Плутонія

НАУКОВА БЕСІДА

Через кілька днів після повернення експедиції на «Полярну зорю» розгулялася звичайна для цих широт страшенна пурга, що припинила всякі прогулянки та роботи на свіжому повітрі. Коротали час в кают-компанії, обмінюючись враженнями про зимівлю серед криги та подорож в Плутонію. Труханов особливо цікавився подробицями спуску в підземний світ, що супроводжувався різними незрозумілими для експедиції явищами.

— А чи знаєте, Миколо Інокентійовичу, — сказав Каштанов, — що ваш лист, розпечатаний того дня, коли ми побачили мамонтів у тундрі, яка прийшла на зміну льодам, пояснив нам, куди ми потрапили, але не задовольнив нас. Ми хотіли б знати, на чому ґрунтувалося ваше припущення, що земна куля порожниста, припущення, яке так блискуче справдилося.

— Якщо хочете знати, — відповів Труханов, — ідея ця не моя і навіть не нова. Її висловлювали більш як сто років тому деякі вчені Західної Європи, і я натрапив на неї, переглядаючи старі журнали, зацікавився і зайнявся її перевіркою. І в результаті перевірки переконався, що вона правдоподібна.

— Чи не поділитесь ви з нами вашими доказами?

— З задоволенням. Якщо хочете, зроблю вам сьогодні ж увечері докладну доповідь.

Увечері в кают-компанії відбулася цікава наукова бесіда.

Розглянувши коротко погляди стародавніх народів про плоску Землю серед первісного океану і вчення Арістотеля про кулясту форму Землі, Труханов докладніше спинився на поглядах нового часу.

— Наприкінці XVIII століття вчений Леслі твердив, що Земля всередині заповнена повітрям, самосвітним внаслідок тиску. В цьому повітрі рухаються дві планети — Прозерпіна і Плутон…

— Плутон? — не стримався Боровий. — Отже, ми не придумали нічого нового для внутрішнього світила!

— Так, з цим ім’ям вас випередили, — продовжував Труханов. — І деякі вчені навіть обчислили шляхи цих планет, наближення яких до земної кори ніби породжує магнітні бурі та землетруси. На думку Леслі, на внутрішній стороні Землі, освітленій м’яким електричним світлом, панує вічна весна, і тому там існує прекрасна рослинність і своєрідний світ…

— І він мав цілковиту рацію! — вигукнув здивований Папочкін.

— Вхід у земну порожнину, за вченням Леслі, повинен бути близько 82° північної широти…

— Але ж це подиву гідно! — сплеснув у долоні Макшеєв. — Як він міг узнати так точно? Ми знайшли південний край цього входу під 81° з чимось.

— Леслі визначив його за місцем найбільшої інтенсивності північного сяйва, бо гадав, що сяйво виходить саме з середини Землі, являючи собою електричне проміння, яке освітлює середину Землі. Вчення Леслі знайшло багатьох прихильників, і навіть цілком серйозно розглядали питання про спорядження експедиції всередину Землі.

— От так маєш, — посміхнувся Громеко, — і тут у нас трохи не було попередників!

— Але експедиція не відбулася, бо авторитетні вчені того часу — Бюффон, Лейбніц, Кірхер — висміяли гіпотезу Леслі, назвавши її фантазією. Вони обстоювали вогненно-рідке ядро Землі, одно спільне або з численними другорядними вогнищами, які називалися пірофіліціями. Наприкінці XVIII століття струнка гіпотеза Канта-Лапласа про утворення всієї нашої планетної системи з газоподібної розжареної туманності привернула до себе майже всіх і відсунула на задній план інші гіпотези.

— Але Кормульє в 1816 році доводив, що Земля всередині порожня і що кора її має завтовшки не більше як триста англійських миль.

— Галлей, Франклін, Ліхтенберг і Кормульє старалися пояснити явища земного магнетизму і його вікові зміни з точки зору існування гіпотетичної внутрішньої планети. Німецький професор Штейнгаузер в 1817 році вважав існування цієї планети, яку він назвав Мінервою, майже безсумнівним.

— Виникли знову проекти експедиції всередину Землі. Відставний піхотний капітан Сіммес, що жив у Сен-Луї в штаті Міссурі, в квітні 1818 року надрукував у газетах лист і розіслав його багатьом установам Америки та Європи, адресований «всьому світові», з девізом «Світ дає світло, щоб відкрити світ до безконечності».

Ось що він писав:

— Що ж, відбулася ця експедиція? — запитав Каштанов.

