Полезные ископаемые и "Проект верхней мантии"

Моря и океаны скрывают от человеческого глаза две трети поверхности земного шара. Многокилометровая толща вод представляет собой живой мир, множество неизвестных на суше организмов, "лабораторию погоды", источник неисчерпаемых пищевых и энергетических ресурсов, хранилище редких элементов. В гранитном ложе морей и океанов, прикрытом толстым слоем донных осадков, скопившихся за миллионы лет, залегают целые "рудники" полезных ископаемых - железа, марганца, кобальта, никеля, угля, бокситов, фосфоритов, горючих сланцев и др.

Районы земного шара, где закованные в стальную арматуру бьют фонтаны нефти из океанских и морских недр, являются лишь небольшой частью огромных нефтегазоносных площадей. По мнению геологов, они расположены в основном на пологих склонах континентов - шельфах морей и океанов и в прибрежье. В нашей стране на Каспийском море широко развит морской нефтяной промысел "Золотое дно". За 15 лет существования промысел дал более 30% нефти, добытой в прикаспийских районах Азербайджана за этот же период. Из наиболее легкой, бесцветной маслянистой нефти, рвущейся из скважин,

стволы которых расходятся под дном Каспия, вырабатываются более 110 продуктов, в том числе ценные сорта масел и топлива. Из отходов каспийской нефти впервые в 1962 г. в лаборатории азербайджанского ученого Д. Гусейнова получено эффективное ростовое вещество, способствующее резкому повышению урожайности хлопка, кукурузы, чайного листа и других культур.

Обнаружено еще одно чудесное свойство каспийской нефти. Ростовые вещества, внесенные под кукурузу, дают прибавку зеленой массы в 30 ц с гектара. Весть о "каспийском чуде" быстро разнеслась по стране. Изготовленные нефтяные ростовые вещества поступили во многие институты растениеводства, совхозы и колхозы. В ближайшее время в Баку намечено организовать массовое производство нефтяных ростовых веществ для отправки в республики и области страны.

XXII съезд Коммунистической партии Советского Союза поручил нефтяникам довести в 1980 г. добычу нефти до 690-710 млн. т (в 1961 г. было добыто 259 млн. т). Чтобы резко повысить приток нефти и выполнить задание партии, разведчики "черного золота" на Каспии, образно говоря, шагают далеко в море.

Морские месторождения на банке Нефтяные Камни по праву называются второй после Апшеронского полуострова нефтяной провинцией Азербайджана. Здесь за горизонтом моря благодаря фантастически быстрому росту промышленной техники советские люди создали целый город на стальных сваях.

Город Нефтяные Камни, или "Остров семи кораблей", как его поэтично называют ветераны морского промысла, вполне современный город. В нем разместились крупные предприятия, жилые дома, спортивные площадки, магазины, клубы, по надводным дорогам - эстакадам бегут автомобили. И все-таки этот город особенный: под всеми городами, как известно, земля, а здесь - вода. Создание первого в мире свайного морского нефтяного города - одна из больших побед, одержанных тружениками нефтяных промыслов Каспийского моря.

Люди огромной воли и мужества ведут борьбу со штормовым морем. Они не только побеждают грозную стихию, но добиваются высоких показателей в труде. Разведчики морских нефтяных недр, применяя метод

кустового наклонно направленного бурения, накануне 45-й годовщины Октября на одном из небольших металлических островков Нефтяные Камни создали "букет" из 20 фонтанирующих скважин. Новый куст дает нефти больше, чем огромный промысел на суше.

Разведывая и осваивая новые месторождения нефти и природного газа, бакинцы превратили острова Апшеронского архипелага - Артем, Жилой, Песчаный, бухту Ильича, акваторию Зыря, острова Свиной и Булла - в форпосты грандиозного наступления на морские просторы. Внедряя новую технику и технологию сооружения морских дорог, совершенствуя буровые установки, морские разведчики осваивают участки Каспия глубиной в 26 - 27 м.

В дни трудовой вахты в честь XXII съезда КПСС морские разведчики досрочно выполнили задания по проходке самых глубоких скважин в Европе. В марте 1961 г. с помощью турбо- и электробура они пробурили скважину с рекордной глубиной 5040 м. В январе 1965 г. на Шаховой косе Апшеронского полуострова опробовано уникальное оборудование буровой установки для проходки скважин глубиной в 7 тыс. м. Сверхглубокие скважины позволят проникнуть, как говорят морские разведчики, к самой "нижней полке каспийской нефтяной этажерки". Скважины раскроют еще одну тайну каспийского дна - наличие на больших глубинах несметных запасов газа и высокосортной нефти, значительно расширят географию морского строительства.

Геофизическая разведка и аэрофотосъемки подводных геологических структур Каспия, проведенные за последние два года, свидетельствуют о продолжении нефтеносных площадей далеко в открытое море, на юго-восток от Нефтяных Камней, где значительно увеличиваются глубины моря. Разведка дает основание полагать, что район подводных банок, расположенный между мысом Алят и р. Курой, а также Прикуринская низменность в ближайшие пять - десять лет могут стать новой крупной нефтяной провинцией, равной по значимости Апшеронскому полуострову.

