СРАЖЕНИЕ КОНСТРУКТОРОВ ПРИРОДЫ 17 страница
Кусок базальтовой породы, о котором идет речь, изучали многие ученые мира. Взят он был в необычных условиях ‑ со дна Тихого океана, у острова Гу‑адалупе, там, где глубина океана достигает почти трех с половиной километров. Естественно, возникает вопрос: кто извлекал этот камень, зачем это сделано?
Несколько лет назад в Нью‑Йорке, на Международном океанографическом конгрессе, американские геологи рассказали о проекте бурения земной коры. А потом на ассамблее Международного союза геодезистов и геофизиков был создан Комитет по исследованию верхней мантии Земли.
Американские ученые начали бурение земной коры. По их расчетам, у острова Гуадалупе под толщей океанической воды должны были залегать рыхлые осадки дна океана, а затем коренное его ложе.
Вскоре были получены результаты. Действительно, начиная с глубины 3570 метров от поверхности океана бур встретил рыхлые осадки, прошел по ним 150 метров и врезался в очень плотные породы. По ним скважина прошла еще 36 метров. И бурение было прекращено, так как попасть снова в пробуренное отверстие не удалось. Почему же было предпринято это очень дорогостоящее бурение земной коры? Что такое земная кора? До сих пор жители Земли помнят события, разы* гравшиеся 21 мая 1960 года. В этот день весь земной шар испытал сокрушительные удары. Земля содрогалась. Страшная катастрофа обрушилась на западную часть Южной Америки. Невероятные бедствия испытал народ Чили. За четыре дня катастрофического землетрясения было разрушено много городов и поселков, пропало без вести свыше 4 тысяч человек и осталось без крова свыше 2 миллионов человек.
|
|
|
Морские волны вздыбились от содрогания Земли. Почти со скоростью реактивного самолета они неслись через Тихий океан и спустя сутки достигли берегов Азии. А под океанским дном с еще большими скоростями, перегоняя друг друга, мчались колебания внутренних зон Земли. Первые колебания достигли Москвы через 16 минут, позднее или раньше они дошли и до других городов всех стран мира.
Обработка полученных данных, как и сигналов других землетрясений, показала, что сейсмические волны проходят сквозь Землю с неодинаковыми скоростями. Анализ позволил выделить три большие зоны Земли ‑ земную кору, мантию и ядро. По современным данным, земная кора имеет неравномерную толщину. Под океанами она всего 5 километров, а на континентах ‑ в Европе, Азии, Африке, Америке ‑ достигает 40‑60 километров.
Ниже лежит мантия.
Американские ученые решили, что легче добраться до мантии Земли, в особенности до ее верхней части, если бурить в зоне дна океана. Вот и родилась идея сверхглубокой скважины, и тот образец, о котором говорилось вначале, был действительно вынут со дна Тихого океана. Его разбили на отдельные кусочки и разослали всем научным центрам мира. Попал он и в нашу Академию наук. Там его детально изучили, определили возраст. Оказалось, что этот кусок породы сформировался 200 миллионов лет назад.
|
|
|
Но всю земную кору пробурить не удалось. Сейчас американские ученые мечтают продолжить работы около Гавайских островов, где также нужно бурить 5 километров.
Международное сотрудничество ученых всегда предполагает соревнование. И в нашей стране тоже организована комиссия по проведению сверхглубокого бурения, создается проект, по которому в Советском Союзе будут буриться пять сверхглубоких скважин, и каждая из них достигнет глубины 15‑18 километров. Что это за скважины и где их будут бурить?
Геологи утверждают, что в так называемой Миль‑ской степи, в районе реки Араке, есть участок, где близко к поверхности подходит базальтовый слой Земли. Во всех участках земной коры наблюдаются, как правило, три слоя ее: самый тяжелый ‑ базальтовый, над ним ‑ гранитный, более легкий, еще выше ‑ осадочный слой, который слагают осадки, сформировавшиеся либо на континенте, либо в зонах океанов и морей. Так вот, в Мильской степи почти отсутствуют первые два верхних слоя, и близко к поверхности подошел базальтовый слой. Что он представляет, мы не знаем.
|
|
|
Первая скважина, которая будет пробурена на большую глубину, ориентирована на зону базальтового слоя Земли.