— На нещастя або, якщо хочете, на наше щастя, вона не відбулася. Лист Сіммеса звернув на себе увагу, і до редакцій газет і журналів, а також до вчених посипалися запитання зацікавлених читачів. Пропозиція відважного капітана, який не боявся залишити після себе вдову і десять сиріт, обговорювалася в пресі, але ні ста сміливих супутників, ні грошей на експедицію вона не зібрала. Вчені, обрані патронами, очевидно, вважали бідного Сіммеса просто мрійником або божевільним. Справа в тому, що багато хто був переконаний, що всередині Землі є порожнина і є планета, але в існування отвору, через який можна було б проникнути всередину, не вірили.

— Так, фізик Хладні в статті про середину Землі, викликаній листом Сіммеса і надрукованій в ученому журналі, зазначив, що отвору бути не може: якби такий коли-небудь був, його неминуче заповнило б водою. Надто повільний рух планети, виявлений Штейнгаузером, Хладні пояснює тим, що він відбувається у дуже густому середовищі стисненого повітря, можливо під впливом притягання Сонця і Місяця. Він будує ще такі інтересні припущення, не видаючи їх, звичайно, за незаперечні: тому що при сильному стисненні повітря виділяється тепло, а дуже нагріте тіло повинно світитися, то в центрі земної порожнини, де тиск з усіх боків найбільший, страшенно стиснене повітря повинно утворити масу, яка світить і гріє, щось ніби центральне сонце.

— Жителі внутрішньої поверхні Землі, якщо такі існують, бачать це сонце завжди в зеніті, а навколо себе освітлену ним всю внутрішню поверхню, що повинно становити дуже красиву панораму.

— Гіпотези про внутрішню планету ще трималися деякий час. Бертран у тридцятих роках минулого століття теж гадав, що земна куля порожня, і в цій порожнині є магнітне ядро, яке переміщується під впливом комет від одного полюса Землі до другого.

— В XIX столітті найбільшу кількість прихильників мала гіпотеза про вогненно-рідке ядро Землі, за вченням Канта — Лапласа. Її прихильники сперечалися тільки в питанні про те, яку товщину має тверда земна кора. Одні вважали достатньою кору в сорок — п’ятдесят кілометрів товщини, інші ж обчислювали її в сто кілометрів, а дехто навіть від тисячі двохсот сімдесяти п’яти до двох тисяч двохсот двадцяти, тобто від однієї п’ятої до однієї третини земного радіуса. Але така товщина кори суперечить вулканічним і геотермічним явищам Землі, як суперечить їм і гіпотеза, яка припускає, що Земля являє собою зовсім остигле тверде тіло. Тим-то як коректив прихильники товстої кори припускають, що серед неї ще збереглися окремі басейни розплавленої маси, які і є вулканічними вогнищами.

— Тому в другій половині XIX століття більше прихильників дістала четверта гіпотеза, яка говорить, що Земля має тверду нетовсту кору, тверде ядро і в проміжку між ними більш-менш товстий шар розплавлених порід, так званий олівіновий пояс.

— Тверде ядро припускають на тій підставі, що ближче до центра Землі, внаслідок величезного тиску, що є там, всі тіла, незважаючи на високу температуру, яка в багато разів перевищує їх точку плавлення (при нормальному тискові), повинні бути в твердому стані.

— Земна кора складається з більш легких порід, а в олівіновому поясі скупчені більш важкі, багаті на олівін і залізо; в самому ядрі переважають найбільш важкі речовини, наприклад метали. Гадають, що залізні метеорити, які складаються переважно з нікелевого заліза, є уламки планетних ядер, а кам’яні метеорити, що складаються з олівіну та інших багатих на залізо мінералів з вкрапленнями нікелевого заліза, дають нам поняття про склад речовини олівінового пояса.

— Ця гіпотеза і тепер ще має багатьох прихильників, але поруч з нею за першість бореться і інша, саме гіпотеза Цепріца, яка воскресила в новій формі вчення Леслі та інших учених кінця XVIII і початку XIX століть.

— Ця гіпотеза виходить з того фізичного закону, що при високих температурах, які неминуче повинні існувати в надрах Землі, всі тіла мають бути в газоподібному стані, незважаючи на величезний тиск.

