Фонарик вспыхивает в глубине Земли

Профессор вытер платком влажный лоб, торжествующе оглядел с высокой кафедры притихшую аудиторию и продолжал:

- Уважаемые коллеги простят меня за несколько затянувшийся доклад. Я приближаюсь к концу. Разрешите подвести краткие итоги. Нам известны три резко отличающиеся друг от друга группы землетрясений.

Первую группу составляют так называемые тектонические землетрясения, возникающие при движении отдельных участков земной коры по трещинам разломов. К данной группе, я категорически настаиваю на этом, относится подавляющее большинство всех фиксируемых на нашей планете землетрясений. Различная глубина очагов позволяет выделять среди тектонических землетрясений так называемые нормальные землетрясения, при которых толчок происходит на глубине, не превышающей шестидесяти километров, промежуточные землетрясения с глубинами очагов от шестидесяти до трехсот километров, и, наконец, глубокофокусные с глубиной очага от трехсот до семисот километров. Наблюдения последних двадцати лет показывают, что наибольшее количество сильных толчков возникает на малых глубинах внутри земной коры, толщина которой, по-видимому, меняется от двадцати до шестидесяти километров. Таким образом, связь большинства землетрясений с разломами, вероятно, ни у кого из присутствующих в этом зале не возбуждает сомнений. Эти землетрясения возникают на малых глубинах, в жесткой земной коре и объясняются не чем иным, как раскалыванием коры, образованием в ней разломов.

Сложнее обстоит дело с более редкими землетрясениями, происходящими на больших глубинах. Их очаги расположены под земной корой в области, пока еще плохо изученной. Однако я беру на себя смелость утверждать, что и эти землетрясения, включая даже глубокофокусные, связаны с образованием разрывов, сколов в подкоровом веществе планеты.

Ропот пробежал среди слушателей. В задних рядах зашумели.

- Доказательства этому... - повысил голос докладчик.

- Доказательств этому нет никаких! - крикнули из задних рядов.

Шум в аудитории усилился. Председатель позвонил в колокольчик.

- Доказательства этому я приводил в первой части доклада! - визгливо крикнул профессор, потрясая кипой исписанных листков.

Шум, который начал было утихать, снова побежал волнами по переполненной аудитории.

Председательствующий поднялся из-за стола. Это был высокий человек с тонкими чертами юношески свежего лица. Однако его борода, брови и зачесанные набок густые волосы были совсем седыми.

Движение председательствующего оказало магическое действие. Воцарилась гробовая тишина.

- Каждый желающий сможет выступить с этой трибуны и высказать свои соображения, - мягко сказал председательствующий и кивнул докладчику, приглашая его продолжать.

- Вторую группу землетрясений составляют так называемые вулканические землетрясения, - сердито заговорил докладчик, роясь в своих бумагах. - Эти землетрясения возникают вблизи действующих вулканов и связаны с движением магмы и газов по каналу вулкана. Области распространения вулканов во многих местах земного шара совпадают с сейсмическими областями. Поэтому точно отнести землетрясение к тектонической или вулканической категории иногда бывает затруднительно. Я предлагаю говорить о вулканическом происхождении только для тех землетрясений, которые случаются вблизи вулкана в момент усиления его активности.

Отличительными чертами вулканических землетрясений является то, что они обязательно связаны с вулканами и что энергия их толчков и площадь распространения невелики. В качестве примера я хочу привести интересное вулканическое землетрясение, которое произошло в 1883 году на острове Искья, вблизи Неаполя. Подземные толчки начались там 11 июля в районе давно не действовавшего вулкана Ипомео. Через неделю - 18 июля - произошло сильное землетрясение, в несколько секунд превратившее в развалины небольшой курортный городок Казамичола, расположенный на склоне вулкана. Область распространения этого землетрясения была настолько мала, что сейсмографы обсерватории Везувия, находящейся в десяти-двенадцати километрах к востоку, толчков не отметили. Любопытно, что перед землетрясением повысилась температура газов в фумаролах^* и температура воды в минеральных источниках на склонах вулкана Ипомео. После землетрясения появились новые фумаролы. Однако ни лавы, ни большого количества паров не было отмечено. Ясно, что землетрясение было связано с движением новой порции магмы по каналу вулкана, причем до поверхности магма не дошла и остановилась где-то на небольшой глубине внутри вулкана.

