Часть шестая. Путешествие к центру Земли

242. Что такое почва и как она образовалась?

Почвой называется поверхностный размягченный и разрыхленный слой земли вместе с остатками организмов.

Нагревание и остывание поверхности земли, ветер, различные осадки, замерзание воды (а следовательно, ее расширение), наличие корней растений, деятельность мелких и крупных животных, - все это способствует разрыхлению даже крепких наружных слоев земли, то-есть создает почву.

В зависимости от климата, почвы образуются различно: медленно в полярных странах, и быстро - в жарких южных пустынях, где температура резко меняется. Ветер уносит мельчайшие частицы, оставляя наиболее тяжелые, чем и объясняется скопление песка в пустынях.

В почве, в поверхностном слое, живет множество мельчайших бактерий (в одном грамме - до 1 000 000); чем глубже, - тем их меньше. Кроты, муравьи и другие животные, живущие в почве, разрыхляют ее, а черви ("геофаги") пропускают почву через пищеварительные органы, почему происходят химические изменения размельченной земли. Акад. Ферсман отмечает (в своей книге "Занимательная минералогия"), что ежегодно 20-25 тонн почвы на каждом гектаре проходит через пищеварительные органы червя.

В СССР имеются различные почвы. Вот краткая классификация почв нашего Союза.

Подзолистые. Эти почвы возникли в умеренных странах более холодной части от медленного разложения во влажных местах остатков растений.

Черноземные. Они образовались во влажных местах с сильным нагреванием. Органические остатки не успевают разложиться до конца и образуют перегной (черного цвета).

Тундровые почвы образовались при низкой температуре на промерзших слоях земли.

Степные почвы содержат много минеральных солей (вода сильных, но непродолжительных дождей быстро испаряется и не растворяет солей).

Как получились песок и глина?

Песок и глина образовались от медленного разрушения (действием Солнца, ветра, воды) гранита.

Гранит состоит из кварца (мелкие крупинки которого и есть песок), слюды и полевого шпата. Последняя часть гранита разрушается, превращаясь в мелкий порошок и образуя различные сорта глин. Пласты глины (слои) образуются из отложений в воде, куда ветер сносит мельчайшие частицы полевого шпата.

243. При распашке земли и при других земляных работах часто находят крупные камни. Откуда они взялись?

До сих пор приходится слышать неправильное мнение, будто "камни эти выросли в поле".

Ученые установили, что родина гранитных валунов, находимых даже на Украине, - Финляндия. Громадные камни быль перемещены льдами, некогда покрывавшими большие пространства нашего Союза.

Вследствие изменения климата, а именно - значительного охлаждения, образовалось громадное количество снега и льда на горах; постепенно сползая с крутых склонов, льды увлекали камни - обломки гор - и, медленно перемещаясь, относили их на сотни и тысячи километров. Когда наступило потепление, льды отступили, а обточенные и округленные льдами камни остались на земной поверхности. Очевидно, валуны, находимые в полях, не выросли здесь и не будут расти дальше; их ждет судьба всех камней земной поверхности: с течением времени они разрушатся от действия Солнца, ветра и воды. Нельзя утверждать однако, что камни вообще "расти" не могут; это относится только к камням, лежащим на поверхности земли. На дне морей и океанов из частиц извести могут образоваться довольно крепкие камни-известняки. Кристаллы также растут.

244. Как люди узнали, что высокие горы были когда-то дном моря?

Библейские легенды утверждали, что Земля, так же как и вся вселенная, создана "богом". Такое "объяснение" было наруку правящим классам, так как оно отвлекало мысль от материалистического анализа явлений природы и истории Земли, анализа, ничего не оставляющего от утверждений церкви. Рассматривая извлеченную из ямы землю, мы замечаем слоистость ее строения: слой песчаника, глины и пр. Еще лучше это можно заметить на возвышенном берегу реки в глубоком овраге с обрывистыми стенами. Точно так же и многие горы состоят из различных слоистых пород, которые могли образовать мощные пласты только на дне моря, так как на поверхности земли такому образованию противодействуют Солнце, ветер, вода. Рассматривая под микроскопом мелкие частицы ила, мы убеждаемся, что это - обломки раковин; иногда мы находим в нем окаменевшие остатки и других организмов, живших только в воде. Если бы такие организмы попали как-нибудь на сушу и там погибли, они должны разрушиться и превратиться в мельчайший порошок. Наука об ископаемых - палеонтология - дала возможность по форме и строению остатков ископаемых организмов судить о прошлой жизни на Земле. Если ископаемые в двух соседних слоях значительно отличаются друг от друга, - значит в течение большого промежутка времени то место, где найдены слои, было некогда сушей (почему и не найдено промежуточных слоев); потом оно опять опустилось, и на дне моря накопился новый слой с представителями жизни того времени, которые успели уже измениться.