— Вам відомо, що існує так звана критична температура газів, при якій вони не стискуються і не переходять у рідину ні при якому тискові. Безумовно, що в центрі Землі ця критична температура перевищена в багато разів. Тому саме ядро повинне складатися навіть з так званих одноатомних газів, які втратили вже свої характерні хімічні властивості, бо молекули їх уже розпалися на атоми під впливом високої температури. Це ядро оточене шаром газів у перегрітому надкритичному стані, яке в свою чергу оточене шаром звичайних газів.

— Далі йде шар рідини, речовини в розплавленому стані, потім шар рідини густої, як лава або смола, і ще шар, перехідний від рідини до твердого тіла, в так званому заховано-пластичному стані, порівнюваний за консистенцією з шевською смолою.

— Нарешті, зверху знаходимо тверду кору. Всі перелічені шари, звичайно, не відмежовані різко один від одного, а зв’язані поступовими переходами, внаслідок чого при рухові Землі ці шари не можуть переміщатися один відносно другого, впливати на припливи і відпливи, на переміщення земної осі. Щодо товщини земної кори, то тут є незгода. Шведський геофізик Арреніус гадає, що газоподібне ядро займає 95 % земного діаметра, вогненно-рідкі шари 4 %, а тверда кора тільки 1 %, тобто має близько шістдесяти чотирьох кілометрів товщини.

— Інші ж кору вважають далеко товщою — у вісімдесят, сто і навіть тисячу кілометрів. Але більш тонка кора, шістдесят — сто кілометрів, не більше, краще узгоджується з явищами вулканізму, горотворення, геотермічними і т. д.

— Ви бачите, що ця гіпотеза воскресила вчення Леслі й інших, правда, без внутрішніх планет і зовнішніх отворів, виправдала навіть думку капітана Сіммеса про концентричні сфери. Але про заселеність надр Землі при температурі, яка розкладає навіть атоми газів, звичайно, не могло бути й мови.

— А тимчасом вони заселені! — вигукнув Каштанов. — Адже ви, відряджаючи туди експедицію, передбачали цю заселеність?

— Цілком правильно, і тепер я переходжу до викладу своєї гіпотези, — відповів Труханов. — Я давно вже прихильник гіпотези Цепріца і провадив спостереження та обчислення для її дальшого розвитку й підтвердження. Спостереження стосувалися визначення сили тяжіння, явищ геомагнетизму та поширення землетрусів.

— Як відомо, хвилі землетрусів розходяться не тільки по твердій земній корі, а й по прямому шляху через надра Землі. Тим-то, якщо трапиться землетрус у наших антиподів, то чутливі інструменти вловлять дві серії ударів — спершу ті, що йдуть найкоротшим шляхом земного діаметра, а потім уже ті, що йдуть по земній корі, тобто по периферії кулі. Швидкість поширення струсів залежить від густини та однорідності середовища, і за цією швидкістю можна робити висновок про стан середовища.

— І ось цілий ряд спостережень на різних сейсмічних станціях Землі і, особливо, в моїй обсерваторії на Мунку-Сардику, де я встановив нові, надзвичайно точні й чутливі інструменти на дні глибокої шахти, біля підніжжя гірського хребта, виявили факти, які не узгоджуються з гіпотезою Цепріца. Виявилось, що земне ядро має складатися не з дуже згущених тиском газів, а навпаки, з розріджених, трохи хіба густіших за наше повітря, які займають близько трьох чвертей діаметра. Інакше кажучи, це газоподібне ядро повинно мати приблизно вісім тисяч кілометрів у діаметрі, а тому на рідкі й тверді шари залишається не більш як дві тисячі чотириста кілометрів товщини з кожного боку. А серед газоподібного ядра доводилося припустити існування твердого або майже твердого тіла, тобто внутрішньої планети, діаметром не більш як п’ятсот кілометрів.

— Як ви могли визначити діаметр цього невидимого тіла? — зацікавився Боровий.

