Анатолий Малахов - Под покровом мантии

У нас пока нет режущих инструментов такой твердости, какой обладал меч Сигмунда. Самым твердым из всех известных веществ является алмаз. Правда, в последнее время американцы изготовили так называемый боразон — нитрид бора, который режет алмаз. Но и он не удовлетворяет буровиков. Над созданием сверхтвердых сплавов бьются ученые всего мира, но пока тверже алмаза и боразона нет ничего. Может быть, на помощь буровикам придут квантовые генераторы света, о которых впервые писал А. Толстой в романе «Гиперболоид инженера Гарина». С помощью зеркала Гарину удалось сфокусировать в тонкий пучок лучи света, и этот пучок разрезал все, что попадалось ему на пути.

Ученым удалось осуществить идею Толстого. Правда, зеркало для этой цели не годится, да и источник энергии избран другой, неизмеримо более мощный. На основе квантовой механики создан генератор, позволяющий сфокусировать энергию светового потока и сделать луч такой плотности, что на своем пути он режет все. Такой луч за тысячные доли секунды прожигает отверстие в стали, режет алмаз или нагревает горную породу до 8000 градусов. Эти приборы, так называемые лазеры и мазеры, сейчас все более и более совершенствуются. С помощью лазеров генералы Пентагона собираются уничтожать ракеты или спутники. Американцы уже сообщили, что сконструирован лазер, поражающий цели на расстоянии свыше трехсот километров.

В нашей стране лазеры направлены на мирные цели. Кто знает, может быть, в недалеком будущем они станут главной деталью режущего инструмента. Но пока конструкция таких буровых станков еще не придумана.

А между тем техника требует от нас ответа на новые и новые вопросы. Предполагается, что бурить придется при огромных давлениях и высоких температурах. Надо сделать бурильные аппараты из сверхпрочных, но в то же время и сверхлегких материалов.

Может быть, исследователи здесь используют не металлические конструкции, а пластмассы, синтетические заменители, которые сейчас уже все больше и больше входят в промышленность и быт. Трудно сказать, какой путь будет избран. Нужно идти все глубже в недра, и в связи с этим встают многие другие вопросы. Как подавать на такую глубину энергию? Что нужно будет взять для этой цели — турбобур или электробур? Даже вес современного электрического кабеля, опущенного на глубину 15 километров, будет так велик, что кабель порвется от собственной тяжести!..

Предполагается, что вода, которую нужно туда подавать, превратится в пар, который нагреется до 400–450 градусов. Не потребуется ли какое-то особое охлаждение? Даже на тех глубинах, где вода еще может существовать, она будет разъедать клапаны насосов. Конечно, и здесь могут помочь новые материалы, но не проще ли совсем отказаться от воды и применять вместо нее сжатый воздух?

И таких проблем возникает невероятное количество. Для того, чтобы сконструировать новый буровой агрегат, который пройдет на большую глубину и врежется в мантию Земли, придется решать все новые и новые инженерные задачи.

А как извлекать породу с такой глубины? Скорее всего придется совсем по-новому организовать режим бурения. По-видимому, здесь будет уделено больше внимания тем аппаратам, которые способны давать показания без выноса керна или раствора на поверхность. Возможно, что для контроля будут извлекать лишь небольшие образцы с определенной глубины. Допустим, пробурят километров пять с полным раздроблением породы, а затем вынут кусочек керна.

Потом снова будут бурить километра три или четыре без извлечения породы. А пространство, которое пройдено без выноса керна, придется тщательно изучать с помощью разнообразных геофизических приборов.

Да и эти приборы придется переконструировать. Их также следует «одеть» в такую одежду, которая могла бы противостоять давлению и высокой температуре. Такая аппаратура будущего уже конструируется. И недалек тот день, когда мы начнем сверхглубокое бурение. Газеты сообщали, что нашими инженерами уже создаются станки, которыми можно бурить скважины до 10 километров. Первая такая скважина станет экспериментальной. Ее будут бурить в Прикаспийской низменности. В этом совершенном бурильном аппарате уже учтено многое из того, о чем мы сейчас говорили.

Многие ли пассажиры Московского метрополитена внимательно разглядывают стены его великолепных вокзалов? Восхищаются обычно архитектурой, красотой помещений в целом. А приглядеться к стенам стоит.

Вот, например, мраморная облицовка стен на станции Дзержинская. Не всякий может ответить, как она выглядит.

Если повнимательней присмотреться к мраморным плитам этой станции, то можно прочесть интересные страницы геологической истории Земли. В свое время при образовании мрамора были растащены по слоям и микрослоям те включения органической массы, которые сохранились в древнем иле. Сейчас они представляются в виде серых параллельных линий, изогнутых в ажурные складки. Особенно эффектны такие складки в Ленинградском метро на станции Балтийская. Мало кому приходит в голову, что здесь отражены, зафиксированы в каменных документах драматические эпизоды жизни мрамора, связанные с так называемыми пластическими деформациями, что здесь работало усилие в четыре тысячи килограммов на квадратный сантиметр.

Еще более интересны опыты по изучению уральской колчеданной руды. В шахтах и некоторых карьерах, где добывается эта руда, особенно на Карабашском месторождении Южного Урала, можно видеть довольно прихотливые изгибы пластовых залежей, которые ее слагают.

Опыты показали, что медную руду так же можно заставить растекаться, но уже при давлении в 10–12 тысяч килограммов на квадратный сантиметр. Здесь, сравнивая результаты процессов, происходящих в природе, с данными экспериментов, мы находимся на грани познания и тех процессов, которые происходят и в мантии Земли.

Практически говоря, мы можем получить в лабораториях искусственную мантию Земли. Для этого нужно воссоздать те условия, которые должны быть под земной корой. Первое из них — давление. Это колоссальная величина. Три слона, вставших на ноготь указательного пальца! Но давление это вполне достижимо для современной лабораторной аппаратуры. Его величину нетрудно рассчитать, и, следовательно, мы можем точно сказать, с какой силой будут сдавлены породы на той или иной глубине от поверхности Земли или океана.

Труднее с температурой мантии. У ученых нет единой точки зрения о степени и характере изменения температур при погружении к центру Земли.