Так можно убедиться, что и горы были дном моря.

245. Действует ли внутренняя теплота Земли на ее поверхность?

Многие думают, что когда Земля остынет внутри, - прекратится всякая жизнь на ее поверхности. Однако, такое убеждение ошибочно.

Земная кора плохо проводит тепло и почти не оказывает никакого влияния на температуру земной поверхности (всю теплоту, необходимую для жизни, мы получаем от Солнца). Если бы Земля внутри остыла, то (по расчету французского математика Фурье) температура поверхности Земли понизилась бы не более чем на 1/30^о. Ряд фактов указывает на ничтожное влияние внутреннего тепла. Во-первых, поверхностный слой Земли часто промерзает зимой - чего не было бы при сильном нагревании изнутри. Далее, со времен французского химика Лавуазье (с 1773 года) в подвале Парижской обсерватории, на глубине 28 метров, термометр постоянно показывает одну и ту же температуру +11,7^о: он находится на такой глубине, где ни наружное, ни внутреннее тепло не оказывает никакого влияния.

246. Откуда берется жар при извержении вулканов?

В любом месте, но на различной глубине (зависящей от теплопроводности поверхностных разных слоев Земли) имеется слой с постоянной температурой. Ниже этого слоя температура по мере углубления растет (в среднем на один градус на каждые 33-35 метров^*), так что на известной глубине должна находиться уже расплавленная масса ("магма"). Причиной извержения вулканов еще недавно считали воду, которая, проникая в глубину, превращается от нагревания в пар, пробивая дорогу расплавленным массам. Однако, в настоящее время ученые объясняют извержения иначе. Во многих местах у самых берегов океанов тянутся высокие массивные горы, и в этих местах у самых берегов наблюдаются большие глубины океанов; разница в давлении вызывает трещины внутри земной коры, океаническое дно опускается, вытесняя магму, и создает в определенных местах извержения. Этим же объясняют и то, что не всюду наблюдаются вулканические извержения.

^*(Так называемая геотермическая ступень)

247. Как образовались горы на Земле?

Основную причину образования большинства гор надо видеть в остывании Земли. Некогда земной шар был в расплавленном состоянии, а затем, остывая, покрылся твердой и малоподвижной корой. Но внутри Земли, как мы знаем, до сих пор еще сохранился сильный жар. При остывании Земли верхняя ее оболочка (земная кора) как бы "отстает" от расплавленной массы; впоследствии в некоторых участках поверхности от этого происходят провалы; опускающиеся части земной коры оказывают боковое давление, в результате чего образуются наиболее распространенные складчатые горы. Большинство складчатых гор находится у берегов океана, что и подтверждает указанное предположение. Если опускание происходит с двух сторон какого-нибудь участка земной поверхности, то получающаяся возвышенность образует так называемые массивные горы. В природе чаще всего встречаются сложные, как бы смешанные горы, образовавшиеся и от складчатости, и от опускания участков земной коры.

Кроме указанных основных типов гор, встречаются так называемые "насыпные горы"; причины образования их таковы:

Вода, обтекая с разных сторон какой-нибудь участок, размывает его кругом, оставляя в середине иногда большую возвышенность (например, ущелья реки Колорадо достигают глубины 1 000 метров).

Ветер, врываясь в ущелье, выдувает разрыхленные частицы, и местность разбивается с течением времени на ряд возвышенностей, разделенных промежутками.

Вулканические горы появляются в результате извержений.

Дюны получаются вследствие действия ветра, приносящего песок.

Ледники, опускаясь и прокладывая себе путь, стирают препятствия и углубляют долины, разбивая массив на ряд возвышенностей.

248. Как доказывается, что Земля существует многие миллионы лет?

Наука, на основании исследований, утверждает, что Земля существует миллионы лет. Библия "оценивает" возраст Земли примерно в 6000 лет. Кто же прав?

Права, конечно, наука! Если мы подвергнем научному анализу "геологические" утверждения библии, то последние - никакой критики не выдержат.

Вот ряд доводов.

Скалы и прочая земная поверхность непрерывно разрушаются; происходит это весьма медленно, однако материал разрушений (песок, глина, известняк) образует громадные слои.

Вода медленно разрушает горные породы и создает глубочайшие ущелья. На эту гигантскую работу требуются миллионы лет.

