Глазами геолога

Каждый из нас находится как бы между двух противоположных полюсов магнита.

Мы любим родные края, родной дом, близких людей. Это — один полюс. Он притягивает нас к себе, где бы мы ни были. И чем дальше мы находимся, тем сильней его притяжение.

Но кто не испытывал пробуждения иного чувства, непонятной тоски, от которой становится постылой привычная обстановка? Это влекут нас неведомые страны и непройденные пути, — другой полюс притяжения.

Одни люди не могут оторваться от первого полюса. Они становятся домоседами.

Других уводит далеко-далеко второй полюс. Они становятся путешественниками. Им открывается многоликая природа Земли.

В Карелии озера, как синие бусы, нанизаны на нити рек.

На плоских тундрах Таймыра невидимой рукой мороза начертаны письмена, напоминающие клинопись египтян.

В прокаленных солнцем пустынях Средней Азии обнаженные горы словно сбросили от жары теплый покров почвы.

На Камчатке дымят и кашляют курящие молодые вулканы…

И все-таки, куда бы мы ни направились по земле, наш путь ограничен двумя главными направлениями, или, как говорят математики, двумя осями.

Первое главное направление — вдоль меридианов, которые, словно полоски на арбузе, соединяют полюса планеты. Второе главное направление перпендикулярно первому: по параллелям.

Вдоль первой оси можно двигаться на север или юг. Вдоль второй оси — на восток или запад. Все другие пути идут между этих осей: на юго-запад или на северо-восток, на восток-юго-восток или запад-северо-запад… В наш век самолетов, скоростных поездов, кораблей и автомобилей путешествовать в любом направлении не сложно.

Впрочем, есть еще одна — третья — ось, двигаться вдоль которой не так-то легко. Это — вертикальная ось, направленная вверх, сквозь атмосферу в космос, и вниз, к центру Земли.

Вверху мы можем, на худой конец, кое-что увидеть (астрономы умудряются наблюдать звезды, отделенные от нас миллиардами световых лет). Земную глубь под нашими ногами разглядеть невозможно. Пробиться в нее хотя бы на несколько километров — неимоверно трудно. А ведь до конца Земли от нас — более шести тысяч каменных километров!

Тут-то и начинает проявляться преимущество геологов.

При помощи геофизических приборов можно просматривать Землю насквозь, подобно тому, как просвечивают внутренности человека лучами Рентгена. Другие приборы помогают исследовать свойства горных пород. Так складываются знания о недоступных земных недрах.

Направление к центру планеты можно считать геологической осью.

Вперед-назад, вправо-влево, вверх-вниз… Дальше, кажется, и ехать некуда! И все-таки есть еще одна — четвертая! — ось.

Вдоль четвертой оси все на свете движется непрестанно. Даже домоседы! Потому что это — ось времени. Все мы устремлены вдоль нее от прошлого к будущему. И никакая сила не остановит нас на полпути.

Двигаясь по оси времени, перемещаясь по ней, человек из крохотной клеточки превращается в ребенка, взрослого, старика и завершает свой путь, передавая многие свои качества другим людям и своим детям. Меняется и весь видимый нами мир, хотя мы за свою недолгую жизнь не успеваем заметить многие перемены.

В будущее мы двигаемся сами собой, безо всяких усилий. Для путешествия в прошлое необходимо кое-что предпринять.

Перенестись в свое собственное прошлое помогают нам воспоминания. Воссоздать прошлое народов и государств умеют историки по летописям, дневникам, памятникам старины. Археологи заглядывают в глубь тысячелетий, изучая остатки сооружений, домашней утвари, орудий труда, произведений первобытного искусства.

А что было раньше? Как узнать о событиях, происходивших на Земле до человека? Как продвинуться на миллионы лет вдоль оси времени, в отдаленнейшее прошлое?

Надо призвать себе на помощь несколько геологических наук: историческую геологию, палеонтологию, палеогеографию и палеоклиматологию.

Существует немало способов для определения климата давно прошедшей эпохи, или для выяснения прежнего положения горных хребтов, или даже для измерения температуры давно исчезнувших морей. Мы воспользуемся достижениями ученых, чтобы совершить два путешествия вдоль геологических осей. Для этого потребуется совсем немного времени. Все наше снаряжение: воображение и знания. С их помощью перед нами открывается путь в необычайные миры, не доступные ни зрению, ни слуху, ни даже всесильной технике.

В десять лет я твердо решил стать кочегаром.

Возле нашего дома проходила железная дорога. По вечерам мешали уснуть бодрые крики паровозов. Надвигался, забивая всю комнату, гулкий стук колес. Бренчали вагоны, будто скованные цепями. По потолку мелькали, чередуясь, черно-белые полосы.

Я представлял себе чумазых кочегаров, которые выглядывают из окон паровозов. Они похожи на клоунов: носы — черные пятачки, лица — рябые от гари, на щеках и на лбу — красные отблески огня, бушующего в топке. Улыбки их белозубы, как у негров. Черные телогрейки замаслены до блеска.

Под паровоз беспрерывно бежит лестница: два блестящих рельса с поперечинами шпал. Паровоз ловко взбирается по ней на покатые холмы, плавно огибает склоны и сбегает в низины.

Все вокруг движется, убегает назад, прочь, обновляется. И торопливый огонь в топке — такой живой! — тоже движется и обновляется.

Что может быть прекраснее?

Даже насыпь железной дороги была необыкновенной: из разноцветных, нарядных и холодных голышей. Может быть, камни привезли сюда веселые кочегары из разных стран: белые — с севера, черные, будто загорелые, — из Африки, серые — с берегов Приморья, зеленоватые — из прибалтийских озер?

Однажды в насыпи я нашел камень, похожий на пулю: ровненький, сужающийся в одну сторону.

Я показал находку Борьке, самому старшему из нашей компании. Он хмыкнул:

— Тоже невидаль… Чертов палец!

— Какой чертов палец?

— Мало ли какой… Его истолчешь в порошок, посыплешь на болячку, раз — и нет. Кровь поворачивает.

И без того было видно, что камень необыкновенный: точеный, совершенно не похожий ни на какой другой. Я не стал истирать его в порошок. Но к порезам прикладывал — вроде бы помогало.

Втайне я ждал от чертова пальца какой-нибудь неожиданности. И не ошибся.

