гражданином Вены, стал членом
парламента.
Эта деятельность потребовала немало времени,
но Зюсс продолжает писать статьи, посвященные
новым проблемам геологии. Одна за другой
появляются они на страницах журналов; только за
10 лет — с 1862 по 1872 г. — было опубликовано
более 40 статей. Далеко не все коллеги отдавали
им должное. Кое-кто даже утверждал, что Зюсс
более литератор, нежели исследователь, а его
труды не имеют достаточного уровня научности.
Один из недоброжелателей назвал учёного
«геопоэтом» — желал уязвить, а на самом деле сделал
комплимент. Ведь в науке действительно бывают
«прозаики» и «поэты». Первые созидают пухлые
фолианты, в которых крупицы нового растворены
в воде общеизвестных сведений и фактов;
сочинения вторых, напротив, подобны
стихотворениям, где каждая строфа несёт оригинальную
мысль. Таков был стиль работ Зюсса, которого Бог
наградил умением лаконично и ярко излагать
сложные научные проблемы.
Учёному шёл уже пятый десяток, но он ещё не
приступил к главному труду своей жизни. Зюсс не
хотел торопиться; на протяжении десятилетий он
собирал и накапливал материал. «Чтобы выяснить
и установить основные черты лика Земли, Зюсс
проработал всё значимое и существенное в мировой
геологической литературе. В переписке с
многочисленными учёными разных стран он черпал
сведения о результатах новых исследований,
особенно интересуясь материками Азии, Африки
и Австралии как наименее изученными» — так
писал о нём Обручев. Путешествуя по Германии,
Италии, Швейцарии, Зюсс добавлял к собранным
сведениям собственные наблюдения.
В 1875 г., наконец, появилась небольшая по
объёму книга «Происхождение Альп»; она сразу
же вызвала большой интерес у геологов. Книга, по
отзывам современников, открывала новую эпоху в
геологии, по-новому трактовала механизм
горообразования. Прежде одни учёные полагали, что
горы рождаются как бы при поднятии снизу: некая
сила словно выталкивает их из глубин. Другие
считали, что горообразование происходит
вследствие бокового давления земных слоев. В обоих
представлениях был свой резон, но они
предписывали всем без исключения горам образовываться
по одним и тем же «правилам». Зюсс же
придерживался иной точки зрения, исповедуя
различные подходы к образованию разных горных
систем. Тем самым он положил начало новой
геологической дисциплине — региональной
тектонике — и изложил оригинальное представление о
происхождении Альп, которое впоследствии стало
общепринятым.
Метод сравнительного изучения земной коры,
как считал Зюсс, должен быть распространён на
всю поверхность нашей планеты. Эта
фундаментальная идея теперь всецело завладела
исследователем, и её разработке он посвятил всю
оставшуюся жизнь.
Безмерность предстоящего труда Зюсс понимал
отчётливо; были бы силы и здоровье. На здоровье
учёный не жаловался: вскоре после женитьбы он
перенёс оспу и потом, до последнего года жизни,
ничем не болел. Зюсс отличался редкой
работоспособностью и завидной выносливостью. Один из его
учеников вспоминал: «Во время полевых работ он
совершал большие переходы пешком и
преодолевал такие длинные и крутые подъёмы в горах,
которые едва были по силам более молодым
людям. Имея почти шестьдесят лет, он предпринял
трудную поездку в самую дикую часть Норвегии,
596

Выдающиеся геологи
а в семьдесят пять лет обладал ещё полной
работоспособностью и свежестью духовных сил».
В 1883 г. Зюсс подписывает с издательством
договор на публикацию трёхтомного труда «Лик
Земли». Учёный делает это не без некоторых
колебаний: он понимает, что остаётся ещё много
неясных и нерешённых проблем. Но ему уже
52 года, и он чувствует, что должен или отказаться
от грандиозного предприятия, или взяться за него
твёрдо.
Почти три десятилетия, год за годом, он,
образно говоря, пишет величественную картину,
на которой запечатлевает «лик» планеты Земля.
Четыре тома составляют его сочинение (а не три,
как поначалу предполагалось); первый появляется
уже в 1883 г., четвёртый — в 1909 г. Каждый том
выходил в свет несколькими выпусками.
Во «Введении» к первому тому Зюсс подробно
излагает план своего сочинения. Сначала он
намеревается подвергнуть анализу движения в
поверхностной части земной коры. Во втором томе
речь пойдёт о строении и направлении горных
цепей. Третий будет посвящен собственным
изменениям уровня Мирового океана и изменениям
этого уровня вследствие тектонических движений.
И наконец, завершится труд описанием «лика»
Земли в целом как результата движений,
происходивших в твёрдой и жидкой земных оболочках.
Эдуард Зюсс совершил то, что было не по силам
любому из его современников-геологов: он подвёл
итог, по словам Обручева, всем наблюдениям,
касающимся строения Земли и истории
формирования этого строения до современного состояния.
Выход каждого тома «Лика Земли» становился
поистине Событием, хотя и встречался в штыки
яростными сторонниками отживавших
геологических концепций.
Труд Зюсса по своему значению и влиянию на
современников стоит в одном ряду с «Космосом»
Александра Гумбольдта, «Принципами геологии»
Чарлза Лайеля, «Происхождением видов» Чарлза
Дарвина. Такую оценку вынесли ему потомки.
«Геопоэт» Зюсс и в «Лике Земли» оказался
верен себе. Изложение первой главы он начинает с
описания Всемирного потопа. Зюсс не
довольствуется библейским изложением этого события, а
использует клинописное, сохранившееся в
обрывках повествование вавилонского жреца Берзоуса,
которое описывало катастрофическое наводнение в
долине реки Евфрат. С помощью знатока
клинописи Зюсс изложил содержание текста этого
описания и дал ему подробное и остроумное
истолкование, по существу опровергнув легенду о
том, что великое наводнение распространилось на
всю Землю. Многие отрывки из «Лика Земли»
вошли в учебные хрестоматии в качестве образцов
немецкой естественно-научной прозы.
Конечно, не все идеи Зюсса сохранили своё
значение до нашего времени. Многие устарели,
кое-какие оказались просто ошибочными. Таковы
уж законы развития науки. Но столь же очевидны
и его научные достижения.
Зюсс отличался завидной выносливостью.
Уже в преклонном возрасте он путешествовал по самой
труднодоступной части Норвегии.
Зюсс заметно обогатил арсенал геологических
понятий и представлений. Он ввёл понятие об
оболочках Земли: атмосфере, гидросфере,
литосфере и барисфере. Органическая жизнь, по
мнению Зюсса, ограничена «определённой зоной
на поверхности литосферы» — биосферой. Он
впервые вводит в научный обиход этот термин.
Полвека спустя Владимир Иванович Вернадский
вдохнёт в это понятие новое, глубокое содержание
и разовьёт фундаментальное учение о биосфере.
Зюсс ввёл и такие научные термины, как
Евразия, Балтийский и Канадский щиты, Ал-
таиды, древнее темя Азии, вадозовые и ювениль-
ные воды, сиаль (от латинских названий
элементов: Si — кремний, А1 — алюминий). Он
интересовался строением других космических тел,
высказывал оригинальные соображения о природе
лунных кратеров.
И всё это сделал один человек...
Лучше всего о личности Зюсса написал его
ученик Фукс, оставивший подробные
«Воспоминания» об учителе: «В нём совмещались твёрдый
непреклонный характер, глубокое художественное
чувство, ясный ум и любовь к порядку...
Работоспособность Зюсса была изумительна; он был
фанатиком работы и не мог оставаться
бездеятельным. Работа для него была не трудом, а
удовольствием. Казалось, он не знал усталости, и
его отдых заключался в том, что он переходил от
одного рода работы к другому... Когда он
путешествовал по своим любимым горам с
молотком в руке, большой кожаной сумкой за плечами
и записной книжкой в кармане, он находился в
обстановке, наиболее соответствовавшей его
натуре, и вполне наслаждался жизнью...»
597

Энциклопедия для детей
№^^№ ...Летом 1898 г. в Вене встретились
|гУ иАд| двое великих учёных — Эдуард Зюсс и
Владимир Обручев. Первый из них уже
был «властителем дум» геологов, второго ещё
ожидала всемирная известность. Зюсс пригласил
русского коллегу в свою уютную квартиру. Их
разговор касался проблем геологического строения
Азии. Обручев внимательно слушал собеседника и
невольно любовался его внешностью: «Он был
1863 г. в Польше вспыхнуло восстание,
которое было жестоко подавлено. За участие
в нём 18-летний Иван Черский, выпускник
Виленского дворянского института, был отдан в
солдаты и сослан в Омск на 5 лет. Он так никогда
и не вернулся на родину.
В институте Черский увлекался естественными
науками: даже нелёгкая солдатская служба не
погасила этого интереса. Он познакомился с
выдающимся русским путешественником Г.Н.
Потаниным, который оказал на него большое
влияние, в частности привил вкус к геологическим
изысканиям.
В конце 1871 г. Черский получил разрешение
поселиться в Иркутске и начал работу в Сибирском
отделе Географического общества. За несколько
лет он выполнил интересные исследования по
палеонтологии. Их результаты оказались
настолько впечатляющими, что Сибирский отдел поручил
ему детальное изучение прибрежной полосы озера
Байкал. В течение четырёх лет каждый год, с
весны до поздней осени, он плавал на лодке вдоль
берегов, совершал пешеходные геологические
экскурсии на 10—15 км. Зимы уходили на обработку
материала.
Именно Черскому наука обязана многими
важнейшими сведениями о берегах Байкала. Он
также составил подробную зоологическую карту
этих мест, которая впоследствии потребовала лишь
отдельных уточнений.
Известность его росла, но материальное
положение оставалось нелёгким. Ему приходилось
существовать на скромное жалованье хранителя
музея. В 1879 г. здание Сибирского отдела с музеем
и библиотекой уничтожил пожар. В огне погибли
все собранные Черским материалы, и он был
вынужден восстанавливать их по памяти. Это
высокого роста, с крупными, красивыми чертами
лица и проницательным орлиным взором карих
глаз под тонко очерченными бровями... Его
украшала волнистая шевелюра, густая борода и
небольшие усы. Он обладал мягким, приятным
голосом».
Как здесь не вспомнить всем известные слова
Антона Павловича Чехова: «В человеке всё должно
быть прекрасно...»
ИВАН ДЕМЕНТЬЕВИЧ
ЧЕРСКИЙ
(1845—1892)
ПИОНЕР ИССЛЕДОВАНИЯ
ГЕОЛОГИИ СИБИРИ
598

