В недра планеты

Таинственные недра Земли интересны не меньше, чем глубины морей и океанов. Глубины научились измерять. Научились и определять, из чего состоит дно, добывать пробы грунта с самых глубоких мест океана.

Эхограмма назвала глубину и рассказала о том, что представляет собой дно. Но дальше вглубь ультразвук проникает очень слабо. И остается только один способ узнать, из чего слагается ложе океана, - взять пробу грунта.

Надо постараться проникнуть в самую толщу дна, а не только собрать то, что может забрать драга. Как же проникнуть в плотный грунт? Он уступит только натиску силы. Воспользуемся тем, что дает сама природа. Возьмем металлическую трубку и дадим ей упасть на дно. Собственная тяжесть и большая скорость падения загонят ее в грунт.

Теперь нам поможет сама вода. Ведь она на трубку давит со всех сторон. И давление это немалое - в сотни атмосфер! Трубка составная: она соединена с пустым стальным цилиндром, в который вода попасть не может. Когда достигнуто дно, автоматически открывается кран, и разность давлений вталкивает трубку в грунт на несколько метров.

Теперь остается поднять ее наверх. Лебедка выбирает трос, и проба - колонка грунта - попадает на палубу корабля. Она добыла записанные самой природой страницы истории Земли, страницы, которые накапливались тысячи лет.

Но не везде удается легко проникнуть в грунт. Местами он бывает очень плотным, и даже такой "водяной пушкой", как ударная трубка, его не прошибешь. Тогда можно прибегнуть к помощи вибротехники. Сваи забивают, заставляя их вибрировать. И трубка, если она будет колебаться с большой частотой, тоже свободно войдет в грунт. Такую вибропоршневую трубку создал в Институте океанологии Е. И. Кудинов.

В толщу донных осадков можно проникнуть и иным способом - при помощи сейсмоакустического метода. Сильный взрыв у поверхности воды посылает звуковую волну ко дну. Частично она отражается от поверхности грунта. Но звук проникает и глубже, доходит сквозь слой осадков до кристаллической породы и только тогда отражается. Время, прошедшее между двумя отраженными сигналами, двумя эхо, даст представление о толще донных отложений.

С помощью искусственно созданных сейсмических волн удалось "заглянуть" на несколько десятков километров в толщу земной коры.

Осадочные и изверженные породы, потом гранит и далее базальт - такова верхняя твердая "скорлупа". Это не вызывает сомнений. Разные методы геофизической разведки дают один и тот же результат. А что дальше, что под "скорлупой"? Каков "орешек"? О нем пока можно строить только догадки. Мы еще плохо знаем планету, на которой живем.

Ядро Земли - огненно-жидкое. Ядро Земли - пластичное, вязкое, что-то среднее между жидким и твердым. Ядро Земли - целиком твердое или с твердой сердцевиной. Ядро Земли - из "звездного вещества", из разрушенных атомов. Четыре гипотезы - какая вернее?

Сейчас на этот вопрос нельзя еще окончательно ответить. По-видимому, не из сгустка раскаленной материи, а из холодной метеорной пыли образовались планеты. Возможно, под твердой оболочкой скрывается стекловидная мантия с расплавленными очагами, а под нею - ядро.

Пожалуй, глубины нашей планеты - величайшая из всех ее тайн. Земной радиус - шесть тысяч триста семьдесят километров. Но мы знаем более или менее достоверно лишь поверхностный слой толщиной в три- четыре десятка километров. Мы проникли в толщу коры почти на восемь километров - такова рекордная глубина бурения. У нас в Азербайджане предполагается вести бурение до десяти километров. Значит, фактически мы живем на планете, для нас неведомой. Она знакома нам лишь с поверхности. Да и то далеко не вся - вспомним про океанское дно.

В океанах под слоем осадочных и изверженных пород нет гранита, как под материками. И что особенно интересно - земная кора под материками во много раз толще, в среднем она доходит до пятидесяти километров. В океане же всего четыре-пять километров отделяет дно от следующего слоя Земли - оболочки или мантии.

Вещество мантии остается для нас загадкой. Мы знаем только, что оно иное, нежели в коре,- твердое, но не кристаллическое, аморфное, пластичное, вроде стекла. Границу, где кора переходит в мантию, назвали "слоем Мохо", по имени югославского ученого Андрея Мохоровичича.

Мантия тянется почти на три тысячи километров. А далее вещество Земли снова становится иным - начинается ядро. Каково оно, наука ничего сказать пока не может. Можно только предполагать, что в нем давление возрастает до фантастических величин в миллионы атмосфер, а температура до нескольких тысяч градусов. Это действительно похоже на то, что встречается на Солнце! Но... лишь теоретические построения, не подтвержденные опытом, лежат в основе этих догадок, потому прорыв через границу Мохо станет в свою очередь началом наступления и на земное ядро.