…Через много лет я приехал в свой родной городок.

Пошел на железнодорожную насыпь. Она оказалась приземистой, замусоренной. Ни одного сколько-нибудь примечательного камня там не было: обломки обычных горных пород, которые попадаются всюду на Русской равнине.

Оставалось только усмехаться, припоминая, сколько тайн я находил прежде в этой груде гравия. А теперь знаю, как рождаются эти камни, из чего они состоят, и могу даже догадаться об их судьбе.

А вот и мой старый знакомый. Впрочем, никакой он не чертов палец. Обычная окаменелость, раковина-скелет древнего животного — белемнита.

Камень лежал у меня на ладони…

Вдруг я почувствовал, как он чуть заметно вздрогнул.

Он начал медленно изменяться. Из коричневого стал розовато-серым. На нем появилась тонкая, щекочущая ладонь кожица. Она утолщалась, шершавилась. Сквозь нее голубоватыми ветвями проглянули кровеносные сосуды.

Камень обволакивался живой плотью. Я ощущал легонькие упругие толчки.

У заостренного его конца выросли два полукруглых плавника, а на противоположном — появился как бы бутон цветка. Из него вытянулись щупальца — тугие и тонкие, как листья столетника.

Щупальца лениво шевелились. Бутон то чуточку набухал, то опадал. На нем поблескивали два черных глаза. Они наблюдали за мной.

Настоящий белемнит! Влажный и живой. И не бутон, а голова; не лепестки, а четыре пары хищных рук. Недаром он относится к головоногим моллюскам!

Белемнит был блестящим и скользким, как маринованный гриб. От него пахло йодом и тиной. На одном щупальце обрывком зеленой нитки висела водоросль.

Что случилось? Впереди расстилалось море. Я стоял на песчаной отмели. Вокруг было пусто.

Грязно-зеленые волны лениво подкатывались к моим ногам, шуршали, перебирая гравий, распластывались и пропадали. Их впитывал песок. Оставались только маленькие лужи — как зеркальца. В них синело небо.

Белемнит вдруг упруго, как резиновый, сжался, распрямился и юркнул с моей ладони. Он шлепнулся в лужу, расплескивая воду.

Накатывалась новая волна. Я поспешил схватить свою добычу. Но ловкое существо резко и разом взмахнуло своими щупальцами. Оно было похоже на стартующую ракету. Из него выкатился клуб черной жидкости. Еще толчок! По луже, как дым, расплылось черное пятно.

Я наудачу схватил первое, что подвернулось под руку. Встал. Разжал ладонь.

…Я стоял возле железнодорожной насыпи.

Камень лежал у меня на ладони — коричневый, гладкий, холодный. Маленькое объяснимое чудо.

Он только что перенес меня на сто пятьдесят миллионов лет в прошлое, на берег моря.

На моих глазах он ожил, и ожило море, и ожило для меня то далекое время, которое геологи называют юрским периодом.

Воображение и знание открыли мне чудесную возможность путешествовать в прошлое и видеть то, чего многие люди не замечают.

Мы отправляемся в геологическое прошлое. Словно километровые столбы проносятся мимо миллионы лет. Из них складываются сотни миллионов лет, миллиарды, и дорога в прошлое после трех с половиной миллиардов лет делается недоступной взгляду геолога, словно окутываясь туманом. Не дошло до нас никаких более или менее убедительных геологических документов (горных пород, минералов, следов каких-либо процессов), по которым можно судить о той эпохе. Только астрономы, космологи и философы пытаются восстановить и вообразить самые далекие дали времени, наблюдая свет и движение звезд, густой и невидимый глазу поток космических излучений и многие другие приметы, по которым можно узнать о жизни Вселенной сегодня и в прошлые времена.

Вся геологическая история Земли делится на пять эр. Самая удаленная от нас архейская — древнейшая — тянется более полутора миллиардов лет. За ней следует «эра первой жизни» — протерозойская («протерос» по-гречески — «первый», а «зоо» — «жизнь»). Продолжительность ее — тысяча триста миллионов лет. Следующая — палеозойская — эра («палеос» — «древний») длилась немногим менее трехсот пятидесяти миллионов лет. Мезозойская эра («мезос» — «средний») еще короче — около ста тридцати миллионов лет, а кайнозойская эра («кайнос» — «новая») продолжается до наших дней (шестьдесят миллионов лет).

В свою очередь эры разделяются на более короткие отрезки времени — периоды, а периоды делятся на эпохи. Это напоминает привычное нам разделение годов на месяцы, дни, часы, секунды…

Ежегодно мы наблюдаем смену времен года, и каждый день, каждый час и минута имеют примерно одну и ту же длительность. Но геологическое время неповторимо, и каждая эра, каждый период и эпоха имеют свои особенности. Потому что за долгую историю планеты живые существа непременно изменялись, как меняемся мы сами каждый день и каждую секунду.

Менялся и весь облик нашей планеты: там, где ныне возвышаются горы, некогда расстилались моря, а на территории нынешних морей бывала суша. Моря словно перемещались с места на место, а горы вздымались и рассыпались в прах, словно гигантские каменные волны. За миллионы лет геологической истории происходят необычайные события, увидеть которые невозможно за нашу скоротечную жизнь.

Итак, отправимся в путь. Чтобы он не продолжался слишком долго, мы сделаем лишь четыре остановки в геологическом прошлом.

Земля почти сплошь затянута облаками. Воздух тяжел и ядовит. В нем мало кислорода. Душно, как в парнике. Землю почти сплошь покрывает океан. Местами из воды торчат черные вулканические острова.

Быть может, мы попали на другую планету?

Нет, мы перенеслись на миллиард лет назад.

В протерозое нигде на Земле не встретишь привычных нашему глазу растений или животных. Лишь плавают в океане и покрывают дно, как плесень, сине-зеленые одноклеточные водоросли и комочки слизи.

Водоросли и микроскопические бактерии непрерывно поглощают углекислый газ и вырабатывают кислород. Они благоустраивают Землю для высшей жизни.

Протерозойская суша находится где-то на месте нынешней Евразии. Точно ее расположение не определишь — уж очень не похожа протерозойская Земля на современную.