Некоторые участки Земли опускаются, другие поднимаются, хотя это и происходит крайне медленно (на доли метра в столетие). Самые высокие горы достигают около 9 километров над уровнем моря, а самые глубокие места океана почти 10 километров.

Не ясно ли, что всего за 6 000 лет подобные изменения на земном теле произойти не могли?

И, конечно, библейские "сведения" о возрасте Земли резко расходятся с заключениями современной науки. Исследуя камни, ученым удалось построить не только хронологию Земли, но и мира в целом.^*

^*( См. акад. Ферсман - Занимательная минералогия)

249. Что находится внутри Земли?

Земной шар в делом, примерно, в пять с половиной раз тяжелее воды. Но так как значительная часть впадин земной поверхности заполнена водой и горные породы верхних слоев имеют удельный вес 2,5-2,75, то, очевидно, внутри Земли находятся более тяжелые вещества с удельным весом около 11, то-есть раза в полтора тяжелее стали.

Какова картина строения и состояния внутренних частей Земного шара? Материки, состоящие преимущественно из гранита, плавают в расплавленном базальте (толщина твердой земной коры около 100 километров). Высокая температура внутри этого слоя поддерживается соединениями радия. Толщина каменного слоя - до 1 200 километров. Ниже каменного пояса идет рудный пояс (железо, магнитный железняк), масса которого уже в 5-6 раз тяжелее воды; рудный пояс расположен в глубине от 1 200 до 2 900 километров. Несмотря на высокую температуру, этот слой находится в твердом состоянии (благодаря сильному давлению). Ниже рудного пояса и начинается то, что называют ядром Земли; здесь, видимо, должно быть больше всего никеля и железа (до 90%).

250. Отчего происходят землетрясения?

Укажем на три основных причины землетрясений:

Колебания земной поверхности обусловливаются обвалами, порождаемыми подземными водами; образующиеся пустоты заполняются оседающими верхними слоями, что и вызывает слабые местные землетрясения.

Землетрясения вулканические происходят при извержениях (средней силы).

Землетрясения при горообразовательных (образование складок) процессах сопровождаются разрывами пластов (сбросами и сдвигами), что и вызывает разрушительные землетрясения.

Рис. 93. Строение Земли

Чем моложе складчатые горы, тем в районе их чаще и сильнее землетрясения. Пласты смещаются также и на дне морей и океанов (подземные землетрясения), это наблюдается на границах сравнительно мелких мест и непосредственно примыкающих больших глубин (сказывается разница в давлении на нижележащие пласты). Чаще всего происходят землетрясения в Японии - в среднем до 4 раз в день. Самые разрушительные землетрясения всегда связаны с перемещением пластов при горообразовании (например: японское землетрясение 1923 г., ленинаканское на Кавказе 1926 г., крымское 1927 г., землетрясение 1935 г., разрушившее гор. Кветту в Индии).

251. Библия утверждает, что некогда был всемирный потоп. В чем ложность этого утверждения?

Вот главные возражения против этой библейской выдумки: Во-первых, из многолетних научных наблюдений следует, что никогда дождь не продолжался без перерыва более четырех суток (библейский же "потоп" длился будто бы 40 суток).

Во-вторых, для того чтобы вода могла покрыть вершину Арарата (5150 метров), дождь должен итти не только 40 суток, но и с необычайной силой, а именно: слой воды, образовавшийся от такого дождя^* в одну минуту, должен достичь толщины не менее 100 миллиметров; это совершенно невозможно, так как самый сильный наблюденный ливень дал за все время всего 2 900 мм (а нужно 5 150 000).

^*( Если представить себе невозможное: что вода не будет просачиваться в почву. )

Наконец, в атмосфере не может быть того количества воды, какое нужно для библейского потопа. Если бы даже вся влага земной атмосферы сразу выпала в виде дождя, то получился бы слой воды не выше 2-3 сантиметров.

Всемирного потопа не было; было, повидимому, лишь местное довольно сильное наводнение в районе реки Ефрата, вызванное землетрясением в Персидском заливе, причем в это же время разразился сильный циклон.

Это наводнение и превратилось стараниями церковников в "чудо".

252. Перечислите главные вещества, из которые состоит земной шар.

В небольшом очерке своей книги "Занимательная минералогия" - "Минералогия Земли и небесных светил" - академик А. Е. Ферсман приводит об этом новые, очень интересные сведения.