^* (Фумарола - мелкие трещины или кратеры на склонах вулкана, выделяющие различные газы и пары воды.)

Наконец, третью группу землетрясений составляют так называемые обвальные землетрясения. Они возникают при подземных обвалах, когда обрушиваются значительные участки кровли пещер. Эти землетрясения происходят в местностях, богатых известняками, гипсами и другими горными породами, которые легко растворяются подземными водами. Как известно, в таких породах могут возникать крупные пещеры.

При значительном разрастании пещер их потолок не выдерживает и обваливается. Чем больше объем обвалившейся породы и высота обвала, тем сильнее будет землетрясение. Таким образом, очаги этих землетрясений всегда располагаются на малой глубине и обычно бывают связаны с определенными пещерами. Сила ударов невелика, а само землетрясение захватывает ничтожную площадь, обычно не превышающую нескольких десятков квадратных километров. Одно из наиболее сильных обвальных землетрясений произошло в 1915 году в Волчанском районе Харьковской области. Оно ощущалось на площади, имеющей около ста километров в поперечнике. В Харькове жители чувствовали сотрясение зданий, слышали звон оконных стекол. Качались висячие лампы. В некоторых домах от толчков открывались двери.

Я позволю себе закончить доклад следующими словами: наиболее часты, наиболее сильны, наиболее опасны для человечества тектонические землетрясения.

Этим землетрясениям, их связи с разломами земной коры должно быть уделено главное внимание исследователей. Двумя исполинскими поясами зоны этих землетрясений охватывают нашу планету. Один пояс окружает Тихий океан. В него попадает весь наш Дальний Восток - Камчатка и Курильские острова, Сахалин и Сихотэ-Алинь. Второй пояс протягивается параллельно экватору. Он включает Средиземное море, горы южной Европы, Северной Африки и Малой Азии, Гиндукуш, Куэнь-Лунь и Гималаи. Весь юг Советского Союза попадает в пределы этого огромного сейсмического пояса.

В сейсмических областях необходимо составлять карты прогноза землетрясений. На этих картах должны быть точно показаны все обнаруженные и предполагаемые разломы земной коры, показаны все геологические структуры, формирование которых еще продолжается. Геологи, изучая развитие этих структур, должны пытаться предсказывать места, силу и даже время будущих землетрясений.

Докладчик в последний раз вытер платком лысину, собрал бумаги и неторопливо сошел с кафедры. В первых рядах нестройно аплодировали. Сзади нарастал шум.

После перерыва заседание возобновилось.

Один за другим на кафедру поднимались геологи, геофизики, сейсмологи. Они говорили о своем согласии или несогласии с докладчиком.

Однако все выступавшие касались только частностей, мелких деталей доклада. Председатель задумчиво глядел в конец зала, словно там, за белыми мраморными колоннами, он видел что-то, открытое только его взору. Стенографистки неслышно бегали карандашами по листкам бумаги. Зал гудел: присутствующие переговаривались, плохо слушая то, что говорилось с кафедры.

Но вот председатель назвал новую фамилию, и зал дрогнул и затих. На кафедру поднялся высокий человек в очках. Лицо его пересекал длинный шрам.