Суша выглядит пустыней. Голые скалы, иссеченные трещинами; склоны, засыпанные мелкими обломками и угловатыми глыбами; глубокие темные шрамы ущелий. Много вулканических куполов и конусов.

Ветер взбивает над пустынями пыль. На закате огромное лиловое солнце тонет в густом красном зареве, и блестящие озера будто наливаются кровью.

Низины зеленые, голубые, бурые, черные. Вдоль увлажненных трещин цвет земли более яркий. Здесь скапливаются водоросли и бактерии. Особенно много их на дне озер и неглубоких лагун, в липком зеленовато-голубом иле, где неутомимые железобактерии накапливают гигантские массы железной руды, которой в будущем суждено превратиться в машины и оружие.

Живые существа еще со времен архея перерабатывают поверхность планеты, изменяют воздух, воду и горные породы.

К измененным условиям им самим приходится приспосабливаться. От этого они меняются и по-новому преобразуют окружающую природу. И снова приспосабливаются к ней, и снова меняются сами…

Так продолжается сотни миллионов лет. А из космоса, от Солнца, льется щедрый поток тепла и света, помогая жизни принимать новые, более сложные формы.

Мгновенно минуем огромный отрезок времени и перейдем в середину палеозойской эры, в последнюю треть девонского периода.

На месте нынешней Европы и Азии на тысячи километров расстилается океан. Точнее, не океан, а огромные моря.

Вы знаете, чем отличается море от океана? Конечно, оно меньше и мельче. Но для геолога более важно то, что под океанами слой земной коры сравнительно тонок — обычно не более 10 километров, а под морями в несколько раз толще. Поэтому моря вместе с сушей относятся к континентам, в отличие от океанов, где близко к поверхности подходят глубинные породы Земли.

Итак, под нами девонское море. На северо-западе (там, где теперь Прибалтика) возвышаются горы; то же — на месте Украины, Центральной Сибири и Крайнего Северо-Востока.

Опустимся в теплые зеленоватые воды девонского моря. Здесь среди водорослей очень много различных моллюсков и ракообразных. Повсюду плавают рыбы.

Почти все девонские рыбы без костей. На многих снаружи панцири, как на черепахах или средневековых рыцарях. Они так и называются: панцирные рыбы. Они неуклюжи. Не то что хрящевые — древние родственницы акул и осетров. Панцирные, не выдержав соревнования с ними, вскоре полностью вымрут, оставив лишь отпечатки своих тел на плитах песчаников.

Интересны девонские трилобиты — овальные существа (членистоногие), которые легко могли бы уместиться на ладони. У них округлые плоские головы с большими плоскими глазами. Они плавают, колыхаясь своими расчлененными на дольки телами.

А вот их дальний родственник — гигантский птериготус, ростом с человека!

Известковые кораллы, словно деревья, тянутся вверх со дна. Скопления их образуют огромные рифы.

По дну передвигаются пятиноги — морские звезды.

Как нива под ветром, волнуются водоросли.

Девонское море покрывает и нынешнюю Русскую равнину и казахстанские степи, приморскую тайгу и среднеазиатские горы. Море с одними и теми же обитателями.

А в районе Байкала… Здесь возвышаются небольшие горы. Климат теплый, влажный — тропический. Растения плотно заселили сушу. На смену хилым болотным псилофитам пришли папоротники, плауны, хвощи. Особенно много папоротниковых деревьев — археоптерисов.

Тихи девонские леса. Лишь изредка встречаются насекомые, тысяченожки и скорпионы. Других наземных животных как будто нет. Но… пойдемте на высыхающий берег отступившего моря.

Смотрите… В иле и грязи судорожно бьются, извиваются рыбы. Они пытаются ползти, опираясь на твердые плавники. Они лезут в липкий ил, скрываясь от солнца. Они стиснуты панцирями, неуклюжи и жалки. С уважением отнеситесь к ним. Им суждено великое будущее.

Со временем их жабры переродятся в легкие, плавники оформятся в виде лап, появится прочный костяной скелет, исчезнет панцирь. Их потомки научатся ловко ползать по земле, а потом бегать и даже лазать по деревьям. А там — встанут на ноги, начнут обрабатывать камни, говорить, сочинять сказки, читать книги…

Покинув девон — время обширных морей и лесов, теплого климата и рыб, выползающих на сушу, — мы приблизимся к современности, сделав остановку в середине мезозоя, в юрском периоде.

Со времен девона моря много блуждали по континентам. В начале юры они отступили почти до нынешних пределов, обнажив солнцу и воздуху обширные пространства Евразии.

Однако к концу юрского периода суша стала опускаться, и моря вновь наползли на нее с севера и юга.

Сглаженные вершины гор невысоко поднимаются над равниной. Низины превращаются в болота, деревья тонут в топи. Образуются угли Челябинского, Иркутского, Ткварчельского бассейнов. А в озерах Южного Урала и Подмосковья накапливаются железные руды.

Облик юрской суши почти всюду на Земле одинаков. Тропический климат и в Европе, и на Кавказе, и на Дальнем Востоке. Много папоротниковых и цикадовых деревьев.

Попробуем спилить одно из деревьев. На срезе его не видно годовых колец. Значит, в юре нет существенной разницы между летом и зимой (ведь годовые кольца образуются от изменений роста растений в разные времена года).

На дне морском кораллы продолжают свою вечную работу. Много воды утекло со времени первых подводных строителей. Кораллы изменялись, учились сооружать себе новые, более удобные жилища, обзаводились новыми щупальцами. Но по-прежнему оставались кораллами.

В водорослях то и дело встречаются спиральные раковины аммонитов. Среди них есть и гладкие, и покрытые сложными скульптурными узорами, и узкие, плоские, шарообразные.

За долгий юрский период одни аммониты закономерно сменялись другими. По ним нетрудно уточнить «юрское время». Если встретилась гладкая раковина аммонита (филоцераса), значит, мы — в нижней юре или средней. А если попалась спиральная раковина кардиоцераса или узорная двустворчатая — тригонии, значит, мы — в верхней юре.

А сколько других обитателей юрских морей! И губки, и раки, и круглые морские ежи, и родственники каракатиц — белемниты.

Но истинные хозяева планеты в мезозое — ящеры.

Летающие ящеры юры — настоящие драконы. Они обтянуты гладкой кожей. На передних лапах неимоверно разрослись мизинцы, и от них к задним лапам тянется перепонка.

