Дар Млечного Пути

В докембрийскую эру - 650 млн. лет назад - железные руды покрывали почти всю поверхность земного шара. Земля, словно для защиты, оделась в панцирь, как метко высказался о том времени один из геологов. Но, скорее, это был не панцирь, а легкая кольчуга, к тому же побывавшая в бою, поскольку в сплошном железорудном покрове имелись прогалины. Но неважно, как мы назовем эту оболочку. Важно, что она была и была всего однажды во всей долгой истории Земли! И позже в земных недрах отлагались различные осадочные руды, в том числе и железные, но ни разу они не представляли собой такого большого покрывала. К тому же последнее невозможно с точки зрения классической теории образования осадочных месторождений.

В начале XX в. деловые люди с тревогой заговорили о надвигающемся железном голоде. Международный геологический конгресс в 1910 г. определил, что запасов железной руды хватит лет на шестьдесят. Следующий конгресс в Брюсселе подтвердил опасность - в 1970 г. многим металлургическим комбинатам не достанется сырья. Можно было верить геологам: они составили прогноз с учетом национальных запасов железных руд 72 стран.

Через год после брюссельского предупреждения - 7 апреля 1923 г.- неглубокая скважина вскрыла в 4 км от города Щигры залежь железистых кварцитов. На поверхность Земли впервые подняли образец руды Курской магнитной аномалии (КМА). Это был многообещающий "вексель", выданный недрами. Речь шла о запасах на тысячелетия! Недаром за рубежом раздались призывы отторгнуть Курскую губернию от молодой Советской республики.

Открытие железистых кварцитов в СССР и других странах изменило виды на основной материал XX в.: пугающие прогнозы относительно железа не подтвердились. Хотя вновь открытая руда была довольно бедной: содержание железа в ней не превышало 35 %. А в богатых магнитных железняках его бывало чуть не вдвое больше. Но зато скромных железистых кварцитов оказалось чрезвычайно много - триллионы тонн!

Железистые кварциты охватывают земной шар тремя полосами. Западный пояс проходит через Европу, Северный Ледовитый океан, Северную и Южную Америку, Атлантический океан и Африку. Восточный пояс протягивается по Колыме, Уссурийскому краю, КНР, КНДР, Бирме, Индии, Австралии и далее по дну Индийского и Тихого океанов. Третий пояс затягивает Землю в широтном направлении - на территории СССР его маршрут пролегает по Становому хребту, Восточным и Западным Саянам, Южному Алдану, Северному Прибайкалью, Туве, Алтаю, Казахстану и Южному Уралу.

В некоторых местах железные обручи становятся толще и шире - здесь они образуют своего рода узлы. Богатыми оказывались страны, на территории которых их расположила природа. Например, знаменитые руды Кривого Рога и Курской магнитной аномалии - это узлы Западного железного пояса. Здесь находятся крупнейшие железорудные бассейны мира. Запасы КМА в 3 раза превышают все мировые запасы железистых кварцитов. Только одних богатых руд, которые не чета железистым кварцитам, в КМА залегает более 50 млрд. т. Металлургическая промышленность СССР может пользоваться ими 150 лет, выплавляя ежегодно 250 млн. т стали. Запасов кварцитов хватит на тысячелетия.

На втором месте после КМА - Наама-Трансваальский бассейн в Африке. Это другой узел Западного пояса. В шеренгу гигантов можно также поставить бассейн Верхнего озера в США, месторождения Канады, Южной Америки, КНР. Но они, конечно, "по росту" значительно уступают КМА.

И вот первый вопрос для геологов: почему железистые кварциты располагаются в виде планетарных поясов? Ни одно другое полезное ископаемое не оккупировало пространство недр с таким размахом. Гигантизм железистых кварцитов бросается в глаза даже при исследовании отдельных бассейнов.

Наама-Трансвааль тянется на 600 км, КМА - на 860 км, Лабрадорский бассейн в Канаде - на 1300 км, а Русский бассейн, простирающийся от Черного моря до Кольского полуострова,- на 2300 км при ширине 800 км! И отдельные пласты железистых кварцитов также велики. Скажем, в КМА обнаружен продуктивный пласт длиной 600 км. В Наама-Трансваале и Канаде на полуострове Лабрадор есть пласты протяженностью 250 км. Все это необычно для осадочных месторождений, самых больших из всех известных.