Выдающиеся геолога
Черский исследует озеро Байкал.
обстоятельство не помешало составить детальный
отчёт об исследовании восточного берега Байкала
и начертить его подробную геологическую карту.
В 1885 г. благодаря Российской Академии наук,
которая обратила внимание на его крупные
научные достижения, ему, наконец, было дано
разрешение вернуться в Санкт-Петербург.
Академия поручила Черскому геологическое
исследование тех мест, по которым проходил почтовый тракт
от Урала до Иркутска. Это задание он выполнил за
одно лето.
В Петербурге Черский подводил итоги своим
многолетним исследованиям, публиковал статьи и
течение тридцати лет он читал лекции в
Петербургском горном институте. Неспешно
входил в аудиторию — небольшого роста,
плотный, рано поседевший, с живыми чёрными
глазами. В руках — стопка книг и рулоны схем и
чертежей. Собственно, он не столько читал
лекционный курс, сколько беседовал со
слушателями. Сопоставлял различные мнения и идеи, но
не произносил категорических суждений, оставляя
студентам возможность самим разбираться в
существе научных споров и противоречий.
Рассказывал о новых успехах геологической мысли, но
никогда не подчёркивал, что некоторые новшества
принадлежат именно ему.
выступал с докладами. Он подготовил W^^fU
большой труд, посвященный геологи- |гУ Mi4J|
ческой истории севера Сибири,
обобщив все имевшиеся сведения. Описание
составило целый том «Записок Академии наук». Эта
работа побудила академию организовать
экспедицию в малодоступную и почти неизвестную
область страны. Руководство возложили на
Черского, и, хотя его здоровье было серьёзно
подорвано, он воспринял это предложение с
энтузиазмом.
Из далёких Якутска и Верхнеколымска он
отправляет донесения в Академию наук. Среди
прочих данных сообщает неизвестные ранее
сведения о высоких хребтах между верховьями рек
Индигирка и Колыма, на которые, однако, никто
не обратил должного внимания.
Состояние здоровья Черского тем временем
стремительно ухудшалось. Сказывались тяготы
путешествия и 50-градусные морозы. Силы
поддерживало только присутствие жены и 12-летнего
сына, сопровождавших его. Он торопливо
приводит в порядок коллекции и составляет отчёты...
7 июля 1892 г. Черского не стало. Он похоронен
на берегу Колымы, в урочище Омолон. Три дня
ушло на то, чтобы выдолбить могилу в вечной
мерзлоте.
Спустя 34 года геолог СВ. Обручев и топограф
К.А. Салищев в междуречье Индигирки и
Колымы открыли величайшую горную систему,
простирающуюся с юго-запада на северо-восток на
1,5 тыс. км. Они назвали её хребтом Черского.
Его отличала необычайная скромность. Во всём
оставленном им научном наследии совершенно
отсутствует местоимение «я», хотя он имел все
основания писать это личное местоимение с
большой буквы.
Александр Петрович Карпинский был
подлинным и едва ли не единственным универсалом в
геологической науке своего времени. Он появился
на свет в то время, когда геологии как науки в её
современном понимании ещё не существовало.
Возникали и постепенно оформлялись отдельные
её разделы.
Как учёный, он рос вместе с развитием
геологической науки. «Все её дисциплины были
АЛЕКСАНДР ПЕТРОВИЧ
КАРПИНСКИЙ
(1847—1936)
ОСНОВАТЕЛЬ РУССКОЙ
ГЕОЛОГИЧЕСКОЙ ШКОЛЫ
599

Энциклопедия для детей
|5Л
Александр Петрович Карпинский.
ему доступны, и он оставался хозяином в них до
конца жизни», — писал один из его учеников.
Диссертация и первые научные работы
Карпинского были посвящены петрографии — науке о
составе и происхождении горных пород. Кстати,
при написании диссертации он одним из первых
применил метод изучения горных пород под
микроскопом. С петрографией связан его интерес
к проблемам рудных месторождений. Он
предложил оригинальную теорию происхождения
уральских платиновых руд. Геология Урала была
особенно ему близка: он родился и рос в семье
горного инженера Богословского рудника. Урал
надолго оставался его природной творческой
«лабораторией». Карпинский стал одним из тех
учёных, которые закладывали основы
фундаментального учения о рудных месторождениях.
Во второй половине XIX в. формировался
важнейший раздел геологии — стратиграфия,
изучающая последовательность формирования
толщ осадочных пород земной коры и их
первичные пространственные взаимоотношения. Работа в
«уральской лаборатории» позволила Карпинскому
составить точную геологическую карту Восточного
Урала. Он разработал общую классификацию
осадочных образований земной коры. Эта
классификация была принята на Международном
геологическом конгрессе в Болонье в 1880 г. и в наше
время не утратила своего значения.
Изучение осадочной толщи влекло за собой
необходимость оценки тектонических нарушений,
которым она подвергалась на протяжении
миллионов лет. Работая в этом направлении,
Карпинский оказался одним из основателей таких новых
дисциплин, как палеогеография (география
некоторых геологических эпох прошлого или всей
геологической истории) и палеоокеанография
(наука, изучающая геологическое прошлое океанов).
Он впервые составил тектонические карты Урала
и Европейской части России; последняя позднее
была дополнена лишь в деталях. Он создал также
палеогеографические карты, отражающие
распространение морей и суши на Русской платформе
в минувшие геологические периоды.
Так Карпинский подошёл к важнейшему
обобщению: смена очертаний морей подчинена
строгим правилам. Тем самым устанавливалась
закономерность движений земной коры. Эти
выводы ознаменовали собой целую эпоху в
развитии геологии: только когда началось
установление законов, которым подчиняются
геологические явления, геология окончательно оформляется
в самостоятельную науку.
Уральские горы стали для Карпинского
природной «лабораторией»
600

Выдающиеся геологи
Выдающийся теоретик геологии, Карпинский
всегда ратовал за практическое применение
результатов геологических исследований. Он любил
повторять: «Я не только геолог, но и горный
инженер». Многие горняки успешно следовали его
советам и рекомендациям. А ведь дельный совет
иной раз стоит не меньше, чем солидная статья или
книга.
Александр Петрович оставил
преподавательскую деятельность в 1907 г. Но до конца жизни
продолжал быть Учителем. Он имел учеников,
пожалуй, во всех геологических дисциплинах. Его
имя осталось в геологии в такой же мере, как имя
«ч г-4 гисать об академике В.И. Вернадском
чрезвычайно трудно. Странным образом
-_L-_Lero звезда только восходит на
небосклоне естествознания и всей человеческой культуры.
Он настолько обогнал своё время, что лишь сейчас
мы догадываемся о значении учёного для
настоящего и будущего. Он дал нам биосферное и
космическое мышление... на базе строгой и точной
науки. В творчестве Вернадского отразились и
сплелись мощные тенденции к синтезу знания,
проявившие себя в новое время в разных сферах
научной мысли».
Это лишь одна из многочисленных
восторженных характеристик учёного, столь щедро
дававшихся исследователями его жизни и
творчества, особенно в последние два десятилетия.
Парадокс, но личность подобного масштаба долгое
время оставалась — как бы точнее сказать? —
недостаточно оценённой современниками.
Глобальные идеи учёного казались им
«чудачествами», свойственными выдающемуся
исследователю, который вдруг свернул с проторённых путей
«классической» науки и обратился к
размышлениям, более свойственным философии, нежели
естествознанию.
Двое учёных сыграли определяющую роль в
становлении научных взглядов Владимира
Вернадского, его образа мыслей и программы
исследований.
Один из них — Василий Васильевич Докучаев.
Он заложил основы почвоведения — учения о
почвах, «четвёртом царстве природы» (наряду с
минералами, животными и растениями). Много
Лобачевского — в геометрии, Мен- ta^i^U
делеева — в химии, Павлова — в |гм ■4Д|
физиологии...
Патриарх отечественной геологии, он был
бессменным председателем Минералогического
общества, директором и почётным директором
Геологического комитета. Под его руководством
была составлена российская часть Международной
геологической карты Европы.
Академик Российской Академии наук с 1886 г.,
он 30 лет спустя становится её президентом
(притом первым выборным президентом) и
остаётся на этом посту до самой кончины.
лет спустя это учение послужит Вернадскому
одной из опор его концепции о биосфере Земли.
Имя другого — Дмитрий Иванович Менделеев.
Он обладал энциклопедическими знаниями, пода-
ВЛАДИМИР ИВАНОВИЧ
ВЕРНАДСКИЙ
(1863—1945)
«ЧЕЛОВЕЧЕСТВО, ВЗЯТОЕ В ЦЕЛОМ,
СТАНОВИТСЯ МОЩНОЙ
ГЕОЛОГИЧЕСКОЙ СИЛОЙ»
601

Энциклопедия для детей
рил миру периодическую систему
химических элементов и определял всю
химию не иначе как учение об
элементах, составных частях единого целого — планеты
в космосе. Минет время, и Вернадский войдёт в
историю одним из создателей новой
естественнонаучной дисциплины — геохимии, описывающей
судьбу и превращения атомов Земли и космоса.
Лекции Докучаева и Менделеева он слушал
будучи студентом Петербургского университета.
Кандидатское (выпускное) сочинение Вернадского
называлось «Химический состав изоморфных
смесей». В истории встречаются удивительные
параллели: именно изоморфизму посвящалось и
кандидатское сочинение Менделеева. С одной
лишь разницей — работа Вернадского осталась
ненапечатанной. Но так или иначе, он чётко
осознал, что его призванием становится
минералогия, по которой он сдавал Докучаеву экзамен на
звание магистра.
В 1888 г. Вернадский командируется на два года
за границу, принимает участие в Международном
геологическом конгрессе в Лондоне, знакомится с
крупнейшими геологами и минералогами. Его
знания и независимость суждений производят
настолько сильное впечатление в научных кругах,
что Вернадского избирают членом Британской
ассоциации наук — большая честь для столь
молодого исследователя. В Мюнхене он изучает
кристаллографию, а в Париже работает в области
синтеза минералов.
Немудрено, что, вернувшись на родину,
Вернадский был приглашён именитым геологом Алексеем
Петровичем Павловым на кафедру минералогии
Московского университета. В 1891 г. он начинает
читать лекции по минералогии на
физико-математическом факультете, а на следующий год
становится заведующим Минералогическим кабинетом
университета. Таким образом, как минералог он
«состоялся»; теперь в России ему, пожалуй, уже
нет равных в минералогической науке. Встаёт
вопрос: в каком направлении развивать её дальше?
Небольшая статья «Генезис минералов»,
опубликованная им в 1893 г., уже содержит все
основные пункты «минералогии Вернадского». Он
видит в минералах земной коры продукты
длительных физико-химических процессов.
Формирование минералов и изменение характера этого
процесса во времени нужно изучать в связи с его
протеканием в различных частях Земли и на
разных глубинах. Большую роль во всех этих
процессах играют живые организмы суши и моря.
Вернадский развивает новый взгляд на
парагенезис — совместное образование минералов,
отличающихся по химическому составу.
Немногочисленный коллектив лаборатории
Вернадского, в который включился Александр
Ферсман, начал осуществлять программу учёного.
Потом Ферсман будет вспоминать: «...Всё ярче
вырисовывались для нас линии другой науки —
геохимии, истории не минералов, а химических
элементов в земной коре; полное значение этих
обобщений было в это время, однако, нами не
осознано».
Осознание придёт немного позже: в 20-х гг.
XX в. Вернадский и Ферсман окажутся в первых
рядах тех исследователей, которые будут
закладывать основы современной геохимии.
В 1912 г. Вернадского избирают академиком.
«Он уже тогда был немолод. Высокая, стройная,
немного сутуловатая фигура, быстрые, но
спокойные движения запоминались сразу, над всем
безраздельно царила голова. Узкое, точёное лицо,
высокий выпуклый лоб учёного, тёмные волосы с
сединой... поражали и удивляли. Но и они были
только фоном для глаз, необычайно чистых, ясных
и глубоких. Казалось, что в них светился весь
облик, вся душа этого необыкновенного человека...
Обыкновенно он был мягок и поразительно
вежлив. Казалось, что он боялся сказать вам хоть
одно неприятное слово. Но когда было надо, эта
мягкость сменялась железной твёрдостью.
Владимир Иванович становился непреклонным и
неумолимым, но грубым он не был никогда». Так писал
о нём его современник, академик Д.В. Наливкин.
Академическое звание в возрасте, близком к
50-летию, в те времена служило признанием
большого вклада, уже сделанного в науку, своего
рода свидетельством о достижении учёным
высших «рубежей» познания. Немногие оказывались
впоследствии способными на новые творческие
откровения.
Главное дело Вернадского, его подлинный
«звёздный час» были ещё впереди.
На ладони его судьбы всё отчётливее и ярче
стала вырисовываться «радиоактивная» линия. Он
был одним из тех мыслителей, кто совершенно
ясно осознал, что скрывается за явлением
радиоактивности, в те годы ещё казавшимся
таинственным. На Общем собрании Академии наук 29
декабря 1910 г. он выступает с докладом «Задачи дня в
области радия». Вернадский произносит
пророческие слова: «Теперь перед нами открываются в
явлениях радиоактивности источники атомной
энергии, в миллионы раз превышающие все те
источники сил, которые рисовались человеческому
воображению... В вопросе о радии ни одно
государство и общество не может относиться
безразлично, как, каким путём, кем и когда будут
использованы и изучены находящиеся в его
владениях источники лучистой энергии. Ибо
владение большими запасами радия даст
владельцам его силу и власть, перед которыми может
побледнеть то могущество, какое получают
владельцы золота, земли, капитала».
Вернадский ставит задачу исследования
радиевых руд Российской империи. Для этого надо
создать специальные государственные и
общественные учреждения. На долгие годы он становится
главным в стране организатором поисков
радиоактивных минералов, первым директором
Радиевого института Российской Академии наук.
Непросто складывалась жизнь Вернадского
после Октябрьского переворота и в лихолетье
602

