Как люди изучали свою Землю

Глава четвертая КАК ЛЮДИ ИЗУЧАЛИ СВОЙСТВА СВОЕЙ ПЛАНЕТЫ

Какие свойства могут быть у планеты? Пожалуй, прежде всего — сила тяжести. Действительно, не испытывай предметы на поверхности Земли ее притяжения — давно улетели бы в космос.

Можно характеризовать Землю плотностью, давлением в любой точке внутри планеты, упругостью, внутренним теплом и магнитным полем. Свойства не существуют в отдельности от вещей. Только в нереальном мире чудес, куда попала некогда девочка по имени Алиса, могла существовать улыбка кота... без самого кота. Знать свойства Земли людям совершенно необходимо.

Возьмем самое первое — силу тяжести. Могла бы развиваться наука, ну хотя бы механика, что по-гречески означает искусство построения машин, если бы Галилей не заложил ее основы, не установил бы законы свободного падения тел? Если бы Ньютон не открыл основной закон классической механики, который вы с успехом изучаете в школе? Наконец, изучение распределения силы тяжести по поверхности планеты позволило ученым не только лучше представить себе строение земных недр, но и отыскивать полезные ископаемые.

Все науки и все исследования людей родились из жизненной необходимости общества. Конечно, немалую роль сыграла и природная любознательность рода человеческого, но главным стимулом была все-таки необходимость. И уж, конечно, понять устройство своей планеты и ее историю людям никогда бы не удалось, не постигни они те самые свойства, которые объединяют Землю с другими планетами и отличают ее от них.

Вот о том, как люди изучали перечисленные свойства Земли, я и постараюсь рассказать вам в этой главе.

Мы рождаемся и живем на Земле, считая, что все окружающее нас обыкновенно, вполне естественно и быть иным просто не может. А так ли это? Давайте предположим, что в самом начале своего образования первоначальная масса нашей планеты оказалась вдвое больше той, какая есть. Только и всего. Все же остальное было в соответствии. Давайте пофантазируем, что бы изменилось при этом в окружающем нас земном мире, если предположить тот же ход развития?

Прежде всего — изначальная масса вдвое больше, следовательно, и ускорение силы тяжести на поверхности в 1,38 раза больше нормального. Все стало тяжелее, все приобрело дополнительный вес.

Если при этом расстояние Луны от Земли считать прежним, то время оборота нашего спутника — лунный месяц станет не 27,3 суток, как сейчас, а укоротится до 19,4 суток. Изменится периодичность приливов и отливов в морях. Изменится толщина земной коры и размеры земного ядра. Иначе распределились бы осадочные породы, а следовательно, и места, которые занимают горы и низменности. Другим бы стал уровень радиоактивности в горных породах. А значит, изменились и потоки тепла из земных недр. Это в свою очередь повело бы к изменению толщины ледниковых щитов в полярных областях, к повышению или понижению уровня Мирового океана.

Раз потяжелеют камни, горы не смогут быть такими высокими. Их вершины опустятся, расплывутся как детские куличи из сухого песка. Волны океана не станут так высоко подниматься вверх, а их брызги не полетят так далеко. Кажется, пустяк, но это привело бы к уменьшению испарения воды и к большей сухости атмосферы.

Ну а уж животный и растительный мир изменится в этом случае вообще неузнаваемо. Короткие с толстыми стволами деревья тут же обзаведутся могучими корнями. У всех животных, населяющих сушу, на утяжелившихся костях ног нарастут более сильные мускулы. А представить себе, как летали бы птицы в плотном воздухе при большей тяжести, я и не берусь. Человек же в таком мире будет вовсе не похож на нас с вами: коротконогий, приземистый, весь из мускулов. И неизвестно, сумел бы он встать на две ноги или так и остался бы на четвереньках.

А что мы изменили? Всего-то чуть-чуть силу тяжести. На этом примере, мне кажется, особенно хорошо видна взаимосвязь всех оболочек нашей планеты, их нерасторжимое единство.

Но попробуем представить себе обратную картину. Земля имеет массу в два раза меньше, чем есть. Я предлагаю вам проделать этот фантастический экскурс самостоятельно. И только для начала подскажу: ускорение силы тяжести станет 0,73 от существующего. А дальше сами...