— Дуже просто. Це тіло було на шляху ударів тільки тих землетрусів, які траплялися прямо на антиподах моєї обсерваторії, саме в Тихому океані на схід від Нової Зеландії, а якщо землетрус траплявся на самій Новій Зеландії або в Патагонії, то на прямому шляху його поширення твердого тіла не бувало. Цілий ряд спостережень дав можливість визначити максимальні розміри цього тіла, звичайно, з приблизною тільки точністю. Ці спостереження показали, що всередині Землі є великий простір, заповнений газами, які мало чим відрізняються своєю густиною від густини повітря, а серед них у центрі знаходиться внутрішня планета, діаметр якої не більший як 500 кілометрів. Загалом ці спостереження виявились більш узгодженими з гіпотезами старіших учених, а не Цепріца. Але в такому разі виникає сумнів щодо правильності всіх підрахунків розподілу важких речовин у земній корі. Середня густина Землі, як відомо, становить 5,5, а густина гірських порід в поверхневому шарі кори тільки 2,5–3,5 і навіть менше, якщо взяти до уваги великі маси води океанів. Тому вчені вважають, що в напрямі до центра мають залягати тіла з дедалі більшою густиною, яка біля центра ядра досягає 10–11. Але якщо всередині Землі великий простір зайнятий газами з густиною повітря, серед яких знаходиться маленька планета, то доводиться прийняти зовсім інший розподіл густин у земній корі, яка оточує внутрішню пустоту з газами. Я вважаю, що легка поверхнева частина кори має близько 77 кілометрів завтовшки, важка внутрішня части-’ на з великим вмістом важких металів має 2300 кілометрів і внутрішня порожнина газів 4000 кілометрів (включаючи і планету); в сумі це дорівнює 6377 кілометрам — радіусові Землі. Якщо прийняти середню густину важкої частини кори за 7,8, то густина Землі в цілому і буде 5,5 відповідно до визначень геофізиків.

На дошці, що була в кают-компанії, Труханов виконав перед слухачами всі обчислення об’єму і ваги складових шарів Землі, щоб довести свою думку про розподіл мас. Прийнявши в такому зміненому вигляді гіпотезу Цепріца, Труханов розглянув питання про те, як утворився отвір, що сполучає земну поверхню з внутрішньою порожниною, якою мали вилетіти згущені і гарячі гази з порожнини. Вказавши на часте падіння на Землю з космічного простору якихось небесних тіл, що називаються метеоритами, Труханов висловив припущення, що колись на Землю впав величезний метеорит, який пробив кору завтовшки в 2377 кілометрів і залишився всередині, перетворившись у планету Плутон. Як на доказ можливості такого падіння він вказав на величезну западину в штаті Арізона Північної Америки, що називається метеоритним кратером. Ця западина являє собою вибоїну, зроблену колись величезним метеоритом, про що можна судити по знайдених там його уламках. Але цьому метеоритові не вдалося пробити кору, він відскочив і, мабуть, упав у Тихий океан, тоді як Плутон пробив кору і залишився всередині.

— Коли ж трапилась ця катастрофа? — запитали слухачі.

— Не пізніше як у тріасовому періоді. Це видно з того, що в найвіддаленішій частині внутрішньої порожнини, якої досягла експедиція, знайдено представників юрської фауни і флори. Вони переселились у цю порожнину з поверхні Землі після утворення отвору, виходу через нього газів і охолодження внутрішньої порожнини. А пізніше таким самим способом поступово переселялись туди фауна і флора крейдяного, третинного і четвертинного періодів, послідовно відтісняючи в глиб порожнини пришельців попереднього часу.

— Поки Земля Нансена скута льодами, внутрішня порожнина гарантована від проникнення в неї представників сучасної флори і фауни з земної поверхні. І тільки людина XX століття у вашій особі відважно переборола цю перешкоду й проникла в таємничу країну, де прекрасно збереглися, завдяки сталому кліматові і життєвим умовам, представники флори і фауни, які давно зникли на Землі. Ви відкрили цей палеонтологічний музей, про існування якого я не міг навіть гадати.

— Ви прекрасно змалювали заселення внутрішньої поверхні, — зазначив Каштанов, — хоч палеонтологи, можливо, знайдуть і спірні пункти у ваших припущеннях. Але я хотів би ще запитати, куди ж зникли уламки земної кори від утворення пробоїни?

— Я гадаю, що дрібніші були викинуті назад газами, які вирвалися з надр, а більші могли почасти сплавитися разом з метеоритом у світне тіло Плутона, почасти могли впасти на внутрішню поверхню і утворити там горби і цілі плоскогір’я.

— Можливо, ті великі горби з олівінової породи, багатої на залізо, які ви відкрили на берегах ріки Макшеєва в її середній течії, являють собою такі уламки. Можливо, і все плато Чорної пустині на південному березі моря Ящерів складається з подібного величезного уламка, — все це потребує дальшого вивчення.

— А вулкани, згаслі й діючі, що їх ми знайшли на цьому плато, — як поясните ви їх існування?