гражданской войны. В 1918—1919 гг., будучи в
Киеве, он стал одним из организаторов и первым
президентом Украинской Академии наук; в 1920 г.
он — ректор Таврического университета в
Симферополе. Для планомерной научной работы почти не
оставалось времени.
Но не для размышлений: именно в эти годы
Вернадский серьёзно обдумывает проблемы,
связанные с его будущим учением о живом веществе
и биосфере. Набрасывает контуры тех теорий,
которым будет суждено надолго опередить время и
к которым научный мир отнесётся поначалу с
недопониманием.
Вернувшись в Петроград, в начале 1922 г. он
становится директором Радиевого института
Российской Академии наук. Но недолго учёный
пребывает на этом посту: в июне он получает
командировку в Париж для чтения лекций по
геохимии в Сорбонне. По ряду причин
командировка затягивается, и Вернадский возвращается в
Россию только в 1926 г. В его научной биографии
это пребывание за границей имело огромное
значение.
Были в «стране побеждающего социализма»
люди, которые полагали, что Вернадский окажется
«невозвращенцем». Да и время было
«благоприятное» — именно тогда лучшие представители
русской интеллигенции выдворялись из страны.
Они — эти люди — не знали Вернадского: у него
и в мыслях не было безвозвратно покинуть родину
в трудную для неё годину. А между тем «повод»
для этого представился быстро. Некий
влиятельный господин сразу по прибытии Вернадского
во Францию предложил ему навсегда остаться
профессором Сорбонны, «принимая во внимание
обстоятельства». Категорическое «нет» произносит
в ответ бывший член Государственного Совета,
бывший член кадетской партии, бывший товарищ
(заместитель) министра просвещения Временного
правительства. С достоинством отвечает
Вернадский, что он — русский человек и его
«обстоятельства» — это данное им слово. Его даже тяготит
отъезд из России. «Я страшно высоко ставлю всю
борьбу за русскую культуру, которая ведётся
сейчас в России, и понимаю, что я очутился как
бы в положении борца, ушедшего из рядов в
нужный момент», — пишет он А.Е. Ферсману.
Одновременно с чтением лекций он заканчивает
«Очерки геохимии», в которых, по его словам,
хочет «дать синтез работы всей своей жизни».
«Годы мои идут — я очень постарел, и в то же
время моя мысль окрепла». Творческие
способности Вернадского не иссякнут до конца его
дней, но до «синтеза» пока далеко, предстоит
сделать ещё очень многое. В 1924 г. эта книга
выходит на французском языке под названием
«Геохимия»; на русском «Очерки геохимии»
появятся три года спустя. Книга в значительной
степени стимулирует работу Ферсмана над его
фундаментальным четырёхтомным трудом по
геохимии.
В Париже вместе с ассистенткой Екатериной
Выдающиеся геолога
Шамье Вернадский исследует в Радие- f^^^fc
вом институте (которым руководит |гм лАД|
Мария Кюри) урансодержащие
минералы из Конго, в частности кюрит. Этот минерал
настолько сложен и оригинален по составу, что
учёный делает предположение о содержании в нём
неизвестного химического элемента. Открыть
новый элемент мечтает любой химик. В биографии
Вернадского уже был подобный случай. Накануне
Первой мировой войны, анализируя минерал
ортит, найденный в Забайкалье, Вернадский
вместе со своим учеником К.А. Ненадкевичем
обнаружил в нём «нечто», по свойствам не
соотносившееся с известными элементами, а его
атомный вес оказался таким, что это «нечто»
попадало как раз в ещё пустующую клетку
таблицы Менделеева (её теперь занимает гафний,
окончательно открытый в декабре 1922 г.). Даже
название предложили Вернадский и Ненадкевич
для химического «новичка» — «азий» (в честь
Азии). К сожалению, этим дело и кончилось: война
помешала проведению детальных исследований.
Осталось чувство некоторой досады. Исследуя
состав кюрита и предполагая нахождение в нём
нового элемента, Вернадский как бы рассчитывал
на своего рода «реабилитацию».
Вернадскому и Шамье в конце концов
показалось, что они в действительности выделили
новый элемент, хотя химическую природу его
точно не определили. Но тем не менее за ним было
«зарезервировано» название «паризий». Все
материалы, касающиеся «паризия», исследователи
поместили в запечатанный конверт и сдали на
хранение в Сорбонну. К этому «открытию», и по
сию пору остающемуся загадкой, Вернадский
более не обращался. Конверт был вскрыт только в
1989 г., и современным химикам стоило бы
внимательно разобраться, с чем же всё-таки имел
дело Вернадский. Увы, он опять не стал
открывателем нового элемента...
В Париже окончательно формируются его
понятия о биосфере. Сам этот термин ввёл в науку
В Петрограде Вернадский возглавил Радиевый институт.
603

Энциклопедия для детей
в 70-х гг. XX в. австрийский геолог
Эдуард Зюсс, назвавший биосферой
особую оболочку земной коры,
охваченную жизнью. Вернадский придал ему
существенно более глубокое звучание. Он
рассматривал биосферу как сплошной «покров» из живого
вещества, в котором сконцентрирована
химическая энергия, родившаяся из энергии Солнца.
Живое вещество...
По-разному зарождаются великие идеи.
Рассказывают, что однажды во время прогулки
Вернадский наблюдал огромную тучу саранчи. Озарённый
внезапной догадкой, он поспешил домой и на
обложке пустой папки написал два слова: «живое
вещество». Потом учёный так пояснял свою мысль:
«Эта туча саранчи, выраженная в химических
элементах и в метрических тоннах, может
считаться аналогичной горной породе, или, вернее,
движущейся горной породе, одарённой свободной
энергией». И подобных примеров — неисчислимое
множество. Папка постепенно заполнялась
материалами. Вернадский формулирует основные
понятия новой научной дисциплины — биогеохимии,
выявляет резкое отличие биосферы от других
оболочек Земли и устанавливает, что размножение
живого вещества — определяющий фактор
развития биосферы. «Совокупность живых организмов,
неразрывно связанных с биосферой, неотделимая
часть её или функция» — вот что такое «живое
вещество» в понимании Вернадского.
Так мыслитель подошёл к принципиально
новому пониманию биосферы. Это — одна из
геосфер (т.е. оболочек Земли), необратимо
изменяющаяся под влиянием живых существ, их
прошлой и современной жизнедеятельности. К
биосфере относятся другие геосферы: нижние слои
стратосферы, вся тропосфера, верхняя часть
литосферы, сложенная осадочными породами, и
гидросфера. Биосфера охватывает огромное
пространство: верхняя её граница располагается на
высоте около 20 км над поверхностью Земли, а
нижняя проходит в недрах планеты на глубине
16 км. Таков масштаб распространения живого
вещества, такова «толщина» его сплошного
«покрова».
Отсюда следовало, что биосфера представляет
собой обширную самостоятельную область
исследований, которая существенно превосходит по
объёму сферу исследований биологов и почвоведов.
В год возвращения Вернадского в Россию
выходит в свет «Биосфера». Идеи, которые
излагались в этой знаменитой книге, нашли
признание лишь у немногих специалистов.
Подлинное понимание пришло спустя полвека...
Почти четыре года провёл Вернадский в Париже Там окончательно сформировались его представления о биосфере
604

В этой книге Вернадский впервые поставил
проблему, которую кратко можно сформулировать
следующим образом: «биосфера и человечество».
«В нашу геологическую эпоху появляется новый
геохимический фактор первостепенной важности.
В течение последнего десятка-двух тысяч лет
геохимическое воздействие человечества,
захватившего посредством земледелия зелёное живое
вещество, стало необыкновенно интенсивным и
разнообразным... Мы видим всё более яркое
влияние сознания и коллективного разума
человека на геохимические процессы. Раньше организмы
влияли на историю только тех атомов, которые
были нужны для их роста, размножения, питания,
дыхания. Человек расширил этот круг, влияя на
элементы, нужные для техники и для создания
цивилизованных форм жизни...» — эти мысли он
изложил ещё в «Очерках геохимии».
В приведённых словах заключены первые
ростки грядущих представлений Вернадского о
ноосфере. Это понятие появилось в конце 20-х гг.
XX в. и связано с именами французских философов
Эдуарда Леруа и Пьера Тейяра де Шардена. Оно
было навеяно биосферными идеями Вернадского,
однако трактовалось по-разному и не получило
широкого распространения. Вернадский вложил в
него глубокий и конкретный смысл. Он понимал
под ноосферой целостную геологическую оболочку
Земли, формирующуюся в результате синтеза
технической и культурной деятельности людей, а
также естественных природных процессов. Самое
главное в его концепции — роль сознательного
начала в процессе преобразования природы и идея
о творческом воздействии человека на
окружающую природу.
Вот строки из его работы «Несколько слов о
ноосфере», опубликованной в 1944 г.: «Лик
планеты — биосферы — химически резко меняется
человеком сознательно и, главным образом,
бессознательно. Меняется человеком физически и
химически воздушная оболочка суши, все её природные
воды... Человечество, взятое в целом, становится
мощной геологической силой. И перед ним, перед
его мыслью и трудом становится вопрос о
перестройке биосферы в интересах свободно
мыслящего человека как единого целого». Это новое
состояние биосферы, к которому «мы, не замечая
этого, приближаемся», и является ноосферой.
Вернадский предвидел неминуемое расширение
её «границ», имея в виду неизбежный выход
человека в космическое пространство, — и
пророчество его сбылось.
В основе ноосферы — «сферы разума» — лежит
гармония человека и красоты природы.
Вернадский призывал бережно относиться к этой
гармонии, цитируя строки персидского поэта Омара
Хайяма:
До нас, как и ныне, сменялись и зори, и ночи,
И небо, как ныне, свершало свой круг вековой,
Ступай осторожно на пыльную землю ногой,
Ты топчешь не пыль, а прелестной красавицы очи...
Выдающиеся геологи
Для характеристики научного на- Ьи§здп
следия Владимира Ивановича Вернад- |гУ шД|
ского как нельзя лучше подходит
слово «безмерность». Учёные пока далеки от
подлинной оценки того, что сделано им за всю его
долгую жизнь. Ещё даже не написана полная
научная биография Вернадского. Непросто
составить перечень его важнейших трудов, потому что
среди них не было проходных, второстепенных. В
каждом из них содержались оригинальные мысли
и идеи, в каждом сверкали искры нового знания.
«Геохимия» и «Биосфера» принесли ему —
пусть и не сразу — истинную славу и всемирную
известность.
Но до их появления увидел свет «Опыт
описательной минералогии», ставший настольной
книгой геологов и геохимиков. Позже появились
«История минералов земной коры», «Проблемы
биогеохимии» (основатель этой новой научной
дисциплины, Вернадский в 1928 г. организовал
первую в мире Биогеохимическую лабораторию),
«Химическое строение биосферы Земли и её
окружения».
Это — только монографии, подводящие итоги
многолетних исследований и размышлений
учёного. Для того чтобы последовательно изучить
развитие его идей и представлений, требуется
анализ многочисленных статей Вернадского.
В июле 1941 г. он с женой эвакуируется в
Боровое (Казахстан). 29 июля учёный записывает
в дневнике: «Ярко переживаем всё происходящее.
Я смотрю на всё с точки зрения ноосферы и думаю,
что в буре и грозе, в ужасе и страданиях стихийно
родится прекрасное будущее человечества».
В 1943 г. «за многолетние выдающиеся работы
в области науки и техники» Вернадский был
удостоен Государственной премии I степени.
Благодарственную телеграмму он послал на имя
И.В. Сталина. В ней содержались такие слова:
«Прошу из полученной мною премии Вашего
имени направить 100 000 рублей на нужды
обороны, куда Вы найдёте нужным. Наше дело
правое, и сейчас стихийно совпадает с
наступлением ноосферы — основы исторического процесса,
когда ум человека становится огромной
геологической, планетной силой».
В архиве учёного хранится любопытный
документ: ответы Вернадского на вопросы, которые
прислал ему один исследователь,
интересовавшийся организацией труда научных работников. В
этой анкете Вернадский рассказывает, что в своей
долгой жизни он часто менял характер научных
интересов, обычно работал над несколькими
темами одновременно. Месяцами, а иногда годами
обдумывал интересовавшие его вопросы. Учёный
собрал обширную справочную библиотеку и
свободно читал на всех славянских, романских и
германских языках. Ночами никогда не работал,
но в молодости занимался порой и до двух часов
ночи. Вернадский внимательно следил за
художественной литературой, интересовался
искусством: живописью, скульптурой, музыкой. Наи-
605