Примерно в XVII веке люди в полной мере осознали важность этого свойства — силы тяжести. Тогда и задумались, как же взвесить Землю, как узнать ее массу, чтобы потом подсчитать и силу тяжести на поверхности. Если бы плотность вещества не менялась с глубиной — задачку решить было бы несложно. Взвесил, предположим, один кубометр земли, а потом умножай полученный вес на объем. Размеры-то земного шарика были уже известны. Но в том-то и горе, что в глубине земные слои куда плотнее, чем на поверхности. Нужно было эту трудность как-то обойти.

Вы, конечно, знаете, что вес — это просто сила, с которой Земля притягивает к себе разные предметы. Одно и то же тело на Земле и на Луне весит по-разному, хотя масса его не меняется. Величина силы тяжести зависит от массы не только притягиваемого тела, но и притягивающего, а также от расстояния между их центрами. Вот только как зависит? От успеха решения этой задачи в XVII веке зависело буквально все развитие дальнейшей науки. Ученые это хорошо понимали и напрягали усилия, чтобы вывести закон, который связывал силу тяготения и массы тел.

В то время Исаак Ньютон упорно изучал движение Луны, задавая себе вопрос: «Что удерживает Луну от падения на Землю и какая сила движет ею по орбите вокруг Земли?» Эти вопросы тогда занимали не одного его. Едва ли не все ученое общество Лондона размышляло на ту же тему. Однажды астроном Галлей, друг и почитатель Ньютона, встретился в лондонском кафе с архитектором Реном. Оба сразу же заговорили о злободневных научных вопросах. К ним подошел Гук — наблюдатель и демонстратор опытов в Лондонском королевском обществе. Оказалось, что все трое немало времени и сил отдали доказательству того, что под действием силы тяжести, которая убывает пропорционально квадрату расстояний, движение небесных тел должно совершаться по кеплеровским эллиптическим орбитам, а не по кругам, как считалось раньше. Но доказательство ни у кого не получилось.

Следует заметить, что эта идея уже давно витала в воздухе. О ней говорили и даже писали. Оставалось ее только доказать математически. Жил в то время один малоизвестный сегодня итальянский натуралист по имени Джиованни Борелли. Занимаясь изучением движения спутников Юпитера, открытых Галилеем, он пришел к интересному заключению. «Движение небесных тел определяется взаимодействием двух сил, — говорил он. — Одной, направленной к центру вращения, и другой — от центра». Борелли рассуждал: предположим, что планета находится на таком расстоянии от Солнца и движется с такой скоростью, что стремление от центра меньше силы притяжения. Тогда планета будет приближаться к светилу по спирали, пока обе силы не уравновесятся. Предположим дальше, что по инерции, открытой Галилеем, планета проскочила нейтральную орбиту и приблизилась к Солнцу ближе положенного. Тогда сохранившаяся скорость движения заставит центробежную силу преодолеть притяжение и планета станет удаляться от светила.

Об этих рассуждениях Борелли знали многие. Но в них не было ни строчки неопровержимых математических доказательств. Итальянский ученый просто предполагал существование силы притяжения и из нее логически выводил необходимость обращения планет по орбитам.

Рен, самый богатый из всех троих джентльменов, сошедшихся в кафе, чисто в английском вкусе предложил на пари выплатить премию тому, кто первым решит задачу. Галлей и Гук согласились.

Прошло некоторое время, и Галлей как-то зашел к Ньютону по делам. Он рассказал ему о споре и о пари. Каково же было его удивление, когда его ученый друг с жаром заявил, что не только сам давно занимается тою же проблемой, но и почти имеет готовое решение.

Ньютон действительно давно рассуждал о причинах, удерживающих Луну на своей орбите. Искал силы, заставляющие наш спутник обращаться вокруг Земли. Упорно думал, пока ему не открылась вдруг простая истина. Да ведь для такого движения никакой дополнительной силы, кроме притяжения, и не нужно! Помните закон, гласящий, что ежели на тело не действует никакая посторонняя сила, то оно летит себе прямо с постоянной скоростью. Не так ли движется и Луна? Она летит себе прямолинейно в пространстве, а притяжение Земли ее все время заворачивает. И Луна падает, падает на Землю, но никак не может упасть...

