Сергей Шер - По страницам каменных летописей
Геологи могут сейчас восстановить, прослеживая историк? миллионов лет, как прогибалось основание Русской платформы вначале в Прибалтике, параллельно вздымавшимся древним горам современного Скандинавского полуострова, затем на востоке — вблизи от Уральского хребта, наконец, на юге — параллельно поднимающемуся Кавказу.
Общие черты истории движений на Русской платформе кажутся очень простыми. Но для того, чтобы окинуть единым взглядом ее огромные просторы, чтобы проникнуть в тайны многих сотен миллионов лет, потребовался труд огромной армии геологов.
Первым, кто проложил пути этой армии, показал, как, наблюдая за слоями горных пород, надо разгадывать тайны движений земной коры, был Александр Петрович Карпинский, которого называют отцом русской геологии.
Этот замечательный человек и ученый не открывал новых островов и стран, не покорял ледяных пустынь далекого Севера, не взбирался на неприступные вершины. Но долгая жизнь его была настоящим научным подвигом.
Над раскрытием законов движений земной коры, разгадкой тайн происхождения полезных ископаемых, восстановлением облика животных прошлого Карпинский начал трудиться еще в годы отмены крепостного права. Ко времени Великой Октябрьской революции Карпинскому минуло 70 лет. Он давно уже носил звание академика. Кажется, можно было ему отдохнуть, уйти на покой. Но не таким человеком был Александр Петрович. Без колебания возглавил он советских ученых, стал первым президентом молодой советской Академии наук.
За годы, которые Карпинский посвятил изучению недр своей родины, она неузнаваемо изменилась. На местах, где он когда-то проезжал в тарантасе, пролегли линии железных дорог; там, где он останавливался на ночлег в маленьких крестьянских избушках, выросли заводы, шахты, большие города. На широких просторах Русской равнины при жизни Карпинского были открыты новые залежи солей в Приуралье, огромные месторождения нефти и газа в Поволжье, залежи марганца на Украине, пласты фосфоритов под Москвой и еще десятки других месторождений. И во всех этих открытиях есть доля труда Карпинского, который научил геологов правильно читать великую каменную летопись, помог понять замечательную связь сложной истории движений земной коры с образованием подземных богатств.
Богатства, рожденные движениями
«Как движения земной коры могут рождать подземные богатства? Причем тут движения, когда мы говорим об осаждении в море соединений марганца, об образовании в пересыхающей лагуне соли или в древнем болоте — каменного угля?» — так, может быть, подумают многие из читателей.
Но подождите делать выводы! Как раз о каменном угле и будет идти здесь речь.
Помните рассказ о том, как деревья древнего тропического леса превратились в черный блестящий камень? Но задумывались ли вы над тем, какой слой угля может получиться из самого густого и высокого леса? Геологи подсчитали, что такой слой был бы не больше нескольких сантиметров. А в Донецком бассейне мощность угольных пластов измеряется метрами, да и количество их больше двухсот. Если бы не было движений земной коры, то эти слои не смогли бы образоваться и никакого угольного месторождения не получилось бы.
Чтобы лучше понять это, посмотрите рисунок на следующей странице. С первого взгляда он кажется неинтересным. Но на самом деле это увлекательная повесть о разнообразных событиях, происходивших в течение нескольких десятков миллионов лет.
На рисунке изображена небольшая часть разреза недр Донецкого бассейна толщиной в 500 метров.
В нижней его части показан слой известняка. Толщина слоя всего 2 метра, но для образования его понадобился не один десяток тысяч лет. Постепенно прогибалось дно моря одновременно с накоплением известковистого ила, из которого образовался известняк. Но накопление отложений шло быстрее, чем прогибание дна.
На известняке залегает глинистый сланец. Он указывает на то, что море стало мельче и берег его ближе, чем во время осаждения известковистого ила. На поверхности слоев глинистых сланцев нередко видны застывшие углубления и выступы — следы волн морского прибоя, который бывает только вблизи от берега. Встречаются в слоях глинистых сланцев остатки растений, принесенных с недалекой суши.