Сможем ли мы найти очаги, питавшие некогда серебряное месторождение Кавказа, разгадаем ли закономерности распределения залежей медной руды в земной коре ‑ на это ответит Кавказская скважина.
Нефтяной котел
Получилось как‑то так, что все глубокие скважины ставили своей задачей поиски залежей нефти. Сначала ее добывали с глубины полукилометра, потом ‑ 2, затем 5 километров. Чем глубже вгрызались буровые стволы в недра Земли, тем больше и больше нефти там находили.
Геологи полагают, что нефть ‑ это поверхностное образование, что она произошла из тех остатков жизни, которые захоропялись либо в морях, либо в дельтах рек, либо в океанах. И химический анализ как будто подтверждал эту гипотезу. Но так ли это?
Есть удивительное место в Советском Союзе. Оно расположено к северу от устьев Волги, Урала и Эм‑бы. Его называют Прикаспийской впадиной. Обычно впадина ‑ понятие условное. Но, оказывается, на этом участке действительно имеется впадина ‑ не'на поверхности Земли, а в гранитном слое. Здесь накопились мощные толщи осадочного слоя земной коры. С точки зрения гипотезы о происхождении нефти из остатков животных и растений, отложившихся за время многих геологических периодов за сотни миллионов лет, интересно посмотреть, что же находится в такой впадине. Нет ли там еще больших концентраций нефти? И вот там бурятся глубочайшие скважины в нашей стране. Они достигнут глубины 7‑8, а потом и 15 километров.
|
|
|
Медь или нефть?
Выходит гранитный слой Земли. Каково его строение? Нет ли в нем, в этом слое, застывших очагов, питавших в свое время медные и никелевые месторождения Кольского полуострова?
А может быть, здесь ‑ решение других проблем и загадок? Еще в прошлом столетии Д. И. Менделеев поставил вопрос о неорганическом происхождении нефти. Он считал, что нефть могла образоваться в глубинах Земли за счет воздействия воды на соединения металлов с углеродом, на карбиды металлов. Горячая вода под давлением может отнять у карбидов металлов углерод, соединить его с водородом воды и создать углеводороды, то есть, по существу, нефть.
Кстати, не так давно случилась здесь, на Кольском полуострове, небывалая история. Горный десятник, работавший в апатитовом руднике близ города Кировска, услышал какой‑то странный свист и шум, идущие из‑под земли. Кто‑то неосторожно предложил: 'Попробуем ‑ подожжем?..' И попробовали... Вспыхнувшая спичка вызвала взрыв, К счастью, десятник и рабочие отделались только ожогами.
Позднее выбросы газа повторились. Изучить их поручили одному из ученых Кольского филиала Академии наук СССР. Он выяснил, что в магматических породах окрестностей Кировска содержится столько нефтяного газа, сколько его бывает в самых крупных нефтяных месторождениях мира, но, к сожалению, этот газ трудно взять: он очень крепко спаян с горными породами. Откуда же он взялся? Ведь в магматических породах не может быть жизни. Сам собою напрашивается вывод о том, что Д. И. Менделеев, возможно, был прав.
Если газовые скопления в таких количествах обнаружены вблизи поверхности Земли, может быть, есть они и на глубине? Может быть, Кольская скважина ответит именно на этот, главный вопрос? Может быть, здесь будут открыты новые мощные ресурсы энергии, в которых так нуждается промышленность Кольского полуострова?
