Победители недр

— А впереди идет кислород! — воскликнул Володя. — Сорок семь процентов веса всей земли.

— Совершенно верно, — подтвердил Мареев. — А за кислородом идет кремний — двадцать восемь процентов, который вместе с кислородом образует очень часто встречающийся в природе минерал — кварц; дальше идут алюминий — девять, железо — четыре и пять десятых, кальций — три и пять десятых — из него главным образом построены известняки, натрий — два и восемь, магний — два и девять десятых и калий — два и пять десятых процента. Остальные элементы входят в состав земли в незначительных количествах — от одного процента до миллионных и миллиардных долей процента.

— Никита Евсеевич, что же получается? Кислород с кремнием вместе образуют семьдесят пять процентов всей массы земли?

— Да, Володя! Три четверти нашей планеты состоят из этих двух элементов… А если добавить к ним еще шесть других, перечисленных мною, элементов, то получится замечательная картина: вся земная природа на девяносто девять процентов построена из этих восьми химических элементов. Соединяясь между собой в самых разнообразных комбинациях, они образуют все богатое разнообразие окружающих нас минералов и продуктов жизни на земле! Теперь уже более или менее твердо установлено, что ближе к центру земли вещество ее становится тяжелее и плотнее и все больше преобладают тяжелые элементы. Первой оболочкой нашей планеты является атмосфера, состоящая из легких газов — азота, кислорода, водорода, углекислоты и некоторых других, менее важных. Вторая, каменная оболочка, которая принадлежит уже собственно самому телу земли, — это литосфера, от греческого слова «литое» — камень. Она состоит главным образом из кремния (по-латыни — силициум) и алюминия, и поэтому ее иногда сокращенно называют «Сиаль». Следующая за ней внутренняя оболочка — барисфера — состоит из более тяжелых магнезиальных пород (кремния, то есть силиция, и магния); ее иначе называют «Сима». Эта вторая оболочка начинается на глубине ста двадцати километров и тянется до глубины тысячи двухсот, считая от поверхности. Некоторые ученые полагают, что Сима иногда залегает почти у самой поверхности, например под дном Тихого океана. Температура в толщах этой оболочки превышает тысячу градусов, а давление достигает от двадцати до ста тысяч атмосфер. При этих условиях вещество оболочки находится в совершенно особом, вязко-жидком — магматическом — состоянии. Еще ниже, начиная с глубины тысяча двести километров и до двух тысяч девятисот километров от поверхности, лежит промежуточный слой, состоящий главным образом из силиция, магния, никеля и железа, по-латыни — феррум. Этот слой называют «Нифесима». Мощность его — тысяча семьсот километров, удельный вес — шесть, и находится он под огромным давлением в полтора миллиона атмосфер. Под таким давлением, несмотря на Еысокую температуру, вещество в этом слое находится в твердом, стекловидном виде. Под этой оболочкой залегает огромное центральное ядро земного шара. Оно состоит почти целиком из самых тяжелых металлов, вероятнее всего из никеля и железа, и по этим основным элементам его называют «Нифе». Радиус центрального ядра составляет приблизительно три тысячи пятьсот километров, или больше половины радиуса всего земного шара. Вещество ядра испытывает колоссальное давление вышележащих оболочек — несколько миллионов атмосфер, — и его температура настолько высока — от трех до шести тысяч градусов…

— Так мало! — удивился Володя. — Я думал, гораздо больше.

— Какая же, по-твоему, там должна была бы быть температура?

— Ну… не знаю, сколько… — замялся Володя, — но все-таки больше… Так ведь можно, кажется, подсчитать, Никита Евсеевич! Ну, конечно! Вот посмотрите!

С пылающими щеками, возбужденный и радостный. Володя схватил карандаш и бумагу и быстро стал подсчитывать, рассуждая вслух:

— Геотермический градиент — один градус Цельсия через каждые тридцать три метра… А радиус земли — шесть тысяч… Шесть тысяч… Я не помню точно, Никита Евсеевич, сколько вы сказали?