Овладеть нефтяными кладами промысла "Золотое дно" труженикам Каспия помогают ученые и производственники всей страны. Они создают новые конструкции морских

Нефтяной промысел на Каспийском море оснований и эстакад, плавучие основания для бурения и для добычи нефти, высокопроизводительные машины, отечественные алмазные долота и другие инструменты. Так, в Ленинграде на заводе подъемно-транспортного оборудования машиностроители работают над созданием плавучего крана, высота которого достигнет высоты Исаакиевского собора. Центральная башня крана намечается высотой с девятиэтажный дом. В ней разместятся машинные залы, ходовая рубка, кабины управления. Крюки крана смогут поднимать груз в 140 - 250 т. Кран-гигант позволит разведчикам Каспия решить проблему добычи нефти в тех районах моря, где глубины достигают более 100 м, и выйти победителями в борьбе за "большую нефть".

Нефтяной промысел на Каспийском море

Поиски новых подводных кладовых энергетического сырья - нефти и природного газа - ведутся в нашей стране не только на Каспийском море. С 1960 г. сотрудники Всесоюзного научно-исследовательского института геофизических методов разведки с помощью высокочувствительной отечественной аппаратуры изучают на Азовском море электрические свойства пластов, залегающих на глубине до 2 км.

В результате исследований в центре моря выявлены участки, благоцриятные в структурном отношении для скопления нефти и газа. Обнаружение нефти в этих местах будет иметь исключительно большое значение для юго-востока Украины: ведь сейчас нефть завозят сюда из Баку и Грозного.

Чтобы добыть нефть из недр Азовского моря, ученые разрабатывают новые методы бурения в условиях замерзающих морских бассейнов, на которых весной нефтяные вышки могут быть повреждены льдом или даже уничтожены.

Подводный район Черноморского побережья Северного Кавказа и Таманского полуострова с 1958 г. исследуют экспедиции Лаборатории аэрометодов Академии наук СССР. Ленинградские ученые с помощью аэрофотосъемки составили первые карты подводных ландшафтов. Благодаря картам можно определить месторождения полезных ископаемых, в частности нефти и газа.

Ленинградские ученые (Лаборатория аэрометодов Академии наук СССР) приступили также к изучению и съемкам с воздуха подводных геологических структур Балтийского моря, которое, как предполагается, подобно другим мелководным морям, лежит на нефти.

Подводное бурение нефтяных скважин широко развито не только в Советском Союзе, но и за рубежом. В США на морских промыслах возле Калифорнии с каждым годом растет число нефтяных вышек. Здесь в открытых водах Тихого океана в трех километрах от берега, где толща воды достигает нескольких сот метров, американцы пробурили три скважины глубиной более 6 тыс. м. В поисках запасов нефти буры американских плавучих установок вгрызаются в дно Мексиканского залива. Для добычи нефти из морских недр американская плавучая буровая установка совершила переход через Атлантику в Персидский залив. Туда прибыли и две японские самоходные установки. Так, пользуясь методом наклонного бурения, фирмы из более развитых империалистических стран осуществляют подкопы в недра слаборазвитых стран из "ничейного" моря.

Для нефтеразведки Англия и Голландия ведут бурение в Северном море. Англичане нашли у берегов Ирландии небольшое, но перспективное месторождение нефти.

Но не только нефть добывают из кладовых океанских и морских недр. В последние годы у побережий некоторых стран, в пластах, залегающих у поверхности дна океана, обнаружены мощные залежи каменного угля, серы, медной, железной и оловянной руд. Каменный уголь извлекают с океанского и морского дна в Канаде и Японии. В Канаде ежегодно со дна Атлантического океана поднимают около 6 млн. т угля. В Японии разработка угля ведется на 22 подводных шахтах, что составляет 10 - 15% годовой добычи угля в стране. Кроме того, японцы из подводных шахт в течение года извлекают около 7 млн. т железной руды. Усиленно ищут уголь у своих побережий и английские геологи.

У берегов Таиланда на глубине около 30 м разведаны большие запасы оловянной руды, для разработки которой построены рудники.

В Англии в Манчестерском университете ученые исследуют крупный кусок стекла, найденный в 1962 г. на дне Атлантического океана. Полагают, что стекло образовалось в результате взаимодействия морской воды и базальта. Если это так, то большая часть дна Атлантическотч океана может быть покрыта стеклом. Для проверки такого предположения английские ученые пытаются создать подобную стекловидную массу в лабораторных условиях.

Неисчерпаемыми запасами минерального сырья полны не только недра Земли, придавленные мрачной толщей вод. Прямо на поверхности дна почти всех морей и океанов лежат россыпи железо-марганцевых конкреций. Эти полиметаллические образования различной формы имеют диаметр от 2 до 30 см. По мнению гидробиологов, конкреции являются результатом деятельности группы бактерий, способных, как живые ловушки, задерживать в себе минеральные вещества, растворенные в морской воде. Так, бактерии, концентрирующие марганец и железо, колониями поселяются на камешках, обрастают их целиком, образуя конкреции. Если рост бактерий, поселившихся на камешке или на чем-нибудь ином, идет вверх, преимущественно по краям колонии, то бактерии омываются свежей водой. Образуется как бы блюдечко из привлеченных бактериями железо-марганцевых соединений. Кроме того, многие бактерии способствуют осаждению из воды в грунт различных минеральных веществ.

Таким образом, самые мелкие, невидимые простым глазом обитатели морей и океанов, играют едва ли не самую большую роль в биологических и биохимических процессах, совершающихся в морской среде. Эти крошечные существа, быстро размножаясь в благоприятных условиях, принимают активное участие в превращении органических веществ в минеральные.

В последнее время ученые задумались над тем, нельзя ли изучить секреты биохимической деятельности бактерий и построить по тем же принципам искусственные реакторы?