И другая проблема большой научной важности возникла перед учеными при проектировании Кольской скважины. Недалеко от Кировска, в районе речки Вороньей, выходят горные породы, которые по возрасту пока что самые древние на Земле. Им 4‑ 5 миллиардов лет. Невольно встает вопрос: если такие породы выходят на поверхность, то что мы встретим на большой глубине? Не придется ли нам 'увеличить' возраст Земли, который сейчас оценивается в 5‑6 миллиардов лет?
Ископаемый Урал
На Урале, в определенных его участках, находят странные камни ‑ их называют пегматитами. Пегма ‑ греческое слово, оно означает 'крепко связанный'. В пегматите действительно крепко спаяны два минерала ‑ кварц и полевой шпат. Они настолько быстро кристаллизовались, что не успели занять 'независимое' пространство и, превращаясь в камень, проникли друг в друга.
Если разрезать такой камень и отшлифовать его поверхность, то'й> ней можно увидеть странные знаки, похожие на еврейские или ассирийские письмена.
Естественно приходит намерение прочитать эти таинственные письмена, и однажды, просматривая древнееврейско‑русский словарь, я наткнулся на знаки, которые удивительно похожи на некоторые узоры отшлифованного пегматита. Треугольник вершиною книзу означает слово 'наследник', три прямоугольных треугольника ‑ 'исчезнувшие горы'. Получается многозначительная надпись: 'наследники исчезнувших гор', то есть наследник тот, кто расшифровал надпись.
Конечно, это случайное совпадение, и здесь хочется желаемое выдать за действительное. Но дело в том, что в местах, где выходит пегматит, с помощью приборов можно обнаружить идущие из глубины сигналы, которые говорят о сильных магнитных возмущениях и возмущениях силы тяжести. Расшифровывая эти сигналы, геофизики узнали, что на широте города Нижний Тагил Урал пересекается какими‑то грядами, не выходящими на поверхность. Эти гряды, по‑видимому, представляют корни древних гор. Их назвали Биармийскими в честь страны Биармии, располагавшейся в Предуралье в XII веке.
Одна из скважин около, города Краснокамска подняла на поверхность с большой глубины образцы горных пород этих гор. Они оказались очень древними‑ им было около 2 миллиардов лет.
Нам известно, что повсеместно, на всей Земле, где встречаются горные породы этого почтенного возраста, они содержат большие скопления железной, медной, урановой руды, алмазов и других природных богатств.
Может быть, и этот горный кряж, протянувшийся на 1,5 тысячи километров от Кирова до Оби, является своеобразной кладовой, где могут содержаться все эти полезные ископаемые. Как не посмотреть, что же представляют эти ископаемые, ныне не существующие горы?
По одному из вариантов скважину предполагается пробурить здесь, в районе Нижнего Тагила, где близко к поверхности могут подходить эти древние погребенные горы. Есть, правда, и другие проекты закладки Уральской скважины. Ближайшее будущее покажет, какой из них ценней.
На краю земли
Hа Курильских островах, в зоне перехода земной коры континентального типа в кору океанического типа, сведены до минимума гранитный и осадочный слои и близко к поверхности подходит базальтовый слой, но он не имеет такой толщины, как в Закавказье (40‑50 километров). Его мощность здесь всего 12‑15 километров. Если пробурить скважину с одного из островов Курильской дуги, то через 12‑15 километров она пройдет всю толщу земной коры.
Что мы там встретим? На этот счет среди ученых нет единого мнения. Одни говорят, что под земной корой располагается слой более высоких температур, что там все разогрето до такой степени, что изменение давления может привести к образованию жидкой магмы. Значит, скважина может врезаться в сплошной слой такого вещества и вызвать к жизни вулкан.
Другие считают, что вулканические породы имеют очаги, которые только в некоторых местах могут способствовать .рождению магмы. В других местах под земной корой лежат твердые массы. Сигналы землетрясений, проходя по ним, ускоряют свой бег, а это характерно именно для твердых и сверхтвердых пород. Не вырастет ли из Земли обелиск, 'выдавленный' из подкоровых частей? Обелиск, образованный породами такой твердости, что даже алмазные буры и квантовые генераторы не смогут справиться с ним. Может быть, человечество получит сверхтвердое вещество, которое будет резать алмаз, как нож масло.