- Я хочу возразить уважаемому докладчику по существу, - спокойно начал он. - Вы резко отделяете друг от друга тектонические и вулканические землетрясения, раскладываете их по разным полкам и даже как будто подчеркиваете важность для науки и практики одних и второстепенность других. Я много лет провел на Камчатке. Там, бродя по склонам действующих и потухших вулканов, читая сейсмограммы землетрясений, наблюдая стремительные волны цунами, обрушивающиеся на берег после подводных ударов, я пришел к твердому убеждению, что вулканические и тектонические землетрясения разрывать нельзя. Это разные стороны одного и того же процесса, разные проявления активности загадочного подкорового вещества планеты. Интересно уже то, что вес механические и акустические явления, происходящие на поверхности Земли при вулканическом землетрясении, принципиально не отличаются от явлений, наблюдаемых при тектонических землетрясениях. Разница только в размахе явлений и размерах захватываемой ими площади.

Резкие движения магмы в канале вулкана, резкие взрывные выбросы из магмы газов и паров, конечно, являются источниками подземных толчков. Однако нельзя вырывать эти явления из общей картины, наблюдаемой в вулканической области. Работы последних лет установили, что на Камчатке существует тесная связь между вулканическими и сейсмическими процессами. Связь эта настолько тесна, что приходится говорить уже не об отдельных тектонических землетрясениях и не об извержениях вулканов, сопровождаемых вулканическими землетрясениями, а о единой вулкано-тектонической активности Камчатки.

Периодическое увеличение этой активности начинается с обычных землетрясений или моретрясений, которые наш уважаемый докладчик, ни минуты не сомневаясь, положил бы на полочку тектонических землетрясений. Глубина очагов этих землетрясений - пятьдесят - шестьдесят километров, то есть очаги расположены вблизи нижней границы земной коры, может быть, даже в загадочном подкоровом слое. Сила этих землетрясений различна: от нескольких баллов до сильнейших ударов, сопровождаемых громадными волнами цунами. Постепенно глубина толчков начинает уменьшаться, а сами очаги ударов как бы смещаются в сторону камчатских вулканов. Затем появляются толчки в непосредственной близости от вулканов. Они сопровождаются усилением фумарол. Докладчик сразу положил бы эти толчки на полку вулканических землетрясений. Все заканчивается извержением одного из вулканов. С началом извержения отдельные землетрясения прекращаются. Они сменяются непрерывным вулканическим дрожанием, источник которого находится в жерле вулкана.

Как можно объяснить всю эту последовательность явлений? Очевидно, первые, сравнительно глубокие землетрясения связаны с проникновением новой порции магмы ближе к поверхности. Магма постепенно поднимается, прокладывая себе дорогу через земную кору. Проникновение сопровождается какими-то, еще не известными нам реакциями, взрывами газов, механическими сотрясениями, может быть, образованием новых трещин. Все это вызывает землетрясения. Поднимается столб магмы - поднимаются очаги ударов. Чем выше поднимается этот расплавленный столб, тем меньшее сопротивление оказывает ему земная кора и тем слабее становятся землетрясения. Когда магма достигает поверхности и, потеряв большую, часть своих газов, превращается в лаву, она начинает свободно изливаться. Тогда землетрясения прекращаются. Энергия земных недр разразилась через вулкан - этот своеобразный клапан безопасности.

И я спрашиваю докладчика, - какие же есть основания для того, чтобы резко разделять тектонические и вулканические землетрясения на Камчатке?

Словно ожидая ответа, ученый сделал паузу. В зале царила гробовая тишина. Докладчик, красный, как помидор, торопливо записывал что-то в большой блокноту. Председательствующий мягко улыбался, чуть постукивая пальцами по столу.

Сейсмический пояс на территории СССР

- А если бы вулканов не было? - громко спросил кто-то.

- Если бы вулканов не было, - подхватил выступающий, словно он ждал этой реплики, - если бы их не было, Камчатка ничем не отличалась бы от Кавказа или Средней Азии. На глубине, вероятно, шли бы те же самые процессы, но магма не находила бы выхода на поверхность, застывала по дороге, внутри земной коры. В этих условиях землетрясения на Камчатке, по-видимому, были бы более сильными, и многие исследователи называли бы их тектоническими, подобно среднеазиатским и кавказским землетрясениям...

По залу прокатился смешок.