Железо-марганцевые конкреции, устилающие тысячекилометровыми "булыжными мостовыми" дно самого большого на земном шаре Тихого океана, имеют вид ис-синя-черных и грязно-коричневых зерен и желваков, достигающих в поперечнике 30 см.

Лабораторные исследования конкреций, добытых со дна этого океана, показали высокое содержание в них марганца (в среднем 20 - 25%). В некоторых желваках содержание металла составляет более 45%. Тихоокеанские образования - настоящие марганцевые месторождения.

По аналогии с одним из крупнейших в мире месторождением в Грузии их можно назвать подводной Чиатурой.

Однако не один марганец скрывает подводная Чиату-ра. Здесь хранится и железо, и медь, и никель, и кобальт. Океанские конкреции таят в себе такие редкие рассеянные металлы, как ванадий, молибден, таллий и другие, причем в количествах, значительно больших, чем в обычных рудах. Например, кобальта в конкрециях в десятки раз, а таллия - в 50-100 раз больше, чем в осадочных породах на суше. Мировые запасы ванадия на суше, как известно, исчисляются всего лишь миллионом тонн. А в конкрециях, где ванадия имеется доли процента, запасы его составляют миллиарды тони.

Железо-марганцевые конкреции залегают не только непосредственно на поверхности огромного пространства океанского ложа, но и скрываются в донных отложениях на глубине 1 - 2 м. Это объясняется тем, что накопление конкреций происходило в течение многих миллионов лет.

Металлические россыпи на океанском дне не всегда возникают благодаря деятельности некоторых форм бактерий. Они появляются также в результате извержений подводных вулканов, которых лишь в Тихом океане насчитывается более 10 тысяч. Подводные вулканы из области высоких давлений и температур, где происходит рождение металлов, выносят на дно океанов и морей многие минеральные вещества. Кроме того, примерно 5 млн. т железа, кобальта, никеля в год поступает в океан из космического пространства. Подсчитано, что на поверхность океана площадью 1 м² выпадает ежегодно примерно 250 г метеоритного никеля.

О возможности извлекать с морского дна ценнейшие руды человеку было известно еще в глубокой древности. Так, в сочинениях древнегреческих ученых, живших в III в. до н. э., в частности Каллимара Киренского, приводятся описания водолазных работ в медных рудниках вблизи о-ва Халка (Принцевы острова), расположенного у входа в пролив Босфор. Здесь из медной руды, добытой с глубины около 4 м, отливались статуи, которые, как гласит легенда, Геракл приносил в дар богам в городе Фенее (Аркадия).

Английский натуралист П. Кальм упоминает о добыче со дна моря вблизи г. Гарвича в большом количестве серного колчедана, из которого получали серную кислоту.

Почти 100 лет тому назад английские ученые на корветах "Челленджер" и "Альбатрос", исследуя строение дна Атлантического океана, впервые забили трубчатый лот в океанское дно и извлекли пробу грунта (керн) длиной 60 см. Составными частями добытого керна были маленькие кусочки железа характерной сферической формы с химическим составом, аналогичным составу железных метеоритов. Обнаруженные черно-коричневые камешки оказались железо-марганцевыми конкрециями. Сделанный позднее более тщательный анализ этой интересной находки показал, что в конкрециях содержится в среднем 25 % марганца, 15% железа и около 1% кобальта, никеля, меди.

О геологическом и биологическом изучении поверхности дна морей и океанов сейчас говорят как об одной из важнейших и ближайших задач. Подводное фотографирование и телевидение, которые в последние годы среди многочисленных методов исследования морского дна начинают занимать значительное место, безусловно, откроют широкие перспективы для решения этой задачи.

В Советском Союзе впервые под воду с камерой, представляющей собой обычный фотоаппарат, заключенный в водонепроницаемый корпус, опустились кинооператоры. В 1937 г. оператор Линдберг в Балаклаве снимал участки морского дна и фауну для научно-популярного фильма о жизни моря. Первая подводная водонепроницаемая автоматическая камера ПФ-56 в нашей стране была создана в 1953 г. инженером Института океанологии Академии наук СССР Н. Л. Зенкевичем. Это было довольно громоздкое сооружение, рассчитанное для получения серий фотографий по 5-6 снимков на глубинах, не превышающих 150 м.

Железо-марганцевые конкреции со дна океана

Усовершенствованная в последующие годы фотоустановка применялась во время рейсов советских экспедиционных судов "Витязь", "Михаил Ломоносов", "Академик Вавилов". В результате было выполнено более 600 фотографий подводного рельефа на разных глубинах. Среди этих фотографий имеются снимки океанского дна глубоководных желобов Тонга и Кермадек, расположенных в Тихом океане севернее Новой Зеландии. В желобе Кермадек фотоустановка достигла глубины 9960 м, а в желобе Тонга - 10 700 м.

Многочисленные фотографии подводного рельефа центральной части Тихого океана, полученные во время рейса "Витязя", показали, что скопления марганцевых конкреций покрывают огромные площади океанского дна. Высокие поверхностные концентрации конкреций (в среднем на каждый метр дна около 10 кг) были также открыты фотографическими работами "Витязя" в северо-восточной части Тихого океана и фотосъемками Скриппсовского института (США) в юго-восточной части Тихою океана.

Таким образом, подводные фотоустановки выявили, что запасы конкреций на дне Тихого океана колеблются в пределах 3 - 20 тыс. т на 1 км², что составляет почти 100 млрд. т руды.

Железо-марганцевые конкреции, как отмечалось, устилают дно не только Тихого океана, но Атлантического, Индийского океанов и многих морей, общая площадь которых равна миллионам квадратных километров. Запасы богатейших россыпей руд в них практически не ограничены - они составляют примерно 350 млрд. т. Вот какой сокровищницей полезных ископаемых, столь нужных человеку, могут предстать подводные "булыжные мостовые"!

