Плутония - Владимир Обручев

Гипотезы о внутренней планете держались некоторое время. Бертран в тридцатых годах прошлого века также полагал, что земной шар пустой и в этой пустоте находится магнитное ядро, которое перемещается под влиянием комет от одного полюса Земли к другому.

В девятнадцатом веке наибольшее число приверженцев имела гипотеза об огненно-жидком ядре Земли, согласно учению Канта-Лапласа. Ее защитники спорили только по вопросу о том, какую толщину имеет твердая земная кора; одни находили достаточной кору в сорок-пятьдесят километров толщины, другие же вычисляли ее в сто километров, а третьи даже от тысячи двухсот семидесяти пяти до двух тысяч двухсот двадцати, то есть от одной пятой до одной трети земного радиуса. Но такая толщина коры противоречит вулканическим и геотермическим явлениям Земли, как противоречит им гипотеза, предполагающая, что Земля представляет совершенно остывшее твердое тело. Поэтому в качестве корректива защитники толстой коры принимают, что среди нее еще сохранились отдельные бассейны расплавленной массы, которые и являются вулканическими очагами.

Поэтому во второй половине девятнадцатого века больше сторонников получила четвертая гипотеза, гласящая, что Земля имеет твердую нетолстую кору, твердое ядро и в промежутке между ними более или менее толстый слой расплавленных пород – так называемый оливиновый пояс.

Твердое ядро допускается на том основании, что ближе к центру Земли вследствие громадного давления, существующего там, все тела, несмотря на высокую температуру, превышающую во много раз их точку плавления (при нормальном давлении), должны быть в твердом состоянии.

Земная кора состоит из более легких пород, а в оливиновом поясе сосредоточены более тяжелые, богатые оливином и железом; в самом ядре преобладают наиболее тяжелые вещества – например, металлы. Полагают, что железные метеориты, которые состоят преимущественно из никелевого железа, представляют обломки планетных ядер, а каменные метеориты, состоящие из оливина и других богатых железом минералов с вкраплениями никелевого железа, дают нам понятие о составе вещества оливинового пояса.

Эта гипотеза и сейчас еще имеет много сторонников, но наряду с ней за первенство борется и другая, именно гипотеза Цеприца, которая воскресила в новой форме учение Лесли и других ученых конца восемнадцатого и начала девятнадцатого века.

Эта гипотеза исходит из того физического закона, что при высоких температурах, которые непременно должны существовать в недрах Земли, все тела должны быть в газообразном состоянии, несмотря на огромное давление.

Вам известно, что существует так называемая критическая температура газов, при которой они не сжимаются и не переходят в жидкость ни при каком давлении. Несомненно, что в центре Земли эта критическая температура превзойдена во много раз. Поэтому самое ядро должно состоять даже из так называемых одноатомных газов, потерявших уже свои характерные химические свойства, так как молекулы их уже распались на атомы под влиянием высокой температуры. Это ядро окружено слоем газов в перегретом надкритическом состоянии, который, в свою очередь, окружен слоем обыкновенных газов.

Далее следует слой жидкости, вещества в расплавленном состоянии, затем слой жидкости густой, вроде лавы или смолы, и еще слой, переходный от жидкости к твердому телу, в так называемом скрыто-пластическом состоянии, сравниваемый по консистенции с сапожным варом.

Наконец сверху находим твердую кору. Все перечисленные слои, конечно, не отграничены резко друг от друга, но связаны постепенными переходами, вследствие чего при движении Земли эти слои не могут перемещаться друг относительно друга, влиять на приливы и отливы, на перемещения земной оси. Относительно толщины земной коры существует разногласие. Шведский геофизик Аррениус предполагает, что газообразное ядро занимает девяносто пять процентов земного диаметра, огненно-жидкие слои – четыре процента, а твердая кора – только один процент, то есть имеет около шестидесяти четырех километров толщины. Другие же дают коре мощность более значительную – в восемьдесят, сто и даже тысячу километров. Но более тонкая кора, шестьдесят-сто километров, не больше, лучше согласуется с явлениями вулканизма, горообразования, геотермическими и тому подобными.

