Глава 2.2. Серый камень


Мы заглянули лишь краешком глаза в чудесный разноцветный сверкающий мир минералов. Если читатель заинтересовался этим миром, советую ему ознакомиться с прекрасной книгой академика А. Е. Ферсмана «Занимательная минералогия» или с недавно вышедшей книгой Я. П. Самсонова и А. П. Ту-ринге под редакцией академика В. И. Смирнова «Самоцветы СССР».

Граниты большинство исследователей относят к изверженным магматическим породам Е Как мы уже знаем, в недрах нашей планеты па большой глубине существуют высокие температуры и давления. В этих условиях вещество находится в расплавленном состоянии. Такое вещество называют магмой, или магматическим расплавом. Иногда магма проникает в верхнюю холодную оболочку Земли и застывает, образуя изверженные породы. Если магма не прорывается на поверхность, а медленно застывает внутри литосферы, то 1

1 Другие исследователи относят граниты к группе метасоматических пород, но в данной книге вопросы метасоматоза (замещения) не рассматриваются.

образуются так называемые интрузивные (от латинского «интро» — внутри) породы. В таких породах обычно простым глазом видны крупные кристаллы минералов, как в описанном выше примере — граните. К интрузивным породам причисляют также сиениты, диориты, габбро и др. Иногда магма прорывается на поверхность и разливается по обширной территории, образуя покровы эффузивных пород. Обширные покровы базальтов известны у нас в Восточной Спбирн, в Индии и некоторых других странах. Случается, что выброс лавы происходит быстро и неоднократно повторяется, в результате возникают экзотические горы-вулканы. Вулкан в древнеримской мифологии — бог огня и кузнечного дела. Если читатель бывал на Кавказе, то он, конечно, любовался такими двумя красавцами, как Казбек и двуглавый Эльбрус. Эти два потухшие вулкана, покрытые большими шапками вечных снегов, в ясную погоду видны более чем за сотню километров. А с наиболее высокой вершины — Эльбруса (5633 м над уровнем моря) видны одновременно и Черное и Каспийское моря. В настоящее время известно более 620 действующих вулканов, из них 78 — над уровнем моря. Наибольшее количество действующих вулканов у нас в стране находится на Камчатке. Широко известен вулкан Ключевская сопка высотой около 4750 м. Вулкан почти ежегодно проявляет себя, выбрасывая лаву, пепел, газы, образуя прорывы на своих склонах или новые конуса. Одно из крупнейших извержений произошло в 1975—1976 гг. на Камчатке в районе вулкана Плоский Толбачик. Активность вулкана продолжалась более полутора лет. Неожиданные извержения вулканов могут оказаться причиной трагических событий. Читатель, конечно, слышал или читал о древнем городе Помпее в Италии. Этот город погиб 24 августа 79 г. (I в.) при извержении вулкана Везувий. Город оказался погребенным под 7—9-метровым слоем пепла. При раскопках археологи узнали много интересного о жизни и быте населения города I в. н. э. Удалось раскопать хорошо сохранившиеся здания, а в некоторых из них обнаружены прекрасные цветные росписи. В настоящее время ученые довольно успешно научились предсказывать извержения вулканов. Население обычно вовремя эвакуируется. И все же совсем недавно трагические события развернулись в Колумбии. В 150 км к западу от столицы Богота, в горах

Невадо-де-Уцис расположен вулкан Аренас. Он находится на высоте 5400 м и окружен вечными снегами п ледником Дель-Руис. Вулкан мирно дремал по крайней мере 500 лет. Но вот 14 ноября 1985 г. началось сильное извержение. Резкое повышение температуры вызвало быстрое таяние снегов. Под покровом хлынувших с гор селевых потоков, камней и горячего пепла оказался погребенным город Армеро с населением около 20 тыс. жителей. В радиусе примерно 150 км от вулкана практически уничтожено все.

Работа вулканологов по изучению вулканов прежде всего в целях своевременного предсказания их пробуждения иногда сопряжена с большой опасностью. В 1902 г. на о. Мартиника из группы Малых Антильских островов при извержении вулкана Мон-Леле (высота 1397 м) за несколько минут погибло 28 тыс. человек. В 1976 г. возникли подозрения о возможности новой катастрофы в связи с ожидаемым извержением вулкана Суфриер на о. Гваделупа. G целью проверки этого предположения вулканолог Гарун Тазиев с шестью другими исследователями 30 августа 1976 г. поднялся на вершину вулкана. Вот как Гарун Тазиев описывал течение событий в тот день.