— Мені здається, це неважко. За гіпотезою Цепріца, поверх шарів або поясів, що складалися з газів, ішов шар вогненно-рідкий. Після утворення пробоїни, коли гази ринули в неї і тиск усередині Землі почав різко слабшати, частина цього шару повинна була перетворитися на пару і гази, а решта являла собою кипляче вогненне море. Пара і гази поступово вийшли через отвір, температура і тиск у внутрішній порожнині дедалі зменшувались, і лавове море почало вкриватися твердою корою. Спершу ця кора була тонка і слабка, часто розривалася під тиском газів і пари, які й далі виділялися з розплавленої маси. Але поступово вона зміцніла, Прориви траплялися чимраз рідше, як на поверхні Землі в перший період її життя. Вулкани показують тільки, що на певній глибині під цією корою збереглися ще басейни з вогненно-рідкою лавою, яка й проривається назовні, як на земній поверхні, з тією різницею, що продукти — поспіль дуже важкі, переповнені залізом породи, яких ми на Землі не знаємо.

— Але ж коли внутрішня поверхня являла собою спершу вогненне море, як ви сказали, — зазначив Макшеєв, — то уламки кори, що впали в нього, повинні були потонути в ньому або розплавитися.

— Це не обов’язково, — заступився Каштанов. — Дрібні уламки, звичайно, розплавилися, але великі, — адже вони могли досягати кількох кілометрів у діаметрі — завдяки своїм розмірам розплавилися тільки почасти. Що ж до їх занурення в глиб вогненного моря, то це залежало від їх питомої ваги. Якщо вони були легші від розплавленої маси, — а це цілком можливо для частини уламків, — то вони плавали на її поверхні, наче крига в морі, і, як крижини, розтавали з країв і знизу.

— Я не обстоюю своєї думки, — сказав Труханов, — це було перше припущення, яке спало мені на думку під час вашого запитання. Все це вимагає дальшого дослідження. Ми знаємо тепер тільки вузьку смужку Плутонії понад рікою Макшеєва і по берегах моря Ящерів, а що являє собою ця величезна країна в обидві сторони від ріки? Чи далеко йде Чорна пустиня на південь? Що лежить за цією пустинею? Чи немає там знову оазисів життя?

— Мені здається, що немає, — зазначив Папочкін, — і ось чому. Вологу, без якої не може бути життя, приносять вітри, що дмуть з півночі, з отвору. Ця волога — продукт, головним чином, земної поверхні. Як ми переконалися, дощі не поширюються далі за південний берег моря Ящерів. Вітри залишають усю свою вологу на цій порівняно невеликій віддалі від отвору, а за морем, на всьому дальшому просторі внутрішньої поверхні залягає безводна й неродюча пустиня застиглої лави. Я думаю навіть, що з самого початку юрське життя поширювалось на дуже близьку віддаль від отвору, і тільки поступово, в міру того, як кількість вологи у вигляді річок ї озер збільшилася завдяки постійному припливові її через отвір, це життя посувалося чимраз далі на південь. Можливо, і море Ящерів утворилося порівняно недавно, і тому вода його не така солона, як вода океану.

— Ну, з цим не можна погодитися, — сказав Каштанов. — Коли б це море утворилося недавно, в ньому не могли б жити представники юрської фауни, як-от риби, іхтіозаври та плезіозаври. Ні риби, ні іхтіозаври не могли переселитися з земної поверхні всередину по сухому, як от мурахи, або повітрям, подібно до птеродактилів. З цього виходить, що в пробоїну все-таки проникло море, хоч би на невеликий час, і вузькою протокою.

— Але дозвольте! — вигукнув Папочкін. — Як могло море пройти слідом за метеоритом усередину? Воно зустріло б розжарені гази й вогненну поверхню і з усіх заврів та риб вийшла б тільки величезна юшка, а не потомство.

Усі розсміялися, але Каштанов відказав:

— Ви робите надто поквапні висновки з моїх слів, Семене Семеновичу. Я ж не говорив, що море проникло слідом за метеоритом. Метеорит упав, як гадає Микола Інокентійович, у тріасовий період, а фауна моря юрська. Отже, ми маємо достатній проміжок у часі для виходу газів і охолодження внутрішньої порожнини. Можливо, в іншій частині Плутонії море Ящерів тягнеться значно далі на північ, показуючи той шлях, яким морська фауна переселилася колись усередину,

— От бачите, скільки запитань, надзвичайно цікавих і важливих, виникає одразу ж, коли ми починаємо міркувати про природу Плутонії, — сказав Труханов. — І кожний з нас може намітити їх цілий ряд за своєю спеціальністю. А кінець кінцем — треба відрядити другу експедицію для дальшого дослідження Плутонії. Чи не так?