Нельзя ставить пределов могуществу техники. Ведь когда-то и само путешествие на дно океанов представлялось совершенно несбыточной мечтой. Сверхглубокое бурение - кто мог думать, что идея его так быстро превратится в реальный инженерный проект! Передний край науки, пройдя через подводные рубежи, приблизится и к недоступному сейчас ядру. И, быть может, тогда создадут такую аппаратуру, которая позволит "прощупать" толщу недр в шесть тысяч километров, отделяющую нас от центра Земли.

Впервые туда в вымышленное путешествие отправил своих героев Жюль Верн. Но вряд ли удастся проникнуть в земные недра таким путем, какой предложил писатель-фантаст. Не кратер потухшего вулкана откроет дорогу вглубь. Ее откроет океан.

Обратимся к фактам, добытым наукой. Они говорят, что материки и океаны изменялись и продолжают меняться. Где-то глубоко, в сотнях километров от нас бунтует загадочное вещество недр. Волны, порожденные подземными толчками, достигают коры, и она вздрагивает. Планета никак не может успокоиться, хотя с момента ее рождения прошло уже примерно пять миллиардов лет.

Однако чему удивляться? Мертвая, казалось бы, Луна - и та подает признаки жизни: недавно на ней был открыт действующий вулкан. Материки образуются и сейчас, они обрастают по краям твердью, которая поднимается со дна океанов. Конечно, никто не в состоянии заметить этого роста. В геологии века и тысячелетия - все равно что секунды в нашей жизни...

Почему происходят все эти движения, почему Землю до сих пор лихорадит? Почему действуют вулканы? Как возникли залежи руд? Как появились океаны? Ответы можно получить, только пробившись сквозь земную кору.

Объединенными усилиями ученых по программе МГГ впервые в огромных масштабах изучалась земная кора под Тихим, Атлантическим и Индийским океанами. И это дало возможность наметить дальнейшие, в прямом смысле глубокие пути для науки, штурмующей подводные и подземные рубежи. По инициативе советских ученых родился проект "верхней мантии" - совместных работ по изучению твердой оболочки нашей планеты.

Вход туда не открыт так гостеприимно, как в фантастическом романе. Придется прибегнуть к помощи техники и вспомнить, что кора тоньше всего под океаном. Почему так - никто не знает. Но четыре-пять километров и сорок-пятьдесят - большая разница. В океане есть места, где мантия залегает совсем неподалеку от дна. Толщина коры там исчисляется всего километрами, вместо десятков на суше. Вот почему путешествие к центру Земли начнется со спуска в океан.

За границу таинственной мантии стремится проникнуть наука. Проникнуть непосредственно - добыть кусочек вещества земных глубин.

Нефтяные вышки уже сейчас уходят в море. Появляются искусственные острова - платформы, с которых, пройдя через воду, вгрызаются в дно буры. Но глубина в районах морских промыслов невелика. Добыча идет вблизи побережий. В океане бур надо опустить самое меньшее на четыре-пять километров. Уже это само по себе сложная техническая задача.

На суше нефть залегает на глубинах и в пять и в десять километров. Однако только сравнительно недавно сверхглубинное бурение получило права гражданства. Бурить же дно под водой на такие рекордные глубины не пробовали еще никогда.

Бурение на недоступные ныне глубины требует решения ряда сложнейших технических задач.

Мало выбрать такие районы океана, где кора танка. Еще недостаточно среди этих районов выбрать такой, в котором море и погода будут менее всего мешать кораблям.

Нужно разработать по существу новую буровую технику, хотя здесь и поможет опыт сверхглубокого бурения. У нас в Азербайджане оно производится и под морским дном. Однако уже на восьми километрах под сушей температура превышает двести градусов. В ложе океана нагрев будет еще более высок. К тому же и плотность пород возрастает с глубиной. Значит, понадобятся термостойкие и очень прочные буровые инструменты.

Возможно, удастся применить и новые способы разрушения пород - с помощью воды, тепла, ультразвука.

Геофизики разных стран мира решили, что пора осуществить одно из самых грандиозных предприятий, которые когда-либо замышлял человек. Родился проект бурения земной коры, который сразу даст недвусмысленный ответ на множество вопросов.

Американцы задумали заложить новую сверхглубокую скважину на глубину пятнадцать километров в Тихом океане. Они выбрали район Пуэрто-Рико, где легче всего добраться до мантии и проникнуть в нее на пять километров.