«Повернув голову, я взглянул на кратер. Две минуты назад наша группа в семь человек мирно шествовала по нему. Вдруг я заметил, как, прорезая лениво стелющиеся над кратером белые облака пара, в небо со страшной силой ударила тонкая прозрачная струя. На высоте она разошлась вширь и стала наливаться трагической чернотой. То были мириады кусков породы, вырванные потоком пара на огромной глубине из стен питающего жерла. Взлетев на сотни метров у пас над головой, они щедро посыпались вниз. . .

На пятачок площадью в два десятка квадратных метров, где мы находились, обрушилась лавина скальных обломков, самый настоящий огненный дождь. Два камня стукнули по шлему. Затем буквально в нескольких сантиметрах от моих поджатых ног плюхнулась глыба не менее полутонны весом. . . Между тем секунды текли, слагаясь в минуты, а я все еще был жив.

Между тем вулканическая бомбардировка продолжалась. Похоже, затишья не предвиделось. Извержение как бы достигло крейсерской скорости, и этот ритм не оставлял никакой надежды. . . Каждую минуту в поле зрения падали один—два громадных

обломка и тридцать—сорок кусков, которые я квалифицировал как крупные (дождь мелких осколков не в счет). Из кратера на высоту двадцать—двадцать пять метров с ревом вырывалась колонна пара диаметром десять—пятнадцать метров, начиненная камнями. Ежеминутно меня ударяли пять—шесть камешков. . . Извержение, между тем, было преинтереснейшее! Обидно, что не придется поведать об увиденном коллегам. . . Взрыв — явление, при котором интенсивность процесса достигает пика за доли секунды. Здесь же все протекало иначе: на протяжении двух минут мощность нарастала и, достигнув максимума, не падала до нуля, как после взрыва, а держалась на предельном уровне. . . целую вечность!. . Наблюдая за ходом процесса, я уже не сомневался, что это фреатическое извержение. Оно возникает вследствие избыточного давления, порожденного нагревом грунтовых вод. Пар накапливается, затем взламывает ,,крышу“ и вырывается под огромным давлением в атмосферу. . .

Итак, свершилось чудо — нам всем полагалось лежать мертвыми, а вместо этого мы вышли из передряги без серьезных увечий. . .

Я получил зримое подтверждение того, что в применении к этому извержению нельзя говорить о взрыве, поскольку процесс длился свыше тридцати минут. . .»

Из пепла вулканов образуются очень плодородные почвы, поэтому люди издревле селились в их окрестностях. С изверженными породами связаны месторождения многих полезных ископаемых: железные, медные и другие руды, драгоценные камни и т. д. Геологу очень важно правильно определить тип пород и район их распространения. С каждым типом может быть связан конкретный ряд полезных ископаемых.

Сами по себе многие магматические породы представляют собой очень красивый поделочный материал, который часто используется для украшения зданий, а иногда и для скульптур. Посмотрите, например, на скульптуры богов племени майя в Центральной Америке (Мексика), выполненных из вулканического стекла (обсидиан).

Красота камня удовлетворяет эстетические потребности человека, с его помощью можно выразить и вызвать различные настроения. Вероятно, поэтому с камнями связано так много легенд. Вспомните хотя бы замечательные уральские сказы о Хозяйке Медной

горы, так поэтически описанные в книге П. П. Бажова «Малахитовая шкатулка». Для того, чтобы полюбоваться камнем, не обязательно ехать в отдаленные уголки нашей страны. Многое можно увидеть в городе. При строительстве зданий для отделочных работ использовались удивительно красивые граниты, габбро, лабрадорита , порфиры.

Рассмотрим теперь образец известняка. Известняк относится совсем к другому типу горных пород — осадочному. Осадочные породы образуются на поверхности суши и на дне водоемов благодаря накоплению продуктов разрушения ранее существовавших пород, остатков организмов п химических соединений и подразделяются на три большие группы: обломочные, органогенные и химические или хемогенные. Проходят миллионы лет, прежде чем накопится толща в несколько десятков пли сотен метров. Особенно больших мощностей достигают осадочные породы, отложившиеся в водных бассейнах, дно которых в процессе колебательных движений земной коры прогибается в течение длительного геологического времени. В нашем образце отчетливо видны многочисленные обломки раковин (детритус), мелкие кристаллы кальцита, зерна, хаотически расположенные поры, каверны, трещины. Изучая образец, можно выяснить время и условия образования породы.

