Занимательная геохимия. Химия земли

Эти воды были насыщены сначала сернокислыми солями, а потом, чем глубже, тем более увеличивалось в них содержание хлористых солей; буровая скважина проникла в рассолы, в десять раз более насыщенные солями, чем морская вода. Это были преимущественно хлористые соли натрия, кальция, но среди них много было и солей брома и йода.

Это была картина уже не каменноугольной, а еще более древней, девонской эпохи. Это были исчезающие моря с соляными озерами, лиманами и пустынями, которые окружали берега этих морей; соли, откладывавшиеся на их дне мощным покровом, перемежались то с тонкими прослоями илов, то с пылью, нанесенной ураганами и смерчами девонской пустыни.

Буровая скважина проникла уже на 1,5 км. Что же будет дальше? Что будет под этими осадками древних девонских морей, какие новые картины встретит геолог, когда углубится еще на несколько сот метров? Сложные догадки волновали ученых, а смелая мысль искала различных гипотез. Но вот на глубине 1645-м появились пески. Это, по-видимому, были берега девонского моря; пески говорили о том, что близка суша. Среди них попадались отдельные гальки изверженных пород, окатанные обломки берега моря. Это были уже берега, настоящие берега, и через 10 м скважина врезалась в твердый гранит.

Так в конце июля 1940 года в Москве буровой инструмент впервые достиг гранитного остова — той основы, на которой покоится вся русская земля от Ленинграда на севере до Украины на юге. Вскоре новые буровые скважины в Сызрани и дальше на востоке достигли гранитного ложа примерно на той же глубине и подтвердили гениальные прогнозы академика А. П. Карпинского, что под поверхностью всей нашей Европейской равнины лежат древние гранитные массы — та старая платформа, или щит, которую мы знаем по красивым скалам гранитов и гнейсов Карелии на севере, а на юге — по берегам Днепра и Буга. Буровая скважина прошла еще 20 м в твердом граните. По определениям геологов, это были настоящие гранитные породы, те древние осадки, возраст которых мог исчисляться не меньше чем в миллиард лет.

Так буровая скважина достигла глубокого гранитного ложа под Москвой. А что лежит дальше? Чего можно ждать под этими гранитами? Можно ли еще пройти до 2000 м, чтобы достигнуть тех глубин, на которых плавают гранитные массы? Этот вопрос вызвал бурные споры.

Одни считали, что безнадежно продолжать дальнейшее бурение, что много сотен и даже тысяч метров нужно пройти, чтобы закончились эти твердые толщи гранито-гнейсовой платформы. Другие настаивали на том, чтобы продолжать бурение и разгадать загадку еще больших глубин. Огромные трудности стояли на пути, и с каждым следующим метром все сложнее и сложнее делалась работа бурильщиков, поднимавших из глубин почти в 2 км красивые розовые твердые керны гранито-гнейсов. Сейчас еще невозможно достигнуть самых глубоких слоев Земли, для этого еще слаба та техника, которой владеет человек. В борьбе за овладение более глубокими зонами Земли надо идти иными путями. Об этом впервые заговорил в 1875 году молодой австрийский геолог Эдуард Зюсс.

Он поставил перед собой задачу — рассмотреть Землю с высоты птичьего полета с точки зрения геологии и уже родившейся тогда геохимии. Зюсс попытался наметить основные, более однородные слои, из которых состоит Земля. Для этого он пошел прежде всего по пути старых философов и разделил Землю на три простых оболочки: воздух, или атмосфера, окружающая сплошным сводом всю Землю; гидросфера — это воды и океан, которые покрывают твердую землю и пропитывают ее, и, наконец, литосфера — область камня, где в глубинах вечно бушует огонь, выдыхаемый вулканами.

Это деление он продолжил еще дальше на основе анализа химического состава твердых пород.

В 1910 году английский натуралист Муррей подразделил слои Земли на отдельные оболочки и назвал их геосферами.

И вот с этого времени началась упорная работа химиков и физиков, геохимиков и геофизиков для того, чтобы дальше и глубже разгадать строение этих отдельных оболочек, или геосфер. Во всей широте и глубине эту задачу поставил русский ученый В. И. Вернадский со своей школой. Вместо внешней картины «лика Земли» перед геологами и геохимиками возникла проблема воссоздать все своеобразие процессов, идущих в каждой геосфере, и дать всю картину внутреннего строения нашей планеты.

Попытаемся сейчас кратко охарактеризовать те оболочки, из которых состоит наша планета, так, как рисует их геофизика на основе изучения поведения упругих колебаний волн, достигающих огромных глубин и своими отражениями намечающих границы отдельных геосфер.

Наши ученые сейчас насчитывают тринадцать оболочек, начиная с недоступного нам межзвездного пространства, наполненного метеорами и молекулами водорода, гелия и отдельными атомами натрия, кальция и азота. На высоте примерно в 200 км от нас проводится нижняя граница этого слоя. Ниже начинается стратосфера: количество азота и кислорода увеличивается. Целый пояс озона отделяет отдельные части стратосферы. Северные сияния зажигаются на высотах в несколько сотен километров, светящиеся облака поднимаются до 100 км.