В лесах не редкость археоптериксы — предки современных птиц величиной не больше грача. Но особенно много ящеров на суше.

В морях резвятся ихтиозавры, похожие на дельфинов. Плезиозавры вытягивают из волн свои змеино-лебединые шеи. Хищные плезиозавры вспенивают воды, и огромные их пасти с трехгранными зубами наводят ужас на всех плавучих тварей.

Пыхтя и ломая деревья, словно камышинки, двигаются по мелководью атлантозавры. Настоящие бродячие дома: двадцать метров в длину и девять в высоту!

Стуча костяными плашками на загривке, грозно выступает стегозавр. Он могуч и вооружен: даже на хвосте — острые шипы. Не обзавелся великан лишь одной малостью: в его черепной коробке мозга столько же, как у котенка, — в двадцать, тридцать раз меньше, чем у нас с вами. А ведь мозг — самое главное.

У всех ящеров-великанов мозг маленький. Стоит лишь взглянуть на них — горы мяса! — сразу становится ясным, что они в своей жизни могли похвастаться только непомерной физической силой.

В истории Земли постоянно соперничали сила и ум. И в конце концов непременно побеждал ум. Не случайно гигантские звери никогда не достигали такого могущества, которого достигли — даже без помощи техники — наши с вами мудрые, хотя и не очень сильные предки.

На лесистых берегах юрских болот блаженно пасутся травоядные ящеры. Они — само спокойствие, физическая мощь, лень и тупость. Довольно фыркая, они шумно обирают листья с деревьев.

Но громкие крики хищников наводят ужас на травоядных увальней. Против их исполинской силы выступает другая сила — свирепая, кровожадная.

Хищные динозавры — гроза юрских равнин. Самые крупные из них — цератозавры и аллозавры — поднимаются на десять метров над землей.

Какую мощь надо иметь, чтобы уберечься от этих убийц? Быть огромнее атлантозавра? Невозможно. Тяжесть собственного тела прижмет к земле, раздавит. Или надо иметь прочную защитную броню? Но ведь стегозавр защищен превосходно, однако и он терпит поражение в стычке с тиранозавром.

Хищники стремительны, хитры и беспощадны. Они снабжены клыками и когтями. Их гонит голод туда, где пахнет мясом и кровью. Они рыщут, подчиняясь велению своего прожорливого желудка.

Но если бы вдруг на всей Земле исчезли хищные животные, оставшимся в живых мирным травоядным не стало бы легче. Они испытали бы множество невзгод, ослабли и, может быть, очень скоро полностью бы вымерли.

Хищники — необходимая деталь в необыкновенно сложном, но точно отрегулированном механизме природы. Они пожирают гниющую падаль, убивают больных. Из великого множества разнообразных тварей остаются в живых самые быстрые, самые ловкие, самые защищенные и — что может быть наиболее важно — самые смышленые. Так происходит в природе естественный отбор.

В начале кайнозойской эры моря наступают на сушу, как некогда в юре. Под водой почти вся Европа, Крым и Кавказ. Теплые волны палеогенового моря Тетис плещутся в Подмосковье.

По берегам морей образуются обширные мелководные лиманы, прогретые солнцем. Над равнинами и болотами свободно текут потоки теплого воздуха, перенося избыток тропической жары к полюсам.

Тепло в палеогене.

В Западной Европе и у нас, до широты Киева, раскинулись влажные джунгли с вечнозелеными лаврами, миртами, пальмами, древовидными папоротниками и хвойными великанами — секвойями.

Севернее, вплоть до нынешних берегов Ледовитого океана, тянутся смешанные леса: дуб, каштан, бук, магнолия, береза, секвойя, ель, а местами даже сабаловая пальма.

На Чукотке, Аляске и Шпицбергене — богатые леса!

Палеоген — прекрасная пора, чем-то напоминающая сказочные райские времена.

Травоядные животные блаженствуют среди обильных лугов. Плотоядные хищники блаженствуют среди упитанных травоядных животных.

Странное это время. Живут все близкие предки современных животных. Но предки, удивительнейшим образом не похожие на своих потомков.

Можно ли поверить, что невзрачному коротконогому существу суждено стать могучим слоном; рогатому, напоминающему лося сиватерию обзавестись грациозным родственником — жирафом, а четырехпалому зверьку фенакодусу начать ряд животных, который ведет к нашей красавице лошади.

Не зная палеонтологии, невозможно угадать судьбу палеогеновых животных: кто из них станет великаном, а кто — карликом, кто — увальнем, а кто — стремительным скакуном.

Впрочем, предсказывать будущее всегда очень трудно, и всегда надо быть готовым к ошибкам. Ведь и некоторые школьники, которым пророчат славное будущее, не оправдывают надежд и становятся посредственными учеными, писателями или инженерами. А неприметные дети, преодолев множество трудностей, превращаются в людей великих душой и разумом.

Многие диковинные животные палеогена не дожили до нашего времени, не сумели измениться, приспособившись к новым условиям жизни. Они особенно интересны.

Уинтатерий — по внешнему виду нечто среднее между слоном и носорогом — имеет голову, украшенную шестью рогами. Под этим украшением, в толстой черепной коробке, прячется маленькая толика мозга.

Моропус — как гибрид. Шея и голова у него лошадиные, спина и хвост, как у тапира, ноги и ступни, как у носорога. И вместе с тем у него когтистые лапы.

В пустынных степях Центральной Азии вышагивают от оазиса к оазису стада самых крупных млекопитающих Земли — индрикатериев, безрогих родственников носорогов. Они вдвое выше и длиннее современных носорогов!

А в море Тетис живут бесчисленные нуммулиты. Их раковины мелки и круглы. Нуммулит умирает, и раковина его падает на дно. Словно оставляет нуммулит монетку в память о своем посещении света. Раковинки скопляются на дне и постепенно цементируются в плотный нуммулитовый известняк.

Пройдет несколько десятков миллионов лет, и смуглые египтяне под мерное пение примутся вытаскивать из каменоломен известковые глыбы, обтесывать их и передвигать в сторону города Дельфы. Нуммулитовый известняк, плита за плитой, сложит знаменитые египетские пирамиды. Как будто бы для того и жили нуммулиты, чтобы стать памятником властолюбивым и боящимся смерти фараонам.