Для окончательного вывода Ньютону нужны были точные сведения об орбите Луны и периоде ее обращения. Он попросил представить их ему королевского астронома Флемстида. Но тот, верный своему пренеприятному характеру, заявил в ответ, что не намерен потакать причудам мистера Ньютона. Пришлось Галлею чуть ли не похитить у королевского астронома результаты его наблюдений, чтобы передать их Ньютону. И тогда, менее чем через месяц, тот отослал своему другу готовую рукопись краткого мемуара с полным решением спорной задачи.

Ньютон просил пока не публиковать его сообщения, но зарегистрировать его в королевском обществе на случай споров о приоритете. Спустя год эта работа увидела свет.

— Мистер Ньютон разработал руду, которую я накопал, — не без сарказма заметил Флемстид.

— Если он накопал руду, то я смастерил из нее золотое кольцо, — парировал Ньютон, который хоть и не любил споров, но и в долгу не оставался, когда о его работе отзывались без должного уважения.

Конечно, одной теории Луны было недостаточно для утверждения о всеобщности закона всемирного тяготения. Но вслед за расчетами лунного движения последовали расчеты движения и многих других небесных тел, и замечательное уравнение Ньютона обрело статус всемирного закона.

Вы, наверное, помните его формулу

F = G(M₁*M₂)/R²,

где F — сила притяжения, М₁ и М₂ — массы притягивающихся тел, R—расстояние между ними, а G — гравитационная постоянная, или коэффициент пропорциональности в законе тяготения, который еще предстояло определять.

Пользуясь созданной теорией, Ньютон сумел определить отношения масс небесных тел. Например, отношение массы Земли к массе Солнца, массы Юпитера к массе Солнца. Но вычислить массу каждого тела по отдельности никак не удавалось. Для этого нужно было точно знать коэффициент пропорциональности, то есть гравитационную постоянную. А для ее определения следовало поставить очень тонкие опыты по измерению притяжения двух тел с известными массами.

Даже через полвека после Ньютона величина гравитационной постоянной так и не была выяснена. Сила притяжения в лабораторных условиях была столь ничтожной, что для ее измерения нужны были какие-то сверхчувствительные и сверхточные весы.

В 1774 году новый королевский астроном Невил Маскелайн вместе с профессором математики Чарлзом Хуттоном решили измерить наконец плотность и массу Земли окончательно. Для этого они занялись наблюдением отклонения маятника от отвеса силой притяжения горного хребта в Пертшире. Вес маятника ученые знали. Знали и среднюю плотность горных пород хребта. После долгих измерений и расчетов англичане получили какие-то величины. Но веры в них не было. Слишком много источников ошибок таил в себе способ вычислений. И, таким образом, работа Маскелайна и Хуттона должна быть признана неудачной.

Примерно тогда же другой английский ученый Джон Митчел предложил заменить горный хребет парой тяжелых шаров. Однако опыт получался таким тонким и сложным, что было непонятно, кто сумеет его выполнить. Взялся за это известный физик и химик Генри Кавендиш. Он был настолько удивительным человеком и таким талантливым ученым, что я хотел бы рассказать о его жизни подробнее. Только, пожалуй, я это сделаю в «прибавлении». А сначала расскажу об опыте Кавендиша по определению гравитационной постоянной.

Ученый прикрепил пару маленьких металлических шариков к легкой планке, подвешенной на тоненькой медной проволочке. К этим шарикам Кавендиш подносил тяжелые свинцовые шары и измерял, на сколько при этом, из-за возникшего притяжения, поворачивалась планка и закручивалась проволока.

Он сделал столь чувствительную аппаратуру, что ему пришлось поместить всю экспериментальную установку в ящик, ящик поставить в наглухо закрытую комнату и наблюдения производить из другого помещения, через окно при помощи телескопа.