А может быть, на этой глубине нет повышенных температур и, наоборот, царит необычайный холод? Может быть, при продвижении в глубь Земли мы встретимся с чередованием горячих и холодных зон? Нельзя ли с этой точки зрения попытаться по‑новому обосновать магнитные свойства Земли? Не порождаются ли они бесконечно циркулирующим электрическим током? И наконец, если мы действительно встретим такую зону сплошного электрического тока огромной мощности, то нельзя ли поднять на поверхность колоссальный поток энергии, которая еще совершенно не затронута и бесполезно лежит в недрах Земли?
Технические трудности
Kонечно, можно много [говорить о том, что мы получим, проникнув в недра нашей планеты. Но нужно также и реально смотреть на будущее. Если в глубинах планеты находится царство высоких температур, то для буровых станков нужно предусмотреть особый, сверхжаропрочный металл.
А если в недрах планеты господствует холод, то металл должен обладать совершенно другими свойствами. Ведь всем нам известно, как изменяются свойства металлов в зонах Полюса холода, где всего минус 80 градусов. А если температура под земной корой будет достигать еще меньших значений и приблизится к минус 273 градусам, когда электрический ток может пульсировать бесконечно, когда тела принимают свойства сверхпроводимости?
Возникает, как видно, много вопросов.
Нужно подумать о том, как будет доставляться питание к забою скважин. Перед исследователями встанет очень и очень много вопросов ‑ как все это осуществить?
А может быть, технически выгоднее решить проблему иначе: не бурить скважину, а заложить шахту?
Десятки и сотни таких вопросов стоят перед нами. Так сейчас в США и в СССР в тесном содружестве решаются проблемы проникновения в глубины недр, но как конкретно все это будет осуществлено, покажет будущее. Сейчас ясно лишь одно: американские ученые ставят узкую задачу ‑ достичь мантии за счет бурения только базальтового слоя. Мы, советские ученые, ставим более широкую проблему ‑ мы хотим изучить и осадочный, и гранитный, и базальтовый слои земной коры, и верхнюю мантию Земли. Соревнования ученых в деле достижения новых и новых фактов продолжаются.
Лаборатория 'Крот'
Hа Кубани, близ станицы Медведовской, в июле 1967 года буровая бригада Петра Фомина подняла керн с глубины 6200 метров! Это рекорд Европы! До этого самой глубокой в Европе считалась скважина, пробуренная во Франции на глубину в 6140 метров.
А теперь займемся арифметикой. Разделим 6 356 863 на 6200. Получим цифру 1025 с дробью. Это означает следующее: были взяты средний полярный радиус Земли и глубина максимальной скважины. Делением мы установили, что нужно еще таких 1024 скважины, чтобы достичь центра Земли.
Итог плачевный: глубочайшие скважины мира проникают в Землю не глубже, чем жало комара в кожу слона!
Невольно задумываешься: а есть ли смысл конструировать удлиненные стволы скважин? Нет ли других путей проникновения в земные недра, если не к центру планеты, то хоть к мантии Земли?
В вечерние апрельские сумерки, когда Москва тонула в нежной сиреневой мгле, на экране монументального здания центральной правительственной газеты появилась краткая информация:
Лаборатория 'Крот'
'Институты ВЭИ и Машиностроительный закончили детальную разработку проекта геолога Мареева. Специально сконструированный бурильный снаряд углубится в недра Земли, имея внутри себя команду из трех человек во главе с изобретателем. На глубине пятнадцати километров будут установлены термоэлектрические батареи для превращения подземной теплоты в электроэнергию...'
Как всегда, ученых опередили писатели‑фантасты. Я выписал здесь один из начальных абзацев книги Г. Адамова 'Победители недр'.
