ИЗ ИСТОРИИ ИЗУЧЕНИЯ НЕДР ЗЕМЛИ

В подземном «космосе» рождаются минералы и горные породы, движутся литосферные плиты. Земля вздрагивает от внутренних сотрясений и извержений вулканов.

Еще в глубокой древности, задолго до нашей эры, ученых интересовали недра Земли. Извержения вулканов, гигантские пропасти и провалы. Землетрясения свидетельствовали о том, что в глубине Земли происходят какие-то непонятные процессы. Возникали мифы о подземных жителях и зверях, никогда не показывающихся на поверхности, о боге подземного царства Плутоне. Люди наделяли их человеческими качествами и полагали, что неведомые существа тоже могут злиться и бороться между собой, вследствие чего Земля трясётся, вулканы извергаются, а море заливает сушу.

Древнегреческий философ и ученый Аристотель (384 - 322 года до нашей эры), например, объяснял возникновение землетрясений тем, что земная кора имеет отверстия, через которые сильные ветры воздействует на подземные воды. Эти воды растворяют породы, образуя в них пустоты и провалы.

Древнегреческий географ и историк Страбон (64/63 год до нашей эры - 23/24 год нашей эры) объяснял находки морских раковин вдали от моря тем, что поверхность Земли то поднимается, то опускается. Так, по его мнению, возникли острова и даже материки, а вулканы - это клапаны, предохраняющие Землю от накопления газов и взрывов.

Средне азиатский ученый-энциклопедист Бируни (973 - около 1050) писал, что суша и море всегда перемещаются. Если мы видим гору из слоев окатанных камней, считал Бируни, значит, галька и гравий - это те камни, которые когда-то откололись от гор и затем долго подвергались воздействию водных потоков и ветров, а затем превратились в единую массу - «тесто».

Современник Бируни, живший и в Средней Азии, и в Иране, ученый, философ, врач Ибн Сина - Авиценна (около 980 - 1037) полагал, что образование камней происходит или очень быстро под действием сильного жара, или медленно, если жар небольшой. Тогда горы образуются из вязкой глины, которая долго сохнет и постепенно превращается в камень.

Логика этих рассуждений безупречна: сначала накапливается рыхлый осадок, а уж потом этот осадок окаменевает. Теперь мы знаем, что от поверхности Земли до ее центра 6371 км, но только верхние 10 - 12 км подземных недр стали известны нам по результатам бурения геологические скважин. За 2 тысячи лет человек так и не смог проникнуть в глубокие недра Земли.

Изучением строения каменной оболочки нашей планеты занимается наука геология. По словам российского геолога и географа В. А. Обручева, «геология изучает каменную оболочку Земли», но это всего лишь оболочка, как бы скорлупа на поверхности планеты. М. В. Ломоносов называл её «черепом Земли».

Геология - книга для чтения по истории планеты. Знания о строении горных пород, их составе и различиях помогают как при разведывании полезных ископаемых, так и при строительстве городов и сел, заводов и железных дорог. Для этого проводится геологическая съемка местности. Геологи на специальные карты наносят все особенности горных пород, их распространение и возраст.

На Русской равнине хорошо видно, как толщи ледниковый и речных наносов, образовавшиеся в последний миллион лет, залегают над слоями пород, сложившихся сотни миллионов лет назад.

Перед геологами издавна стояла трудная задача - определить возраст горных пород. Для этого необходимо было вести исследования по разным направлениям. Так, появились палеонтологические, радиологические и стратиграфические методы.

Палеонтологические методы основаны на изучении древних окаменелых остатков животных, отпечатков листьев растений и раковин моллюсков. Сравнивая их с ныне живущими животными и растениями, можно установить, что изменилось и что совершенно исчезло с поверхности Земли. Изучая историю зарождения жизни на нашей планете, ученые выявили основные этапы развития органического мира.

Радиологические методы дают возможность определить абсолютный возраст породы и минералов по степени распада радиоактивных материалов - урана, тория, калия и др. Наиболее известны калий-аргоновый и радиоуглеродный методы. С их помощью геологи смогли установить возраст пород в интервале от 4,5 млрд. до 1 тысячи лет.

Стратиграфические методы исследований помогают определить последовательное накопление отложений и пород с учетом их происхождения, или, как чаще говорят ученые, их генезиса. Изучение строения глин, песков, галечников и т. д. прежде всего позволило отделить морские осадки от континентальных, т. е. образовавшихся на суше. Кроме того, удалось более подробно разделить геологические периоды на ряд эпох. Так появилась геохронологическая шкала, в которой выделены геологические эры, периоды и эпохи. Каждому периоду был присвоен собственный индекс, а на геологических картах - свой цвет.

Названия многих геологические периодов связаны с определёнными событиями или местностями, где были найдены породы того или иного возраста. Так, кембрийский период получил свое название по одной из областей в Англии; силурийский - по имени Древнего племени силуров; каменноугольный по накоплению в эту эпоху огромных масс угля; пермский - по названию Пермской губернии в России; юрский - по горам Юра во Франции и Швейцарии (Альпы), а белый мел в обрывах берегов Англии дал название меловому периоду.

Самыми глубокими недрами Земли занимается наука геофизика. Применение в геологии физических методов позволило установить, что каждая порода обладает своими характерными чертами, т. е. плотностью, электрической проводимостью, магнитной напряженностью, температурой и другими свойствами. Изучение пород в верхней каменной оболочке Земли показывает, что с глубиной они могут изменяться. Так возникла необходимость найти способ, позволяющий «просвечивать» недра Земли вплоть до ее центра. На помощь ученым пришла сейсмология - наука о земных колебаниях, возникающих при извержениях вулканов, землетрясениях и пр. Появились специальные приборы сейсмографы, автоматически записывающие различные колебания вещества Земли.

Свойства и происхождение минералов изучает наука минералогия (от лат. minera - руда). Важную ее часть составляет кристаллография - наука о геометрических, физических и химических свойствах минералов, но об этом мы поговорим чуть позже.