Анатолий Малахов - Под покровом мантии

За подкоровым следует слой относительного покоя. Он лежит на глубинах от 150 до 200 километров. В последние годы этот слой называют именем Гутенберга, в честь крупного геофизика, который впервые разработал элементарную схему внутреннего строения Земли, о которой мы сейчас говорим. Дальше идет слой без названия, ничем как будто не примечательный; располагается он на глубине от 200 до 400 километров от поверхности Земли.

Затем на глубине от 400 до 800 километров от поверхности Земли скорость сейсмических волн вдруг начинает резко возрастать. Этот участок мантии выделен под названием слоя Голицына, в честь русского ученого, академика, который заложил научные основы сейсмологии. Ему же принадлежит честь разработки конструкции сейсмографов. Это он в начале нашего столетия подвел научную базу под все явления сейсмики и землетрясений. Благодаря Б. Б. Голицыну сейсмология стала математически обоснованной наукой.

Слой, носящий имя Голицына, отличается большой активностью. Здесь располагаются очаги крупнейших, так называемых глубокофокусных землетрясений. Долгое время ученые не могли объяснить причину концентрации очагов в этой зоне, и только на основе представлений о строении атома стала возможной расшифровка процессов, протекающих в слое Голицына. Экспериментально установлено, что при давлениях порядка ста тысяч атмосфер происходит срыв верхних электронных оболочек атома и переход их на нижние орбиты. Все экспериментальные установки, в которых достигалась эта величина давления, взрывались. И ученые предполагают, что сотрясения Земли, идущие из слоя Голицына, связаны именно со срывом электронных оболочек атомов. Там часто происходят взрывы огромной силы, которые вызывают страшные разрушения и на поверхности Земли.

А дальше идет зона почти абсолютного покоя, тоже не имеющая названия. Она прослеживается с глубины 1200 километров от поверхности Земли. Здесь начинается нижняя мантия Земли. Здесь сейсмические волны достигают почти предельной скорости в 12–12,5 километра и затем проходят по всей нижней мантии с одинаковой или почти одинаковой скоростью. На глубине 2900 километров вновь происходит резкий перепад скоростей распространения сейсмических волн.

Еще глубже лежит ядро Земли. Бесконечные споры ведут ученые о его составе. Надо сказать, что есть два вида колебаний Земли: продольные и поперечные. Продольные колебания возникают в виде сжатия и расширения вещества по направлению распространения бегущей волны. Поперечные колебания возникают в результате своеобразного кручения вещества; здесь колебание вещества происходит перпендикулярно распространению движения волны. Продольные волны движутся быстрее поперечных.

При переходе от мантии к ядру Земли скорость продольных волн с 12,5 километра в секунду вдруг скачком уменьшается до 8,5 километра в секунду. То же происходит и с поперечными волнами: их скорость с 7,5 километра в секунду снижается до 5 километров.

Ученые высчитали, что поверхность земного ядра имеет площадь 147,7 миллиона квадратных километров. Такую же поверхность — 147,6 миллиона квадратных километров — имеют все материки нашей Земли. Такое совпадение показалось странным и родило немало гипотез. Среди них были и такие, которые скорее пристало называть забавными, чем глубокомысленными. О них стоило б рассказать подробно, если б история науки не знала много подобных примеров. Известно, что в средние века мыслители считали число семь священным на основании того, что на голове человека семь отверстий, на небе — семь планет, а в неделе — семь дней. Это совпадение казалось исполненным глубокого, таинственного смысла. И что же? Оказалось, что планет, не семь, а девять. От кабалистического таинства ничего не осталось. Если бы иному стороннику таких сопоставлений, скажем, попалась бы вдруг бабочка с площадью крыльев в 147,7 квадратного миллиметра, к каким выводам он мог бы прийти! Совпадение площади ядра и суши, надо полагать, носит чисто случайный характер. Итак, оставим эти гипотезы и опустимся глубже в недра Земли.

Подобно коре и мантии, ядро так же неоднородно. До глубины в пять тысяч километров от поверхности Земли еще прослеживаются очень слабые поперечные волны, затем они полностью затухают в так называемом ядрышке. В каком же состоянии находится вещество в ядре и ядрышке? Если уже в мантии оно во много раз тверже стали (например, в нижней мантии — в 3–4 раза), то что же находится под мантией? Но здесь-то и начинаются пока еще необъяснимые странности. Породы в ядре Земли всего лишь примерно в два раза тверже стали.

Физики говорят, что поперечные волны затухают в жидкости. В ядре поперечные волны затухают; ядрышко они тоже не пронизывают. Значит, и там жидкость? Но что это за жидкость, которая в два раза тверже стали? И вообще жидкость ли это?

Одно время можно было слышать разговоры о том, что вещество ядра не твердое, не жидкое, а жидкообразное.

Но в последнее время получены некоторые доказательству того, что оно действительно жидкое. Лауреат Ленинской премии геофизик М. С. Молоденский провел расчеты изменения положения полюсов. Эти изменения он ставит в связь с состоянием внутренних зон Земли и в первую очередь ядра и ядрышка Земли. Выходит, эти перемещения полюсов могли произойти только в том случае, если вещество там находится в жидком состоянии. Расчеты Молоденского достаточно убедительны, его теория вполне логична, но представить себе жидкое вещество с твердостью в два раза большей, чем твердость стали, мы пока не в состоянии. Уж очень необычная эта, должно быть, «жидкость»!..

Вот так в наши дни расшифровывается код информации Земли, записанный сейсмографами.

Три свойства присущи материи, гласит старая индийская мудрость. Первое из них называется — «саттва». Оно означает легкость и чистоту. Второе — «раджас» — устойчивость, энергия, движение. Третье — «тамас» — тяжесть, темнота, инерция.

Да, уже древние индийцы чувствовали, что такое тяжесть. Две из восьми магических сил они тоже посвящали проблеме тяжести. Чародей и маг, думали они, может по своему усмотрению стать либо чрезвычайно легким, либо очень тяжелым.

В нашем былинном эпосе есть любопытный рассказ о Святогоре-богатыре, похвалявшемся своей силушкой: он, мол, мог бы перевернуть небо и землю, если бы было за что ухватиться.

И вот подъехал к Святогору оратай (пахарь) Микула Селянинович. Бросил он на землю котомку и предложил Святогору поднять ее. Святогор хотел было подхватить котомку прямо с коня — не поднял. Тогда он спешился, поднатужился, да только по колено в землю ушел. А потом и совсем его земля поглотила. В котомке была вся тяжесть земная, говорится в былине, и не под силу она самому великому богатырю.