Железо-марганцевые конкреции легки и хрупки. При помощи растворов из них можно извлечь марганец и железо - металлы, входящие в состав специальных сталей, без которых невозможна современная индустрия.

Советский Союз омывают 14 морей. У берегов многих из этих морей имеются огромные поля железо-марганцевых конкреций. На Карском, Баренцевом, Белом, Балтийском и Каспийском морях, где сравнительно небольшие глубины, высококачественные руды можно добывать без больших затрат. Поднятие конкреций со дна этих морей - важнейшая задача ближайших лет.

Проблемой добычи ценнейших руд с океанских глубин в условиях невероятного давления, вечной темноты на дне, шторма на поверхности океана и стремительных течений заняты ученые многих стран, особенно Англии и США. В Англии, например, создан проект высокопроизводительной установки, которая сможет собрать и поднять с глубины 6500 м более 4 тыс. т металлических россыпей в сутки. Ориентировочная стоимость такой установки около 70 млн. долларов.

В январе 1959 г. группа американских инженеров предложила начать разработку в открытом океане марганцевых месторождений, поднимая конкреции с глубины 5 - 6 тыс. м при помощи драг и насосов с трубопроводами. В США подсчитано, что обработка гидрометаллургическим способом одной тонны добытых конкреций обойдется в 22 доллара, а стоимость такого же веса полученных металлов составит 43 доллара. Кроме того, подсчитано, что если ежесуточно поднимать со дна океана 5 тыс. т конкреций, то промышленность страны в ближайшие два-три года будет обеспечена кобальтом на 196, марганцем на 26, никелем на 6 и медью на 0,5%. Таким образом, морские геологи и металлурги США доказали целесообразность и техническую возможность производства работ по эксплуатации запасов железо-марганцевых конкреций Для получения из них высококачественных металлов.

Схематический разрез земной коры по мантии

В конкрециях донных отложений, кроме упомянутых металлов, содержатся радиоактивные вещества. Правда, количество их невелико. По данным советского ученого М. В. Кленовой, в 1 г железо-марганцевых конкреций, залегающих на глубине 1-2 мм от поверхности дна океана, содержится 24 o 10 - 12 радия.

Глубоководные осадки (илы и глины) содержат барий, уран и торий. Кроме того, их можно рассматривать как источник сырья для добычи алюминия и меди. Красные глины, выстилающие огромные площади дна океанов и морей (примерно 130 млн. км²), содержат до 20 - 25% алюминия. Если предположить, что мощность слоя глин всего 100 м, то запасы этих океанических и морских руд оцениваются астрономическими цифрами: алюминия - числом тонн с четырнадцатью нулями, а меди - числом тонн с двенадцатью нулями.

В 1955 г. американские исследователи нашли в иле, взятом у Багамских островов, миллиарды бактерий, обладающих способностью утяжелять воду. Известно, что стоимость тяжелой воды весьма высока. Например, во Франции 1 т тяжелой воды стоит 50 млн. франков. Тяжелая вода ценится так высоко потому, что в перспективе она может стать источником энергии, т. е. заменителем урана. Уже доказано, что 5 кг тяжелой воды заменяют 1 кг урана. В настоящее время в районах Атлантического океана, где в огромных количествах обнаружены бактерии, способные избирательно задерживать нужные атомы, постепенно накапливая их, работают американские экспедиции.

Совсем недавно, в конце 1962 г., французские ученые выдвинули гипотезу, согласно которой в некоторых местах Мирового океана на большой глубине имеются значительные природные запасы тяжелой воды, скопившиеся там в течение тысячелетий под воздействием высокого давления, слабого перемешивания воды и других факторов благодаря тому, что тяжелая вода плотнее обычной. Французские ученые считают, что тяжелую воду из этих естественных источников можно просто откачивать насосами, вследствие чего отпала бы необходимость в очень сложных и чрезвычайно дорогих методах ее производства.

На разведку запасов природной тяжелой воды, составляющих в глубоководных впадинах Мирового океана, по подсчетам зарубежных ученых, 274 000 млрд. т, готовится экспедиция из Франции.

Околобереговая зона морей и океанов является природной обогатительной фабрикой. На протяжении многих лет морские волны непрестанно плещут о берега, разрушая слагающие их породы. Течения и волны уносят более легкие частицы, а тяжелые минералы остаются в прибрежной полосе, в зоне прибоя. Минералы как бы сортируются по удельному весу. В разных странах уже обнаружены месторождения монацитовых, титановых, рутиловых, ильме-нитовых и магнетитовых прибрежных песков. Так, проводимые длительное время в ГДР исследования донных и прибрежных песков Северного моря показали наличие в этих песках ценных минералов - титана, рутила, ильменита. В песках некоторых районов побережий Тихого и Индийского океанов (Южно-Африканская Республика), островов Цейлона и Мадагаскара обнаружен цирконий.

Морские пески у побережья Великобритании богаты рутилом, ильменитом, и монацитом. Последнего много содержится также в прибрежных песках Индии и Бразилии.

Рудам, встречающимся в прибрежных песках морских и океанских побережий, обычно сопутствуют гафний, ниобий и другие редкие элементы. Именно на их базе бурно развивается редкоземельная промышленность мира. Достаточно сказать, что 60% циркония в капиталистическом мире получают из песков австралийского побережья.

