100 великих загадок географии

За день мы пересекли впадину, минуя 100 миллионов лет (на западной окраине залегают молодые пески Арыскум). Нам встретились два небольших озерца: вода поступает из-под земли по жерлам скважин. Под слоем палеогеновых глин залегают артезианские воды в песках мелового возраста.

Недавно мы миновали те же пески, не встретив в них воды. На востоке они залегают сравнительно высоко. Уровень подземных вод, заключённых в них, не достигает земной поверхности. А близ центра котловины, в понижении, этот уровень выше земли. Если б водоносные пески не были перекрыты слоем глин, то здесь образовался бы водоём…

Вот и разгадка: соль выпаривалась из подземных вод!

Смотрю на геологическую карту. Увы, озеро нанесено на палеогеновые глины. Значит, оно отделено от водоносных меловых песков. А какая была бы логичная разгадка: подземные воды в низине выходят на поверхность, испаряются и откладывают слои соли из века в век.

Геологическая карта – государственный документ, результат работы многих лет, проверенный авторитетными специалистами. Неужели они ошиблись? Пришлось основательно покопаться в геологических отчётах. И наконец – удача! В некоторых скважинах под плитой соли были встречены пески мелового возраста. Карта оказалась неточной. В Арысе водоносный горизонт вышел на дневную поверхность. Вода стала сильно испаряться, появились сначала белые налёты соли, затем слои и, наконец, основательный пласт. Среди поваренной соли (хлорида натрия) встречаются прослои сульфата натрия – мирабилита, а также илов. Здесь временами могли образовываться небольшие озёра.

Выпаривание поваренной соли в искусственных бассейнах

По самым приблизительным подсчётам, для того, чтобы получить Арысский соляной пласт, надо испарить миллиарды кубометров подземных вод!..

Работая в Солигорском районе Белоруссии, я заинтересовался происхождением добываемых там калийных солей, ценного удобрения. Подобные растворимые соли, которые можно выпарить из морской воды, называют эвапоритами. В естественных условиях они осаждаются в некоторых озёрах, морских лагунах.

Принято относить калийные соли к эвапоритам. Но в «Горной энциклопедии» сделана оговорка: «На происхождение большей части галогенных отложений, слагающих калийные бассейны и месторождения, существуют различные точки зрения».

В отличие от поваренной соли калийная практически никогда не осаждается в естественных условиях. Как же в Солигорске или в Соликамске возникли мощные пласты калийных солей? Неужели они выпаривались из морской воды? Побывав на Арысе, я убедился, что выпариваться могли подземные, а не морские воды.

С этими соображениями я поделился со своим другом – белорусским геохимиком специалистом по солям Валерьяном Кисликом. Он, как положено учёному, сказал, что проблема ещё не решена, и продолжил примерно так: в истории наук о Земле представление об образовании солей пошло по неверному пути. Эвапоритовая гипотеза предполагает, что соли отлагались в процессе испарения морской воды. Её сформулировал немецкий физико-химик Карл Густав Бишоф в 1855 году. Сейчас ясно, что она хороша для лабораторных, а не для природных условий.

В морской воде на долю карбоната кальция приходится 0,3 %, сульфата кальция 3,7 %, хлористого натрия 77,1 %, а хлористого калия и магния 18 % от всех солей. Значит, в стометровом слое каменной соли должно быть 0,3 м карбонатов, 5 м сульфата кальция и 23 м хлорида калия и магния. Соли в пробирке выпариваются именно в такой последовательности и пропорции. Однако ни в одной залежи солей такого соотношения нет. По сравнению с пробирочной моделью карбонатов почему-то гораздо больше, а хлоридов – меньше.

Тем не менее эта гипотеза как бы удовлетворяла исследователей. Чтобы опровергнуть её, нужны были новые, не только физико-химические, но и геологическими данные. Она продолжает господствовать. В СССР геохимик профессор МГУ Михаил Георгиевич Валяшко опубликовал монографию о закономерностях формирования месторождений солей. Эвапоритовую гипотезу придерживал академик Александр Леонидович Яншин, под эгидой которого в Сибирском отделении Академии наук проходили всесоюзные совещания по проблемам соленакопления.

Физико-химики проведя уникальные исследования по изучению микровключений растворов в кристаллах солей, многое прояснили. Но при этом почему-то проигнорировали большой геологический материал и не отказались от эвапоритовой гипотезы, хотя имели для этого все основания. Почему так получилось? Возможно, не захотели вступать в пререкания с авторитетными почтенными учёными.