Начнем со времени. В атомный век ни у кого не вызывает удивления определение возраста пород по радиоактивному распаду некоторых элементов. Чаще всего в этих целях используются свинцовый, аргоновый, стронциевый и углеродный методы. В свинцовом методе происходит радиоактивная реакция распада урана U-38 и тория Th232, в результате которых образуется свинец. В аргоновом методе абсолютный возраст определяется по изотопам аргона Аг40, встречающегося чаще всего в калийсодержащих слюдах. Строн

Обсидиан. Скульптуры богов. Мексика

циевый метод базируется на оценке количеетва стронция Sr87, получающегося в результате ^-распада природного изотопа рубидия Rh87. Определяемый возраст пород обычно выражается в миллионах лет. В углеродном методе определяется количество радиоактивного углерода С14 в растительных остатках. Радиоактивный углерод образуется в атмосфере под действием ультрафиолетовых и космических излучений и усваивается растениями. Чем дольше пролежали растительные остатки, тем меньше в них сохранилось С14. Этим методом можно определять возраст с точностью до нескольких сотен и даже десятков лет.

Определение абсолютного возраста пород производится на специальной аппаратуре, обычно масс-спектрометрах, которую в кармане или в рюкзаке в поле не захватишь. В настоящее время разрабатывается множество других методов определения абсолютного возраста пород. Учитывая успехи современной физики, можно надеяться, что в самом ближайшем будущем ученые получат удобный и надежный метод определения абсолютного возраста осадочных пород.

А пока геологи чаще всего пользуются относительным методом определения возраста — палеонтологическим. Палеонтология — это отрасль геологической науки, занимающаяся изучением остатков ископаемых животных и растений. Зародился метод в конце XVIII в. в Англии. Изучая последовательно слои пород в Южной Англии, У. Смит в 1794 г. установил, что в каждом слое содержатся характерные окаменелые остатки животных, отсутствующие в других слоях. Это открытие позволило строить карты, на которых показывалось распространение на поверхности одноименных пластов. Так зародилось геологическое картографирование. Многие исследователи связывают зарождение геологии как науки именно с этим событием.

В осадках, превращающихся в породы, часто сохраняются остатки животных и растительных организмов. Эти остатки в виде окаменелостей или отпечатков обнаруживаются в большинстве осадочных пород. Условия жизни на Земле с течением времени менялись. Вместе с изменением геологической обстановки видоизменялся растительный и животный мир. Одни животные и растения вымирали, на смену им приходили видоизмененные формы, приспособившиеся к новым условиям. Чем проще были построены организмы, тем легче они пере-

носили изменения условий жизни. Поэтому современные простейшие организмы часто сходны с древними. Другие организмы, приспособленные только к специфическим условиям той или иной геологической эпохи, вымирали вслед за изменением обстановки. Для геолога важны именно вымиравшие формы, так как они дают ему возможность судить о геологическом этапе жизни Земли, характеризуемом определенными видами животного и растительного мира. Такие ископаемые остатки организмов геологи называют руководящими формами.

В 1859 г. Ч. Дарвин предложил идею об эволюции органического мира от простых форм к более сложным. Применение этой идеи в палеонтологии позволило создать всемирную шкалу относительного геологического времени — геохронологическую. В этой шкале наиболее крупные отрезки времени, характеризующие развитие одних и вымирание других видов организмов, именуются эрой, а отложения, образовавшиеся за соответствующую эру, — группой. Самая древняя эра — архейская («архэос» — древний) — предполагалось отсутствие в ее породах достоверных органических остатков. Однако в последние десятилетия академик

А. В. Сидоренко доказал наличие микробиологической жизни в течение этой эры. За архейской следует протерозойская («протерос» — первичный, «зоэ» — жизнь), палеозойская («палеос» — древний), мезозойская («мезос» — средний) и кайнозойская («кайнос» — новый) эры. В самый поздний период кайнозойской эры (четвертичный) появился человек.

Изучая шаг за шагом наслоения горных пород и заключенные в них окаменелости, геологи, как по страницам книги, восстанавливают историю развития жизни на Земле и историю развития земной коры. Конечно, эта летопись далеко не всегда полная. Многие страницы исчезли — размыты или преобразованы до неузнаваемости.

В нашем образце известняка видны остатки раковин моллюсков, ежей и т. д. Такие животные могли существовать только в морских условиях, они пользовались широким распространением в среднем карбоне палеозойской эры. Итак, по куску породы, находящемуся у нас в руках, можно сделать уже по крайней мере два важных заключения: первое — порода образовалась в море из морских осадков и относится к группе органогенных пород и второе — относительное время обра-

Палеогеографическая карта европейской части СССР каменноугольного периода. Составлена А. П. Карпинским

аования породы — средний карбон палеозойской эры. Если изучить одновозрастные породы на достаточно большой территории, то можно определить границы распространения моря в соответствующий период и нанести их на карту. Построенные таким образом карты называются палеогеографическими. На рисунке показана палеогеографическая карта среднего карбона европейской части СССР. В это время значительная ее площадь была покрыта морем. Но какое это было море? Существовали ли в нем морские течения и если да, то как они были направлены? Каковы были температура н соленость воды, химический состав солей, а также глубина моря в месте отбора образца и расстояние до берега? Казалось бы, невозможно ответить на все эти вопросы о море, которое существовало и исчезло много миллионов лет назад. Однако развитие науки и кропотливый труд ученых часто позволяют найти ответы. Постараемся на простейших примерах показать вам

хотя бы некоторые пути решения поставленных вопросов.