Палеогеном началась эра млекопитающих. Подобно своим предшественникам — ящерам, они заполнили и сушу, и воду (дельфины, зенголодоны), и воздух (летучие мыши), хотя, конечно, в воде по-прежнему преобладают рыбы, а в воздухе — птицы.

В палеогеновых лесах лазают по деревьям древние обезьяны. Разоряют муравейники насекомоядные животные.

Временами континенты на многие тысячелетия соединяются друг с другом (Северная Америка и Южная — Панамским перешейком, Азия и Северная Америка — перешейком на месте нынешнего Берингова пролива), и животные перебираются с одного континента на другой. Потом перешейки заливает море, континенты надолго разъединяются, и животные на каждом из них развиваются самостоятельно.

Раньше всех обособилась Австралия. Потому-то и сохранились там редчайшие, вымершие повсюду, древние сумчатые животные — первые млекопитающие.

В конце палеогена земная кора медленно поднимается. Постепенно материки начинают приобретать привычные нам очертания. Огромными складками морщинится Земля вдоль зоны альпийской складчатости: растут Пиренеи, Альпы, Карпаты, Кавказские горы, Гималаи. В Северной Африке вздымается система Атласских гор, а в Восточной Африке земная кора, не выдерживая чудовищных давлений, трескается, покрывается шрамами разломов, через которые изливается магма.

Приближается современная четвертичная эпоха — время великих оледенений и господства человека на суше и в морях.

Представьте себе: мы находимся в комнате. В кресле удобно сидит молодой человек и с улыбкой рассказывает о своем фантастическом путешествии.

Предупреждаю: не будьте слишком доверчивы. Постарайтесь отличить в его рассказе правду от выдумки. Со своей стороны могу вас заверить: геологические сведения будут достаточно точны.

— Да, я совершил небывалое путешествие к мантии Земли. Вы можете сделать то же самое очень просто, если хорошенько представите себе то, о чем я говорю.

Когда мне предложили испытать наш подземоход, я согласился. Испытание проводилось в одном из маленьких вулканов Курильского архипелага.

Наш самолет сделал круг над вулканом, у которого была гостеприимно раскрыта огромная круглая пасть. Вулкан изрыгал плотные клубы пара. Я, помню, подумал: «У крошки не в порядке пищеварение». Днем позже, взобравшись на его макушку и заглянув в его бездонное чрево, я воздержался от шуток.

Подземоход монтировали прямо в кальдере. Прежде всего — атомный реактор. Наша конура с толстыми стенами напоминала кабину космического корабля. Она помещалась на самой макушке подземохода.

Наконец, мы с геофизиком Ильей забрались в подземоход. Запустили двигатель. Над горой выросла гигантская пальма раскаленной пыли. Будто бы началось извержение вулкана: это началось наше низвержение в вулкан.

Если вы склонны считать нас героями, позвольте задать один вопрос: можно было бы считать Магеллана великим путешественником, если бы он обогнул земной шар в наглухо закупоренном трюме корабля?

Мы были запрятаны в толстую скорлупу. И если бы не показания приборов и не грохот плазмы, плавящей камни, то никак не догадаться — витаем ли мы в воздухе, плывем по воде или проваливаемся сквозь Землю.

Подземоход погружался в земную кору, как горячий нож в сливочное масло. Струя солнечно-жгучей плазмы плавила скальные породы. Вихрь газов подхватывал расплав и выдувал его вверх по каналу, оставленному лодкой.

Илья смотрел в зеленые очи своих приборов не отрываясь:

«Восемь километров. Плотность три. Состояние твердое. Температура четыреста градусов по Цельсию».

Он словно читал на приборах что-то очень интересное, записывал в журнал цифры, вычерчивал графики. Наконец отстучал сухо, как телетайп:

«Пятнадцать километров. Плотность три и семь десятых. Состояние твердое. Базальт. Температура восемьсот градусов по Цельсию».

Мне представилось: в нашу кабину кто-то уверенно постучал. И сквозь обшивку вошел сам Сатана.

«Выходите, приехали», — скажет ласково он, как контролер, встретивший безбилетника.

Илья отзовется:

«Центр Земли. Плотность семнадцать. Состав неопределенный. Три тысячи градусов по Цельсию. Сущий ад».

«Что-то жарковато, — скажу я. — Может, поедем без пересадки?»

«Здесь конечная станция», — строго скажет Сатана.

И конечно же, даже вывариваясь в котле, Илья не забудет замерять колебания температуры и плотности.

Правда, дьявол нам не повстречался, хотя подземный жар и давление были действительно адскими.

Вдруг что-то загрохотало по нашей кабине. Подземоход задрожал на отметке 35 километров.

Илья захохотал и так стал махать руками, словно хотел взлететь к потолку:

«Мантия, мантия!»

Три часа продолжалась наша тряска на одном месте. Мы решили прекратить спуск. Впрочем, ничего другого и не могли решить. Земля не желала впускать нас в свое каменное сердце. В таких случаях приходится удаляться.

Подъем был медленным. Мы выполнили программу. Наш корабль слой за слоем прогрыз толстенную каменную книгу — земную кору. На каждом слое можно было бы прочесть историю его образования, найти отпечатки животных и растений.

Беда только: мы прогрызали каменные листы, подобно книжному червю. Вместо того чтобы читать ее! Впрочем, проницательные геофизические приборы помогли нам составить кое-какое представление о глубинных горных породах.

Мы обнаружили три основных слоя горных пород. У каждого из них своя плотность.

Сверху — самые легкие осадочные породы. Они накапливаются в морях, озерах, на суше. Глины — тончайшие частицы сложного химического состава. Песчаники — слипшийся, окаменевший песок. Известняки напоминают мел. Они состоят, как и он, из углекислого кальция и нередко сложены ракушками, скопившимися некогда на дне моря. А мергель — это известняк с примесью глины… Под ним лежит более плотный слой метаморфических пород. На этих глубинах такие высокие температуры и давления, что любая горная порода переплавляется, твердеет, вступает в новые химические реакции, претерпевает метаморфозы (превращения). Верхний метаморфический слой подобен граниту. Гранит состоит из зерен («гранула» по-гречески значит «зерно»).