С 5 августа 1797 года и по 23 мая 1798 года Кавендиш проделал семнадцать опытов и вычислил удельный вес, или плотность Земли. Его результат расходился с тем, что насчитали Хуттон и Маскелайн. И никто не мог отыскать причины этого расхождения.

Позже, когда французский астроном и математик Пьер Лаплас опубликовал свои теоретические расчеты плотности Земли, исходя из уплощения ее фигуры и изменения силы тяжести, о результатах Кавендиша забыли. Цифры Лапласа были ближе к тем, что получили Маскелайн и Хуттон. Однако прошло время и измерения, произведенные Кавендишем, повторялись снова и снова. Последний опыт был произведен уже в сороковые годы нашего столетия американским ученым Гейлом из Национального бюро стандартов в Вашингтоне. Он использовал стальной цилиндр массой в шестьсот шесть килограммов и шарики по пятьдесят граммов на коромысле из золота и платины. Интересно отметить, что после перевода результатов Кавендиша в современные единицы разница между опытами 1797-го и 1946 годов составила всего 0,2%. Это еще раз говорит о таланте экспериментатора Генри Кавендиша, к описанию жизни которого я перехожу.

В 1731 году в семье лорда Карла Кавендиша, герцога Девонширского, родился второй сын. Ребенок увидел свет в Италии. Но два года спустя, когда Генри только начинал говорить, мать умерла.

Мальчика ждала незавидная судьба младших отпрысков английских аристократических фамилий. Генри не мог наследовать ни герцогского титула, ни богатства. Усвоив эту истину еще в детстве, мальчик навсегда отказался от честолюбивых планов, сосредоточив весь свой интерес на естествознании. Он получил хорошее домашнее воспитание. Отец, питавший некоторую склонность к науке, довольно много занимался метеорологией. Он привлекал младшего сына к своим опытам, учил строить приборы и непременно добиваться точности результатов. Он же научил мальчика радоваться этой точности, видеть в ней достижение.

Генри рос нелюдимым, замкнутым ребенком. На каждое замечание реагировал он болезненно, подозревая покушение на свою независимость, самостоятельность и гордость.

Довольно поздно — по сравнению с другими подростками — поступил он в Питерхаус: дешевый колледж Кембриджского университета. Но проучился там недолго.

В Кембридже существует многовековая традиция «страшного тройного экзамена» — трайпоса. Почему он так называется, сказать трудно. Может быть, потому, что некогда экзаменующий восседал на высоком трехногом табурете, пользуясь неограниченным правом язвительного опроса и прямого издевательства над экзаменующимся. А может быть, просто причина заключалась в трехступенчатости испытания и в трех степенях отличий.

В прекрасно написанной биографии Д. К. Максвелла писатель Владимир Карцев рассказывает: «Экзаменующиеся по математике могли завоевать высшее отличие — «старший спорщик». Затем следовал «второй спорщик», «третий», «четвертый» и так далее. За ними шли «старшие оптимы», затем — «младшие оптимы». Потом — просто бакалавры, без отличий. И самый последний получал на всю жизнь прозвище «деревянная ложка».

Почему на всю жизнь? В этом-то и заключалась, наверное, основа студенческого ужаса перед трайпосом. Место, полученное на этом экзамене, «волочилось потом за выпускником всю его жизнь, и котировался он дальше уже, например, как «Мистер Смит, 16-й спорщик такого-то года». И даже столь большая цифра была достаточно почетна. А каково было в тридцать, сорок и более лет именоваться «Мистер Хайд — деревянная ложка»?

Трайпос — немалое испытание для самолюбия и гордости любого студента. Для Генри Кавендиша с его болезненным самолюбием он был просто невыносим. Одна мысль о том, что кто-то посторонний, а не он сам, станет оценивать его знания и что эта оценка будет преследовать его всю жизнь, приводила его в ужас. Не дождавшись трайпоса, он покинул Питерхаус.

И вот, уединившись в своем доме, наведя в хозяйстве жесточайший режим экономии, молодой человек полностью отдается науке. Но науке для себя. Он словно пытается доказать, что только он сам для себя может быть единственным экзаменатором. И оттого все его результаты превосходят по точности достижения других ученых.