Энциклопедия для детей
лучшим видом отдыха были для него
прогулки пешком. Огромное внимание
до последних лет он уделял
экспериментальной работе. Но руки его как
экспериментатора, по его собственным словам, были
средние. Больше давали идеи.
Эту анкету Вернадский заполнил в июне 1943 г.
Через два месяца он вернулся в Москву.
Вера в лучшее не оставляла Вернадского до
конца жизни. В письме к своему ученику и другу
Б.Л. Личкову от 25 ноября 1944 г. он заявляет: «Я
смотрю вперёд чрезвычайно оптимистично».
Это одни из последних слов, которые
исследователь написал своей рукой. 12 декабря он серьёзно
заболел. 6 января 1945 г. Вернадского не стало...
«Не смерть была посеяна на его могиле, а
жизнь, полная величия и радости, веры и
творчества» — так написал А.Е. Ферсман после
смерти Учителя.
На древе человечества высоком
Ты лучшим был его листом...
Эти строки из стихотворения Фёдора Ивановича
Тютчева, любимого поэта Вернадского, могли бы
быть выбиты на его надгробном камне.
•к * *
Пожалуй, едва ли не первым в России Вернадский со
всей остротой осознал зловещую опасность, которую
несли начавшиеся в конце 30-х гг. практические
исследования цепной реакции деления урана.
1 июня 1940 г. Вернадский получил письмо от своего
сына Георгия, который в то время жил и работал в
Вашингтоне. В конверт была вложена вырезка из газеты «Нью-Йорк
тайме» от 5 мая. В статье говорилось об открытии энергии,
связанной с процессами бомбардировки ядер урана
нейтронами, и о возможности её практического использования.
Отмечалось, что в этом направлении уже ведутся частично
засекреченные работы в ряде стран Европы и США.
«Никогда не думал, что доживу до реальной постановки вопроса
об использовании атомной энергии», — записывает
Вернадский в дневнике 5 июня. Спустя месяц в ответном письме
сыну он замечает: «Это было первое известие об этом
открытии, которое дошло до меня и до Москвы. Я немедленно
двинул дело...»
Деление урана широко исследовалось отечественными
учёными, но в основном в теоретическом плане. О каких-
либо конкретных действиях речь ещё не шла.
Дело, которое «двинул» Вернадский, заключалось в том,
что он стал инициатором создания при Академии наук
специальной Комиссии по проблеме урана. Она активно работала
вплоть до начала Великой Отечественной войны и создала
исходные предпосылки для будущего успешного решения
атомной проблемы в СССР.
ВЛАДИМИР
АФАНАСЬЕВИЧ ОБРУЧЕВ
(1863-1956)
ОТ ДРЕВНИХ ЛЕДНИКОВ
ДО «ЖИВОЙ» ТЕКТОНИКИ
И ЗОЛОТЫХ РОССЫПЕЙ
Сталин решил подарить академикам
дачи. Лапидарная формула «Сталин решил» в
конце 40-х гг. имела силу закона природы. В
сказочно короткий срок близ подмосковного
Звенигорода, среди густого леса, вырос академический
посёлок Мозжинка. Вдоль прорубленной по кругу
просеки выстроились двухэтажные коттеджи.
Из коттеджа под номером 19 каждый день,
утром и вечером, выходил невысокий седобородый
старик и совершал прогулку по мозжинскому
«кругу».
...Неспешно, задумавшись, шёл человек, чьё
имя на географической карте носили горный
хребет в Туве, пики в Горном Алтае и Хамар-Даба-
не (на границе России и Монголии), ледники в
Монголии, Северо-Восточной Сибири и на
Полярном Урале, вулканы в Забайкалье и на Камчатке,
горы и ледники в Антарктиде. Шёл, постукивая
палкой, автор знаменитых научно-фантастических
книг «Плутония» и «Земля Санникова»,
переведённых на многие языки. По два километра
триста метров проходил каждое утро и каждый
вечер уже разменявший девятый десяток член и
почётный член академий и научных обществ
разных стран мира. Таких «мозжинских вёрст» в
его жизни был не один десяток тысяч. Закончив
утреннюю прогулку, садился за рабочий стол
великий русский геолог, ставший легендарным
при жизни, Владимир Афанасьевич Обручев.
Он родился в маленьком имении Клепенино
около Ржева, на берегу Волги. Его отец был
военным, участником Крымской войны и штурма
Карса, мать — гувернантка младшей сестры отца.
Тётка Владимира — Мария Александровна —
стала первой русской женщиной, защитившей
докторскую диссертацию по медицине (в
швейцарском городе Цюрихе). О своих родственниках
Владимир Афанасьевич с большой теплотой
вспоминал в автобиографии — «Страницах моей
жизни», — написанной незадолго до кончины.
В «Страницах» он рассказывал, что
настойчивое желание стать путешественником привело
606

его в Петербургский горный институт осенью
1881 г. Но на третьем курсе он вдруг засомневался
в правильности выбора, ибо отчётливо проявилась
в нём писательская жилка. В журнале «Вестник
Европы» Обручев опубликовал несколько
стихотворений, и редактор журнала настойчиво
рекомендовал ему продолжать литературную работу.
Он написал также рассказ «Море шумит»,
увидевший свет в журнале «Сын Отечества». Владимир
решает оставить институт и целиком посвятить
себя литературе. Кто знает, может, это и
произошло бы, если бы не Иван Васильевич Мушкетов —
выдающийся геолог. Под его руководством
Владимир совершил свою первую геологическую
экскурсию вдоль реки Волхов. Глубокие знания,
фанатическая увлечённость профессией,
неординарная личность Мушкетова произвели на
Владимира столь сильное впечатление, что
«влюблённость» в литературу уступила место новой
зарождавшейся страсти: он твёрдо решил по
окончании института стать геологом. Но и первое
увлечение не прошло даром: спустя много лет
Обручев станет одним из лучших
писателей-фантастов страны.
К практической работе геолога он приступил в
июле 1886 г. Перед ним были поставлены задачи
изучения каракумских песков и разработки метода
борьбы с движущимися песками. За описание
результатов проделанной работы в статье «Пески
и степи Закаспийской области» Русское
географическое общество присудило Обручеву серебряную
медаль, а имя автора получило известность среди
геологов.
В 1892 г. Иван Васильевич Мушкетов
рекомендовал своего ученика для участия в Цент-
ральноазиатской экспедиции, возглавлявшейся
знаменитым землепроходцем Г.Н. Потаниным. Эта
обширнейшая область Азии на долгие годы стала
основной творческой лабораторией Владимира
Афанасьевича.
Сын Обручева, Владимир, пошедший по стопам
отца, составил обзорную карту его исследований в
Азии. Она охватывает гигантскую территорию,
включающую Восточную Сибирь и Забайкалье,
Среднюю Азию и казахстанские степи, Монголию
и значительную часть Китая. Пунктирные линии
экспедиций протягиваются по малоизвестным или
вообще неизученным в те времена районам.
Последняя экспедиция Обручева состоялась в
1936—1937 гг.; она была посвящена изучению
природных богатств Алтая.
Полвека экспедиционной деятельности — мало
кто из крупнейших геологов и географов мира мог
похвастать подобным «стажем». А сколько
открытий — больших и малых, относящихся и к
геологии, и к географии, и к палеонтологии, и к
растительному и животному миру, — сделал
Владимир Афанасьевич за долгие годы странствий;
сколько дал исчерпывающих, ставших
хрестоматийными описаний своих наблюдений — их и
перечислить трудно. Да он и сам затруднился бы
составить полный список своих деяний.
Выдающиеся геолога
Владимир Афанасьевич Обручев.
Пять основных проблем, которые интересовали
его всю жизнь, перечисляет Обручев в «Страницах
моей жизни».
Первая связана с происхождением лёсса
(желтозёма) — горной породы, состоящей из мельчайших
частиц глины, песка и углекислого кальция с
различными примесями. Лёсс широко
распространён, причём наиболее мощные его залежи
встречаются в Китае. Происхождение лёсса
вызывало много споров. Одни учёные считали, что он
образуется благодаря переносу мелких продуктов
выветривания дождями и водными потоками
(струевая гипотеза). Другие полагали, что лёсс
представляет собой речные осадки, которые
отлагались в ледниковый период (водно-ледниковая
гипотеза). По мнению третьих, лёсс переносился
ветрами в виде пыли и откладывался главным
образом в районах пустынь (эоловая гипотеза). Но
никто не мог привести достаточно весомые доводы
«за» или «против» того или иного предположения.
Обручев на протяжении десятилетий изучал
отложения лёсса в разных областях Центральной
Азии, прежде чем окончательно пришёл к чёткому
выводу: лёсс, несомненно, эолового
происхождения. В 1933 г. в работе «Проблема лёсса» он
сформулировал 20 положений эоловой гипотезы,
тем самым подведя итог многолетним дискуссиям.
Следующая проблема — древнее оледенение
Сибири и Центральной Азии. Прежде вопрос о
времени возникновения ледников не находил
однозначного ответа. Геолог И.Д. Черский и
климатолог А.И. Воейков вообще считали, что
607