Прозрачные зерна — это кварц, окись кремния. Розовые или белые кубики — это полевые шпаты. В них кремнекислота сложно соединена с калием или натрием и алюминием, блестящие чешуйки слюды — это сложное соединение все тех же кремнекислоты и алюминия.

А под слоем, подобным граниту, лежат базальты. В них кремнекислоты меньше половины. Они относятся к основным породам. Если кремнекислоты больше, чем в базальтах, но меньше, чем в гранитах, то порода называется средней, а если кремнекислоты меньше, чем в базальтах, то порода — ультраосновная. Кислые породы обычно светлы, а в основных исчезает прозрачный кварц и мало полевых шпатов. Появляются темные минералы… А под слоем, напоминающим базальт, начинается мантия; она, возможно, сходна с ультраосновными породами.

Однако и осадочные и метаморфические слои, образующие земную кору, редко залегают ровно. Обычно они перемяты и перемешаны. Земля живет. Она как бы дышит. Поднимается, образуя горы, и прогибается. Она сминает и корежит слои.

На больших глубинах земной жар так велик, что способен расплавить камни и превратить их в магму. Но подземное давление мешает этому. Если в каком-либо месте давление уменьшится (там, где кора растягивается), породы начинают плавиться… Между прочим, граниты, базальты и родственные им породы обычно называются магматическими, то есть рожденными из магмы… А если они по трещинам пробьются на поверхность, выльются и застынут, то это уже будут вулканические породы…

Пока мы с Ильей разбирались в полученных нами геологических материалах, мне приходили в голову неожиданные мысли.

Меняются давления, и меняются размеры очагов магмы. Породы то плавятся, то твердеют. Сначала должны плавиться одни химические элементы, затем — другие, третьи, и так далее по порядку.

Может быть, после этого они и накапливаются по отдельности? Пробьешь дырочку в одном месте — брызнет фонтан жидкого олова. В другом расплывется тусклое озеро молибдена. А где-нибудь выберешь в коре местечко, засыплешь графит — раз-два, что-то где-то бабахнет, тряханет, и будьте любезны, доставайте готовенькие алмазы…

Неплохая штука! Вулканчики по заказу. Повернешь какой-то рычажок, и льется медь или алюминий… А может быть, ничего такого никогда не будет и быть не может?..

Именно под землей, сидя в каморке, я впервые почувствовал, как много чудес и загадок скрывают глубины планеты.

Странные мы существа — люди! Рождаемся на земле, ходим по ней и уходим в нее, умирая. И так плохо ее знаем! Матушка-Земля, владычица жизни, до сих пор остается непонятой нами.

Почему-то в школе не изучают геологию — быть может, самую увлекательную и ценную для людей науку.

До сих пор мы лишь забираем подземные богатства, но не стараемся преумножать их. Даже далекий космос ближе и понятней нам, чем горные породы, лежащие совсем неглубоко под подошвами наших ботинок…

На этом кончается выдуманный рассказ подземного путешественника.

К сожалению, до сих пор еще никому из людей не удалось проникнуть в земную кору на глубину более 3,5 километра. Даже скважины удается просверлить лишь на 8 километров. А подземоходы, проникающие в прочные скалы, как горячий нож в масло, существуют только в воображении фантастов.

Наши маршруты вдоль геологических осей выдуманы. И все-таки они правдивы, потому что геологи умеют по неприметным для других признакам восстановить прошлое и с помощью приборов исследовать недра.

Первая камералка Умение строить воздушные замки

Многие уверены, что геологи постоянно путешествуют. В действительности, полевые работы (то есть экспедиции) занимают едва ли половину рабочего времени геологов. Представители некоторых геологических специальностей могут и вовсе быть домоседами.

В любой экспедиции опытный исследователь встречает много нового, интересного и неожиданного. Из маршрутов он приносит образцы горных пород, о которых трудно, а то и невозможно судить на глазок. Да и как знать, может быть, то, что кажется новым и неожиданным, прежде уже кто-нибудь обнаружил и изучил.

Поэтому геологу приходится не только путешествовать, но и хорошенько изучать и обдумывать результаты полевых работ. Это называется «камералить», заниматься камеральными работами. От слова «камера», по-латински означающего «комната». То есть геологи занимаются «комнатными» работами.

Вот и мы с вами, совершив путешествие в глубь времен и к центру Земли, попытаемся осмыслить полученные факты, займемся камеральными работами.

Если астроном открыл новую планету, значит, это факт. Если ботаник нашел и описал растение, это тоже факт. Если по правилам математики выведена новая формула, это факт.

Факт всегда можно подтвердить, проверить. С ним приходится соглашаться.

Но груда кирпичей — не дом. И факты — еще не наука, а лишь «строительный материал» для нее.

Если бы Дмитрий Иванович Менделеев только собрал сведения обо всех известных в его пору химических элементах, это было бы, конечно, ценно для науки, но еще не было бы открытием. Когда же он выстроил элементы в определенном порядке и обнаружил ряд замечательных закономерностей, в согласии с которыми изменяются их свойства, и смог даже, пользуясь периодической системой, верно описать неизвестные еще элементы, то это было открытием. Открытием, которое легло в основу современной химии.

Стало быть, наука — это сооружение, которое строится из фактов с таким расчетом, чтобы новые факты не нарушали его стройности.

Все это относится и к геологии. В экспедициях добываются факты, в лабораториях они уточняются, а при камеральных работах приводятся в стройный порядок с учетом всего известного ранее.

Во время экспедиций обнаруживается так много новых фактов о строении и жизни Земли, а экспедиций так много, что привести в порядок полученные сведения чрезвычайно трудно.

Возьмем, к примеру, физику. Ньютон вывел свои законы, пользуясь сравнительно немногими данными о движении планет и взаимодействии тел. Эйнштейн уточнил законы Ньютона с помощью, по сути дела, одного нового факта — о неизменности скорости света.

А в геологии новых фактов — тысячи.

Когда речь идет о том, что можно увидеть, услышать, потрогать руками, исследовать в лаборатории или представить в виде строгой формулы, геологи довольно быстро приходят к согласию. Но, путешествуя в глубины Земли или в дали прошлого, многое надо воображать, допридумывать и спорить.