Побережья некоторых полуостровов дальневосточных морей часто покрываются слоем каменноугольной крошки интенсивного черного цвета. Слои концентратов обнаруживаются и в толще наноса при шурфовке или бурении. Многие прибрежные месторождения угля на побережье этих полуостровов в настоящее время эксплуатируются. Работа эта ведется пока самыми примитивными методами. Часто на берег моря собирать уголь приходят жители приморских деревень. У каждого под мышкой эмалированный таз, в котором они промывают пляжный песок, а концентрат складывают в определенное место у дороги. Затем его увозят на телегах.

Большинство богатых поверхностных месторождений минерального сырья к настоящему времени выявлено путем опробования пляжей и тщательного изучения динамики берегов. Запасы сырья и топлива разыскиваются в толще наносов и на (морском дне в прибрежье.

Ценные минералы, входящие в состав прибрежных песков морей и океанов, - это дары природы, которые можно брать, не роя глубоких шахт и не буря скважин.

В поисках топлива и сырья люди все чаще обращаются к неизведанным земным глубинам. В последние годы часто вопреки старой науке и мировому опыту геологоразведки ученые осуществляют фантастический поиск полезных ископаемых в глубинах Земли. Так, в марте 1962 г. по инициативе советских ученых была пробурена толща земной коры в Иркутской области в селе Марково. Здесь было найдено месторождение кембрийской нефти, зародившейся более полумиллиарда лет назад. До сих пор в нашей стране добывалась одна третичная нефть (ее возраст миллион лет).

Возраст кембрийской нефти 600 млн. лет. Она увеличит в перспективе добычу нефти в стране в 600 раз. Кроме того, сибирская нефть, рожденная на Лене, самая старшая по возрасту. Это нефть нефтей! Она станет ключом к девону, ко всем нефтям вышележащих, более молодых слоев. Возможно, кембрийская нефть погасит пламя неутихающей дискуссии о происхождении нефти - одной из загадок природы. В кембрийском возрасте пород соединились два начала: зарождение жизни на Земле и зарождение нефти.

Что знают ученые в настоящее время о происхождении нефти? Знают, что нефть образуется из животных и растительных остатков, в глубоких лагунах моря, в отсутствии кислорода. Но полно и окончательно ли это знание? Многие геологи утверждают, что нефть образуется из неорганических соединений, например из железа под воздействием вулканических газов. По их мнению, теория органического происхождения нефти - это не знание, а верование. Другие считают, что обе эти теории развиты на основании лабораторных экспериментов и к действительному происхождению нефти не имеют отношения. Они доказывают, что на Землю ежедневно поступают из космоса тонны пылинок битумов, которые обращаются в нефть.

Кембрийскую нефть искали и ищут во многих странах. Большинство геологов не верили в ее существование и еще меньше верили в ее промышленное значение.

"Американцы потратили 100 лет и не одну сотню миллионов долларов на изучение недр своего материка. Мы не можем позволить себе ни того, ни другого. Мы должны пройти этот путь революционным поиском всеобщей закономерности формирования земных недр", - писал в своей докладной записке правительству в 1946 г. видный советский ученый-геолог, профессор В. М. Сенюков.

Широкое разведывание кембрия в нашей стране началось 30 лет тому назад. В 1932 г. в Якутии, на Лене, советские геологи впервые добыли 750 г кембрийской нефти. Добыча обошлась в миллион рублей. Вероятно, это была в то время самая дорогая жидкость в мире. И, несмотря на огромное расходование средств, правительство увенчало первооткрывателей высшей наградой, чтобы поощрить современных икаров советской науки ринуться в неизведанное.

На основе утвержденйого Советским правительством проекта континентальной геологической разведки поиски нефти в настоящее время проводятся путем бурения всего пространства СССР как геологического целого. Этот удивительный проект системы бурения пробных скважин невозможен ни в какой другой стране.

Поиски "сказочной" нефти в нашей стране увенчались успехом. Частично осуществив грандиозный проект, землепроходцы за нефтью составили целые лоции земных недр. Таинственное, нехоженное никем в мире кембрийское море, покрывавшее весь континент и погребенное более полумиллиарда лет назад, перекрытое другими морями с их отложениями, становится морем нефти. Не на дне ли его ключи тайны нефтеобразования?

Найдя кембрийскую нефть в Восточной Сибири, геологи решили: если нефть есть на Лене, значит, и на Енисее будет, и у Саян, и у Байкала, и вдоль Верхоянского хребта, и в Арктике. Тысячи советских людей - русские, якуты, эвенки - на громадном пространстве Советского Союза бурят скважины, ищут кембрийскую нефть.

Открытие кембрийской нефти на Лене имеет огромное экономическое значение для нашей страны, в первую очередь для Сибири. Сейчас начинается промышленное освоение нефти. Теперь не нужно будет тянуть межконтинентальный нефтепровод из европейской части страны через Урал. Сибирь получит свою собственную долгожданную нефть.

Первый фонтан из кембрия возвестил о том, что в Восточной Сибири запасов нефти больше, чем в десяти Баку.

Не только ученые, но даже нефтяные фирмы на Западе заинтересовались кембрийской нефтью. Французская фирма, еще в 1954 г. прислала представителя в Москву. Он обратился к В. М. Сенюкову с просьбой проконсультировать фирму по перспективам нефтегазоносноети кембрия в Сахаре. Позднее австралийская правительственная делегация на праздновании 40-летия СССР передала приглашение В. М. Сенюкову провести в Австралии на кембрии обзор и отбор площадей. Ученый поблагодарил за лестные приглашения, но не поехал ни в Сахару, ни в Австралию, а остался и продолжал поиски своей "сказочной" нефти, начатые еще 30 лет назад. И он ее нашел.

