Анатолий Малахов - Под покровом мантии

Еще в прошлом столетии было отмечено постепенное увеличение температуры с глубиной. В небольших горных выработках и в неглубоких скважинах температура поднималась в среднем на один градус при погружении на каждые 33 метра. Эти цифры в свое время вошли во все учебники мира, и авторитетность их была непререкаемой. Но с проведением глубоких горных выработок стало ясно, что эти средние данные совершенно не дают нам оснований делать выводы о тепловом режиме даже поверхностной зоны Земли! В отдельных участках континентов температура оказалась резко различной. В одних значительно выше средней, в других — намного меньше. А иногда температура сначала повышалась, потом резко понижалась. Выходит, что для каждого района земной поверхности свой температурный режим.

Например, на Кольском полуострове температура увеличивается в среднем на один градус на каждые 150–160 метров глубины. Примерно такой же режим изменения температур наблюдается в целом ряде скважин «Второго Баку». Причем эти изменения нарастают не плавно и постепенно. В целом же ряде случаев — резкими скачками в зависимости от циркулирующей подземной воды!

Есть на Южном Урале местечко Янган-Тау, в котором температура вначале резко возрастает и на глубине в 300 метров достигает плюс 300 градусов. Затем, по мере продвижения вглубь, она снова уменьшается. Здесь мы встречаемся с резкой температурной аномалией. Она, возможно, связана с процессами окисления углерода или радиоактивного распада. Замечено, например, что вытекающий из зоны температурного максимума газ слегка радиоактивен.

На земном шаре выявлено много других участков с аномальными температурами. И эти аномалии не укладываются ни в какую закономерность.

Но если бы мы признали закономерное увеличение температур с возрастанием глубины (один градус на каждые 33 метра), то для зоны земного ядра мы получили бы устрашающую цифру — не меньше 200 тысяч градусов! Если бы на самом деле в центре Земли существовала такая температура, то наша планета давно взорвалась бы и превратилась в газовое облако. Поэтому ученые, которые рассматривают вопросы температурного режима внутренней зоны Земли, произвольно уменьшают эту цифру.

Так геофизик Гутенберг, изучавший этот вопрос в конце прошлого столетия, считал, что температура под земной корой более или менее постоянна и не превышает четырех-пяти тысяч градусов. Другие ученые утверждают, что температура с глубиной закономерно увеличивается, называя максимальную цифру в десять тысяч градусов в ядре Земли.

Лишь академик Вернадский еще в 1934 году выступил с утверждением, что температуры с глубиной могут понижаться. Это вызвало резкий отклик многих ученых на XVII Международном геологическом конгрессе, о котором рассказано в начале книги. Сказались сила традиции, привычки к «удобной гипотезе».

Взгляды Вернадского впоследствии нашли сильную поддержку в теории О. Ю. Шмидта. А когда были открыты явления радиоактивности, ученые получили в руки доказательства сложности термической жизни Земли. Было высказано предположение, что если в ней более или менее равномерно распределены радий, торий, уран, то Земля должна разогреваться. Накопление тепла, возникающего от распада радиоактивных веществ, должно быть настолько велико, что Земля уже давно пережила бы стадию полного расплавления.

Недавно в Институте физики Земли Академии наук СССР кандидат физико-математических наук Е. А. Любимова закончила расчет баланса тепловой энергии Земли. Исходя из средних цифр распределения радиоактивных веществ в земной коре, Е. А. Любимова предположила, что и на глубинах должно содержаться такое же количество радиоактивных элементов, а в связи с этим в ядре некогда холодной планеты должна образоваться разогретая масса. Е. А. Любимова подсчитала, сколько времени потребуется Земле на полное расплавление, каковы глубинные процессы ее жизни, как этот разогрев влияет на ход землетрясений, на смятие поверхностной зоны Земли. Иными словами, эти расчеты доказывают, что Земля в настоящее время разогревается.

Но ведь пока еще не доказано, что радиоактивные вещества распределены равномерно во всех зонах Земли. Вот почему целый ряд ученых, особенно те, кто придерживается точки зрения магматистов, считают, что Земля уже пережила стадию расплавления и сейчас остывает, что горные хребты возникли в результате уменьшения объема планеты. Этот процесс сравнивался с тем, что происходит с кожицей печеного яблока, которая морщится при усыхании.

Интересна точка зрения сторонников гипотезы конвекционных токов, предполагаемых в мантии Земли. Исследователи считают, что поверхность Земли охлаждается, а из недр планеты идут токи тепла, которые поддерживают ее тепловой режим.

А если встать на точку зрения академика Вернадского и представить себе, что Земля в прошлом не разогревалась? Тогда можно допустить, что на глубине, в зонах, расположенных далеко от поверхности Земли, могут быть участки с отрицательной температурой. По аналогии с атмосферой Земли, ее внешней оболочкой, учитывая особенности среды, ее физические условия, можно предположить, что в земных недрах тоже существуют какие-то максимумы и минимумы температур. Может быть, в отдельных участках температура близка к абсолютному нулю. Не здесь ли кроется разгадка сейсмических сигналов, как бы говорящих, что внутри Земли жидкая масса?

Известно, что при температуре минус 273 градуса или близкой к ней возникают явления так называемой сверхтекучести: породы начинают скачкообразно принимать новые, совершенно им не свойственные при обычной температуре качества. Не этим ли объясняются особенности вещества глубин?

Вот вопросы, которые возникают, когда мы начинаем изучать распределение температур в недрах нашей планеты. Так и борются между собой два мнения. Одно — о наличии высоких и очень высоких температур внутри планеты; другое — о холодном состоянии ее внутренних зон. Какое мнение верное? Ответа на этот вопрос наука пока еще не дала.

Есть одна красивая башкирская легенда, в которой рассказывается о том, как отряды кочевников отражали нашествие татаро-монголов. Битва разгорелась у горы Магнитной. Прижались к горе защитники. Их осталось немного. Тучами шли орды захватчиков. Они забрасывали башкир огромным количеством стрел. Но что это? Стрелы на глазах изумленных лучников отклонялись, не попадали в цель. Их притягивал к себе магнит той горы, которую защищали отважные воины. «Колдовство!» — решили устрашенные татаро-монголы и повернули своих коней.