Энциклопедия для детей
климат Восточной Сибири
неблагоприятен для их образования. Мнения
столь авторитетных учёных
способствовали тому, что многие исследователи стали в
принципе отрицать возможность древнего
оледенения Сибири. Существование ледников они
объясняли иными причинами.
Многочисленным естествоиспытателям не
откажешь ни в глубоких знаниях, ни в умении
наблюдать и обобщать, но они делали выводы на
основании исследования ограниченного числа
объектов. «Пунктиры» экспедиций Обручева
протянулись в самые разные районы. Он видел следы
древнего оледенения в различных районах Сибири
и Китая, в Саянах и на Алтае; привлекал
известные сведения о ледниках Урала и Таймыра.
Он впервые применил системный подход к
изучению проблемы оледенения, опровергнув вывод об
отсутствии ледниковых и межледниковых эпох в
Северной Азии.
Под номером три значится проблема
тектоники — науки о строении и истории движения
земной коры. Долгое время считалось, что главную
роль в тектонических явлениях играют движения,
приводящие к образованию складок, а различные
разломы (сбросы и сдвиги) земной коры носят
вторичный характер.
Исследования геологического строения Сибири
дали Обручеву возможность в немалой степени
изменить и эти представления.
Считалось, что рельеф поверхности Сибири
очень древний. Эту точку зрения первоначально
разделял и Обручев. И опять масштабы его
исследований были таковы, что из количества
наблюдений учёного родилось новое качество
представлений: перемещения крупных участков
(глыб) земной коры по разломам происходили в
недавние геологические периоды, и этими
«молодыми» перемещениями был сформирован
современный рельеф не только Сибири, но и всей Азии.
Обручев впервые ввёл в геологическую науку
термин «неотектоника»: «Неотектоникой я
предлагаю назвать структуры земной коры, созданные
при самых молодых движениях, происходивших в
конце третичного и в первой половине
четвертичного периода». Учение Обручева о неотектонике
дало новый импульс для изучения формирования
рельефа земной поверхности.
Четвёртая проблема — геология месторождений
золота. Механизм их образования и поныне
относится к числу сложнейших вопросов
геологической науки. Решением этой задачи активно
занимался Обручев. Теоретические обобщения
сделали возможным прогнозирование.
Впоследствии многие прогнозы учёного оправдались: в
Восточной Сибири были открыты новые
золотоносные районы.
Обручев был одним из инициаторов изучения
производительных сил России. В годы Великой
Отечественной войны стало жизненно
необходимым выявление новых месторождений важнейших
полезных ископаемых. Находясь в эвакуации в
Свердловске (ныне Екатеринбург), он детально
проанализировал данные о геологическом
строении восточного склона Северного Урала и пришёл
к выводу, что здесь имеются достаточные запасы
железных, марганцевых и алюминиевых руд для
обеспечения сырьём чёрной и цветной
металлургии. Предвидения оправдались, и это был
весомый вклад учёного в нашу победу.
«Древним теменем Азии» назвал австрийский
геолог Эдуард Зюсс обширную систему горных
хребтов юга Восточной Сибири. По его мнению, это
было древнейшее (возникшее несколько
миллиардов лет назад) ядро, вокруг которого постепенно
формировался материк. К идее коллеги Обручев
отнёсся с большим интересом. Так возникла пятая
фундаментальная проблема его научного
творчества, которую он назвал «древнее темя Азии».
Обручев выдвинул и развил гипотезу о
геологической истории «древнего темени», получившую
всеобщее признание.
Всего лишь пять кратко перечисленных
проблем, а как много внесло их решение в познание
геологической истории Земли! Но это далеко не
всё, чем занимался Обручев на протяжении своей
долгой жизни. Ведь фактически не существует ни
одного раздела геологии, который остался бы без
внимания учёного.
Обручев оставил громадное научное наследие —
более 2 тыс. печатных листов. И среди такого
В годы Великой Отечественной войны Обручев изучал
теологическое строение Урала
608

Выдающиеся геолога
изобилия нет случайных работ — каждая
содержала крупицу нового знания. И за каждой стоял
большой труд. Вот он задумывает написать статью.
Тщательно подбирает известные печатные и
рукописные материалы, обрабатывает их, составляет
краткие критические аннотации (т.е.
характеристики книг, статей и т.п., излагающие их
содержание и дающие оценку), делает наброски
содержания будущей публикации — и только тогда
приступает к основной работе. Он всегда с
неодобрением относился к тем научным
сочинениям, в которых было «больше воображений, чем
соображений». В жизни Владимир Афанасьевич
был обстоятельным, пунктуальным, заботливым.
Сохранилось множество свидетельств того, как он
помогал многим попавшим в беду друзьям,
коллегам и ученикам.
Обручев оставил потомкам труд, подобного
которому не сыскать во всей геологической
литературе. Он приступил к нему ещё в 1889 г.,
когда начал работу в качестве геолога Иркутского
горного управления. А завершил 60 лет спустя —
всемирно известным учёным,
академиком-секретарём Отделения геолого-географических наук
Академии наук СССР, директором созданного им
Института мерзлотоведения.
Труд называется «История геологического
исследования Сибири». Непросто определить его
жанр: правильнее всего назвать работу
справочным и хроникально-историческим
исследованием. «История» включает описание всех (за
редчайшими исключениями) печатных работ,
содержащих те или иные сведения по всему
комплексу геологических наук, касающихся
Сибири (вышедших с конца XVII в. до 1940 г.), более
13 тыс. рефератов (кратких изложений
содержания) книг, статей, заметок, обширнейшую
библиографию (перечень книг и публикаций). Впечатляет
общий объём — 175 печатных листов. И всё это
выполнено одним человеком.
Биографы Владимира Афанасьевича составили
подробную хронологическую сводку дат его жизни
и деятельности. В послужном списке нашли
отражение все его путешествия,
педагогическая и общественная
деятельность. Он был профессором Томского
технологического института, Таврического
университета в Симферополе, Московской горной
академии. Блестящий лектор — его лекции
подкупали свежестью мысли, логическим
построением и систематическим изложением материала.
К лекциям он готовился столь же тщательно, как
и к написанию своих работ. Курсы его лекций
впоследствии издавались в виде пособий, по
которым училось предвоенное поколение
отечественных геологов. Каждый крупный учёный, как
правило, создаёт свою научную школу, которая
продолжает и развивает начатое им дело. К школе
же Обручева так или иначе причастен любой геолог
России и СССР в XX столетии.
Истинный учёный, Обручев не отстранялся от
общественной деятельности. Правда, он не
стремился занимать руководящие посты в
государственных и общественных организациях. Но при
этом всегда оставался патриотом своей страны в
самые трудные для неё годы, непосредственным
участием и советами помогал осваивать её
природные богатства. Сколь современно звучат его слова:
«Страна наша велика и обильна; пора умело
использовать это обилие».
С тех пор как не стало Владимира Афанасьевича
Обручева, опубликовано несколько книг и более
полутысячи статей, посвященных его жизненному
пути и творческой деятельности.
В историю мировой науки он вошёл навсегда.
Его имя будет одним из первых, которое услышит
юный студент-геолог на своей первой лекции.
Ибо жизнь и творчество Обручева являют собой
Пример.
...Многие видели кинофильм «Земля Саннико-
ва», поставленный по мотивам его книги с тем же
названием. И слышали с экрана тревожную
задушевную песню. В ней есть такие слова: «Есть
только миг между прошлым и будущим, именно
он называется жизнь». Мало кто прожил
отпущенный ему «миг» так же полно и ярко, как Обручев.
ИВАН МИХАЙЛОВИЧ
ГУБКИН
(1871—1939)
«ГЛАВНЫЙ НЕФТЯНИК СТРАНЫ»
щ г^ абушка Федосья Никифоровна настояла на
К^ том, чтобы Ваню Губкина отдали учиться в
-_LjJсельскую школу. Родители его были
неграмотны, у них и в мыслях не было, чтобы сын
получил хоть какое-нибудь образование.
Спустя 60 с лишним лет Иван Михайлович
Губкин станет вице-президентом Академии наук
СССР. Станет исключительно по заслугам, ибо в те
времена на руководящих научных должностях не
всегда оказывались достойные люди.
609

Энциклопедия для детей
Иван Михайлович Губкин.
Это — человек, который «сам себя сделал».
Никто не помогал Губкину в его научной карьере.
А его путь в науку был далеко не прост.
Оказалось, что сын неграмотных крестьян
обладает блестящими способностями. Инспектор
народных училищ был настолько потрясён, что
помог Ивану поступить сначала в Муромское
уездное училище, а потом в учительскую
семинарию. За жалкую семинарскую стипендию Иван
подписал обязательство пять лет прослужить
народным учителем. Человек сильной воли, он
знал себе цену и хотел учиться дальше.
Только в 24 года ему удаётся поступить в
Петербургский учительский институт; окончание
этого учебного заведения дало ему возможность
преподавать в гимназии...
Обязательный человек, он тянет свою лямку,
хотя всем существом сознаёт, что гимназическое
преподавание — не его удел.
В 32 года он по конкурсу поступает в Горный
институт. Многие его сверстники в это время
достигли в науке гораздо большего — некоторые
уже «обременены» магистерскими степенями, а
кое-кто даже удостоен профессорского звания.
Иван Губкин начисто лишён тщеславия — да и
откуда взяться тщеславию у крестьянского сына.
По окончании Горного института он не
пристраивается на кафедре, не идёт «под крылышко»
именитого профессора. Его посылают на Кубань
заниматься исследованием нефтяных
месторождений.
В недрах хлебодарного края, оказывается,
имеется и нефть. Но вот загадка, над которой
ломают головы местные промышленники: одни
скважины по существу мертвы, тогда как другие,
соседние, бурно фонтанируют.
Именно Губкин первым понял, в чём здесь дело.
Он устанавливает неизвестный ранее тип
нефтеносных залежей. В этих случаях запасы нефти не
связаны с классическими нефтеносными
пластами. Для них Губкин находит принципиально
иное определение: шнурковые залежи. Это не
обычные нефтеносные пласты, а своего рода
локальные, местные участки нефтеобразования.
Потому и скважины фонтанируют «где густо, а где
и пусто». Его статьи об этих исследованиях не
только сразу же публикуются в Трудах
Геологического комитета, но и переводятся на английский
язык.
А потом он работает на Таманском полуострове,
который, казалось бы, изучен вдоль и поперёк. И
обнаруживает здесь такие геологические детали,
которые до него не заметил никто. Например,
неизвестный для Русской платформы тип
тектонических структур.
Затем был Апшеронский полуостров. И тут
вроде бы всё было ясно: кто только не исследовал
бакинскую нефть. Но Иван Губкин дал новое
научное обоснование разработке бакинских
нефтяных промыслов.
О нём остроумно сказал его биограф, вспомнив
фразу из произведения Н.В. Гоголя: «В церкви
было так тесно, что, казалось, яблоку негде было
упасть. Однако пришёл губернатор, и место
нашлось». «Губернатор» Губкин открывал новое
там, где всё как будто бы было хорошо и широко
известно.
Имя «господина Губкина» всё чаще
упоминается в мировой литературе, посвященной нефти.
На анкетный вопрос «Чем Вы занимались до 1917
года?» он мог с достоинством ответить:
приумножал нефтяные богатства России.
После 1917 г. Губкин стал главным нефтяником
страны. Именно ему она обязана фактическим
открытием «Второго Баку».
Ещё в XVIII столетии многие
естествоиспытатели отмечали, что на обширной территории между
Волгой и Уралом имеются явные признаки
нефтяных месторождений. Но об их
промышленном освоении не было и речи.
Более 10 лет посвящает Губкин изучению
нефтеносных свойств огромной территории,
расположенной между Волгой и Уралом. Результаты
исследований были обобщены в его программной
работе «Волго-Уральская нефтеносная область».
Люди более старших поколений помнят, как
основные направления промышленного развития
страны определяли очередные съезды партии. В
решениях XVIII съезда содержалась лаконичная
строка: «Создать в районе между Волгой и Уралом
новую нефтяную базу — „Второе Баку"». Она
появилась именно благодаря инициативе Губкина.
Нелегко пришлось бы нашему государству в годы
610

Выдающиеся геолога
«Второе Боку» — нефтяносноя область между Волгой и Уралом, открытая Губкиным.
Великой Отечественной войны, если бы не нефть
«Второго Баку». Иван Михайлович Губкин умирал
в те дни, когда проходил этот съезд. Он остался в
памяти потомков как выдающийся
учёный-практик и основоположник русской нефтяной геологии,
как один из исследователей Курской магнитной
аномалии, как глава обширной школы учёных-
нефтяников, как прекрасный преподаватель,
который к каждой своей двухчасовой лекции готовился
по 5—6 часов...