Геофизики уже ведут разведку района будущей буровой. Уже готовится путешествие к центру Земли. В открытом океане появится плавучая буровая вышка. С нее сначала спустят в воду трубу. Но нельзя же сделать цельную трубу длиной в километры! Потому она будет составной, ее станут постепенно наращивать, пока не достигнут дна. Тогда и можно будет начать бурение, широко используя автоматику и телемеханику.

Море капризно, и даже в самом спокойном районе нельзя ручаться за погоду. А бурение займет не день и не два. Вот почему опорой для буровой установки будет служить не только сам корабль, а и система из нескольких буев, опущенных под воду, чтобы избежать волнения. Предусматривается автоматический контроль за сохранением положения судна: двигатели его станут удерживать его в нужном месте. Поправки дадут гидролокаторы, непрерывно следящие за буями.

На словах это выглядит очень легко. А на деле - и дорого, и сложно, и не вполне надежно: стоимость работ оценивается в двенадцать миллионов долларов!

Даже сами американские ученые считают, что Советский Союз быстрее и лучше выполнил бы эту беспримерную работу. Ведь у него богатый опыт решения сложнейших научно-технических задач: атомные электростанции, искусственные спутники, ракеты и спутники-корабли... И в морском подводном бурении советские инженеры идут впереди. Недаром США приобрели наш турбобур.

Советские ученые предлагают другой путь. Зачем бурить с корабля, если глубоководная техника позволит создать самоходные батисферы? Они доставят автоматические бурильные установки прямо на дно.

Но какой бы способ ни применяли инженеры, все успехи техники сегодняшнего дня говорят об одном: это не фантастика, это дело ближайших лет.

Люди впервые возьмут "пробу Земли", добудут таинственное вещество земных недр. Это даст возможность проверить предположения и догадки. И тогда, даже не добравшись до ядра, мы сможем более уверенно судить и о нем.

В геофизике произойдет событие такой же важности, как в астрономии, когда первые космонавты привезут кусочек Луны. Наши приборы удалялись от Земли уже на миллионы километров: советская искусственная планета обращается сейчас вокруг Солнца. А подземные рекорды куда более скромны. Но скоро, вероятно, удастся шагнуть дальше, заглянуть за краешек мантии.

Не только об интересах науки думают ученые, стремясь разгадать загадки глубин Земли. Бурение сверхглубокой скважины прольет новый свет на строение Земли, ее происхождение, смену различных геологических эпох. Оно поможет лучше узнать, как залегают полезные ископаемые, и тем самым облегчит их поиски. И не только под океаном, но и на суше. Оно откроет доступ к залежам нефти под океанским дном.

Недра Земли еще ждут своих покорителей. Геология будущего - это геология глубин, говорят ученые. Там, в недоступных пока слоях коры, таятся не только богатейшие залежи нефти и руд. Под землей скрыты огромные водоемы и источники горячей воды. Такие дары природы есть в Сибири, например. И не случайно Сибирский филиал Академии наук сейчас усиленно занимается проблемой сверхглубокого бурения недр. Недра станут отапливать города, они дадут пар для турбин электростанций. Глубинное тепло должно и будет служить людям!

Однако это лишь одна из задач техники ближайшего завтра. Переход за границу Мохо, который легче всего осуществить в океане, - такова другая цель уже более отдаленного будущего. Вслед за нею, возможно, перейдут к планомерной разработке подводных недр, и в толще океанского дна возникнут шахты, рудники нефте-и газопромыслы. Почему бы и нет?

Давлению воды сумеет противостоять материал - новый сплав или пластмасса. Конечно, нелегко будет работать под водой там, где раньше могли бывать, да и то недолго, одни батискафы. Но ведь не надо забывать, речь идет о будущем, дно перестанет быть чужим, глубины перестанут пугать, потому что уже не передняя - весь Голубой континент подчинится человеку. И виднейший советский геолог академик Дмитрий Иванович Щербаков говорит:

"Никто никогда не сомневался, что на дне океанов таятся залежи разнообразных полезных ископаемых. Геологи считают даже, что самые богатые месторождения нефти находятся именно там, в море, - ведь нефть любит скапливаться в пластах наиболее пониженных участков впадин, а они чаще всего затоплены.

Но рудники и промыслы на дне океана еще десять лет назад, казалось, безраздельно принадлежали фантастике. А сейчас люди смело и уверенно направляют современную технику на штурм океанских и земных глубин. И хотя извлекать полезные ископаемые со дна океана действительно не просто, эта задача явно по плечу инженерам".

Что ж, у морской геологии - необозримые горизонты! Она поможет вовлечь в орбиту хозяйственной деятельности человека недра всей Земли, взять все, не дожидаясь милостей от природы.