Современной промышленности требуются реки нефти и горы ценных руд. Возможно, в ближайшие десятилетия, а может быть, уже в ближайшие годы люди обратятся и к

богатствам, скрытым под ложем океана. Земные недра под дном океана до сих пор полны тайн. Геологи и геофизики, исследуя преимущественно сушу, т. е. одну треть земного шара, мало занимались изучением строения двух третей поверхности земного шара, занятых морями и океанами.

В последнее десятилетие вопросы геологического прогноза все более настоятельно требуют учета строения морского дна. Поэтому изучение подводного рельефа и океанских недр представляет громадный научный интерес и имеет большое практическое значение. В осадках на дне Мирового океана скрыта летопись событий за всю историю океана и Земли в целом, возникновения и развития жизни, история климата Земли.

В последние годы советские и иностранные океанографические экспедиции выявили главные черты подводного рельефа Мирового океана. Они вызывают изумление своей необычностью. Ничего подобного нет ни на земной суше, ни на поверхности Луны. Неповторимы, например, впадины и трещины, глубокие и узкие, как следы сабельных ударов. На тысячи километров вытянулись они вдоль Алеутских островов, Японии, Филиппин, Явы. В их 10- 11-километровую глубину можно "опрокинуть" Гималайский хребет, и даже кончик высочайшей вершины мира Джомолунгмы не будет виден. Поблизости от этих впадин расстилаются обширные плоские подводные равнины.

На материках горы и равнины изучали в течение долгих веков; с карт суши почти совсем исчез белый цвет неизвестности.

Давно существует понятие "земная кора". По сейсмическим данным, земная кора - верхняя оболочка земного шара сложена осадочными и кристаллическими породами (песчаниками, глинами, известняком, гранитом, базальтом) . На материках земная кора слишком толста - средняя толщина достигает 35-40 км. Под океанами она намного тоньше - всего лишь около 6 км. Но эти 6 км твердых горных пород (преимущественно, по-видимому, базальтов) покрыты примерно 5-километровым слоем воды.

В океанах под слоем осадочных и изверженных пород нет гранита, как под материками. Океанские впадины глубоко (до базальтового слоя) рассекают земную кору, и дно их в некоторых местах лежит немного выше границы, отделяющей кору от нодкороиого вещества, или мантии.

Границу, где кора переходит в мантию, по имени югославского ученого-геофизика Андрия Мохоровичича назвали "поверхностью Мохоровичича", или "слоем Мохо". Мохоровичич около 50 лет тому назад доказал, что о структуре земной коры можно судить по времени прохождения сейсмических волн. Наблюдая искусственно созданные сейсмические волны, Мохоровичич впервые заметил, что, минуя нижнюю границу земной коры, волны ведут себя так, будто встречают новое вещество, свойства которого резко отличны от свойств всех известных пород.

Открытие Мохоровичича привлекло внимание геофизиков. Активность в области изучения сейсмических волн дала возможность предполагать, что на глубинах ниже "слоя Мохо" колоссальное давление и высокая температура разрушают кристаллическую структуру минералов и породы становятся пластическими, хрупкими и твердыми, отчасти похожими на стекло.

По мнению большинства ученых, мантия, простирающаяся на глубину до 3 тыс. км, представляет собой природную лабораторию, где происходят процессы возникновения месторождений металлов. Есть основания думать что именно процессы в верхней мантии глубиной до 1 тыс. км являются причиной движения земной коры, образования материков и океанов, смятия горных пород в складки, поднятия расплавленной магмы. Но поскольку самые глубокие скважины еще не достигли нижней границы земной коры-"поверхности Мохоровичича", то мантия и ядро Земли, начинающееся под мантией, остаются величайшей тайной нашей планеты.

В настоящее время человек проник в толщу земной коры почти на 8 км. Эта рекордная глубина современного бурения по сравнению с земным радиусам, равным 6370 км, ничтожно мала. Если сравнить планету с большим глобусом, то можно сказать, что самые глубокие скважины проникли внутрь Земли всего лишь на толщу листа бумаги. Этим и ограничивается знание людей о строении Земли. Глубже начинается область "догадок и гипотез". Что такое подкорковая зона, или верхняя мантия? Никто никогда не видел и не щупал пород, из которых она состоит, никто не знает, что представляет собой ядро Земли. Одни ученые предполагают, что ядро - огненно жидкое или пластичное, вязкое, другие - твердое или полностью состоящее из разрушенных атомов, из "звездного вещества". Какое из этих предположений вернее, наука не может окончательно ответить, хотя все предположения более или менее обоснованы теоретическими выкладками и лабораторными наблюдениями за поведением вещества при высоких давлениях.

Своеобразными окнами, сквозь которые человеческий глаз заглянет в природные лаборатории, где находятся очаги подкорковых водо-газовых растворов, несущих к поверхности Земли свинец и ртуть, золото и медь, вольфрам и другие ценные металлы, станут сверхглубокие скважины. Кроме того, сверхглубоко© бурение до "слоя Мохо" даст возможность обосновать новую универсальную гипотезу происхождения природных вод в планетарном масштабе, выдвинутую в 1962 г. ленинградским гидрогеологом В. Ф. Дерпгольцем.

"Мантия Земли - главный поставщик природной воды в наружные слои оболочки нашей планеты", - пишет этот ученый.