Железистые кварциты всегда и везде выглядят одинаково. Нельзя сказать, что это тысячекратно повторенные близнецы. Но, раз увидев их, даже неопытный человек не спутает потом эти руды с другими. Тонкая полоска кварца, рядом рудная прослойка, сложенная темными минералами: магнетитом или гематитом, а чаще всего и тем, и другим. Снова светлая полоска, и снова следом темная... Образец железистых кварцитов выглядит как тень от изгороди в солнечный день - это всегда строгое чередование кварца и минералов железа, откуда название - железистые кварциты.

И опять удивляются геологи: редко встретишь среди одних и тех же руд такое постоянство. Скорее наоборот, однотипные руды, расположенные в разных местах, как правило, не похожи. А железистые кварциты намекают на сходство не только обликом, но и химическим составом. В них в среднем содержится железа от 25 до 35 %. Так повсюду, в любой точке земного шаpa, где только встречаются железистые кварциты. Соседние с ними породы также заметно обогащены железом. Докембрийские гнейсы и кристаллические сланцы содержат его от 10 до 18 %, а иногда и 25 %. Опять необычно много по сравнению со вмещающими породами других железных руд. Даже в Антарктиде обнаружены кристаллические сланцы докембрийской эры, содержащие до 26 % железа. Причем присутствует оно в виде мелких зерен магнетита и гематита. Будто бы пыль из железных шариков осела некогда на земной шар.

Да, железистые кварциты вызывали удивление геологов. Все они сходились в одном: это уникальное, неповторимое явление в геологической истории Земли.

Известный советский ученый академик В. А. Обручев считал, что огромные скопления железа появились в докембрии потому, что тогда на Земле стояла подходящая "погода", были благоприятные условия для выветривания докембрийских континентов. "...В те времена на суше не было органической жизни и суша представляла абсолютную пустыню, поверхность которой подвергалась интенсивному механическому и химическому выветриванию, продукты которого сносились водами суши в соседние моря. Среди этих продуктов соли железа и кремнеза должны были занимать главное место, так как на поверхности суши выступали повсюду кристаллические сланцы и гнейсы..." В. Обручев далее пишет, что в мелких морях, прилегающих к суше, соли осаждались, образуя залежи железистых кварцитов. Академик Л. С. Берг называл железистые и кремнистые микроорганизмы "создателями всемирной кольчуги". Эти микроскопические кузнецы жили только в докембрии и работали ритмично: то отлагали слои железистых минералов, то светлый кварцевый слой и т. д.

Третью биографию железистых кварцитов предложил академик Н. М. Страхов. По его мнению, кварциты образовались не в мелководных морях, а на больших глубинах Мирового океана. Железисто-кремнистые осадки действительно сносились в моря и океаны и двигались в толще воды довольно долго. Потому что тогда морские воды были не солеными, а лишь чуть подсоленными. Разницы между водами морей и континентов почти не существовало. Пришлые потоки проникали в океанскую глубину и уплывали далеко от берегов. За миллионы лет железистые кварциты не раз выпадали в осадок на дно.

Когда же соленость океанов возросла, то это оказалось барьером на пути воды с суши: соли железа у берегов тут же выпадали в осадок. Возникали мелководные залежи железных руд. А докембрийские отложения на глубине были отрезанными от новых подкреплений, они остались в одиночестве. Отсюда - их исключительность. Позже железистые кварциты в недрах не возникали.

Некоторые ученые указывали на вулканы: они одели землю железом. В докембрийское время почти вся поверхность Земли была покрыта огнедышащими горами. Вот они-то и вынесли из земных недр железную пыль, которая потом осела на сушу и попала в море. А затем известный путь - с водными потоками в океан и там осаждение.

Ни одна из перечисленных идей, к сожалению, не раскрывает всех секретов железистых кварцитов. Вот лишь один факт, причем самый простой, который остается необъяснимым. Водный поток, как бы ни был он велик, не может отложить 100- километровые пласты, обладающие на всем протяжении одинаковой (!) мощностью. В любом случае эти пласты имели бы линзообразную форму и, как отмечают геологи, выклинивались бы к периферии. Но этого не наблюдается. Да и смогли бы распространяться потоки на тысячи километров, не претерпевая по пути никаких изменений? Для этого нужны исключительные условия, которые случились однажды. Вулканы также не могли, подобно пульверизаторам, напылить железом ровные слои и, главное, такие большие. Тяжелые частички железа оседали бы быстро и недалеко от вулкана, в радиусе не более 100 км.

Все предположения о родословной железа вполне вероятны и указывают на реальный источник докембрийского железа. Все это могло быть. Но феномена железистых кварцитов, их уникальности они не объясняют. Иными словами, для уникального случая эти гипотезы предлагают верные, но рядовые решения. Они находят скромные источники, а нужно найти фонтаны...

