По холодным следам

Глава X Практика и теория

Обычная закономерность: чем моложе слои горных пород, тем ближе к поверхности должны они залегать. Выходит, четвертичные (плейстоценовые) породы слагают привычную нам поверхность земли, лежат у нас под ногами…

С чего начинается геология?

Крутые ступени скал — к облакам. Таежная глухомань. Крупицы золота на дне лотка. Молоток с длинной рукояткой — почти как у альпинистов. Рюкзак с драгоценными самородками. Дремучая борода, обветренное лицо.

Когда-то так думал я. Пока не стал геологом.

Карабкался по крутым ступеням скал. Молотком оббивал мшистые каменья в безымянных падях. Не видал крупиц золота на дне своего лотка. И рюкзак мой оттягивали (ударяя при каждом шаге ниже пояса) вовсе не драгоценные самородки. Много еще было всякой геологической всячины, прежде чем открылась мне простая истина: геология начинается от подошв наших ботинок.

Даже если мы стоим на земле.

Даже если под нами асфальт шоссейной дороги.

Даже если мы — на крыше дома. Или в самолете.

И уж конечно, если мы забрались на гладкую лысину валуна или карабкаемся по горной тропе.

Геология изучает горные породы и все, что с ними связано, что создает и разрушает их, образует вулканы, горные страны, долины — одним словом, принимает участие в жизни планеты. Имеют отношение к геологии растения и животные (они создают особые породы), асфальтированная дорога или дом, который влияет на лежащие снизу грунты и сам, как они, состоит из минералов. Имеем отношение к геологии и мы с вами, все человечество и вся созданная нами техника — новая могучая геологическая сила, изучение которой только еще начинается.

Исследовать отложения стомиллионолетнего возраста сплошь и рядом проще, чем стотысячелетнего. Даже геологу, привычному к научным дискуссиям (в любой геологической науке бездна спорных проблем), становится как-то не по себе при знакомстве с головоломками последних сотен тысяч лет истории Земли. Вокруг одних только лёссов полтора столетия не утихают споры специалистов.

Существует четвертичная геология, изучающая четвертичный период. И нет геологии третичной, меловой. Выделяется, правда, геология докембрия. Но ведь докембрий-то длился в тысячу раз дольше четвертичного периода!

Так почему же — четвертичная геология?

Причин, пожалуй, несколько. Главная: геология начинается от нашего времени. Верхние слои горных пород обычно имеют четвертичный возраст. На них стоят наши дома, плотины и синхрофазотроны. По ним колесят машины и шлепают босые ноги. От них начинают ракеты путь в космос.

Пленка жизни, покрывающая нашу планету, в одних местах сгущена, в других — тонка и неплотна. Сгущения жизни — на берегах рек и морей, в мелких озерах, в речных устьях. Почти вовсе нет жизни на ледниках и в глубинах океана.

Техносфера сгущена в городах и промышленных районах. А кое-где, в особенности на заповедных территориях, будто бы не существует человека и техники.

Очаги техносферы зажигаются в самых неожиданных местах. Вот в завьюженной Антарктиде появились поселки. Вот батискаф Пикара погрузился в глубочайшую океаническую впадину. Спутники обживают околоземный космос. Люди ходят по Луне.

Преобразование природы обычно начинается с сельскохозяйственного освоения территории. Выжигаются и вырубаются леса, распахиваются степи, пойменные луга превращаются в выгоны для скота, устраиваются запруды, дренажные канавы или оросительные системы.

Позже приходит черед промышленности, горным промыслам, городам и транспортным магистралям.

Кристаллы домов, разрастаясь, опустошают поля и врезаются в лес. Заводы и города требуют много воды. Ее начинают откачивать по скважинам из земли и сооружать обширные водохранилища. От промышленных площадок поднимаются столбы дыма и пыли, которые расплываются по небу наподобие плоских облаков.

Из конца в конец пересекают промышленные районы шоссе. На них непрерывно рокочут автомобили. От этого дороги гудят, как пчелиные ульи. Так же напряженно гудят провода электролиний.