- Чепуха, вредная чепуха! - не выдержав, крикнул докладчик. - Этак вы начнете утверждать, что и землетрясения в Средней Азии производит магма...

Председательствующий укоризненно покачал головой.

- Именно я готов утверждать это, - поклонился с кафедры человек со шрамом. - Если бы я не думал так, мне осталось бы предположить, что землетрясения в Средней Азии - это проделки господа бога. Огромные горные хребты и сопровождающие их разломы сами по себе не возникнут. Земная кора раскалывается и приподнимается в виде горных хребтов благодаря воздействию подкорового вещества. Мы о нем почти ничего не знаем. Знаем лишь, что оно активно и из него рождается магма. Магма - показатель активности этого вещества. Я убежден, что под горными хребтами магма вгрызается в земную кору. Именно она виновник разломов, с возникновением которых мы старательно связывали большинство землетрясений.

Разлом и землетрясение - это не папа с дочкой, а брат с сестрой. Их родители живут глубоко, по меньшей мере в подкоровом слое. Частенько они запускают снизу свои щупальцы в земную кору, тогда мы их величаем тектоникой^*. Если же щупальцы проткнут кору насквозь, мы начинаем говорить о вулканизме. Изучать разломы, конечно, надо. Не надо их переоценивать. Индийское землетрясение 1897 года не было связано ни с какими конкретными разломами. Сеть линий максимального разрушения покрыла огромную площадь, равную Англии. Эти линии пересекали в самых различных направлениях хребты, долины, разломы и даже горную цепь Гималаев. Нельзя изучить и понять землетрясения, если оторвать их от активного подкорового вещества и связывать только с разломами в тонкой жесткой скорлупке, которая прикрывает нашу планету.

^* (Тектоника - здесь - движения земной коры.)

Громкие аплодисменты заключили последние слова. Наиболее горячие хлопки доносились из задних рядов, занятых студентами и аспирантами.

Человек со шрамом быстро сошел с кафедры. Докладчик, сердито сверкая глазами, кричал что-то в ухо своему соседу. Тот, скрестив руки на животе, зевал и равнодушно кивал головой.

- Член-корреспондент Академии наук Закир Уразович Уразов, - объявил председатель.

На кафедру легко взбежал следующий оратор.

- Я с огромным интересом выслушал предыдущее выступление, - начал он, сверкнув черными глазами. - Я работаю в Средней Азии, и я готов подписаться подо всем, что здесь только что было сказано. Связь землетрясений с разломами земной коры чисто внешняя, видимая связь. Ее изучения недостаточно для того, чтобы понять и предсказывать землетрясения. Нельзя забывать о целом ряде процессов, сопровождающих некоторые землетрясения. Магнитные бури, грозы, какие-то странные вспышки в атмосфере в момент подземных ударов - все это плохо изучено, но, вероятно, связано с теми глубинными процессами, которые вызывают землетрясения.

Энергия этих глубинных процессов фантастически велика. Толчки подкоровых землетрясений проникают сквозь внешнюю оболочку планеты толщиной в шестьсот - семьсот километров и производят опустошения на земной поверхности. Эта энергия в состоянии поднимать огромные массы расплавленной магмы на многие десятки километров вверх.

Физика знает в настоящее время только один источник энергии, потенциальные возможности которого безграничны. Этим источником является ядерная энергия - энергия, выделяющаяся при превращении атомов одних элементов в новые атомы, обладающие совершенно иными свойствами. Превращения одних элементов в другие установлены на звездах. Именно с этими превращениями связано выделение того колоссального количества энергии, которое звезды посылают в мировое пространство.