Энциклопедия для детей
АЛЬФРЕД ЛОТАР
ВЕГЕНЕР
(1880—1930)
КОНЦЕПЦИЯ ДРЕЙФУЮЩИХ
КОНТИНЕНТОВ
4 г^сли взглянуть повнимательней на глобус или
\А на любую карту мира, можно заметить одну
ыЛшЛ особенность очертаний многих береговых
линий. Южная Америка и Африка, если их
«сдвинуть» вплотную, довольно аккуратно
«вложатся» друг в друга, как детали мозаичной
картинки. Гренландия выглядит так, будто она
только что вырвалась из «объятий» с одной
стороны — Северной Америки, а с другой —
Северной Европы... Длинный рукав
Антарктического полуострова в Западном полушарии
смыкается с крайним югом Южной Америки, и так далее:
множеству выступов по одну сторону моря
соответствуют впадины в очертаниях суши по другую
сторону.
Эти «географические странности» люди
отметили ещё в те времена, когда они только учились
составлять карты. Об этом размышляли
знаменитый английский философ Фрэнсис Бэкон
(1561—1626), французский мыслитель Франсуа
Пласэ и многие другие.
Ещё в 1596 г. в Амстердаме вышел в свет
учёный трактат фламандского картографа
Абрахама Ортелия (1527—1598) «Географическая
сокровищница». Ортелий совершил два замечательных
«прорыва» в познании мира, на столетия
предваривших господствующую ныне теорию дрейфа
континентов. Он не только отметил
«совместимость» береговых линий Старого и Нового Света
(включая и Европу), но и попытался реально
представить, как шло раз движение континентов.
Все эти прозрения были забыты на долгие
столетия. И только в начале XX в. немецкий
учёный Альфред Лотар Вегенер, не знакомый с
работой Ортелия, не только пришёл к тому же
выводу, но и теоретически подкрепил и развил его.
Имея лишь небольшую часть тех фактов и
знаний, которыми мы располагаем сегодня, он
заложил прочный фундамент современных
представлений о строении и развитии Земли, включая
основы теории дрейфа континентов, перемещения
полюсов и подчиняющихся этим движениям
перемен климата.
Альфред Лотар Вегенер родился в семье
берлинского священника. По образованию он не
был ни геологом, ни геофизиком. Сначала Вегенер
избрал профессию астронома и получил
образование в Гейдельбергском, Инсбрукском (Австрия)
и Берлинском университетах. Его работа о
движениях планет, написанная в годы учёбы, была
отмечена специалистами. Но он со студенческих
лет мечтал заняться исследованием острова
Гренландия и наукой о погоде — метеорологией, в то
время делавшей практически первые шаги. И не
только мечтал, но и готовился к этому.
Всё свободное время Вегенер посвящал дальним
лыжным походам, занятиям конькобежным
спортом, а также изготовлению и запуску... воздушных
шаров и змеев, считая, что именно эти «игрушки»
станут первыми средствами доставки
измерительных приборов в относительно высокие слои
атмосферы, где «делается» погода. Вместе со своим
братом Куртом в 1906 г. он поставил рекорд
длительности беспрерывного пребывания в воздухе
на воздушном шаре — 52 часа.
«Воздушные» и спортивные достижения
Альфреда Вегенера не остались незамеченными, и
вскоре он был включён в качестве метеоролога в
612

состав датской полярной экспедиции,
направлявшейся в манившую его Гренландию.
Потом — преподавание метеорологии в Мар-
бургском университете. Там он написал
интересную работу о том, как ведёт себя тепловая энергия
в атмосфере. А в 1912 г. — новая экспедиция в
Гренландию. Собранные данные по метеорологии
и гляциологии (науке о льде и снеге) заполнили
множество томов.
Вернувшись на родину, Вегенер женился на
дочери своего коллеги Владимира Петера
(Петровича) Кеппена, директора Отдела
метеорологических исследований Морской обсерватории в
Гамбурге (кстати, он наш соотечественник,
покинувший Россию в 1875 г.).
Начавшаяся в 1914 г. Первая мировая война
прервала научную работу, и Альфред становится
младшим офицером германской армии. После
окончания войны он сперва сменяет своего тестя
на его посту, а в 1924 г. переезжает в Австрию, где
получает кафедру метеорологии и геофизики в
Грацском университете.
Но судьба снова зовёт Вегенера в Гренландию.
В 1929 г. — уже третья экспедиция. При каких
обстоятельствах он погиб там в 1930 г. — не совсем
ясно. Очевидно, причиной того был сердечный
приступ, случившийся, когда он в одиночестве шёл
на лыжах по одному из неисследованных
ледников...
В некрологах об Альфреде Вегенере говорилось
как о выдающемся специалисте по физике
атмосферы, крупном полярном исследователе,
отличном организаторе науки и преподавателе. Но не
было сказано ни слова о том открытии, которое его
прославило навсегда.
Трудно сказать, как Вегенер пришёл к
убеждению, что континенты способны «разъезжать» по
поверхности планеты. Возможно, его натолкнули
на эту мысль, как и его предшественников,
«мозаичные» очертания материков на глобусах и
картах. Так или иначе, но в январе 1912 г. он
прочёл посвященную этой гипотезе лекцию на
заседании Германской геологической ассоциации
во Франкфурте-на-Майне.
Гипотеза опровергала существующие в то время
представления. Сторонники этой точки зрения
считали, что материки движутся только в
вертикальном направлении (при поднятии земной коры
образуется суша, при опускании — моря и окены).
Вегенер же говорил о горизонтальном движении
континентов — они «разъезжаются», «дрейфуют»
(в результате чего образуются океаны). И, как это
часто бывает, гипотеза Вегенера не только не
получила поддержки, но была гневно отвергнута.
Более того, в ней имелись слабые места, на которые
не замедлили указать специалисты.
Вегенеру было трудно обороняться в полную
силу. Он лишь укорил своих оппонентов за
необъективность, сравнив их с судьёй, который
выносит приговор на основании лишь части
имеющихся данных.
После гибели Вегенера геологи и геофизики на
десятилетия отбросили его гипотезу.
Выдающиеся геологи
Вегенер сам поднимался на воздушном шаре,
чтобы проводить метеорологические наблюдения.
Значительно позже шотландский геолог Артур
Холмс (1890—1965) предположил, что силой,
движущей континенты, могли бы стать потоки
вещества, существующие в мантии и приводимые
в движение разностью температур (при этом
тёплые потоки поднимаются вверх, а холодные
опускаются вниз). Это было как раз одним из
слабых мест гипотезы Вегенера — он затруднялся
объяснить, что именно приводило в движение
континенты. Но скептическое отношение к
гипотезе Вегенера сохранялось.
В статье «Глобальная тектоника литосферных
плит. Плавающие континенты» рассказано, как
смог победить учёный, которого уже не было в
живых. Теперь гипотеза Вегенера является
общепризнанной и развивается в соответствии с
уровнем современной науки.
613

Энциклопедия для детей
АЛЕКСАНДР ЕВГЕНЬЕВИЧ
ФЕРСМАН
(1883—1945)
БЛЕСТЯЩИЙ ПОПУЛЯРИЗАТОР
НАУКИ
^<>ч н писал на склоне лет: «Моя жизнь — это
i jистория любви к камню». И ещё: «Камень
^^владел мною, моими мыслями, желаниями,
даже снами...»
Его жизнь складывалась благополучно — без
особых потрясений, без сколько-нибудь
продолжительных периодов неудовлетворённости и
разочарований. Говорили, что ему были неведомы муки
творчества; от своей работы он испытывал только
радость. Все, кто знал Ферсмана, отмечали его
удивительно жизнерадостный характер и
феноменальную трудоспособность.
Александр Евгеньевич родился в Петербурге.
Отец его окончил Академию генерального штаба и
занимался главным образом педагогической
деятельностью. Мать живо интересовалась
естественными науками, неплохо рисовала и музицировала.
Родители оказали благотворное влияние на
воспитание и первоначальное образование
Александра — единственного ребёнка в семье.
Брат матери Александра приобрёл небольшое
имение близ Симферополя, и каждое лето семья
проводила в Крыму. В шестилетнем возрасте
Александр начал собирать первую
минералогическую коллекцию. Пополняясь из года в год, она
составила основу обширного собрания минералов и
горных пород.
Потом была Греция, куда отца назначили
военным атташе. Каменистые берега Элевсинской
бухты стали «второй ступенью» познания
Ферсманом минерального царства. И скоро новая
«смена декораций»: отец становится директором
кадетского корпуса в Одессе. Сын совершает
экскурсии по соседним каменоломням. «Целыми
часами я работал мдлотком, зубилом, киркой...
Часы наблюдений оставили неизгладимое
впечатление. Они научили меня понимать детали,
научили очень трудной и сложной обязанности
естественника — наблюдать», — вспоминал
Ферсман много лет спустя в книге «Путешествия за
камнем», написанной специально для детей.
Иногда семья выезжала в курортный город
Карлсбад (ныне Карловы Вары в Чехии), где
лечилась мать. Обратный путь лежал через Вену.
Как зачарованный, разглядывал Александр
коллекции Венского минералогического музея.
Так зарождалась и крепла его любовь к камню.
Окончив классическую гимназию, в 1901 г. он
поступил на физико-математическое отделение
Новороссийского университета. Там преподавали
талантливые педагоги и ученые, которые давали
студентам обширные и глубокие знания. Но здесь
Александр, пожалуй, впервые испытал чувство
разочарования.
Курс минералогии в Новороссийском
университете излагался скучно, поверхностно и по давно
устаревшим канонам. Зато живо и интересно
читались лекции по политической экономии,
истории искусств. Гуманитарные науки увлекли
молодого Ферсмана, тем более что к их восприятию
его хорошо подготовили семья и гимназия.
Когда отца перевели в Москву начальником
Александровского юнкерского училища, Алек-
614