На нынешней земле повсюду видны необычайные преобразования природы — печать технозойской эры. И даже таежная глухомань, бескрайние ледяные поля Северного Ледовитого океана, даже морозная ледниковая пустыня — Антарктида не избежали этой участи. Изменяется вся воздушная оболочка планеты — атмосфера. В ней появились новые газы, техническая пыль, радиоактивные вещества. Это влияет на климат всей Земли.

А в городах и промышленных районах все создано людьми. Еще в 1909 году академик А. Е. Ферсман писал: «Скорый поезд проносил меня через промышленные районы Бельгии и Прирейнских округов: металл и уголь перевозятся из глубоких шахт, накапливаются горы пустой породы, целые долины засыпаются шлаками, дымятся тысячи труб, вынося в воздух угольную кислоту; идет огромная лаборатория химических превращений».

Четвертичная геология не занимается изучением всех этих преобразований. И все-таки она связана с ними. Во-первых, почти все инженерные сооружения воздвигаются на четвертичных отложениях. Очень важно знать свойства этих отложений и условия их залегания для того, чтобы устойчиво стояли дома, плотины, фабричные корпуса. Во-вторых, в четвертичных породах содержатся разнообразные полезные ископаемые.

…На северные равнины Европы, Америки, Сибири наползали ледники. И подледные реки клокотали в них, и валуны важно двигались со льдом — заморские варяжские гости. И огромные озера разливались на окраинах ледниковых покровов, и могучие реки начинали отсюда свой путь. А позже наступала теплая пора межледниковий, хмурых хвойных лесов и солнечных дубрав, топких болот на месте зарастающих озер. Теперь все это застыло в земле слоями песков, глин, плотных морен и податливых торфяников. Геологи-четвертичники кропотливо осматривают обнажения, бурят многочисленные скважины, отбирают образцы пород, исследуют их свойства, ищут ископаемые остатки животных и растений, под микроскопом определяют пыльцу, сохранившуюся с давней поры, проводят изотопные анализы.

Очень много тратится сил и средств, без устали работают специалисты, не только изучая живую природу, но и читая бесчисленное множество научных статей и толстенных монографий, учатся студенты в высших учебных заведениях, а затем продолжают учиться всю последующую жизнь, углубляясь в науки. А для чего?

Бесконечные научные споры, сомнения, поиски и находки — какой прок от этого? Конечно, приятно потешить свое любопытство, разузнать о растаявших ледниках — искать прошлогодний снег. Интересно представить себе межледниковые леса и степи с необычными животными. Но уж не слишком ли далеки теории от практики? Если потребуется — можно изучить как следует то место, где предполагается строить город или завод, или те отложения, в которых есть надежда отыскать полезные ископаемые. А зачем узнавать о великих оледенениях, о движениях давно исчезнувших ледников и руслах несуществующих ныне рек? Зачем прослеживать сложные пути валунов?

Любая научная теория похожа на воздушный замок. Она возникает в воображении ученого. И когда мы восстанавливаем по разрозненным остаткам прошлое, не удаляемся ли далеко-далеко от современности, от нынешних нужд, от наших повседневных дел в область фантазий и «чистой» науки?

Практики, «деловые люди», придавленные грудой насущных нужд, частенько усмехаются: «Наука — наукой, а дело — делом». И с ними трудно не согласиться. В хозяйстве самая мудрая мысль или формула бесполезны, если с помощью их нельзя получать дохода.

Конечно, кроме такой прямой пользы, существует иная, возможно, более важная. Научное открытие, будь оно самое что ни на есть теоретическое, раскрывает глубже и шире перед человеком окружающий мир, добавляет нам разума, знаний. «Наука изощряет ум; ученье вострит память», — поучал мудрый Козьма Прутков.

И все-таки к ученым-теоретикам часто пристают с вопросом: какая практическая выгода от вашей работы? Действительно, какая польза от изучения далеких звезд? Пыльцы вымерших растений? Глубочайших недр планеты? Растаявших ледников? А польза, конечно же, есть.

Не зная закона Ньютона, мы должны были бы каждый раз замерять силу тяготения между двумя телами. Не имея понятия о первом и втором началах термодинамики, продолжали бы вечно изобретать вечный двигатель…

Сейчас некоторые страны (в основном СССР и США) запускают в космос дорогостоящие спутники Земли. Какая от них польза? Прогноз погоды.