Особенностью существования живых организмов является их способность приспосабливаться к окружающей среде. У различных видов вырабатываются определенные признаки, характеризующие среду обитания. Иногда эти признаки можно распознать в окаменевших остатках. Например, моллюски, обитающие на песчаных отмелях в зоне прибоя, имеют толстые раковины, иначе они неизбежно погибнут. Моллюски, обитающие на илистом дне в спокойных морских условиях, довольствуются созданием тонких защитных раковин. Направленный характер расположения раковин и других органических остатков в образце может указать на направление течения. Если в образце известняка много примесей песка, то, по-видимому, недалеко был берег, с которого сносился этот обломочный материал, или существовало сильное течение, разносящее песок по морю. Присутствие в примеси лишь глинистых частиц говорит о более спокойной обстановке и большем удалении от берега.

Некоторые организмы весьма чувствительны к солености воды. Одни из них обитают только в пресноводных водоемах, другие только в соленых морских водах. Химический состав скелетов указывает на химический состав солей древнего моря. Материал для построения своих скелетов или раковин организмы в основном берут из воды. Если скелет известковистый, как в нашем случае, то в воде было растворено достаточное количество карбонатов кальция (СаС03). Наличие кремнистого скелета (как у радиолярий) свидетельствует о большой концентрации солей кремния. Растворимость солей кальция и кремния зависит от температуры. В холодных водах солей кремния больше, поэтому химический состав органических остатков служит показателем не только химического состава воды, но и ее температуры.

Давайте взглянем на современных своеобразных животных, образующих коралловые острова. Они довольно капризны, любят теплую чистую воду и свет. Наиболее благоприятна для них температура 20—30 °С и глубина моря порядка 20 м. Если участок моря, на котором закрепились кораллы, погружается, то кораллы, стараясь сохранить наиболее благоприятную обстановку, «карабкаются» вверх. Образуются оди-

Современные кораллы. Индия, Лаккадивские острова

ночные острые коралловые острова, разбросанные на огромных площадях Тихого и Индийского океанов, например, Лаккадивские острова у западного побережья Индии. На фотографии помещены образцы кораллов, поднятых мной с лагуны одного из атоллов Лаккадив. Не правда ли, красивы, ну чем не букет белых цветов? Если дно моря стабильно, то коралловые острова приобретают более широкую расплывчатую форму, как, например, группа Мальдивских островов к юго-западу от Индии.

Очень часто коралловые рифы и острова вытягиваются в море вдоль берегов суши, образуя почти непрерывный барьер — барьерные рифы. Самый большой (2300 км) барьерный риф известен у северо-восточных берегов Австралии в Коралловом море. В настоящее время это уникальное природное сооружение охраняется человеком и объявлено заповедником. Обычно кораллы имеют белый, слегка желтоватый или зеленоватый цвет, но встречаются (например в Красном море) красного или розоватого оттенка. Такие кораллы используются в ювелирном деле для изготовления бус.

Сколько же требуется времени колониальным кораллам, чтобы создать сооружения, возвышающиеся над дном моря иногда на тысячу метров и более? Коралловые рифы растут довольно быстро. Это весьма опасно для судоходства, так как зачастую там, где на морских картах показана достаточно большая глубина, неожи-

данно на пути судна оказывается подводный риф. Для создания коралловых островов требуется длительное время. Так, например, по исследованиям автора совместно с индийским геологом Д. Датта, Лаккадивские коралловые рифы существовали уже в позднем мезозое, т. е. не менее 80 млн лет тому назад. В этом нет ничего удивительного, рифообразующие организмы появились на Земле еще в раннем палеозое. В древних осадках прослежены многочисленные одиночные рифы и протяженные рифовые барьеры. Если читателю приходилось бывать в Башкирии, в Предуралье, то он, наверное, заметил среди равнины отдельные конусообразные вершины шихан, как их здесь называют. Шиханы — это древние палеозойские рифы, которые когда-то были погребены под толщей осадков, а затем вновь выведены на дневную поверхность.



Мир глазами геолога, Еременко Н.А., 1990



Джентльмены удачи смотреть онлайн в хорошем качестве
Ирония судьбы, или с легким паром онлайн в хорошем качестве
Кавказская пленница, или Новые приключения Шурика онлайн в хорошем качестве