Он проводит целую серию исследований газов. Добивается блестящих успехов и не публикует ни строчки. Не желая признавать никаких авторитетов, он подчеркивает свое безразличие к обществу.

В эти годы окончательно складывается его на редкость угрюмый характер. Современники рассказывают, что с домашними Кавендиш объяснялся по преимуществу жестами, так было короче. Он не выносил присутствия женщин и старался не заводить вообще никаких новых знакомств.

В сорок один год он получил огромное наследство от умершего дяди, но это ни на йоту не изменило его привычек. Разве что он стал тратить без оглядки деньги на постановку экспериментов и на пополнение своей библиотеки. Вот как описывали современники Генри Кавендиша: «Странная нелюдимость, паническая боязнь женщин, угрюмый характер, молчаливость. Визгливый голос, с каким-то великим трудом исторгающийся из горла. Друзья злоупотребляли его доверием в пользовании его библиотекой. Незнакомцы не могли и думать о приглашении в дом. Все, что он делал, казалось, делал с великим трудом: писал, ходил. Странной казалась его походка, быстрая, но вместе с тем какая-то болезненная и искусственная, нелегкая. Ходил он, чтобы ни с кем не здороваться, посредине мостовой, между экипажами. Ко всему, что не касалось науки, Кавендиш был холодно-безразличен, никогда не слышали, чтобы он о чем-то отозвался более или менее положительно».

Кавендиш никогда не болел. Лишь на восьмидесятом году жизни впервые почувствовал недомогание. И эта болезнь оказалась роковой. Он сам понял, что умирает. Потребовал, чтобы никто из слуг не входил в его комнату, а врачу, прибывшему к нему, запретил помогать себе.

История не оставила нам подлинного портрета этого ученого. Существует только рисунок, являющийся собственностью Британского музея. Он, правда, больше похож на шарж...

Такова характеристика этого воплощения английской эксцентричности и чудачества. И вместе с тем Кавендиш был блестящим ученым. В его манускриптах Максвелл нашел описание удивительных по тонкости, оригинальности замысла и по выполнению экспериментов. Великолепные открытия сделаны им за закрытыми дверями домашней лаборатории. Открытия, о которых он и не подумал оповестить ученый мир.

Рассказывают, что случилось это в середине XVIII века, когда кто-то из крестьян, живших неподалеку от подножия горы Везувия, вздумал вырыть у себя во дворе то ли колодец, то ли погреб. На глубине нескольких метров его лопата наткнулась на металл и звякнула. Осторожно расчистив находку, крестьянин увидел прекрасный бронзовый светильник, позеленевший от времени. «В городе за него любители старины наверняка отвалят кучу денег», — подумал он и стал копать дальше. В течение дня он вырыл еще несколько старинных вещей, а потом и статую...

Рождение новой горы. Со старинной гравюры.

Откуда они здесь под землей, на которой с незапамятных времен росли сады и люди передавали свои плодородные участки по наследству от отца к сыну, из поколения в поколение. Никто и не слышал о том, что здесь могло что-то быть еще, кроме садов и огородов.

В итальянских семьях хорошие новости недолго сохраняются в тайне. Вслед за удачливым «кладоискателем» принялись ковыряться в недрах своих участков и соседи. И вот то один, то другой с шумом заявляли о своих находках...

Примерно так, по рассказам очевидцев, начались раскопки древнего города Помпеи, засыпанного пеплом и залитого грязью во время извержения Везувия 24 августа 79 года нашей эры. Поистине память человеческая короче мига, который называется жизнью. За шестнадцать с лишним веков люди начисто забыли о существовавших здесь цветущих в ту пору городах. Потеряли даже места их нахождения и спокойно разводили овощи над крышами засыпанных строений. Но с началом раскопок пробудился и интерес к минувшему. Нашлись письма свидетелей того, что здесь произошло.

Жил в I веке нашей эры знаменитый римский писатель и ученый Гай Плиний Секунд, по прозвищу Плиний Старший. В молодости он служил в римской коннице, участвовал в походах и побывал во многих областях обширной Римской империи. Плиний отличался прямо-таки ненасытной любознательностью. Где бы он ни был, всюду находил пищу для ума. В любой день: в дороге ли, в дни сражений, за обедом и даже в бане выкраивал он время, чтобы читать или слушать чтение, записывать или диктовать свои впечатления.

