Неоткрытая планета

Кусочки зеленого оливина (помните оливиновый пояс инженера Гарина?), красного граната, зеленого пироксита — вот что попадается в кимберлите. Как решить, что захвачено ими именно из мантии?

Вопрос этот не простой, и удалось пока установить, что это вещество — ему и название дали особое: эклогит — с очень больших глубин. В двух крупнейших алмазоносных районах мира, южноафриканском и якутском, находили эклогиты со множеством кристалликов алмазов.

— Считают, — говорит академик В. С. Соболев, — что эклогиты входят в состав мантии. Еще до появления сверхглубоких скважин природа подарила нам кусочек загадочного глубинного вещества.

Итак, правы те, кто думает, что сверхвысокие давления в верхней мантии до неузнаваемости перестраивают вещество. И все же остается еще много неясного, Без бурения тайн мантии не раскрыть.

Мантия оказывается сложным орешком. Снова и снова приходится повторить: только лабораторные модели и сверхглубокое бурение откроют нам ее истинное лицо.

* * *

Маленькое отступление. Где еще, кроме земных недр, могут встретиться сверхвысокие давления и температуры? Ну конечно же, при столкновении метеорита с Землей.

Этот космический странник мчится со скоростью десятки километров в секунду. Прорезав атмосферу и раскалившись от трения о воздух, он, оплавленный и смятый, со страшной силой врезается в Землю.

Как при взрыве, мгновенно повышается давление. Температура и так достаточно высока. А ведь во Вселенной все тела построены из одних и тех же атомов. Могут быть в метеорите атомы углерода? Да! Но если так… Почему бы не превратиться углероду, точнее, графиту в алмаз? Почему бы не произойти тому же самому, что произошло в земных недрах?

И действительно, в камнях, падавших с неба, не раз находили алмазы, правда очень маленькие. История о том, будто бы в конце прошлого века в метеорите был найден столь крупный алмаз, что им украсили перстень русского царя, оказалась легендой. Небесные драгоценности — крошки…

Но так ли все же это? Ученые решили проверить. В лаборатории искусственно воспроизвели встречу метеорита с Землей. На ничтожные доли секунды ударная волна сжимала графит, и одновременно резко повышалась температура. Возникли крошки-алмазики диаметром сорок микрон.

Но как же с миллиметровыми алмазами? Сорок микрон — это всего четыре сотых миллиметра.

Однако ничего необъяснимого тут нет. Просто при падении настоящего метеорита давление было больше лабораторных трехсот тысяч атмосфер. Только и всего.

Искусственный алмаз бесспорно одно из самых интересных достижений техники наших дней. Когда несколько лет назад из-под пресса, сжимающего с исполинской силой графит, извлекли наконец крохотные, едва различимые глазом алмазики, это была победа.

Но камеру с графитовым сырьем пришлось нагревать до четырех тысяч градусов при давлении двести тысяч атмосфер.

Нельзя ли «смягчить» условия опыта? Нельзя ли снизить давление, уменьшить температуру? Оказалось, можно.

Химикам известны вещества — катализаторы, которые не вступают в реакцию, но помогают ей. Попробовали применить катализаторы и здесь.

Между слоями графита проложили слои разных металлов. Металл плавится, проникает в графит и… пока еще никто не знает, что там происходит. Но важно, что близ тоненькой металлической пленки начинается интенсивная перестройка, перегруппировка атомов графита.

Одна кристаллическая решетка переходит в другую, и притом уже не при двухстах тысячах, а при ста тысячах атмосфер, уже не при четырех тысячах, а при двух с половиной тысячах градусов. Любопытно, что при разной температуре получаются алмазы разных цветов: при самой низкой — черные, а потом — зеленые, желтые, белые.

Видимо, и природа создавала алмазы тоже в разных условиях. Оттого и находят эти драгоценные камни то «желтой воды», то «голубой», то «белой».

Итак, сначала миллиметровые крупинки, потом годовое производство сотен килограммов технических алмазов.

И все-таки, как бы ни важны были для нас искусственные алмазы — технические либо иные, важно другое.

Создать искусственный алмаз — значит повторить то, что происходило на огромных глубинах.

Пусть все действие разыгрывается в крошечной камере и лишь маленький цилиндрический стерженек подвергается испытаниям чудовищным давлением и нагревом. Все равно — перед нами модель Плутонии. Она поможет нам подготовиться к настоящему путешествию туда.

Зная, как ведут себя различные металлы, попав между двух «огней» — давления и температуры, конструктор сможет выбрать наилучший материал для подземохода. Зная, как ведут себя, попав в такое горнило, минералы, он сможет представить себе, с чем же придется встретиться его подземному кораблю. И, наконец, ученые смогут, пользуясь такой моделью, проверить свои предположения и расчеты, которые они пока только и могут делать, когда говорят о строении Земли на больших глубинах.

* * *