Искатель, 1962 №2

Возможно даже, что образцы пород с Луны будут добыты раньше, чем геологи смогут пощупать образцы, взятые с 15-18-километровой глубины нашей планеты.

Громадные трудности стали на пути познания человеком его колыбели Земли уже с того момента, как он взялся за исследование ее коры — литосферы. Воздушную оболочку Земли изучить оказалось проще. Определив, скажем, состав малой доли атмосферы, мы получаем представление об ее общем составе, ибо она однородна. Где бы ни взяли ученые пробы воздуха, они убеждались в том, что он является смесью азота и кислорода с небольшой примесью аргона. А «корочка» нашей Планеты? В разных местах — разная. Значит, определить общий состав почвы и скал можно было, лишь анализируя множество различных образцов, взятых по всему земному шару. Таким образом, надо было установить, сколько в твердом веществе планеты того или другого элемента, и вывести нечто среднее…

Армией геологов такая работа была проделана. Оказалось, что земная кора состоит из кислорода, кремния, алюминия, железа, кальция, натрия, калия и магния — восьми элементов, составляющих 98,5 процента ее веса. На долю остальных химических элементов приходится всего полтора процента. Среди восьми основных первое место по весу занимает кислород (около 47 процентов), второе — кремний (примерно 28 процентов). Доступная нам часть поверхности Земли — это в основном смесь кремнекислоты с силикатами.

Что еще известно о земной коре?

То, что она имеет различную толщину — от 10 километров под водами океанов до 70 километров под горными массивами. Самый верхний ее слой состоит из осадочных пород: песчаники, известняки, сланцы. Их происхождение и свойства изучены хорошо — ведь они доступны бурению…

Ниже начинается слой гранитов. И уже об этом слое сказать, что он изучен достаточно, нельзя. Да, нельзя. Странно, не правда ли? Ведь граниты во многих местах, например в Карелии, выходят на поверхность. Казалось бы, бери и изучай!

Но граниты на поверхности — это одно, а на глубине нескольких километров — нечто другое. Глубинные граниты находятся совершенно в иных физико-химических условиях. Может, это и не граниты, а какое-то гранитоподобное вещество, кто знает?

Пока никто…

А под гранитами — более тяжелые базальты. Тут неясностей еще больше.

Напомним: радиус Земли — 6 371 километр. А толщина коры — 10–70 километров. Увеличим масштаб до 1 триллиона в одном сантиметре. Или даже больше. Земля представится нам яблоком. Можно сказать, что шкурку яблока мы более или менее изучили.

А что под «шкуркой»?

ЭХО ЗЕМЛИ

Право, не стоит удивляться скудости наших сведений о Земле. Удивления достойно другое: ум человека все-таки проник в запретные дали недр. Проник на тысячи километров и с помощью явлений грозных и катастрофических — землетрясений. Другое дело, что сценка результатов проникновения спорная. Но в спорах рождается научная истина. И без споров, без гипотез наука немыслима.

Что же находится под земной корой?

В 1900-х годах в разных районах нашей планеты стали строить сейсмические станции. Наблюдая природу землетрясений, ученые обнаружили, что при этих стихийных явлениях в Земле возникают упругие колебания — волны двух родов. Первые — продольные (похожие на звуковые волны) и вторые — поперечные, змеевидные, синусоидальные.

Эти два типа сейсмических волн распространяются, во-первых, с различной скоростью: продольные волны быстрее поперечных; а во-вторых, синусоидальные гаснут в жидкости.

Необходимо напомнить, что скорость волн зависит от среды, в которой они распространяются. Чем больше плотность, тем быстрее бегут волны. Остается добавить, что на границе различных сред волны преломляются и отражаются.

Ученые установили, что вблизи поверхности Земли скорость поперечных волн — 5 километров в секунду, а на глубине 3 тысяч километров она возрастает до 13,5 километра в секунду.

Теперь представим себе, что где-то под Южным полюсом произошло сильное землетрясение.

Все сейсмические станции южного полушария зарегистрируют его. Отметят его и сейсмографы северного полушария. Но только примерно до 15° северной широты — до широты, скажем, Адена. Между Аденом и Киевом все сейсмические приборы останутся почти безучастными к происшедшему на Южном полюсе, А в Москве приборы снова оживут, и все станции до Северного полюса включительно примут сигналы землетрясения.

Почему так произойдёт?

Почему вся Северная Африка, почти половина Азии и Южная Европа попали в какую-то странную «теневую зону»? Только потому, что в нашей планете существует центральное ядро, в котором скорость продольных волн резко снижается (с 13,6 до 8 километров в секунду), а змеевидные, волны второго типа, гаснут совсем, иными словами, ведут себя так, как и положено им вести себя в жидкости.

Пользуясь тем, что мы знаем природу распространения волн, попробуем разобраться в происшедшем.

Если бы земной шар был однороден, то скорость волн в нем оставалась одинаковой. Если скорость волн различна, то различен и внутренний состав Земли.