Занимательная геохимия. Химия земли - Александр Евгеньевич Ферсман

В основном метеориты сложены из тех минералов, которые широко распространены и в земных горных породах. Это оливин и безводные силикаты: энстатит, бронзит, гиперстен, диопсид и авгит; встречаются также минералы из группы полевых шпатов.

Но в метеоритах не были обнаружены многие минералы, представляющие собой продукты выветривания. Не были найдены и какие-либо органические вещества.

Характерным для метеоритов является также отсутствие в них минералов из группы водных силикатов, то есть таких минералов, в которых присутствует связанная вода. Долго и упорно ученые пытались найти в метеоритах такие минералы, и все попытки их оказывались безуспешными. Только совсем недавно советскими учеными был обнаружен минерал из группы хлоритов, то есть водный силикат. Однако его содержат только те метеориты, которые относятся к редкому типу каменных метеоритов, к так называемым углистым хондритам.

Исследование показало, что связанная вода, входящая в состав хлоритов, составляет 8,7 % веса всего метеорита.

Это открытие имеет важное значение для решения основной нашей задачи — выяснения условий происхождения метеоритов.

Важное значение имеет и открытие в метеоритах таких минералов, которые неизвестны на Земле. Правда, такие минералы присутствуют в метеоритах в очень небольших количествах. Тем не менее они указывают на иные условия образования метеоритов, чем те, при которых образовалась земная кора. Особенно большой интерес представляет открытие в метеоритах явлений метаморфизма, при котором происходило изменение не только структур метеоритов, но и самих минералов. Такой метаморфизм был вызван нагреванием метеоритов. Детальное изучение метаморфизма метеоритов, получающее особенно большое развитие в последние годы, раскрывает перед нами историю метеоритов, историю их блужданий в межпланетном пространстве.

В метеоритах присутствуют и радиоактивные химические элементы. Один из таких элементов — калий — находится в каменных метеоритах в заметном количестве. При радиоактивном распаде калия получается аргон. Поэтому из соотношения количеств содержащихся в метеоритах аргона и калия можно определить возраст метеоритов, то есть тот промежуток времени, который прошел с момента образования (затвердения) метеоритов.

Измерения возраста метеоритов по аргону и калию были сделаны советскими учеными в последние годы. Эти измерения установили возраст метеоритов от 600 миллионов до 4 с лишним миллиардов лет.

О том, откуда метеориты попадают на Землю, мы теперь знаем. Но вот когда и как образовались метеориты, — пока еще трудно сказать, над разрешением этой важнейшей проблемы работают теперь ученые, занимающиеся изучением метеоритов.

Большинство советских ученых считает, что метеориты вместе с астероидами представляют собой обломки одного или (вероятнее всего) нескольких крупных небесных тел — планет, распавшихся в далеком прошлом. Но это пока только предположение, рабочая гипотеза, для подтверждения и полного доказательства которой нужны еще дальнейшие всесторонние исследования метеоритов. Нет сомнения в том, что вопрос о происхождении метеоритов, о их роли в образовании планетной системы и ее дальнейшем развитии будет окончательно разрешен.

Атомы в глубинах Земли

В занимательных романах Жюля Верна, Жорж Санд и академика В. А. Обручева описаны путешествия к центру Земли, в недоступные глубины мира. В других произведениях фантазия писателя следует за полетом в неведомые выси. Эти книги, начиная с фантастических романов XVII века вплоть до тщательно рассчитанных «полетов на Луну» К. Э. Циолковского, уводят нас в далекие, казалось бы, недоступные миры.

В этих увлекательных романах проявился пытливый ум человека, который не мог и не может примириться с тем, что он живет на тоненькой пленке Земли и что всего лишь каких-нибудь 20–25 км земной оболочки доступны его глазу.

Нет никакого сомнения, что в борьбе за расширение мира и овладение миром за последние пятьдесят лет человек добился больших успехов. Носившие часто спортивный характер восхождения на высочайшие снежные вершины сменились научными экспедициями Академии наук СССР за овладение Памиром.

Отошли в прошлое представления о неприступности высоких слоев атмосферы, куда не доходят ни шум, ни сутолока Земли, ни химическая борьба земных молекул: наши смелые стратонавты Федосеенко, Васенко и Усыскин ценою своей жизни открыли первую страницу в овладении воздушными высотами.

Полеты на стратостатах, полеты ракет сильно подвинули познание областей, где очень резко уменьшается количество вещества, где на один кубометр приходится в миллионы раз меньше частиц, чем в воздухе у поверхности Земли[57].

Человека влекут прежде всего высоты, и здесь достижения совершенно реальны: техника добилась огромных результатов, и ученые знают этот далекий, недоступный нам еще мир гораздо лучше, чем тот, который расстилается под нашими ногами, — мир глубин Земли.

В познании глубин наши успехи значительно слабее. Сюда влечет человека главным образом борьба за нефть и золото. Он бурит скважины и пробивает шахты, проникающие в недра Земли, но самые глубокие нефтяные скважины — не более 5 км[58], а самая глубокая шахта на золото — меньше 3000 м[59]. И это считается уже блестящей победой.

В стремлении добыть золото и нефть человек, конечно, сумеет проникнуть еще глубже. Весьма вероятно, что достижения новой техники позволят перекрыть эти рекорды еще на несколько километров. Но что такое эти несколько километров по сравнению с величиной земного радиуса в 6370 км? Всего какая-то тысячная доля!

Совершенно понятно, что с таким положением вещей человеческая мысль мириться не может, и всех людей науки, начиная с самых древних философов и кончая астрономами нашего времени, занимает проблема внутреннего строения Земли и пути овладения глубинами планеты. Попробуем хотя бы отрывочно представить себе то, что мы знаем о земных глубинах, совершим мысленно путешествие от земной поверхности до глубин и посмотрим, что встретится нам на этом пути.

* * *

Первую попытку описать путешествие в земные глубины мы встречаем у Ломоносова. Правда, эти его идеи разбросаны в ряде трудов, но А. Н. Радищев в своем «Слове о Ломоносове» (1780 год) собрал их воедино. Любопытно, что Радищев, заканчивая свое знаменитое «Путешествие из Петербурга в Москву», как раз последние страницы своего рассказа о тяжелом странствовании по ухабам грязной почтовой дороги посвящает своеобразному путешествию Ломоносова к центру Земли и рисует картины, которые увидит ученый, если он последовательно будет спускаться от земной поверхности к земным недрам. Вот это замечательное описание:

«Трепещущ нисходит [Ломоносов] в отверстие и скоро теряет из виду живоносное светило. Желал бы я последовать ему в подземном его путешествии, собрать его размышления и представить их в той связи и тем порядком, какими они в разуме его возрождалися. Картина его мыслей была бы для нас увеселительною и учебною. Проходя первый слой земли, источник всякого прозябания, подземный путешественник обрел его несходственным с последующими, отличающимся от других паче всего своею плодоносною силою. Заключал, может быть,