Поэтому перейдем к новой гипотезе, которая считает, что железистые кварциты - "пришельцы" из космоса.

Лауреат Ленинской и Государственной премий СССР М. Калганов занимался железорудными месторождениями почти 40 лет. Он ученик разведчиков КМА - академиков П. Лазарева, И. Губкина, А. Архангельского, исследователь знаменитых Орско-Халиловских месторождений на Урале. Железные руды этого месторождения природа обогатила благоприятными примесями - никелем, кобальтом, хромом. Так что из этих руд плавят без добавок высококачественные нержавеющие стали.

Работал М. Калганов на Яковлевском месторождении Курской магнитной аномалии. Подробное изучение Курской магнитной аномалии убедило его в том, что железистые кварциты рождены не Землей. Он сам говорит, что эта мысль надолго завела его в тупик и что не сразу он понял: надо смотреть не вниз, а поднять голову и обратить внимание на звезды.

Может быть, железистые кварциты образовались из космической пыли, в свое время осевшей на Землю?! В пыли, как показывают исследования, содержится много магнетитовых частиц шарообразной формы. Нетрудно представить, что более 650 млн. лет назад пыли выпадало больше, чем сейчас. Хотя и в наши дни ее опускается на Землю немало. Ученые насчитывают миллионы тонн космического вещества, которые ежегодно прибавляются к массе земного шара.

Выдающийся советский ученый академик В. Вернадский так высказался на эту тему: "Мы односторонне учитываем в нашей научной мысли и в организации научной работы то огромное влияние, которое оказывает окружающий нас космос на нашу планету. Мы исследуем и непрерывно следим за балансом и характером энергии, приносимой нам от Солнца и от других небесных тел... Но Земля связана с космическими телами и с космическим пространством не только обменом разных форм энергии. Она теснейшим образом связана с ними и материально...

Земля непрерывно со времен существования - до двух миллиардов лет по крайней мере - обменивается с космосом не только энергетическими проявлениями, но и материальными переносами. Они идут к ней в самых разнообразных формах: в форме метеоритов - сложных комплексов химических соединений, осколков внеземных горных пород и внеземных минералов, в форме газообразных тел, отдельных атомов, в явлениях рассеяния элементов и в разнообразнейших "осколках" элементов, в частности, в потоках электронов... Среди материальных тел, падающих на нашу планету из космического пространства, доступны нашему непосредственному изучению преимущественно метеориты и обычно к ним примыкаемая космическая пыль".

Итак, внеземной источник как будто бы найден. Но М. Калганов недоволен таким исходом. На один вопрос по-прежнему нет ответа: почему в докембрии на Землю выпадало пыли больше? Без ответа на этот вопрос гипотеза М. Калганова оказывалась не лучше прежних. Исключительность железистых кварцитов, как и прежде, оставалась необъясненной. Тем более что космос не только поставляет вещество на Землю, но и берет плату за него. В. Вернадский указывал и на то обстоятельство: "...Земля теряет вещество в космическом пространстве, с чем также приходится постоянно сталкиваться, углубляясь в ее минералогию и геохимию. Идет не только привнос космического вещества, а обмен вещества с космосом. В какую сторону складывается баланс, мы пока не знаем".

А сегодня некоторые ученые прямо указывают на легкие газы - водород и гелий, которыми Земля расплачивается с космосом.

Нет, не просто космическая пыль является прародительницей железистых кварцитов. Иначе "кольчуга" появлялась бы на планете и в другие эпохи.

Темные туманности - они покрыли Землю железорудной оболочкой? Темные туманности - это грандиозные скопления пыли, масса некоторых из них в 5 раз превышает массу Солнца. Их состав известен благодаря исследованиям астрофизиков: туманности образованы из пылевидных частиц железа. Иногда эти частицы образуют такую плотную массу, что не пропускают свет звезд.

Темные туманности обитают в области Млечного Пути. Они находятся далеко от нас, и поэтому непонятно, как с ними соприкасалась наша планета. М. Калганов обращается к астрономам. Академик В. Амбарцумян выслушал его и тут же подтвердил: да, Земля могла заходить в темные туманности. Каждые 200 млн. лет Солнечная система совершает один оборот вокруг центра нашей Галактики (другие ученые называют и 180, и 250 млн. лет). На своем пути Солнце и ее планетная свита не раз встречали Млечный Путь и слагающие его обширные скопления железной пыли. В этом густом облаке земной шар двигался миллионы лет, и все это время на его поверхность сыпал необычный железный дождь.