сандру суждено было продолжить образование в
Московском университете.
С 1891 г. лекции по минералогии читал там
Владимир Иванович Вернадский. Так в жизнь
Александра Евгеньевича Ферсмана раз и навсегда
вошёл великий учёный и мыслитель.
Вокруг него уже сложилась группа молодых
талантливых исследователей, которые
исповедовали принципиально новый подход к
минералогии. Вернадский видел суть этой научной
дисциплины не в беспристрастном описании
внешнего вида и свойств различных минералов. Он
рассматривал минералогию прежде всего как
химию природных соединений земной коры —
минералов. Не «патологоанатомия» мёртвых
минеральных образований, а их непрекращающаяся
«жизнь» в природе — в этом состояло научное
кредо Вернадского. Этого явно не доставало
Ферсману — в его минералогических изысканиях
пока преобладало описание.
Вернадский сразу оценил способности Ферсмана
и умение трудиться до самозабвения,
рекомендовал оставить его в университете для подготовки к
профессорскому званию и выхлопотал
командировку за границу.
Как когда-то Дмитрий Иванович Менделеев,
Ферсман начинает свою зарубежную научную
деятельность в немецком городе Гейдельберге. Он
знакомится с Виктором Гольдшмидтом —
впоследствии одним из крупнейших геохимиков. В его
лаборатории он постигает оптические и
кристаллографические методы изучения минералов.
Особое внимание уделяет алмазу. И вместе с
Гольдшмидтом участвует в подготовке двухтомной
монографии «Алмаз», которая была опубликована
на немецком языке в 1911 г. На всю жизнь
Ферсман сохранил интерес к драгоценным
камням, посвятив им немало научных работ и
популярных книг.
Двухлетнее пребывание Ферсмана за пределами
России (1907—1909 гг.) включало также
путешествия по Франции и Италии, где он ознакомился
с геологическими достопримечательностями.
Наиболее заметным событием, определившим одно из
основных направлений последующей научной
деятельности Ферсмана, было, пожалуй, посещение
острова Эльба. Недра острова хранят
многочисленные залежи самоцветов, причём
драгоценные камни представляют собой вкрапления в
пегматитовые жилы. С пегматитовыми жилами
связаны месторождения не только драгоценных
камней, но и слюды, полевых шпатов, многих
редких и радиоактивных минералов. Ферсман едва
ли не первым понял всё практическое значение
«пегматитовой кладовой природы». Позже он
изучал её на обширных пространствах Урала,
Средней Азии, Забайкалья. Итогом стала книга
«Пегматиты, их научное и практическое
значение», изданная в 1931 г. и принёсшая учёному
мировую известность.
Прежде недостаточно уверенный в своих силах,
Ферсман возвращается в Россию уже с чётко
Выдающиеся геолога
определившейся системой взглядов, с Кб^здЫ
ясным пониманием того, где его твор- |и* шл\
ческий потенциал может быть
использован с наибольшей отдачей. Он видит своё
призвание в геохимии.
«И от старой минералогии с её объектами
исследования — минералами — мы переходим к
молодой геохимии, где единицей исследования
является химический элемент», — напишет
Ферсман несколько лет спустя. В 1912 г. он впервые в
мире прочёл общедоступный курс геохимии — в
Москве, в Народном университете имени
А.Л. Шанявского (предпринимателя,
завещавшего своё состояние на организацию университета).
Потом Ферсман переехал в Петербург по
приглашению Вернадского — заведующего
Минералогическим отделом Геологического музея Академии
наук.
Вместе с учителем и другом Ферсман начал
закладывать основы геохимии — науки, которая
изучает историю химических элементов Земли.
Пришла пора оформления её в самостоятельную
научную дисциплину. К тому времени была
создана модель атома — системы, состоящей из
ядра и вращающихся вокруг него электронов.
Отвлечённое понятие элемента приобрело
конкретное содержание: вид атомов с определённым
зарядом ядра. По существу атом стал главным
действующим лицом на подмостках геохимии.
Распространённость и поведение атомов
различных элементов в природе — эти проблемы
оказались первостепенными в геохимических
исследованиях.
Свои оригинальные геохимические
представления Ферсман развивал на протяжении 20—
30-х гг. Эти годы были для него временем
высочайшего взлёта творческой активности,
которая сочеталась с чрезвычайно продуктивной
практической деятельностью.
Александр Евгеньевич Ферсман взялся за
выполнение исключительно сложной задачи:
следуя примеру Вернадского, он решил
систематически изложить основы геохимии.
История человеческих знаний хранит в своём
золотом фонде немного таких фундаментальных
трудов, как четырёхтомная «Геохимия» Ферсмана.
Проблема распространённости химических
элементов в земной коре уже давно интересовала
учёных. Почему одни содержатся в огромных
количествах, тогда как другие встречаются гораздо
реже? Причём прослеживается закономерность: с
увеличением порядковых номеров элементов в
периодической системе достаточно чётко
выявляется тенденция к уменьшению их земных
«запасов». Проблему распространённости
химических элементов ещё в конце XIX в. начал
серьёзно изучать американский геохимик Фрэнк
Кларк, впервые подсчитавший содержание
главнейших элементов в земной коре. В его честь
Ферсман назвал средние величины
распространённости элементов в природе «кларками».
Распределению элементов в земной коре посвя-
615

Энциклопедия для детей
KW*@% тил ФеРсман первый том своей геохи-
|ni ■ми| мической «эпопеи»; он вышел в свет в
1933 г.
Второй том рассказывал о «жизни»
элементов — процессах их миграции (перемещения) в
земной коре. Разные причины приводят их в
движение: высокие температуры и давления,
живые организмы и даже хозяйственная
деятельность человека. Каждой природной системе
соответствуют присущие ей концентрации элементов —
месторождения полезных ископаемых.
Наиболее оригинальные воззрения,
касающиеся энергетики геохимических процессов, учёный
развил в третьем томе. До Ферсмана по существу
эту проблему — одну из основ теоретической
геохимии — никто серьёзно не затрагивал. Идеи,
развитые Ферсманом, учитывали влияние законов
термодинамики на ход природных процессов.
Геохимия всех известных на Земле элементов —
от водорода до урана — составляет содержание
четвёртого тома. Ферсман набросал геохимические
«портреты» отдельных элементов. Рассматривая
для каждого строение атомов, важнейшие физико-
химические особенности, Ферсман детально
анализировал особенности их поведения в земной коре,
объяснял пути их миграции. Геохимический
«образ» элемента позволял теперь намечать
основные типы месторождений полезных ископаемых и
давал указания к их поиску.
Четвёртый том был завершён в 1939 г. Но
учёный отнюдь не считал, что работа закончена.
Он планировал написать и пятый, и шестой.
Неотложные дела и начавшаяся вскоре Великая
Отечественная война не позволили планам
Ферсмана осуществиться. Серьёзно затрудняла
деятельность и тяжёлая болезнь.
Тем радостнее стала для него весть, пришедшая
из Англии. За исследования в области геохимии
Лондонское геологическое общество присудило
Ферсману палладиевую медаль Волластона,
которая и поныне считается высшей геологической
наградой в мире. Её лауреатами были такие
выдающиеся «рыцари» науки о Земле, как Чарлз
Дарвин, Чарлз Лайель, Эдуард Зюсс.
...Жизнь Ферсмана была чрезвычайно богата
событиями. В 1919 г. он, 36-летний человек,
полный творческих с.ил и планов, стал
академиком, одним из самых молодых в то время
действительных членов Российской Академии
наук. В своей академической карьере он достигал
и более высоких ступеней: в 1924—1927 гг. был
членом Президиума и академиком-секретарём
Отделения физико-математических наук, а в
1927—1929 гг. — вице-президентом Академии.
В начале 20-х гг. практическая деятельность
особенно выходила на первый план. После
лихолетья Первой мировой и гражданской войн страна
остро нуждалась в восстановлении разрушенного
хозяйства и в новых источниках «стратегического
сырья». Поиски месторождений важнейших
полезных ископаемых становились всё более
актуальными.
Ферсман возглавляет экспедиции в различные
районы страны. «Александр Евгеньевич... ведёт
кипучую работу полевого исследователя, успевая в
течение года побывать и в заснеженных вершинах
Хибинских тундр на Кольском полуострове, и в
знойных песках Каракумов, и в глухой тайге
Забайкалья, и в заболоченных лесах восточного
склона Урала. 10 тыс. км2 в год — таков масштаб
подвижности Александра Евгеньевича за эти
годы», — писал один из его сотрудников.
Осенью 1920 г. небольшой отряд из девяти
человек под руководством Ферсмана отправляется
изучать Хибинские тундры. Потом он будет
вспоминать: «Самыми яркими в моей жизни были
впечатления от Хибин — целого научного эпоса,
который почти 20 лет заполнял все мои думы,
силы, владел всем моим существом, закалял волю,
будил новую научную мысль, желания, надежды».
Природные богатства Кольского полуострова в то
время были изучены крайне мало. Чутьё геолога
подсказывало Ферсману, что этот глухой северный
район должен быть богатейшей кладовой природы.
И интуиция его не подвела.
В Хибинских тундрах экспедиция открыла
богатейшие залежи апатита, равных которым в то
время не было во всём мире. Переработка апатита
на минеральные удобрения решала важнейшую
сельскохозяйственную проблему. При
непосредственном участии Ферсмана в 1929 г. началось
промышленное освоение ценнейшего сырья.
Закладывались рудники, появлялись новые посёлки
и города — Кировск, Хибиногорск. В соседних с
Хибинами Монче-тундрах Ферсман обнаружил
крупное месторождение никелевых руд, что
позволило отказаться от их импорта. Позднее стало
очевидно, что недра Кольского полуострова
содержат в себе практически всю таблицу Менделеева.
Если бы Ферсман в своей жизни не сделал
больше ничего, кроме открытия Кольского
«феномена», его имя всё равно навсегда вошло бы в
историю геологии и России.
Но была ещё Средняя Азия, были Каракумы,
где он исследовал месторождения серы, на базе
которых был основан первый в СССР завод по её
производству.
И был Тюя-Муюн — рудное месторождение в
Ферганской долине. С этим названием связана
деятельность Ферсмана, которая либо не
афишировалась, либо долгое время просто не освещалась.
Там в начале XX в. обнаружили первые в
Российской империи залежи руд, содержащих
радиоактивные элементы, и среди них — радий.
Этот химический элемент, открытый в 1898 г.
французскими учёными Пьером и Марией Кюри,
произвёл подлинную революцию в науке. Он
оказался наиболее подходящим объектом для
изучения свойства радиоактивности.
Исследования радиоактивности способствовали многим
блестящим открытиям, которые существенно
изменили прежние представления о строении и
свойствах вещества. Кроме того, радий получил и
практическое применение.
616

Выдающиеся геологи
Именно Вернадский заинтересовал Ферсмана
проблемой радия. Этот элемент до Первой мировой
войны был извлечён из урановых руд в ряде
стран — во Франции, Германии, Англии. В России
же собственного радия не было. Но получить его
стало крайне необходимо. Сразу после
Октябрьской революции стали закладываться
практические основы добычи отечественного радия, причём
немалая инициатива в организации работ
принадлежала Ферсману. В 1918 г. создаётся
специальный комитет под председательством
Вернадского. Его заместителем стал Ферсман. Учёным
секретарём избрали радиохимика Виталия
Григорьевича Хлопина. Он был старым знакомым
Ферсмана, ещё с детства: в Одессе они закончили
одну гимназию.
Теперь события развивались ускоренными
темпами. Создаётся пробный радиевый завод в
Бондюгах на Каме. Здесь 1 декабря 1921 г. из руды
Тюя-Муюнского месторождения Хлопин с
сотрудниками получают первые миллиграммы русского
радия. А спустя короткое время в Петрограде
организуется Государственный радиевый институт
во главе с Вернадским. Поскольку он в июне
1922 г. отправился в длительную командировку во
Францию, директором Радиевого института в
течение долгих четырёх лет был Ферсман. На этом
посту он немало способствовал развитию радиевой
промышленности в стране, хотя из-за
частых экспедиций не мог уделять
этому много времени.
В своей «Геохимии» Ферсман посвятил немало
страниц радиоактивным элементам. В те дни,
когда он завершал написание четвёртого тома,
немецкие учёные Отто Ган и Фриц Штрасман
совершают Открытие. Не случайно это слово дано
с прописной буквы. Открытие деления ядер урана
под действием нейтронов стало одним из самых
выдающихся и самых зловещих в истории всех
времён и народов. Ибо оно дало ключ к
практическому использованию атомной энергии, в том
числе в военных целях.
Научный мир сознавал, что путь к получению
атомной энергии технически труден и что этот
вопрос должен находиться в ведении государства.
Уже ходили слухи, что подготовительные работы
ведутся в США и Германии.
12 июля 1940 г. трое советских учёных
отправляют обстоятельное письмо на имя
заместителя Председателя Совнаркома СССР Н.А. Бул-
ганина, в котором высказывают конкретные
предложения по решению атомной проблемы в
СССР. Три подписи стоят под письмом:
Вернадского, Ферсмана, Хлопина.
Президиум Академии наук создаёт
специальную Урановую комиссию. Ферсман возглавляет в
Открытая добыча апатита в месторождении на Кольском полуострове
617

Энциклопедия для детей
№^Й?Ы не** сырьевую ♦урановую бригаду»
|rti |4д| (под таким названием она фигурирует
в архивных документах тех лет).
Разумеется, важность проблемы настолько велика,
что деятельность Урановой комиссии не предаётся
гласности. Основные задачи Ферсмана — создание
базы уранового сырья, организация поисков новых
месторождений урана в стране.
Начинается Великая Отечественная война, и
работы на время прерываются. Только в 1943 г. на
правительственном уровне принимается решение
об осуществлении в стране Атомного проекта.
Ферсману не суждено было принять участие в
этой титанической работе. Но его имя занимает
достойное место среди тех учёных, которые стояли
у самых истоков проекта.
Едва ли будет преувеличением сказать, что
никто из выдающихся представителей
геологической науки не сумел изложить её содержание столь
ярко и доступно, как Александр Евгеньевич
Ферсман. В нескольких книгах проникновенно
поведал он о своей «любви к камню». Многие из
тех, кто в детстве прочёл их, потом переступали
порог геологических факультетов и институтов.
Назовём лишь некоторые книги А.Е. Ферсмана:
«Занимательная минералогия», «Воспоминания о
камне», «Занимательная геохимия»,
«Путешествия за камнем», «Рассказы о самоцветах»,
«История одной тропы: из истории Кольского
полуострова» . Их хорошо знают в разных странах мира.
А всего Ферсман напечатал более полутора тысяч
работ.