Я не буду пересказывать сюжет романа. Он несложен: получили задание, стали выполнять, были неполадки, но все кончилось благополучно: задание выполнили. Нам важно подчеркнуть идею подземного вездехода, которая сейчас разрабатывается во многих научно‑исследовательских лабораториях мира.
Автор американского подземного вездехода У. Адаме строит свой проект на основе закона Архимеда. Вездеход дамса плавает, точнее, погружается, расплавляя зону дна. Источник энергии ‑ атомные реакторы.
Возможно, что на американского ученого повлияло сообщение нашей печати о двух смельчаках, Иванове и Попкове, совершивших неслыханный дрейф на глыбе горной породы по потоку лавы, вытекавшей из жерла одного из камчатских вулканов. Если можно плавать по раскаленному потоку лавы, то можно в специальных аппаратах и погружаться в нее.
По проекту Адамса подземный вездеход несет на себе груз (конечно, жароустойчивый). В момент всплытия груз отцепляется, и судно поднимается кверху.
Представим на мгновение, что проект Адамова или Адамса осуществлен. Что мы получим, погружаясь в глубокие зоны?
Трудно представить себе все многообразие полезных ископаемых, нетронутые запасы которых лежат и ждут своих владельцев. И золото, и уран, и медь и драгоценные камни ‑ все дары Земли будут наградой тем, кто прорвется в эти глубины.
А что еще глубже?
Лет двадцать назад мне пришлось быть в Москве у академика В. А. Обручева ‑ одного из лучших популяризаторов геологической науки.
Мы решили основные дела, а потом, речь зашла о том, как работает этот удивительный ученый. Владимир Афанасьевич ввел меня в свою внутреннюю лабораторию, которая издали казалась таинственной и непостижимой.
‑ Все дело в упорном, неутомимом, никогда не прекращающемся труде, который ежедневно должен вести ученый. Вы постоянно, ‑ говорил Обручев, ‑ должны пополнять свой научный багаж. Но проводить эту работу надо систематически, все время систематизируя накопленный материал.
Владимир Афанасьевич Обручев показал мне свою 'эрудицию', разложенную по ящичкам картотеки.
‑ Невозможно, ‑ подчеркивал он, ‑ держать в памяти многочисленный справочный материал‑ Все новые и старые данные по любому из интересующих вас вопросов должны быть на форматных листочках разложены по соответствующим разделам. И эти разделы должны постоянно пополняться.
Для начала академик рекомендовал собирать материал по ограниченному количеству тем. Потом сама жизнь заставит расширить круг вопросов.
Как классифицировать и пополнять свои записи?
Технически очень удобно выбрать один формат записей. Лучшим является, по признанию многих, формат, укладывающийся в карман. Такие карточки всегда можно брать с собой.
На листочках могут быть подклеены и вырезки из газет и журналов (конечно, своих, а не библиотечных), и выписки из прочитанных книг.
Я воспользовался советом Обручева, и с тех пор листки картотеки помогают освежить в памяти давно прочитанные мысли, факты, идеи.
Однажды мне предложили прочесть лекцию на тему: 'Магнитные свойства Земли'. Я знал, что у меня есть пухлая папка, посвященная этой теме. Я отчетливо понимал, что ответ на этот вопрос связан с представлениями о внутреннем строении Земли. Это моя тема. И я согласился.
Вечером, просматривая материал, я вчитался в сообщения космонавтов о радиационных поясах вокруг Земли, об открытии Вернова ‑ Ван‑Аллена, рассказавших миру о том, что магнитные свойства ощутимы на расстоянии 60‑70 тысяч километров над поверхностью нашей планеты. Были здесь и сообщения о связи магнетизма Земли с жизнью Солнца. Имелись эффектные описания полярных сияний, также подчиненных магнитной жизни Земли и Солнца.
Дата добавления: 2021-01-21; просмотров: 71; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!