Более 90% всех вод Земли, по подсчетам Дерпгольца, принадлежит к растворам поваренной соли - хлоридным рассолам. Первичный рассол, содержащий, по-видимому, почти все элементы менделеевской таблицы, поступает из мантии Земли - с глубины 30 - 35 км. Когда раствор движется снизу вверх, из него в результате падения температуры и давления выделяются минералы и руды. Оставшаяся часть хлоридного рассола продолжает движение к верхнему слою Земли.

Хлоридные рассолы образуют вокруг нашей планеты своеобразный пояс - "гидрохлоросферу", которая поставляет в верхние оболочки земной коры новые порции воды, участвующие затем в бесчисленных круговоротах. Чем больше в земной коре образуется поваренной соли, тем больше масса пресных вод. Чем больше образуется льда, тем солонее становится океан.

Сверхглубинное бурение, таким образом, откроет много заманчивых перспектив для современной геологии, гидрогеологии, метеорологии, физики, химии и других наук.

В последние годы ученые многих стран, в том числе и Советского Союза, изучают земную кору под Тихим, Атлантическим и Индийским океанами. Исследователи уверены, что дорогу в глубь Земли откроет Океан. Ведь в Океане земная кора наиболее тонкая, и мантия залегает недалеко от дна. Однако бурение здесь представляет СЛОЖНУЮ техническую задачу, так как пласты земной коры, отделяющие мантию, находятся под 5 - 6-километровым слоем воды. Бурение до неизведанных глубин сквозь толщу нескольких километров твердых пород океанского дна с целью извлечения уникального керна - столбика таинственного подкорового вещества - получило название "Проекта верхней мантии".

Этот грандиозный и чрезвычайно сложный по техническому выполнению проект родился по инициативе советских исследователей глубоких земных недр в 1957 г. в Торонто на XI Ассамблее Международного союза геодезии и геофизики (МГТС).

Идея о глубинном бурении Земли давно волновала человечество. Она нашла отражение и в научно-фантастической литературе. Герой романа Конан-Дойля "Когда земля вскрикнула" профессор Челленгер пробурил скважину на 8 миль в глубь земной коры. Там он обнаружил мягкую серую пульсирующую массу. С помощью длинного бура Челленгер сделал контрольный удар, и Земля, как живая, вскрикнула. Герои другого писателя, Жюля Верна, при помощи механического крота также ведут исследования "внутренности" Земли.

В действительности все гораздо сложнее, чем в смелых замыслах фантастов. Осуществить подобные планы с наибольшей эффективностью и с наименьшей затратой сил и средств очень нелегко. Чтобы проникнуть глубоко в земные недра через океанское дно, необходимо в широких масштабах изучить земную кору под океанами и морями, занимающими 361 млн. км², или 71% всей поверхности Земли.

Буровая океанская установка

Известно, что моря и океаны обладают замечательной особенностью - сообщаемостью. Они как бы налиты в одну огромную чашу с разнообразными очертаниями краев. Благодаря этому, выйдя из одного порта океана, можно прийти в порт любой страны. Следовательно, Мировой океан не только разделяет, но и объединяет народы - его необозримые пространства принадлежат всему человечеству. Доказательством этого служат исследования Мирового океана, проведенные совместно несколькими странами по программе Международного геофизического года (МГГ). Эти работы, хотя и явились первыми попытками ученых объединенными усилиями покорить упрямый и скрытный океан, однако они оказали влияние на рождение новых идей в геологии, гидрогеологии, геофизике, микробиологии и других науках. Кроме того, эти исследования в значительной мере предопределили пути дальнейшего штурма подводных и подземных рубежей.

Для современной геологии, например, после окончания МГГ огромный интерес представило изучение глубоких частей земной коры, или "Проект верхней мантии", рожденный в 1957 г. по инициативе советских ученых. В связи с этим летом 1960 г. в Хельсинки на XII Ассамблее Международного союза геодезии и геофизики (МГГС) был принят план широких геофизических и геологических изучений. Зная, что выполнение проекта потребует значительных усилий научно-исследовательских организаций многих стран, ученые для координации исследований, выработки основных рекомендаций и общего планирования работ по программе проекта избрали международный оргкомитет во главе с президентом МГГС членом-корреспондентом В. В. Белоусовым. В ряде стран были созданы национальные комитеты.

Сейчас установлено, что наиболее реальный и быстрый путь достижения мантии - это бурение с судов в океанах, сквозь 4 - 5-километровую толщу воды. В сентябре 1959 г. в Нью-Йорке на Первом международном океанографическом конгрессе демонстрировались чертежи американского проекта глубокого бурения "Мохол". Американские ученые намеревались произвести бурение сквозь слой океанических вод. Прежде чем выполнить сверхглубокое бурение до "слоя Мохо", намечалась опытная стадия бурения, которая ставила перед учеными срочную задачу - выбрать наиболее удобные площадки для бурения там, где толщина земной коры и глубина океана наименьшие.

Ж.- И. Кусто на судне 'Калипсо' среди советских делегатов Первого международного океанографического конгресса в Нью-Йорке

В результате долгих поисков для экспериментального бурения был выбран район у острова Гваделупа, около северного побережья Мексики. Здесь в апреле 1961 г. с незаякоренного судна-лаборатории "Касс-1" началось экспериментальное бурение через 3570-метровую толщу воды и 5500-метровую толщину земной коры до верхней мантии. Бурение осуществлялось стандартным роторным методом, используемым на суше в нефтяной промышленности. Американцам удалось пройти толщу воды, рыхлые осадки мощностью в 150 м и врезаться в твердые породы, слагающие дно океана. Национальная Академия США прислала Академии наук СССР в подарок образец керна базальта, полученного при бурении 2 апреля 1961 г. на 186-м метре от дна океана.