Близкая к истине гипотеза напоминает обойму, в которой патронами являются факты. Вот патроны-факты рассыпаны по столу и к ним никак не подберут подходящую обойму. Отмечается одна, вторая, третья, и, наконец, находят то, что искали: факты "ложатся" в новую гипотезу без труда. Давайте попробуем "зарядить" идею М. Калганова перечисленными выше фактами.

Исключительность железистых кварцитов проясняется, так сказать, природой космического "тумана". Земля заходила в темные туманности несколько раз: в раннем архее, в позднем, среднем и раннем протерозое. Все это - докембрийское время. Среди докембрийских пород мы обнаруживаем железистые кварциты четырех возрастов. Причем более "взрослые" залежи являются и наиболее мощными.

Почему же позже на пути Солнечной системы не оказалось темной туманности? Астрономы отвечают так: Солнце и планеты вращаются вокруг центра Галактики, отклоняются вправо и влево от главного маршрута. Если представить этот маршрут в виде круга, то путь Солнечной системы можно изобразить спиралью, навитой на круг. Поэтому Земля то попадала в железный "туман", то проходила мимо, не прихватывая с собой космической пыли. К тому же меняется угол наклона плоскости орбиты, по которой движется Солнечная система. Может быть, позже ее путь вновь пройдет через черную туманность и тогда вновь земной шар оденется в кольчугу.

Теперь о повсеместном распространении железистых кварцитов. Пожалуй, только гипотеза М. Калганова удачно объясняет это обстоятельство. Железная пыль осаждалась на всю земную поверхность сразу и равномерно, потому что Земля вращалась. К тому же земной шар - магнит и он притягивал к себе железистые частицы. Это еще больше увеличивало их осаждение. Понятно теперь, почему железистые кварциты в разных местах Земли так похожи - их образование происходило одним способом и повсеместно. И находят свое объяснение также шарики магнетита - так называемые сферолйты, обнаруженные в Антарктиде. Сферолиты были найдены и в марганцевых конкрециях, поднятых со дня Тихого океана с глубины 5000 м. И те, и другие, по мнению ученых, космического происхождения.

Так гипотеза М. Калганова объясняет главные пункты загадочной биографии железистых кварцитов.

...Итак, железный дождь сыпал на Землю. Он одинаково щедро одаривал пылью и сушу, и океан. На суше космическое железо обогащало все горные породы, входило в состав различных минералов и создало такие минералы, как магнетит и гематит. Кроме того, часть осаждающейся пыли сносилась дождевыми и талыми водами в реки, а те уносили его в моря и океаны. В морской воде "пришельцы из космоса" входили в состав формирующихся железисто-кремнистых осадков. Потом, в течение сотен миллионов лет, докембрийские осадки подвергались мощной переработке. Они были метаморфизованы и превратились в железистые кварциты.

В дождливое время года реки оказывались с большей добычей - они доставляли больше железистых частиц. А когда на Земле становилось сухо, взнос уменьшался и шло обычное осадконакопление. Так появилась у железистых кварцитов чересполосица: темные полосы минералов железа и светлые - кварца.

Затем моря высохли и появились в других местах, и сейчас бывшие осадки морского дна предстают перед нами в виде железных обручей планеты. А то железо, которое воды не унесли с собой, сохранилось во вмещающих породах. Вот причина того, что они обогащены им.

Конечно, не только космос поставлял железо. В моря и океаны сносились также и железистые продукты выветривания горных пород континентов. И подводные вулканы вносили свою лепту (например, в КМА обнаружены три древних вулкана). Но их "взносы" были значительно меньше, они играли подсобную роль.

Космос, возможно, одаривал Землю и другими полезными ископаемыми. Среди некоторых месторождений железистых кварцитов иногда встречаются большие скопления марганца, титана, алюминия, графита и бора. Признав космическое происхождение первых, можно предположить, что и соседние с ними руды тоже попали в недра из космоса.

Гипотеза М. Калганова удачна не только потому, что хорошо объясняет происхождение железистых кварцитов. Есть еще один довод в ее пользу: современность гипотезы. Геологи-теоретики уже признали, что развитие земных недр зависит от влияния космоса. "Судьба планеты - в расположении звезд",- мог бы не без основания сегодня сказать астролог. И вот вслед за теоретиками начинают учитывать космические силы в своей земной практике геологоразведчики. Одним из первых это сделал М. Калганов.