Феликс Зигель - Вам, земляне

Но неоспорим тот факт, что извержения вулканов приносят не только вред, но и пользу. Вулканические туфы, состоящие из сцементированных вулканических песка и пепла, используются (например, в Армении) как декоративные строительные материалы. Базальты — излившиеся горные породы темной окраски, применяются как сырье для изготовления электроизоляторов, огнеупорных плит и других промышленных изделий. Из вулканических паров и газов добывают борную кислоту и серу. Среди лав Грузии и Сахалина найдены месторождения фосфоритов. В других местах Земли с древними вулканами связаны месторождения золота, серебра, меди, молибдена. Наконец, термальные воды используют для обогревания домов, бань, теплиц — внутреннее тепло Земли согревает человека. Все это, конечно, только скромное начало великого дела — использования энергетических и вещественных ресурсов земных недр.

Как уже говорилось, движения земной коры называют тектоническими. Хотя этот термин происходит от греческого слова «тектонос», т. е. созидательный, далеко не все движения коры заслуживают такого наименования (вспомните хотя бы землетрясения!).

Землетрясения — пример очень быстрых колебаний земной коры. В дальнейшем речь пойдет о движениях крайне медленных, растянутых на тысячелетия, но, несомненно, существующих. Если бы можно было заснять на кинопленку поверхность нашей планеты за всю ее долгую историю, а затем «прокрутить» этот фильм в быстром темпе, мы поразились бы подвижности земной коры. Одни ее части поднимаются, другие опускаются. Происходят и повороты, и сжатия отдельных участков коры, сопровождающиеся возникновением гор и долин.

Лучше других изучены радиальные движения земной коры, т. е. перемещения — поднятия и опускания ее участков вдоль земного радиуса. Если участок коры поднимается, оттесняя море, происходит регрессия. Наступление моря на сушу — трансгрессия. Скорость поднятий и опусканий — от долей миллиметра до 2 см в год. Как бы всплывая, поднимаются Скандинавия и Гренландия. Зато катастрофически опускаются Венеция, Голландия, Южный берег Англии. В ряде случаев удалось подметить периодичность регрессий и трансгрессий (например, для берега Неаполитанского залива). Известно, что трансгрессии и регрессии, иногда значительные, имели место на протяжении всей истории Земли.

Непрерывно совершаются также поперечные, тангенциальные движения земной коры. В результате этих движений происходят изгибания слоев и разрывы в горных породах с образованием трещин, называемые тектоническими нарушениями.

Причины движений земной коры пока еще слабо изучены. В середине прошлого века большой популярностью пользовалась контракционная гипотеза, по которой главной причиной всех тектонических движений является постепенное охлаждение и сжатие первичной огненно-жидкой Земли. С этой точки зрения образование гор так же естественно, как сморщивание корки засыхающего апельсина. Оставалась, правда, неясной причина колебательных радиальных движений. Предположение о первично огненно-жидкой Земле сменилось различными «холодными» гипотезами, полагающими, что сгустившаяся из протопланетного облака Земля всегда в целом была холодной.

Уже знакомая нам гипотеза изостазии, рассматривающая земную кору как совокупность глыб, плавающих в полужидкой мантии, хорошо объясняет вертикальные движения коры нарушением изостатического равновесия (за счет колебания мощности осадков, ледников и т. п.). Но тангенциальные смещения земной коры в гипотезе изостазии остаются необъяснимыми.

Некоторые советские геологи (например, В. В. Белоусов) считают, что основная причина тектонических движений земной коры заключается в физико-химических превращениях вещества мантии и земной коры. По мнению В. В. Белоусова, существует слой пониженной плотности (волновод), где происходит выплавление базальта из перидотита — вещества верхней мантии. Расплавленные базальты могут всплывать вдоль разломов в земной коре или сосредоточиваться в глубинах. Все эти процессы заставляют двигаться (в основном по вертикали) соответствующие участки земной коры. При истощении расплава в волноводе тектоническая активность в данном районе Земли, наоборот, понижается.

Тем, кто никогда не видел извержения вулканов, просто трудно представить себе, какое громадное количество скрытых в земных недрах веществ поступает на земную поверхность. В прекрасной монографии известного советского вулканологе Е. К. Мархинина [9] Мархинин Е. К. Вулканы и жизнь. М., «Мысль», 1980. В этой книге читатель найдет подробные сведения и о землетрясениях, доказано, что за время существования Земли как планеты ее недр изверглась масса вещества, которая сравнима с общей массой земной коры. Иначе говоря, современная кора, покрывающая земной шар, есть результат сложных геофизических и геохимических процессов, в которых самым активным образом участвовали недра нашей планеты.

Среди всего того, что было выброшено и продолжает выбрасываться наружу, значительная доля органических веществ. Речь идет не о простейших веществах, а о таких сложных химических соединениях, как различные аминокислоты, основания нуклеиновых кислот, аминосахара, порфирины и многие другие, список которых оказывается достаточно длинным. Их находят в вулканическом пепле и других продуктах вулканических извержений. А таких продуктов, повторяем, выбрасывается очень много. Достаточно упомянуть, что, например, во время извержения вулкана Толбачик в 1975–1976 гг. органических веществ было извержено более миллиона тонн!

Какова же судьба этих веществ в настоящем и особенно в прошлом? И Е. К. Мархинин, и другие ученые считают, что изверженные вулканами органические материалы послужили полуфабрикатами при формировании жизни. Они положили начало химической эволюции, приведшей в конце концов к появлению живых организмов. Доля органического вещества, поступающего на Землю из Космоса, ничтожно мала по сравнению с тем, что поставляли земные вулканы. «Именно с образования этих вулканогенных молекул жизни на Земле, — пишет Е. К. Мархинин (с. 156), — началось молекулярная эволюция по пути преобразования неживой материи в живую, приведшую впоследствии к возникновению жизни».

Аналогичных взглядов придерживается доктор физико-математических наук Л. М. Мухин, но в отличие от Е. К. Мархинина он главную роль отводит многочисленным подводным вулканам. По его мнению, окружающая вулкан водная среда, перепад давлений и температур не только способствуют интенсивному синтезу органических соединений, но и обеспечивают (водная среда) относительную стабильность того, что возникло. Неизбежные твердые частицы, сопровождающие извержение, способствуют, по мнению Л. М. Мухина, концентрации и полимеризации органики. Таким образом, любые вулканы могут стать и, вероятно, когда-то были интенсивными источниками предбиологической эволюции. Но любое как угодно сложное органическое вещество — это еще не жизнь. Для того чтобы неживое стало живым, оно должно пройти еще четыре стадии эволюции: 1) самосборку молекул; 2) возникновение мембран и доклеточную организацию; 3) возникновение механизма наследственности; 4) возникновение клетки.