Александр Конюхов - Читая каменную летопись Земли...
Главные персонажи
Как и во всяком другом сообществе, среди осадочных частиц очевидно отчетливое расслоение на классы. В данном случае речь идет о классах гранулометрических, выделяемых в соответствии с размерами частиц. На вершине пирамиды находятся самые весомые в прямом смысле этого слова члены сообщества — валуны, гольцы и блоки древних пород, иногда имеющие весьма впечатляющие размеры (десятки метров в поперечнике). В отличие от валунов блоки характеризуются неокатанной формой, резкими очертаниями, обилием трещин. В геологической литературе их называют олистолитами. Такая «частица» может весить несколько десятков тонн, она способна перегородить русло небольшого горного потока. Именно горного, так как встречаются подобные образования почти исключительно в горах, недалеко от обнажений горных пород — уступов, от которых они оторвались, съехав вниз по склону.
Валуны — гиганты в мире осадочных частиц. Их размеры меняются в пределах от нескольких десятков сантиметров до нескольких метров. Контуры валунов не так резки и прямолинейны, хотя и у них можно заметить много выступов и острых углов, говорящих о «сильном характере». Они способны противостоять стихиям, и за ними часто скапливается более мелкий материал: гальки, гравий, песок. Валунов особенно много в горной местности, где они катились по склонам и вдоль русел горных рек. В последнем случае они перемещались под давлением мощных водных струй во время паводков. Валуны рассеяны и по северным равнинам, куда их занесли грозные плейстоценовые ледники.
Ступенью пониже на иерархической лестнице располагаются галька, дресва и просто камни. Они составляют класс частиц с размерами от 2 до 30 см по длинной оси. Камни выглядят настоящими увальнями по сравнению с изящной галькой. Пожалуй, это цвет общества осадочных частиц. Округлая эллипсоидальная форма, гладкая поверхность, на которой зачастую проявляются сложные узоры (элементы внутреннего строения материнской породы), разнообразие окраски — свидетельства бурно прожитой жизни. Гальку точила речная вода, били морские волны. Они терлись одна о другую. Полная опасностей судьба вынесла многие из них на берег моря, где под скалистыми уступами гальки выстилают неширокие пляжи и недовольно ропщут, когда большая волна, обрушившись на берег, начинает катить и сдвигать их сначала в сторону суши, а затем обратно к урезу воды. В штормовой день за воем ветра и ударами наката слышится их возмущенный говор. Гальки словно спорят друг с другом, кому занять место подальше и повыше на пляже. Главное — не оказаться у уреза воды и глубже, где неумолимая волна будет швырять их туда и обратно, пока не изотрет в порошок или до гравия, переведя их в разряд более мелких частиц, иначе говоря вырвав из «светского» круга.
Галька речная отличается от морской на первый взгляд не очень существенно. Она также округла и выглажена, имеет разноцветный наряд, но… толстовата и в силу этого неповоротлива. Да и окружение у нее не самое приятное — грубые валуны да камни, которым еще предстоит после долгих столетий шлифовки превратиться в гальку.
Гравийные зерна в мире обломочных частиц — это своего рода слой разночинцев. Они почти всегда сопровождают гальку или находятся невдалеке от нее. В просторечье гравием часто именуют мелкообломочную разнокалиберную массу, отличающуюся угловатыми очертаниями отдельных обломков. На самом деле это щебень, соответствующий по размерам мелкой гальке. К гравийным же относятся зерна и обломки строго определенной величины — от 1 до 10 мм. Гравий чаще всего представлен обломками разнообразных горных пород, слабо окатан, имеет угловатые или округлые очертания, а также зализанные углы. Он обычно встречается в руслах и по берегам рек, там, где сильное течение уносит более мелкие частицы. Им сложены и многие пляжи или же те их участки, которые находятся в волноприбойной зоне. Если галька скрежещет, то гравий шелестит под ударами волн, словно листья на сильном ветру. Этот шелест вписывается в многоголосый оркестр прибоя. Похоже, гравийные зерна «вспоминают» о том времени, когда они были галькой. В строго упорядоченном сообществе обломочных частиц очень легко оказаться в более низком на иерархической лестнице классе.
Подняться же «наверх», увы, нельзя. Хотя как мы увидим дальше, возможны варианты.