Вы видите, что эта гипотеза воскресила учение Лесли и других, правда без внутренних планет и наружных отверстий, оправдала даже мнение капитана Симмеса о концентрических сферах. Но об обитаемости недр Земли при температуре, разлагающей даже атомы газов, конечно, не могло быть и речи…

– А между тем они обитаемы! – воскликнул Каштанов. – И, снаряжая туда экспедицию, вы ведь предполагали эту обитаемость?

– Совершенно верно, и теперь я перехожу к изложению своей гипотезы, – ответил Труханов. – Я давно уже являюсь сторонником гипотезы Цеприца и производил наблюдения и вычисления для ее дальнейшего развития и подтверждения. Наблюдения касались определения силы тяжести, явлений геомагнетизма и распространения землетрясений.

Как известно, волны землетрясений распространяются не только по твердой земной коре, но и по прямому пути через недра Земли. Поэтому, если случится землетрясение у наших антиподов, то чувствительные инструменты уловят две серии ударов – сначала идущие по кратчайшему пути земного диаметра, а затем уже распространяющиеся по земной коре, то есть по периферии шара. Скорость распространения сотрясений зависит от плотности и однородности среды, и по этой скорости можно судить о состоянии среды.

И вот целый ряд наблюдений на разных сейсмических станциях Земли и в особенности моей обсерватории на Мунку-Сардыке, где я установил новые, чрезвычайно точные и чувствительные инструменты на дне глубокой шахты, у подножия горного хребта, обнаружили факты, не согласные с гипотезой Цеприца. Оказалось, что земное ядро должно состоять не из сильно уплотненных давлением газов, а, наоборот, из разреженных, немного разве плотнее нашего воздуха, занимающих около трех четвертей диаметра. Иными словами, это газообразное ядро должно иметь примерно восемь тысяч километров в диаметре, так что на долю жидких и твердых слоев остается не более двух тысяч четырехсот километров толщины с каждой стороны. А среди газообразного ядра приходилось допустить существование твердого или почти твердого тела, то есть внутренней планеты диаметром не более пятисот километров.

– Как вы могли определить диаметр этого невидимого тела? – поинтересовался Боровой.

– Очень просто. Это тело попадалось на пути ударов только тех землетрясений, которые случались прямо на антиподах моей обсерватории, именно в Тихом океане к востоку от Новой Зеландии; если же землетрясение случалось в самой Новой Зеландии или в Патагонии, то на прямом пути его распространения твердого тела не оказывалось. Целый ряд наблюдений позволил определить максимальные размеры этого тела, конечно, с приблизительной только точностью.

Итак, эти наблюдения показали, что внутри Земли имеется большое пространство, занятое газами, мало отличающимися по плотности от воздуха, а среди них в центре находится внутренняя планета диаметром не более пятисот километров. В общем, эти наблюдения лучше согласовывались с гипотезами более старых ученых, а не Цеприца. Но в таком случае возникает сомнение в правильности всех подсчетов распределения тяжелых веществ в земной коре. Средняя плотность Земли, как известно, составляет пять и пять десятых, а плотность горных пород в поверхностном слое коры только два и пять десятых – три и пять десятых и даже меньше, если принять во внимание большие массы воды океанов. Поэтому ученые считают, что по направлению к центру должны залегать вещества все более высокой плотности, достигающей у центра ядра десяти-пятнадцати. Но если внутри Земли большое пространство занято газами с плотностью воздуха, среди которых помещается маленькая планета, то приходится принять совершенно иное распределение плотностей в земной коре, окружающей внутреннюю пустоту с газами. Я принимаю, что легкая поверхностная часть коры имеет около семидесяти семи километров толщины, тяжелая внутренняя часть с большим содержанием тяжелых металлов имеет две тысячи триста километров и внутренняя полость газов – четыре тысячи километров (включая и планету); в сумме это равно шести тысячам тремстам семидесяти семи километрам – радиусу Земли. Если принять среднюю плотность тяжелой части коры в семь и восемь десятых, то плотность Земли в целом и будет пять и пять десятых соответственно определениям геофизиков…