СОДЕРЖАНИЕ
К читателю (Николай Короновский) 5
f. ЗЕМЛЯ
? СРЕДИ ПЛАНЕТ
СОЛНЕЧНОЙ СИСТЕМЫ
Земля в космическом пространстве (Николай Короновский) 28
Внутреннее строение нашей планеты (Борис Силкин,
Александр Родников) 35
Глобальная тектоника литосферных плит. Плавающие
континенты (Михаил Ломизе) 44
Строение земной коры континентов и дна океанов (Борис Ермаков) 59
Планета Земля как химическая лаборатория (Дмитрий Трифонов) 71
Путешествия химических элементов (Ольга Кайданова) 80
Тайны земного магнетизма (Татьяна Линькова) 88
Притяжение Земли (Татьяна Линькова) 94
^ ПРОЦЕССЫ,
Ipv ФОРМИРУЮЩИЕ
^Мй| ЛИК ЗЕМЛИ
ВНЕШНИЕ СИЛЫ ЗЕМЛИ
Выветривание. Разрушение горных пород на поверхности
Земли (Николай Короновский) 98
Реки — разрушители и созидатели (Сергей Буланов) 105
На краю Земли. Образование берегов (Сергей Буланов) 117
Ветры, изменяющие лик Земли (Николай Короновский) 125
Геологическая работа льда (Александр Маккавеев) 130
Что может сделать снежная лавина? (Сергей Буланов) 144
Обвалы и оползни (Николай Короновский) 147
Подземные воды (Евгений Вознесенский, Ирина Петрова) 154
Вечная мерзлота (Виктор Дегасюк) 169

Энциклопедия для детей
Метеориты. Пришельцы из космоса (Вилен Фельдман) 179
Гигантские метеоритные кратеры. Звёздные раны (Вилен Фельдман) 190
ВНУТРЕННИЕ СИЛЫ ЗЕМЛИ
Вулканы (Николай Короновский) 196
Магма, застывшая на глубине (Николай Короновский) 220
Современные движения земной коры (Андрей Никонов) 228
Складки в горных породах (Николай Короновский) 238
Можно ли разорвать пласты горных пород? (Николай Короновский) 246
Землетрясения (Андрей Никонов) 252
Образование гор (Николай Короновский) 274
/fCA МИНЕРАЛЫ И ГОРНЫЕ
Минералы (Михаил Генералов) 284
Горные породы (Павел Плечов, Наталья Соловьёва,
Татьяна Шарданова, Игорь Зотов) 310
Й ПОЛЕЗНЫЕ
X ИСКОПАЕМЫЕ
Какие ископаемые мы называем полезными (Виктор Старостин) 332
Происхождение месторождений (Виктор Старостин) 334
История горнорудного производства (Виктор Старостин) 341
Руды металлов (Виктор Старостин) 356
Цветные камни (Виктор Старостин) 383
Строительные материалы (Виктор Старостин) 401
Агрохимическое сырьё (Виктор Старостин) 416
Нефть и газ (Михаил Судо) 427
Ископаемый уголь (Михаил Голицын) 448
Горючие сланцы (Михаил Голицын) 457
Торф (Михаил Голицын) 462
^L ЖИЗНЬ НА ЗЕМЛЕ
Щш И ЖИЗНЬ ЗЕМЛИ
ДОЛГИЙ ПУТЬ ЖИЗНИ НА ЗЕМЛЕ
Появление жизни на Земле (Игорь Барское) 466
Архей. Почти не известные страницы жизни (Игорь Барское) 467
Протерозой. На пути к разнообразию (Игорь Барское) 467
620

Содержание
Палеозой. Начало «явной» жизни (Игорь Барское) 470
Мезозой. Мир фантастических гигантов (Игорь Барское) 484
Кайнозой. Планета приобретает знакомый облик (Игорь Барское) 491
ИСТОРИЯ, ИСПЫТАНИЯ И
ИЗМЕНЕНИЯ ОБЛИКА ПЛАНЕТЫ
Астрономическая стадия развития. История планеты,
которой ещё нет (Николай Ясаманое) 505
Лунная стадия развития. Земля становится
планетой (Николай Ясаманое) 506
Катархей. Древнейшие ландшафты планеты (Николай Ясаманое) 510
Архей и ранний протерозой. На рубеже древнейших эпох. Новые
испытания (Николай Ясаманое) 512
Рифей. История продолжается. Новые материки, новые
катаклизмы (Николай Ясаманое) 515
Венд, палеозой и мезозой. Рождение и гибель
Пангеи (Николай Ясаманое) 517
Кайнозой. Всё ближе и ближе к дню
сегодняшнему (Николай Ясаманое) 532
ИЗУЧАЯ ПРОШЛОЕ ПЛАНЕТЫ
Палеонтология (Игорь Барское) 536
Время и жизнь (Игорь Барское) 544
-м *** ЧЕЛОВЕК
л*А» И ЗЕМЛЯ
ЧЕЛОВЕК ИЗУЧАЕТ ЗЕМЛЮ
Геологи в экспедициях (Наталья Соловьёва) 558
Микроскоп всё-таки нужен (Павел Плечов) 563
Растения — разведчики недр (Ирина Петрова) 565
ЧЕЛОВЕК ИЗМЕНЯЕТ ЗЕМЛЮ
Масштабы влияния человека на земную кору (Ирина Петрова) 569
Использование природных богатств (Ирина Петрова) 572
Непосильная тяжесть городов (Ирина Петрова) 573
ВЫДАЮЩИЕСЯ ГЕОЛОГИ
Плиний Старший. У начала «Естественной истории»
Земли (Дмитрий Трифонов) 574
Георгиус Агрикола. «12 книг о металлах» (Дмитрий Трифонов) 575
621

Энциклопедия для детей
Михаил Васильевич Ломоносов. У истоков отечественной
геологии (Дмитрий Трифонов) 578
Джеймс Геттон. Изучение настоящего — ключ к познанию
прошлого (Дмитрий Трифонов) 581
Абраам Вернер. Совершенство в мире минералов (Дмитрий Трифонов) 584
Уильям Смит. «Отец английской геологии»,
и не только (Михаил Судо) 587
Чарлз Лайель. Ниспровержение теории катастроф древности (Дмитрий
Трифонов) 588
Эли де Бомон. Концепция сжимающейся Земли (Михаил Судо) 591
Аманц Грессли. Учение о фациях. «Разглядевший
невидимое» (Дмитрий Трифонов) 592
Эдуард Зюсс. Познание лика Земли (Дмитрий Трифонов) 594
Иван Дементьевич Черский. Пионер исследования геологии
Сибири (Дмитрий Трифонов) 598
Александр Петрович Карпинский. Основатель русской геологической
школы (Дмитрий Трифонов) 599
Владимир Иванович Вернадский. «Человечество, взятое в целом,
становится мощной геологической силой» (Дмитрий Трифонов) 601
Владимир Афанасьевич Обручев. От древних ледников до «живой»
тектоники и золотых россыпей (Дмитрий Трифонов) 606
Иван Михайлович Губкин. «Главный нефтяник
страны» (Дмитрий Трифонов) 609
Альфред Л отар Вегенер. Концепция дрейфующих
континентов (Борис Силкин) 612
Александр Евгеньевич Ферсман. Блестящий популяризатор
науки (Дмитрий Трифонов) 614

Научно-популярное издание
ЭНЦИКЛОПЕДИЯ ДЛЯ ДЕТЕЙ. Т. 4.
Составитель
Светлана Исмаилова
Совет директоров
М. Аксёнова
Г. Храмов
Заместитель главного редактора
С. Кошель
Научные редакторы
Н. Короновский
B. Старостин
C. Буланов
Редактор тома
A. Ростоцкая
Старшие редакторы
Ю. Евдокимова
B. Радакова
Редакторы
Д. Володихин
М. Кривенко
И. Мальцева
Е. Почерняева
Е. Чернегова
Е. Шурхно
Корректор
Н. Мистрюкова
Художественный редактор
Е. Дукельская
Изготовление оригинал-макета
К. Иванов
Ю. Исмаилова
Ю. Титов
Л. Харченко
Компьютерный набор
М. Кудрявцева
Т. Поповская
Исполнительный директор
И. Кошелев
Художники
В. Авдюхина
В. Андронов
Е. Антонов
А. Бенедский
Н. Бутославская
ГЕОЛОГИЯ
М. Горелик
Е. Долженко
Е. Дукельская
М. Ефременко
Д. Жаров
Е. Ксенофонтова
A. Лезин
И. Маркова
С. Михайлова
B. Наумов
Н. Новичихина
М. Петров
Е. Петрова
А. Пущина
И. Пчелко
М. Сухоруков
А. Черных
А. Чубукова
Л. Яшенкова
Редакция благодарит за оказанную
помощь и предоставленные
материалы Комитет по метеоритам
РАН, Петрографический музей
ИГЕМ РАН, кафедру литологии и
морской геологии и кафедру
палеонтологии геологического
факультета МГУ им. М.В.
Ломоносова, а также Е. Сережникову,
Е. Куренкову, Э. Зеликсон,
Ю. Грибченко и А. Величко.
Авторы фотоматериалов
И. Барсков
C. Буланов
М. Голицын
А. Зарщиков
Н. Короновский
A. Никонов
B. Старостин
В. Фельдман
Т. Шарданова
Е. Чернегова
Фотографы
Э. Василия
И. Пискарёв

Телефоны для оптовых покупателей:
(095) 247—1105, 247—1150, 247—1133.
Книга издаётся в суперобложке.
Лицензия ЛР № 062284 от 22.02.93 г. Подписано в печать 20.12.94.
Формат 84 х 108/16. Бумага офсетная. Гарнитура школьная.
Печать офсетная. Усл. печ. л. 65,52. Тираж 300 000 экз.
АОЗТ издательство «Аванта-f».
123154, Москва, проспект Маршала Жукова, 28.
Адрес для корреспонденции: 119048, Москва, а/я 82, «Аванта+».
Отпечатано с готовых диапозитивов
в типографии Мондрук Графише Бетриб GmbH, Гютерслоу.
Германия.

i

V4
ч