Мареев не мог удержаться от улыбки. Он похлопал Володю по плечу и сказал:

— Большой радиус земли равен шести тысячам тремстам семидесяти восьми километрам.

Волнение Володи достигло высшей степени: карандаш плясал у него в руке, цифры шли вкривь и вкось.

— Значит, радиус земли равняется шести миллионам тремстам семидесяти восьми тысячам метров… Делим эту величину на геотермический градиент… на тридцать три метра… Получается… получается… Смотрите, смотрите, Никита Евсеевич! Получается, что в центре земли температура около двухсот тысяч градусов! Вот здорово!

Володя с изумлением посмотрел на Мареева, сам озадаченный этими результатами.

— Я, вероятно, ошибся, — смущенно проговорил он, с недоверием посматривая на колонку цифр. — Неужели может быть такая температура?

— Ах ты, пылкий математик! — рассмеялся Мареев. — Считал-то ты верно, а вывод получил несуразный! И ты это сам чувствуешь. Ведь если бы температура земного ядра достигала полутораста-двухсот тысяч градусов, то все его вещество превратилось бы в раскаленный газ. Этот газ развил бы изнутри земли такое гигантское давление, что ее каменная кора разлетелась бы в пыль, а сама земля превратилась бы в раскаленную газообразную туманность или звезду. Вот этот расчет и еще другие соображения показали, что геотермический градиент чем дальше в глубину, тем больше должен увеличиваться, и температура должна возрастать с глубиной все медленнее. Но и при температуре от трех до шести тысяч градусов вещество земного ядра должно находиться в состоянии очень плотной перегретой жидкости или газа. Некоторые же ученые, как, например, знаменитый английский ученый лорд Кельвин или наш геохимик академик Ферсман, считают, что это ядро должно быть в твердом состоянии. Но находится вещество ядра в твердом, жидком или газообразном состоянии — во всех случаях его удельный вес равен примерно десяти, то есть в полтора раза выше стали.

— Понимаю, Никита Евсеевич… — сказал Володя. Потом, помолчав, спросил: — Но как же держится наша твердая каменная оболочка — вы ее назвали Си… Сиалюминий, кажется…

— Просто, Сиаль.

— Да, Сиаль… Как же Сиаль держится на жидкой, расплавленной Симе? Ведь он должен был бы провалиться и потонуть в ней.

— Прежде всего, Володя, ты не должен представлять себе, что вещество Симы, хотя и жидкое, находится в таком же состоянии, как вода или даже расплавленный металл. Вещество Симы находится под таким огромным давлением, что, несмотря на высокую температуру, она имеет вид густой, вязкой или, как говорят, пластической массы: что-то вроде замазки или скульптурной глины. Лишь в некоторых местах, где по разным причинам давление ослабевает, эта пластическая масса под влиянием высокой температуры расширяется и приобретает вид настоящей магмы — лавы, которая способна течь и изливаться, как густая жидкость. Там-то и образуются обширные бассейны магмы, с которых начался наш разговор. Кроме того, не забывай, что Сима состоит из более тяжелых элементов, чем Сиаль, что ее удельный вес выше. Поэтому Сиаль должен просто плавать в Симе — как дерево в воде или железо в ртути. И он действительно плавает в Симе, как плавают гигантские ледяные горы, айсберги, в северных морях…

— То есть, как же это плавает? — изумился Володя. — Движется?

— Да, мой дорогой, — усмехнулся Мареев, — находится в движении.

— Ну, как же все-таки?.. Такая огромная твердая масса… Ведь это же оболочка… кругом земли! Куда же ему двигаться, этому Сиалю?

— Теперь ты понимаешь, как трудно было людям свыкнуться с такой теорией, которая переворачивает вверх дном все привычные, установившиеся понятия? Твердая, прочная, незыблемая земля, оказывается, уходит у нас из-под ног, в буквальном смысле слова! Путешествует по земному шару со всеми своими морями, реками, горами, со странами, городами и населяющими их людьми!

— Как же это происходит? — нетерпеливо приставал Володя к Марееву. — Ну, расскажите, Никита Евсеевич! Ведь это же страшно интересно!