Академик Фесенков^* в своей гипотезе говорит, что звезды образуются в областях уплотнения космической материи. Пылевидная и газовая материя вначале лишена собственных источников энергии. Постепенно уплотняясь, она разогревается. Затем начинается выделение ядерной энергии. Таким образом, разогрев и ядерные реакции являются следствием постепенного уплотнения вещества звезды. Ядерные же реакции, являясь следствием уплотнения вещества, должны начинаться во внутренних частях космического тела, ибо там уплотнение будет максимальным. Звезды и наше Солнце благодаря величине и огромным давлениям и температурам во внутренних частях выделяют ядерную энергию в таких количествах, что целиком, от глубинных частей до поверхности, превращаются в генераторы ядерной энергии. На разных глубинах звезд, по-видимому, идут разные ядерные преобразования. Астрофизики уловили пока ничтожную часть процессов, совершающихся в наружной оболочке звезд. Одним из этих процессов является ядерная реакция перехода водорода в гелий, при которой выделяются огромные количества тепла и света. Как известно, эту реакцию удалось воспроизвести в земных условиях, к сожалению, пока в виде чудовищной по своему действию водородной бомбы.

^* (Академик Фесенков - один из крупнейших советских астрономов, автор новой космогонической гипотезы о происхождении звезд и планет.)

Академик Фесенков считает, что происхождение планет подобно происхождению звезд. Однако, добавляет он, вещество планет не дошло до такой степени уплотнения, при которой возможен сильный разогрев и ядерные реакции.

Да простит мне глубокоуважаемый академик Фесенков, если в этом последнем вопросе я позволю себе не согласиться с ним.

Зная, как геолог, огромную активность вещества в глубинах Земли, я продолжаю дальше мысль академика Фесенкова и говорю так. Да, планеты не дошли до состояния ядерных превращений вещества на поверхности. Поверхность планет одета твердой, холодной корой, несущей всюду, куда ни глянешь, следы подогрева, обжига, изменений. Где источник всего этого? В глубинах планеты.

Оттуда, из этих неведомых глубин внедряются в земную кору чудовищные столбы расплавленных веществ и раскаленных газов, подобные солнечным протуберанцам. Они могут застывать внутри коры, образуя массивы гранитов, диоритов и других глубинных пород. Они могут достигать поверхности, растекаясь покровами жидкой лавы или образуя конуса вулканов.

Оттуда, снизу, несутся непрерывные толчки землетрясений. Наши сейсмические станции улавливают сотни тысяч таких ударов; а сколько более слабых они не улавливают!

Энергия процессов, происходящих под земной корой, может быть лишь частью общих для всей Вселенной процессов изменения вещества. Этими общими процессами являются ядерные преобразования. Ядерные реакции, по-видимому, идут и в глубинах Земли. Каковы они? Где они происходят: непосредственно под корой или в центральном ядре планеты? На эти вопросы мы пока не можем ответить. Однако энергия земных недр указывает на ядерные процессы в глубинах Земли.

Землетрясения - не только отзвуки работы, идущей внутри нашей планеты, но и фонари, освещающие нам ее внутренность.

"Землетрясение подобно фонарю, вспыхивающему на мгновение в земных недрах", - сказал когда-то академик Голицын.

Он думал о том, что, изучая скорости распространения сейсмических волн, можно определять плотность вещества внутри Земли. Многое в этом направлении уже сделано. Мы знаем, что наша планета состоит из нескольких слоев различной плотности; наименьшую плотность имеет наружная твердая кора, наибольшую - внутренние части земного ядра.

Теперь, в эпоху ядерной физики, слова академика Голицына приобретают новый смысл. Землетрясения должны помочь нам понять сущность процессов, происходящих в глубинах Земли. Для этого необходимо изучать землетрясения не сами по себе, а вместе со всеми процессами, сопровождающими их, используя все новейшие достижения астрономии, астрофизики и ядерной физики. Разгадав же сущность процессов, идущих на глубине, мы научимся их предсказывать.

Аудитория замерла в гробовом молчании. Председательствующий, чуть склонив набок седую голову, время от времени еле заметно кивал, словно подчеркивая свое согласие с тем, что говорил Закир. А я, сидя в углу, вспоминал голубой Искандер-Куль, белый пик Ганзы, легенду, рассказанную Мирзо, и думал о том, какой безграничный океан загадок простирается перед нами.