Журнал «Знание-сила» - Знание-сила, 1998 № 04 (850)

Ну вот, свободных столиков в ресторане уже нет. Надо было вчера заказывать, то- то Юлька расстроится! Надо срочно бежать в магазин, может, успею что-нибудь сварганить на скорую руку. И еще убираться в квартире... Вроде должен успеть, она только садится в самолет. Эх, что будет через десяток лет, совсем, наверное, времени не останется на статьи от всей этой беготни.

Встречающих рейс Сингапур - Москва просьба подойти к пятому терминалу... Вот как меня вовремя довезли, страшно даже вспомнить, как суетливо мы жили раньше! И как я тогда еще чего-то успевал писать ? •

Сначала накорми Сеть, овладей немой мощью

И тогда Сеть победит Тебя?

На большой глубине под землей очень жарко, да и давление растет — ад почище того, что описывал Данте. Но с недавних пор ученые стали подозревать, что в этом пекле есть то, чего никто не ожидал найти там, — вода. Причем в больших количествах: на глубине в четыреста километров подземной воды раз в десять больше, чем в океанах на Земле.

Но эта вода не струится и не плещется. Она существует в виде капелек иногда размером в несколько, а то и одну-единственную молекулу, вкрапленных в кристаллическую решетку минералов.

Но именно эта вода может пролить свет на некоторые неразрешенные загадки о возникновении Земли, о грандиозных извержениях вулканов с лавовыми реками.

Есть много различных намеков, указывающих на существование этой «спрятанной» воды. Первый — недостаточное количество воды на нашей планете по сравнению с метеоритами. Ученые много лет размышляют над этой загадкой.

По мнению Томаса Аренса, геофизика из калифорнийского Института технологии в Пасадене, можно оценить, сколько было воды в Солнечной системе в ее ранней молодости, если подвергнуть анализу состав метеоритов, дошедших до нас из тех далеких дней. В них содержится около трех процентов воды, а на Земле ее — малые доли процента (от общей массы). Возникает естественный вопрос: куда делась вся эта вода?

Многие ученые считают, что вскоре после образования Земли по ней ударило небесное тело размером с Марс. Оно выбило значительный кусок массы, из которого образовалась Луна, лишило нашу планету атмосферы, а заодно и большей части воды.

Но есть указания на то, что кое-что осталось в глубине Земли.

Первое — содержание изотонов гелия-3 и гелия-4 в лавовых выходах из вулканов. Гелий-4 образуется в результате радиоактивного распада, а гелий-3 остался с первых моментов рождения Вселенной. По мнению Аренса, гелий-3 выходит из глубоких горных пород, он гораздо более летучий, чем вода. Если в глубинах Земли есть гелий-3, то вполне возможно, что там есть и вода. «Гелий-3 дает нам ясное свидетельство того, что Земля действительно содержит внутри своих горных пород разные вещества», — подчеркивает Аренс.

Второе — кимберлиты. Обогащенные железом и магнием горные породы, которые выходят на поверхность Земли из ее мантии по узким каналам. Они поднимают с собой алмазы, которые могут возникать лишь на глубинах не меньше 180 километров. Путешествуют по этим трубкам и породы, похожие на слюду, которые приносят в себе наверх достаточно много воды.

Стефан Хаггерти из университета американского штата Массачусетс обнаружил, что кимберлиты выносят наверх минералы под названием манорит, которые образуются на глубинах от 300 до 670 километров. И оттуда они приносят воду, а 670 километров — граница между верхней и нижней мантией.

О воде свидетельствую! и сейсмические данные: вода замедляет скорость звука, проходящего через горные породы. Как раз это и видят геологи — сейсмические волны необъяснимо медленно проходят через мантию. До конца восьмидесятых годов бытовало мнение, что внутри Земли достаточно сухо. Общепринятой была точка зрения, что под поверхностью может быть вода, но не глубже чем 200 километров, дальше ей просто некуда спрятаться. Горные породы слишком горячи, чтобы содержать воду.

Прорыв произошел в университете штата Колорадо, когда Джозеф Смит изучал минерал под названием вадслеит (Wadsleyite в английском написании). Он состоит из кремния, магния и кислорода и, по мнению ученых, располагается на глубине от 400 до 700 километров под поверхностью Земли. Конечно, ученые не могут заглянуть на такую глубину и исследовать минерал в естественных условиях. Они создают для них «адскую» жару и давление в своих лабораториях. Вадслеит изучали с 1960 года, но — в сухом виде. Открытие Смита состояло в том, что он обнаружил его необычное свойство: даже при нагреве выше ста градусов тот удерживал воду.

В 1987 году труппа австралийских исследователей под руководством Теда Рингвуда обнаружила, что и некоторые другие минералы могут содержать воду при высоких температурах и давлениях. Джей Басс из университета в Иллинойсе отмечал: «Совершенно неожиданно мы осознали, что под Землей океаны и океаны воды». По оценкам, вадслеит может содержать 3,3 процента воды. Вроде бы звучит не слишком внушительно, но под Землей может быть бездна вадслеита. По мнению Смита, на глубине 400 — 500 километров может быть процентов шестьдесят вадслеита, и тогда жалкие 3,3 процента воды в нем дадут нам десять земных океанов воды, о которых шла речь вначале.

Дан Фрост; геолог из Вашингтонской геофизической лаборатории, считает, что воды может быть еще больше. По оценкам его сотрудников, в стеклообразных материалах лав может содержаться до пятисот частей воды на миллион. А это еще тридцать океанов. Главная проблема в том, что все сведения о минералах мантии ученые получают из ее верхнего слоя. Далее идет экстраполяция, что вся мантия — однородна.

Поиски продолжаются, и в 1997 году группа под руководством Смита нашла вадслеит-II — еще один водосодержащий минерал, который не разлагается даже в глубине мантии. И все же все это только гипотезы о том, как будут вести себя минералы в подземных условиях.

Наличие воды внутри может сильно влиять на такие события, как возникновение новых островов и массированные выбросы вулканической лавы. И то, и другое — примеры «горячих точек», которые, по мнению ученых, представляют собой выходы расплавленной лавы на поверхность. Раньше думали, что лава идет на поверхность из-за подъема горячих пузырей, но никогда не рассматривалась возможность того, что причиной подъема может оказаться процесс испарения жидкости.

Основные возражения противников подземных океанов просты и понятны: под воздействием высокой температуры вода должна испаряться. Но эксперимент приносит все новые и новые свидетельства в пользу сторонников подземной воды. Гууст Нолет из Принстона обнаружил, что скорость сейсмических волн неожиданно мала в тектоническом щите под Центральной Европой. Это старый континент, и состоит он из холодных плотных пород, где ничто не должно приводить к снижению скорости сейсмических волн. Нолет считает, что глубинная вода — единственно возможное объяснение.