Поисками площадок для бурения предварительных и предусмотренных проектом скважин в благоприятных климатических условиях с учетом особенностей глубинных течений и расстояний от баз снабжения в настоящее время в США заняты экспедиции Скриппсовского океанографического института. Эти экспедиции установили, что районы неглубокого залегания мантии можно обнаружить под поднятиями, которые прослеживаются за впадинами и прогибами вокруг континентов и островных дуг. В случае обнаружения небольшой мощности земной коры на Тихоокеанском побережье в районах Сан-Диего и Гонолулу американцы намерены снова произвести экспериментальное бурение. В марте - мае 1962 г. в этих районах корабли "Стрейнджер" и "Хью М. Смит" проводили геофизические и океанографические работы.

Экспериментальное бурение сверхглубоких скважин и сопутствующие ему инженерные и научные исследования имеют большое значение, так как от результатов бурения зависит претворение в жизнь основной части "Проекта верхней мантии". В США предполагается, что только после нескольких лет подготовки и закладки пробных скважин начнется настоящий штурм океанских и земных глубин.

Советские ученые и инженеры знают, что скважины, достигшие раздела Мохоровичича, ответят на многие вопросы и откроют новые, небывалые по масштабу возможности снабжения будущего коммунистического общества минеральным сырьем. Используя богатый опыт подводного нефтяного бурения, советские люди смогут в более короткий срок выполнить грандиозный по замыслу "Проект верхней мантии". Для изучения больших глубин Земли в нашей стране планируется заложить пять сверхглубоких скважин в разных пунктах. Одна из них должна пройти земную кору и достигнуть мантии. С помощью других будут изучены глубинные слои земной коры.

Бурение сверхглубоких скважин со дна океана при помощи специальных автоматов-бурильщиков советские ученые также считают реальными замыслами. Над постройкой автоматических бурильных установок уже работает творческая мысль инженеров и конструкторов.

Французское исследовательское судно 'Калипсо'

Возможно, что для проникновения в земные глубины советские ученые и конструкторы создадут совершенно новую технику - автономный снаряд, своеобразный подземный корабль, который будет запущен в глубины планеты подобно тому, как запускаются ракеты в Космос. Создание такого снаряда позволит поставить вопрос не только о достижении верхней мантии, но и о проникновении на гораздо большие глубины. О возможности создания такого геокосмического корабля писал академик Д. В. Наливкин. Прежде чем приступить к сверхглубокому бурению под океаном, советские ученые считают, что необходимо в первую очередь бурное развитие наук, изучающих океан. Эти науки еще очень молоды: мало кому довелось слышать, например, о химии моря, о морской электронике и т. д. Имена новых наук звучат пока довольно странно. В области некоторых из них, например в морской электронике, сделаны открытия, кажущиеся фантастикой.

В Чехословацкой Социалистической Республике инженер М. Крайчик смонтировал телевизионную камеру, которую можно установить на конце подводного бура. Во время бурения она покажет породы, встречающиеся на пути в океанские недра.

При Институте океанологии СССР в 1962 г. создана лаборатория морской электроники. Здесь специалисты работают над созданием разнообразных подводных установок и телекамер, которые могли бы на любой глубине двигаться под водой, а управляли бы ими люди, сидящие в каюте корабля.

С каждым годом все большее развитие получает подводная автоматика, электроника и телевидение за рубежом. В Польской Народной Республике создан автомат, при помощи которого затонувшие суда можно поднимать на поверхность.

Конструкторы Варшавского телевизионного завода в 1962 г. построили телевизионную камеру "Альфа II", предназначенную для наблюдений на больших глубинах. Ка-мера, напоминающая по форме ракету, оснащена специальным устройством против давления воды, a также источником света и прибором, определяющим влажность. Телекамера управляется автоматически.

В США для исследования растительного и животного мира океанов, изучения морских течений и составления рельефных карт морского дна разработана и испытана система аппаратуры для подводной цветной стереоскопической фотосъемки. Приборы размещены в геометрических цилиндрах, смонтированных на раме, опускаемой с корабля, и рассчитанных на глубину погружения до 11 тыс. м. Объективы двухкамерного широкообзорного фотоаппарата отстоят один от другого на 1,5 м.

Во Франции, в Монакском океанографическом музее, конструируется плавучая "труба" длиной 50 м. Через иллюминаторы этой "трубы", проложенной из музея ко дну Средиземного моря, можно наблюдать за животным и растительным миром в глубинах моря.

Жак-Ив Кусто - изобретатель водолазного бесска-фандрового аппарата-акваланга и неутомимый исследователь моря, хорошо известный советским людям как автор интересных фильмов, книг и научных работ о седьмо(м континенте, для подводных работ ввел в оборудование океанографического судна "Калипсо" замечательные новейшие приборы и приспособления. Это прежде всего погруженная в воду более чем на 2,5 м камера под носовой частью судна, откуда ученые наблюдают за обитателями подводного мира. Кроме того, на "Калипсо" установлена оригинальная фото- и киноаппаратура на специальных "санях" - волокуше для подводной киносъемки на больших глубинах. На судне имелись подводный телевизор, новейшие приборы, позволяющие из лаборатории корабля проводить гидробиологические и океанографические исследования.

Создавая с помощью электроники и автоматики чуткие и умные аппараты и приборы, ученые подбирают различные ключи к замкам, за которыми в водной толще, на дне океана и глубоко в недрах Земли спрятаны несметные дары и богатства.