Палеонтологи с изумительным искусством по немногим остаткам восстанавливают облик исчезнувших животных. Поэтому, двигаясь в прошлое, мы имеем возможность увидеть причудливых жителей прежних эпох почти так же отчетливо, как современных — в зоопарке. Но это вовсе не избавляет нас от множества вопросов.

Почему растения и животные, некогда заполнявшие всю Землю, вдруг исчезли?

Почему некоторые виды живых существ почти совершенно не меняются за десятки и даже сотни миллионов лет? Такие, как водоросли, медузы, кораллы, скорпионы. И в то же время у других организмов изменения бывают иногда такими стремительными, что просто диву даешься. Человек, например, за один миллион лет переступил огромную ступень, отделяющую нас от обезьяны. Почему?

Удивляет развитие мозга. Этот сложнейший орган зародился около полумиллиарда лет назад. Вначале он усложнялся очень медленно, но со временем все быстрее и быстрее, словно горный обвал, стремящийся в пропасть. Почему так происходило? Ведь водоросли и многие другие простые существа за тот же срок не обогатились мозгом. А жили, несмотря на это, неплохо.

Вообще простые существа (микробы, к примеру) очень приспособлены к земной жизни. А вот сложные куда более нежны и могут погибнуть даже при небольших изменениях климата. Почему же тогда почти всегда из простых возникали сложные и редко — наоборот?

Мы знаем: лицо нашей планеты подвижно. Вулканы дымят там, где прежде расстилались тихие лагуны. Вечная мерзлота сковывает земли, на которых некогда цвели пальмы. Какие силы вызывают эти движения и смену климатов?

А почему образовалась земная кора? Мантия Земли? Внутреннее ядро? Откуда берется магма? Что раскаляет недра планеты?

И живые существа, и поверхность Земли изменяются чаще всего скачками. Слои горных пород откладываются попеременно. И в каждом крупном слое обычно можно найти остатки организмов, которые ни в нижних слоях, ни в верхних не встречаются.

Чем вызваны эти скачки?

Я нарочно нагромоздил гору вопросов, чтобы вы почувствовали, как трудно приходится геологам и как много открытий предстоит им совершить.

В заключение нашей первой камералки, для того чтобы получше запомнить азбуку геологической науки, перейдем к практическим занятиям. Попытаемся собственными силами сотворить Землю.

На первый взгляд такое предприятие требует бесчисленного множества различных материалов — твердых, жидких, газообразных. Однако в действительности дело обстоит много проще. Главное — иметь три элементарные частицы: протон, нейтрон и электрон. Согласно современным воззрениям, именно они слагают вещество нашей планеты. Протоны заряжены положительно. Нейтроны похожи на них, но не имеют никакого заряда: они нейтральны. Каждый электрон в тысячу восемьсот раз легче протона и имеет одинаковый с ним по величине, но обратный по знаку заряд.

Прежде всего возьмем один протон. У него один положительный заряд: он притягивает к себе один отрицательный электрон. И получается атом водорода.

Гелий получается, если слепить вместе два протона и два нейтрона. Они слагают ядро, имеющее двойной положительный заряд (по числу протонов). Оно притягивает два электрона.

Таким способом можно получить все химические элементы таблицы Менделеева. Количество протонов (равное количеству электронов) показывает порядковый номер элемента.

У каждого атома — свой характер. Ядра некоторых элементов легко распадаются — такие элементы называются радиоактивными. У других ядра прочные, но зато некоторые электроны очень легко срываются со своих оболочек. Лишившись электронов, атомы становятся заряженными положительно. А если атом присоединяет чужие электроны, то он заряжается отрицательно.

Положительные и отрицательные атомы слипаются между собой, как магнитики. Они образуют молекулу.

Некоторые атомы не желают отдавать свои электроны и не присоединяют чужие. Они редко образуют молекулы с другими атомами. Один из таких элементов так и называется — аргон, то есть лентяй.

Выходит, что каждый полученный элемент, благодаря своим личным свойствам, может быть жадным захватчиком электронов или добрым дарителем своих электронных богатств. Стоит только наштамповать атомы разных элементов, они начнут объединяться, или разбегаться, или одиноко блуждать, не ввязываясь в химические реакции.

Через некоторое время каждый атом найдет свое место. Образуются более или менее устойчивые и однородные химические соединения, которые называются минералами.

Минералов очень много. Они бывают и газообразными, и жидкими, и твердыми, в зависимости от действия температуры и давления. Вот, скажем, вода. На уровне моря под давлением воздуха она становится льдом при температуре ноль градусов (по шкале Цельсия), а переходит в пар при ста градусах. При уменьшении давления (например, на вершине горы) она переходит в пар при 90 или 80 градусах по Цельсию. А под большим давлением она может оставаться жидкой, даже раскалившись до 200 градусов. Примерно то же самое происходит и с другими минералами. Только у каждого из них своя температура плавления или испарения.

В земной коре много одних элементов (например, кислорода и кремния) и очень мало других. Трудно сказать, почему это. Мне, по крайней мере, совершенно непонятно. Но факт остается фактом: земля состоит в основном из восьми химических элементов.

Атомы земли не живут сами по себе, а образуют различные соединения. Чаще всего встречается несколько десятков минералов, а вообще-то количество известных минералов исчисляется тысячами; если добавить сюда те искусственные химические соединения, которые мы научились делать, то число минералов увеличится, пожалуй, вдвое.

Но и это еще не все. Каждый минерал имеет тоже свой характер. С одними своими собратьями он встречается, с другими — нет. Обычно минералы объединяют геологи в группы, в зависимости от их химического состава и происхождения. Минералы в земной коре образуют содружества, которые называются горными породами.

Итак, мы создали химические элементы. Они стали объединяться в минералы, а минералы — в горные породы. Если все это происходит в космосе, то, согласно закону Ньютона, чем больше будет скапливаться частиц, тем сильнее объединят и уплотнят их силы притяжения. Облако химических элементов и минералов сожмется в шар.

Когда шар достигнет размеров Луны, затем Земли, в центре его минералы изменятся неузнаваемо, сдавленные со всех сторон силами притяжения. Они образуют новые соединения и приобретут новые свойства. На поверхности каменного шара скопится легкая и подвижная жидкость — вода. А вокруг будут свободно и легко парить атомы и молекулы газов.