Когда возраст ученого перевалил за полвека, а мудрость его стала признанной и широкоизвестной, император назначил Плиния начальником флота. Корабли римлян стояли тогда у мыса Мизенум. В этом благодатном месте на берегу Неаполитанского залива рядом с Везувием богачи и патриции любили проводить свое время.

24 августа 79 года, примерно около пополудни над вершиной горы показалось облако необычайной величины и формы. Оно было похоже на средиземноморскую сосну — пинию с толстым стволом и широкой плоской кроной. Облако на глазах чернело, превращалось в тучу, которая время от времени взрывалась молниями.

Плиний тотчас же приказал подать лодку, чтобы подъехать к вулкану и подробно с близкого расстояния видеть все, что происходит.

«Он спешил туда, откуда бежали другие, ехал навстречу опасности и был так далек от всякого страха, что мог диктовать и зарисовывать даже мельчайшие подробности этого ужасного явления, — писал в своем письме племянник ученого, оставшийся в истории под именем Плиния Младшего. — Чем дальше продвигалось судно, тем горячее и сильнее был дождь. Стали падать куски пемзы и черные камни, обожженные и растрескавшиеся от жара. Море сильно обмелело».

Бесстрашный флотоводец высадился на берег. Он успокаивал боязливых и велел другим лодкам заняться спасением тех жителей, для которых дорога была только морем. Для защиты от падающих камней его спутники привязали себе на головы подушки. А Плиний даже пообедал у подножия сотрясающейся горы. «Между тем из Везувия в разных местах стали вырываться широкие языки пламени, из кратера поднялся огромный столб огня. Почва под ногами стала так колебаться, что казалось дома вот-вот разрушатся. И хотя по времени был еще ясный день, здесь и в окрестностях горы царила ночь, более темная и зловещая, чем обычно... В конце концов... угрожавшее пламя и ужасный запах серы обратил одних в бегство и напугал даже моего дядю, — пишет дальше Плиний Младший. — Опираясь на двух слуг, он приподнялся, но тотчас же снова упал навзничь. Я подозреваю, что густой дым задушил его».

Всю историю своего существования люди терпели страх от извержений, так что понятен интерес ученых к причине этих грозных явлений природы. Сохранились рассказы, что еще в V веке до нашей эры древнегреческий философ, поэт и государственный деятель Эмпедокл из Агригента, устав, как он говорил, от жизни, поднялся на вершину вулкана Этны. Там он и остался жить в хижине, пытаясь выяснить, как бушующий в недрах огонь порождает металлы и камни, а также, отчего случаются извержения. Эмпедокл был очень разносторонним человеком. Он называл себя чудотворцем и жрецом, брался лечить любые болезни и намекал на свою близость к Олимпу. Чувствуя приближение конца и желая, чтобы соотечественники поверили в то, что он взят живым богами на небо, философ кинулся в кратер. Увы, случившееся маленькое извержение тут же выкинуло обратно одну из его медных сандалий, открыв тайну исчезновения чудотворца.

Происхождение горячих ключей. Со старинной гравюры.

Две тысячи с лишним лет спустя, в начале XIX века на той же Этне, в ста шагах от места, которое и по сей день называется «Торро-дель-философ», то есть «башня философа», была построена первая научная станция для наблюдений за жизнью вулкана. А в 1847 году уже знакомый нам Доминик Франсуа Араго основал постоянную вулканологическую обсерваторию со специальной аппаратурой на Везувии. С середины прошлого века русские ученые не раз предпринимали экспедиции на вулканы Камчатки.

Взгляды на природу вулканических явлений и на причины извержений не один раз менялись. В основном они зависели от того, какая из гипотез о происхождении и внутреннем строении Земли господствовала в данный момент. К XIX веку большинство ученых придерживались того мнения, что первоначальный огонь разбросан по разным местам в теле планеты. Предполагалось также, что на небольших глубинах под корой существуют целые озера расплавленной магмы. Сжатая, сдавленная горными породами эта масса время от времени со взрывами поднимается вверх, и тогда случаются извержения.

