К центру Земли через Марс
Г. Гуревич. Рис. С. Тардасова
Почти не осталось мест, где не ступала бы нога человека. Кажется, что на Земле с каждым днем все труднее становится делать открытия.
Известно, что мантия гораздо ближе к поверхности океана, чем к поверхности суши. Отсюда и разные давления на ее верхней границе. Если под океанским ложем мантия залегает в некоторых местах не глубже 4—5 км и давление в ней около 1 500 атмосфер, то под горными хребтами она находится уже на глубине 70 км и давление там 20— 25 тысяч атмосфер.
Полторы тысячи и 25 тысяч — разница слишком велика. Не похоже, чтобы давление имело какое-нибудь отношение к возникновению мантии.
Более вероятно, что мантия отличается от земной коры химически. В своей верхней части она состоит из ультраосновных, очень богатых железом и магнием пород. Ближе к поверхности, в земной коре, магний вымыт водой, выщелочен. На месте остались более инертные окислы кремния и алюминия — песок и глина. Кора же не что иное, как продутая и промытая верхняя пленка мантии.
К такому выводу ученые пришли теоретически и логически. Но как его проверить?
В Советском Союзе намечена обширная программа разведки недр путем бурения сверхглубоких скважин в разных районах страны.
Многие, вероятно, слышали и об американском проекте бурения океанского дна до линии Мохоровичича, так называемом «Проекте Мохо».
Но, кроме бурения, есть еще один путь. Оказывается, загадку мантии легко можно разгадать... на Луне. Ведь на Луне нет ни воздуха, ни воды, там не идут дожди и не текут ручьи и, следовательно, нет промывания и выщелачивания. Сухая, не тронутая водой мантия лежит почти у самой поверхности.
Окончательно удалось бы разрешить загадку мантии, высадившись на Марсе. Если на Земле воды много, то на Марсе ее очень мало, поэтому можно ожидать, что марсианские породы слабо переработаны и мантия начинается на глубине 1—2 км. Пробурив это небольшое расстояние, мы могли бы, наконец, узнать, какова мантия.
Твердое или жидкое!
А что мы знаем о земном ядре?
Оно начинается на глубине около 2 900 км, где давление достигает 1 300 тыс. атмосфер. При переходе из мантии в ядро плотность резко возрастает — от 5,7 до 9,7. Но по всей поверхности ядра давление примерно одинаковое, там нет такого разнобоя, как на поверхности мантии. Эти факты могут быть объяснены и химическим различием (ядро железо-никелевое) и физическим различием.
Вот, однако, решающее соображение в пользу физики. Оказывается, ядро гасит поперечные волны, рожденные землетрясением. Физикам же известно, что поперечные волны проходят только через твердые тела. Тела жидкие и газообразные являются для таких волн непреодолимым препятствием. Значит, в отличие от твердой мантии ядро жидкое. Видимо, давление миллион триста тысяч атмосфер — критическое. Твердое вещество его не выдерживает, разрушается его структура, получается подобие жидкости. Таковы догадки ученых. А как их проверить?
Инженеры мечтают о скважинах в пятьдесят, самое большее сто километров. О скважине глубиной 2 900 км не может быть и речи. Остается та же косвенная проверка в космосе.
Зная радиус и среднюю плотность небесного тела, можно подсчитать давление в центре его. Так, в центре Луны давление более 150 тыс. атмосфер, в центре Марса — около 750 тыс., то есть гораздо ниже, чем на поверхности земного ядра. Если ядра порождаются давлением, то надо ожидать, что у Луны и Марса ядер вообще нет.
Проверить все эти предположения, чтобы выяснить наконец природу ядра, можно, лишь изучая землетрясения на Марсе — «марсотрясения».
И окончательно мы решим проблему на Венере. Эта планета по размерам близка к Земле, и давление в центре ее всего лишь процентов на двадцать ниже земного. Этого вполне достаточно, чтобы сформировалось заметное ядро.
Почему земля — магнит!
Могут спросить: для чего нам понадобилось земное ядро со всеми его загадками? Все равно оно лежит на глубине 2 900 км и нет надежды до него добраться. Лежит-то ядро глубоко, а оказывает влияние на всю нашу планету и окружающую ее атмосферу.
Читайте в любое время