Гравийные зерна не обладают заносчивым нравом. Они часто находятся в гуще «народа», особенно же тяготеют к обществу песчаных частиц. Это класс ремесленников, солдат и купцов — наиболее «предприимчивых» индивидуумов, легких на подъем и неутомимых. Именно песок, поднятый сильным ветром, обтачивает скалы. Им сложены береговые дюны и барханы в пустыне, медленно движущиеся, будто римские когорты, по «чужой» территории. Они засыпают водоемы и оазисы, срезают провода, иссушают землю. Остановить их может только растительность, успевшая пустить на гребне дюны глубокие корни. Песчинки — это солдаты пустыни. Не менее опасны они на дне морском, где, вымываемые подводными течениями из-под бетонных опор, они становятся причиной катастроф с морскими буровыми платформами. Песчаный материал в составе мощного гравитационного потока на континентальном склоне рвет подводные телефонные и телеграфные кабели, а на шельфе сметает или засыпает различные научные приборы, установленные на дне.
Эта «воинственность» обусловлена свойствами песчаных частиц, прежде всего их устойчивостью к истиранию и малым весом. Последнее обстоятельство делает возможным их перемещение не только волоком, как большинство других крупных частиц, но и в виде взвеси. Другими словами, они поднимаются потоком над ложем, на короткое время оказываясь взвешенными в воде. Им доступен и совсем уже экзотический способ перемещения — сальтация: песчинки как бы совершают небольшие прыжки после соударения. Сальтация возможна как в воздушной, так и в водной среде. Сальтирующие частицы создают ковер летящих зерен, способных покрыть значительные расстояния. От таких прыжков, вызванных соударением, на поверхности песчаных зерен появляются вмятины и дырочки. Однако разглядеть их удается только в поле сканирующего электронного микроскопа. Ведь размерность песчаных зерен от 0,1 до 1 мм, и требуются большие увеличения, чтобы исследовать их поверхность.
Пески разнообразны по составу. Наиболее частым их компонентом является кварц — удивительно стойкий в условиях земной поверхности минерал, выдерживающий воздействие как физических, так и химических факторов выветривания. Прозрачные и полупрозрачные зерна кварца в поле бинокулярной лупы похожи на кусочки хрусталя. Поверхность многих кварцевых зерен — увлекательный объект исследования. Она хранит шрамы — следы перемещений зерен бурным водным потоком, а также оспины и выемки, оставшиеся от их соударений. Зерна могут носить и своеобразную рубашку из оксидов железа, называемую, как уже говорилось, «пустынным загаром». Другие компоненты, обычные для песка, были описаны выше.
Песчинки, попав в новую для них среду, нередко обретают яркий наряд. Они способны обрастать лептохлоритом — зеленым железистым минералом или одевать черную рубашку, состоящую из вещества фосфатной природы, или пирита. Очень часто песчинки обрастают карбонатом кальция, как бы облачаются в многослойные наряды и переливаются многоцветьем радуги. Размер таких песчинок — их называют оолитами — возрастает в несколько раз. Они даже могут перейти в другой разряд, в класс гравийных частиц.
Однако чаще всего песчаным зернам уготована другая судьба. Истираясь и дробясь в многочисленных столкновениях, они уменьшаются в размерах и опускаются по иерархической лестнице на следующую ступень, в разряд алевритов. Эти частички размером от 0,01 до 0,1 мм обладают другими свойствами и иной судьбой. В сообществе обломочных частиц они никак себя не проявляют. Алевритовые зерна присутствуют в любом осадке, но редко формируют «чистую», т. е. состоящую из частиц только данной размерности, породу. Будучи в примеси, они выполняют роль балласта или наполнителя, забивая крупные поры и мелкие трещины. Они не воители, как песчаные зерна, и не созидатели, каковыми являются глинистые частицы. Однако, собравшись в огромную массу, алеврит способен создавать плодороднейшие почвы — лёссы. На лёссах Великой Китайской равнины зародилась и успешно развивалась одна из древнейших земледельческих цивилизаций мира. Лёссы образуются на границах аридных и гумидных зон в полосе полупустынь, куда выносится ветрами, дующими из соседней пустыни, алевритовый материал — тончайшие зерна кварца, полевых шпатов и слюд. В условиях активного химического выветривания эти зерна частично разлагаются. При этом высвобождаются химические соединения, благотворно влияющие на рост растений.
Из-за малого веса многим алевритовым частицам уготована судьба скитальцев. Это они во время пыльных бурь в Сахаре переносятся ветрами через Атлантический океан, попадая в специальные ловушки, устанавливаемые на Багамских островах и во Флориде. Поднявшись в верхние слои воздушной оболочки, алевритовые частицы вместе с тропосферными вихрями огибают по нескольку раз земной шар. Наряду с тонкой пелитовой взвесью они находятся в составе нефелоидных обвалов в водной толще океана, а у его дна их переносят мутьевые и придонные течения на огромные расстояния. Алеврит заполняет мелкие промоины и бороздины на дне либо образует аккумулятивные валы на границе континентального подножия с абиссальными равнинами океана.