Живо было и такое мнение, что Земля еще не остыла и тоненькая твердая кора прикрывает раскаленную и расплавленную основу. При этом кора разрастается, вследствие остывания, сжимается и сдавливает магму.

Новый этап в развитии науки о вулканах — вулканологии — наступил в нашем столетии. В 1903 году французские физики П. Кюри и А. Лаборд измерили количество тепла, которое выделяет радий при распаде. Оказалось, что, превращаясь полностью в свинец, один грамм радия выделит столько тепла, сколько получится от сжигания полутонны каменного угля. Так не за счет ли радиоактивных процессов действуют вулканы?

В наше время считается, что планеты произошли в результате слипания холодных частиц. И лишь потом разогрелись. Причем радиоактивный распад — не единственный источник тепла. Немало энергии освобождается и в результате химических реакций, и при движении масс в недрах планеты. Плотные и потому более тяжелые комья вещества погружаются, как бы «тонут», опускаясь к центру Земли, и вытесняют на поверхность более легкие вещества. Процесс этот происходит страшно медленно. Но Земле торопиться некуда. При таком перемещении потенциальная энергия опускающихся к центру масс уменьшается. А куда ей деваться? Путь один — переходить в тепло!

Сейчас в центре Земли собралось примерно 86,3% всего тяжелого вещества, 13,7% еще продолжает свой путь. Так что этот источник все еще продолжает согревать нашу планету.

Горняки хорошо знают, что чем глубже шахта, тем выше в ней температура. В самой глубокой шахте — на уровне примерно четырех тысяч метров — люди уже не могут работать. Ученые подсчитали, что каждые сто метров в глубину температура поднимается примерно на три градуса. Это значит — тридцать градусов на километр. До центра — 6371 километр. Неужели там бушует 30 X 6371 = 191 130°С — без малого двести тысяч градусов? При такой температуре самые тугоплавкие породы превратились бы в пар, и нашей планете даже мечтать не стоило бы о твердой оболочке.

Скорее всего, скорость нарастания температуры не по всей толще земли одинакова. Может быть, она на каких-то глубинах замедляется, а то и вообще перестает нарастать. Специалисты считают, что скорее всего температура в центре не должна превышать пяти тысяч градусов. Это, конечно, тоже немало. В справочниках по физике вы легко найдете, например, указание, что самый тугоплавкий металл вольфрам переходит в жидкое состояние при 3410°С. Значит ли это, что, начиная с некоторой глубины, недра планеты находятся в расплавленном состоянии? Не обязательно. В справочниках температуры плавления металлов и других веществ указаны для условий, соответствующих поверхности Земли. В недрах же совсем иное дело. Представляете себе, когда на каждый слой внизу давят все остальные, наваленные сверху... При давлениях в десятки и сотни тысяч атмосфер температуры плавления веществ становятся совсем иными. Они повышаются.

По расчетам советского ученого В. А. Магницкого на глубине одного километра давление равно 275 атмосферам. На глубине 50 километров — около 13 000 атмосфер. В центре же земли — более трех миллионов атмосфер. Такие величины давлений нам даже и представить себе трудно.

Но если нельзя вырыть шахту глубокую-преглубокую, то, может быть, можно пробурить в коре скважину? Бурить, бурить как можно глубже... Наверное, если взяться за подсчеты всех скважин, пробуренных в теле нашей планеты, число получится миллионное. При этом скважин, глубина которых больше пяти километров, — тысячи. Несколько десятков прошли семикилометровую отметку. А глубже?..

Самая глубокая в мире скважина — Кольская. Она приближается к одиннадцатикилометровой отметке. За нею шла Первая Берта Роджерс — девять с половиной километров, пробуренная в штате Оклахома США. Затем еще несколько отдельных скважин, глубины которых распределились между семью и девятью километрами. И все! В чем же дело? Почему, несмотря на давние проекты, люди еще не проникли в тело планеты на такую глубину, какая им нужна?

Это оказалось очень сложной проблемой, и я, пожалуй, расскажу вам о ней, когда мы узнаем побольше о строении земной коры.