Теперь нам остается раскрутить построенную планету, как юлу. Закружить ее вокруг Солнца. Наделить спутником — Луной. Направить на нее потоки солнечных лучей и космических излучений далеких галактик.

И Земля оживет. Даже небольшие изменения скорости вращения заставят ее пульсировать, подобно живому сердцу. Впитывая излучения Солнца и космоса, она будет меняться по составу: возникнут на ней новые минералы или даже химические элементы.

Поверхность суши, открытая солнцу, воде, воздуху и живым существам, меняется особенно быстро.

Из года в год, из века в век на сушу и на дно морей оседают из воздуха и воды песок, пыль, погибшие растения и животные, некоторые химические соединения. Чаще всего подобные осадки образуют слои — толстые и тонкие, узкие и распластанные широко по дну озера или моря.

Каждый слой — страница. Умелый, внимательный читатель прочтет на ней о климате, о морях и суше прошедшей эпохи, о движениях поверхности Земли. И даже увидит удивительные «иллюстрации» — отпечатки скелетов, раковин, по которым можно познакомиться с давным-давно исчезнувшими звероящерами, рыбами, кораллами и другими существами.

Каждая страница каменной летописи Земли содержит нечто свое, особенное, неповторимое.

По своему составу эти страницы — точнее, осадочные горные породы — обычно повторяются. Осадочные породы чаще всего разделяют на четыре группы по способу их образования: дроблением (обломочные), действием коллоидов (глинистые), химическими процессами (химические) и жизнедеятельностью организмов (биогенные).

Однако летопись Земли за долгие миллионы лет геологической истории порядком поистрепалась. Местами ее страницы «истлели» (выветрились) под действием воды, ветра, солнца, а то и уничтожены напрочь. Отдельные главы разорваны и перемяты могучими силами, постоянно тревожащими земную кору.

Попадая в глубины планеты, где властвуют огромные давления и температуры, осадочные слои плавятся. Они перерождаются в метаморфические и магматические породы. Из мантии Земли навстречу им поднимается глубинное вещество планеты и еще больше усложняет обстановку. Многие горные породы, на первый взгляд одинаковые, могут иметь разное происхождение.

Мы сотворили Землю. Но после того как создали химические элементы, наштамповали их в большом количестве, зажгли Солнце и раскрутили Землю, делать нам стало нечего. Все пошло само собой: образовались минералы, горные породы, каменная, газовая и водная оболочки. Они обрели движение и жизнь.

Смастерить — это еще полдела. Каждый из нас умеет сложить бумажный самолетик. Но просто ли догадаться, как он держится в воздухе, почему летит и выписывает мертвую петлю? Трудно ли выдувать мыльные пузыри? А попробуйте объяснить, почему они не лопаются сразу? Почему одни пузыри очень яркие, радужные, а другие — нет; почему маленькие пузыри падают вниз, а большие поднимаются вверх…

Мы умеем использовать минералы и горные породы, создаем новые химические соединения и новые химические элементы, управляем движением электронов и даже вмешиваемся в жизнь атомных ядер. И все-таки постоянно тревожат нас вопросы, на которые мы толком не можем ответить.

Чтобы из простых частиц построить сложный атом химического элемента, требуется затратить гигантское количество энергии. Откуда она взялась? И почему на Земле образовалось сто химических элементов, а не одинаковые атомы одного элемента, скажем, самого «простого» — водорода?

Если предположить, что планеты рождены из раскаленного, насыщенного энергией солнечного вещества, то возникает вопрос — как образовалось Солнце?

Да и без удаления в далекие догеологические времена рождения планет и звезд нам в каждом атоме и минерале открывается бездна загадок. Даже крохотный электрон в одних опытах ведет себя как шарик, а в других — как некая туманность. Он может поглощать порции света или излучать их. И вообще, как доказано, если мы определяем одни свойства одного электрона, то другие свойства просто невозможно узнать.

А что находится между электроном и атомным ядром? Есть ли на свете абсолютно пустая пустота, где нет вообще ничего? Что заполняет нашу Вселенную и как этот заполнитель влияет на жизнь звезд, планет, живых существ? Чем заполнено пространство между частицами, слагающими атомное ядро? Между отдельными атомами? Да и сами элементарные частицы, слагающие атомы, все еще загадочны.

Известно, что если частица встречается с другой частицей, в точности похожей на нее, но имеющей противоположный заряд, то происходит взрыв. Вспыхивает свет. Обе частицы исчезают. Это называется аннигиляцией. А нет ли какой-нибудь «нигиляции», когда встречные пучки света рождают разные частицы?

На первый взгляд подобные вопросы не имеют отношения к геологии. Но мы, геологи, очень многое не понимаем в жизни минералов, горных пород и всей Земли именно потому, что не знаем толком строение и жизнь частиц, атомов, молекул, а также солнечных систем, галактик и разных излучений, пронизывающих все вокруг.

Вот почему, построив в своем воображении планету, не следует очень-то гордиться своим успехом. Даже если бы мы смогли узнать все, что известно всем геологам — а одному человеку этого узнать просто невозможно, — то и в таком случае Земля осталась бы для нас немногим более понятной, чем те планеты, которых еще не тронули наши руки или наши «умные» приборы.

Ну, а если речь идет не о всей планете, и не о тайнах атомов, и не о рождении солнц? Если нам хочется узнать всего лишь об одном каком-нибудь небольшом участке суши или моря?

Большинство геологов исследуют именно небольшие отдельные территории. Из года в год приезжают сюда экспедиции. Все минералы и горные породы, которые здесь встречаются, обнаружены и подробно изучены в лабораториях. Неужели этого недостаточно?

Да. Как ни удивительно, но до сих пор идут споры о геологическом строении любого мало-мальски сложного района. Впрочем, что тут странного? До тех пор пока ученые не будут путешествовать вдоль геологических осей так же уверенно, как по железнодорожным путям, пока мы не узнаем все особенности жизни Земли, нам не найти даже крохотного пятачка, который бы мы поняли полностью.

Каждая страна, каждый район, даже исследованные вдоль и поперек, обязательно хранят какие-то свои тайны и сулят геологу много новых находок и открытий.

Ну, а теперь, после выдуманных путешествий, разрешите пригласить вас в обыкновенные экспедиции. Когда-то мне довелось в них участвовать. Сейчас я с удовольствием повторю их по памяти вместе с вами.