99% земной оболочки состоит только из 12 химических элементов (всего 92 различных элемента). По количеству первое место (более половины всей окружающей нас природы) занимают два элемента: водород и кислород, из соединения которых образуется вода. Далее идет кремний (15%); кальций, находящийся в известняке; алюминий (в глинах) и натрий (в морской воде или в отложениях соли); железо - всего только около 2%.

Но по мере углубления внутрь Земли вещества располагаются совсем иначе. Выше уже упоминался пояс базальта (тяжелая горная сложная порода), между ним и нижеследующим рудным поясом расположены еще более тяжелые породы, напоминающие по строению стекло (в этих породах встречаются алмазы). В рудном поясе, который, несмотря на высокую температуру, находится в твердом состоянии (благодаря сильному давлению), преобладает железо: магнитный железняк, железный колчедан, много металлического железа. Центральное же ядро Земли (глубже 2 900 км) можно считать железным (до 90% всей массы); к нему примешивается металл никкель, а также сера, фосфор, углерод.

Говоря о всей Земле, а не только о ее оболочке, можно расположить все вещества в такой ряд: железо, кислород, кремний, магний, никкель, кальций, алюминий, сера, натрий, калий, кобальт, хром, титан, фосфор и углерод. На долю железа приходится 40% всего объема Земли.

253. Как образовались каменный уголь и торф?

Торф и каменный уголь - растительные остатки. Торф образуется в замкнутых водяных пространствах из болотных растений, корни которых, отмирая, опускаются на дно, где полностью разложиться не могут вследствие недостатка кислорода. Постепенно нарастая, слой таких остатков превращается в темное бурое вещество, называемое торфом. В глубоких слоях торфяных отложений содержится 59% углерода (в свежем дереве 50%).

Каменный уголь - также остатки растительных скоплений, оказавшихся под водой в далеком прошлом (медленное опускание и поднятие участков земной коры). Занесенные песками и другими осадками деревья древних лесов, находясь под большим давлением, медленно изменяли свой состав, превращаясь в каменный уголь. Различают несколько сортов каменного угля.

Бурый уголь, названный так по цвету, содержит до 75% углерода.

Собственно каменный уголь, в котором обугливание пошло еще дальше (этот сорт образовался ранее бурого угля), содержит углерода до 95%. В СССР такой уголь находится в Кузнецком и Донецком бассейнах.

Антрацит содержит углерода до 98%; он дает большое количество теплоты. У нас встречается в Донецком бассейне.

254. Какой камень самый легкий и какой самый тяжелый?

Есть очень легкие минералы, даже легче воды. Благодаря своей пористости (например, пемза) они плавают, мало погружаясь в жидкость. К числу легких камней относятся янтарь(плотность его равна плотности воды) и камень палыгорскит, встречающийся на берегах Оки и Волги.

На Земле самые тяжелые природные минералы относятся к металлической платиновой группе (в 20 раз тяжелее воды).

Вне Земли ученым астрономам удалось обнаружить, что вещество спутника Сириуса в 50 000 раз плотнее воды. За последние годы обнаружены еще более плотные "карликовые" звезды.

255. Что такое "камень плодородия"?

"Камнем плодородия" называют апатит - крепкий и тяжелый минерал (примерно в три раза тяжелее воды), обычно бесцветный или светло-зеленоватого оттенка. Апатит содержит много фосфора, нужного для искусственного удобрения почв; в апатитовых породах имеются и другие полезные вещества (например, нефелин, пригодный для выработки стекла и применяемый в некоторых других отраслях химической промышленности). Некоторые составные части апатитовой породы, соответственно обработанные, дадут возможность получить не мало химических веществ, ввозимых в настоящее время из-за границы.

Богатейшие месторождения апатитовых пород (изверженных) найдены в Хибинских горах, на нашем крайнем Севере, на Кольском полуострове, недалеко от Мурманска (в 1 100 километрах от Ленинграда); только в одном месте нашли "жилу" мощностью до 240 метров, простирающуюся до 10 километров. До 80% этой руды состоит из апатитов, но и прочие вещества, как уже сказано, могут быть использованы для разных целей. Запасы апатитовых пород могут надолго удовлетворить потребности не только Северо-западного края, но и всего Союза.

Освоением богатств этого недавно дикого края мы обязаны энергии и вниманию покойного С. М. Кирова, который первый поставил во всю ширь вопрос о комплексном исследовании богатств края, который обеспечил своим руководством и помощью включение края в орбиту социалистического строительства.

Недавно трудящиеся заполярного края праздновали пятилетие города Кировска (б. Хибиногорска), основанного у подножья апатитовых гор.