Толщина слоя глинистых сланцев примерно 10 метров. Это значит, что для образования их потребовалось, так же как и для образования известняков, много тысячелетий. Постепенно на медленно прогибавшемся морском дне накапливались отложения. Море все больше мелело, а потом совсем пересохло.
Слой глинистых сланцев сменяется песчаником. Песчаники отлагались уже на суше вблизи морского берега, в реках, переносивших огромные массы песка.
Рисунок говорит, что вслед за заполнением моря осадками и образованием суши вновь усилилось опускание местности. Прибрежная равнина, опустившись, превратилась в болото. Здесь росли лепидодендроны, сигиллярии и другие деревья, из которых получился каменный уголь.
В такой последовательности расположены слои горных пород в Донецком бассейне. Вся толща развитых там отложений мощностью около 12 километров изучена геологами также подробно. Точками на рисунке показаны пески, кирпичиками — известняки, черным цветом — пласты каменного угля. Глинистые сланцы не закрашены.
На рисунке толщина, или мощность, нижнего каменноугольного пласта около полутора метров. Сразу пласт такой толщины образоваться не мог. Поваленные деревья накапливались очень медленно, в течение многих тысяч лет, в то время как земная кора все время опускалась. И потом вновь море наступило на сушу. Морские волны размывали поверхность угольного пласта, а в морской воде вновь откладывался тонкий известковистый ил, из которого образовался известняк.
Опускания и поднятия местности, которые приводили к изменению границ моря и суши, происходили на месте теперешнего Донецкого бассейна много раз. На рисунке изображено девять угольных слоев и девять слоев известняка. А всего в Донецком бассейне насчитывают больше двухсот угольных слоев. Только непрерывные сложные движения земной коры могли привести к созданию такого богатства, а лишь благодаря общему поднятию местности и смятию слоев в складки даже самые нижние из них вышли на поверхность земли и стали доступными для человека.
Так движения земной коры образуют месторождения каменного угля. Не менее важны они и для образования залежей других полезных ископаемых. Нефть и каменная соль, фосфориты и марганцевые руды, еще десятки подземных сокровищ не смогли бы накопиться в недрах Земли, если бы не было движений земной коры. Зная законы прогибания морского дна, поднятия горных вершин и перемещения слоев горных пород, запечатленные на листах огромной каменной летописи, геологи могут уверенно направляться на поиски полезных ископаемых, предсказывать заранее, что встретится им в земных недрах.
Биография Земли
Подведем итоги того, о чем говорилось в главе о «подвижной земле». В ней было рассказано о современных и недавних движениях земной поверхности и о движениях далекого прошлого. Мы познакомились с тем, как рождались горы на месте прогибов земной коры, узнали последовательность образования горных цепей. Мы увидели далее, что после образования и разрушения гор движения земной коры не прекращаются, хотя и происходят в разных местах по-разному. Иногда они приводят вновь к поднятию гор, иногда лишь к наступлению на сушу неглубоких морей. Наконец, мы узнали о том, какое влияние оказывают движения земной коры на рождение подземных сокровищ.
Но почему все это происходит? Почему движется земная кора?
На этот вопрос геологи не дали еще полного ответа. Ведь толщина земной оболочки, доступной непосредственному наблюдению, ничтожно мала по сравнению с размерами всего земного шара. Если бы наша Земля уменьшилась до размеров средней величины арбуза, то эта оболочка составила бы всего около одного миллиметра. Неудивительно поэтому, что о глубинах земного шара и о тех причинах, которые заставляют двигаться земную кору, геологи высказывают только различные предположения. Я расскажу об одном из таких предположений — гипотезе советского ученого академика Владимира Владимировича Белоусова.
Предположение его основано на данных астрономов о том, что наша планета образовалась из скопления бесчисленного множества мельчайших частиц вещества, так называемой космической пыли. При этом одни частицы были более легкими, другие — тяжелыми, они отличались друг от друга по свойствам, по составу.
Вначале после возникновения Земли тяжелые и легкие частицы были беспорядочно перемешаны, находились примерно в равных количествах как около поверхности, так и на глубине. Но более тяжелые частицы стремились опуститься глубже, в центральные части планеты, а более легкие — подняться, как бы всплыть наверх.