До сих пор штормы, тайфуны, необычайные наводнения, снегопады, суховеи обрушиваются на страны, терзают целые континенты, причиняют людям колоссальный ущерб, уносят ежегодно тысячи, а то и сотни тысяч человеческих жизней.

Наблюдения за погодой с Земли вести очень трудно — требуется работа многих метеорологических станций, объединение разрозненных сведений, обработка. На большей части планеты (пустыни, горы, ледники, океаны) этих станций почти нет. Метеорологические спутники сообщают о погоде всего земного шара, передают снимки облачного покрова, показывают направление движения циклонов, тропических ураганов и т. д. Однако, как бы ценны ни были эти сведения, сами по себе они не позволяют делать далеких прогнозов. Не говоря уж о годовых, даже прогнозы на сезон, даже на месяц вперед очень неточны.

Тут-то и должна помочь наука. Именно она способна более или менее точно предугадать будущее.

Четвертичная геология, восстанавливая климаты прошлого, помогает ученым разобраться в причинах и законах изменения климатов на Земле, давать более уверенные прогнозы на будущее. Сейчас особенно важно иметь такие прогнозы. Ведь мы начали сознательно переиначивать природные условия на огромных территориях: проводим оросительные каналы в пустынях, осушаем заболоченные земли.

Представьте себе, что через десять лет начнется естественное увлажнение сухих ныне районов, а в заболоченных полесьях климат станет суше. В таком случае окажутся напрасными наши преобразования, не учитывающие подобных изменений.

Или, к примеру, проблемы Каспийского и Аральского морей. За последние годы эти гигантские резервуары воды постепенно уменьшаются в размерах. Предложены различные проекты спасения Каспия и Арала. Но можно ли приступать к их реализации, если не будут как следует выяснены причины колебаний уровня воды в морях? Ведь и раньше бывали подобные колебания. Надо же знать, что может произойти в недалеком будущем. А вдруг моря снова начнут свое наступление на побережья (ведь в четвертичное время Каспий доходил до Волгограда!), и тогда потеряют смысл все наши мероприятия по спасению морей.

Еще важнее разобраться в особенностях четвертичной геологии в связи с инженерной деятельностью. Представьте, что мы строим высокий и обширный заводской корпус на том месте, где в межледниковое время проходила речная долина. Сейчас она скрыта под чехлом более молодых осадков. Но на некоторой глубине под одним углом нашего здания будут залегать речные пески, а под другим — болотные илы и торфяники, оставшиеся от древней старицы. Плотные пески легко выдержат тяжесть здания. Илы и торфяники станут сминаться, и этот угол заводского корпуса начнет оседать. В стенах появятся трещины, и не исключено, что все наше сооружение окажется в опасности.

Много известно случаев разрушения домов, построенных на лёссах. Попадает в грунт вода, лёссы проседают, и постройки перекашиваются или рассыпаются.

Специальная наука — инженерная геология — изучает взаимодействие машин, домов, различных инженерных сооружений с горными породами. Почти подо всеми сооружениями залегают четвертичные отложения. Значит, инженеру-геологу необходимо знать все особенности четвертичных пород и условия их образования.

А знаете ли вы, что в валунах встречаются алмазы?

В Северной Америке драгоценные крупицы самого твердого минерала обнаружены во многих валунах южнее Великих озер. Конечно, добывать алмазы из валунов, раскиданных по равнине, предприятие не выгодное. Однако геологи-четвертичники разработали валунный метод поисков полезных ископаемых. Суть его в том, что отмечаются на карте валуны, в которых встречен полезный минерал. Восстанавливаются пути разноса валунов. По этим путям, как бы двигаясь против течения былых ледников, можно прийти к тем участкам, откуда были содраны обломки, отыскать так называемые коренные месторождения полезных ископаемых.

Правда, американцам до сих пор не удалось по валунам отыскать подземные клады алмазов. Возможно, месторождения скрыты под водой на дне Великих озер. Не исключено, что все алмазосодержащие породы были разрушены и разнесены по равнине в виде песка и валунов.

Столь же загадочна судьба коренных месторождений алмазов на Урале. До сих пор они не обнаружены. А уральские алмазы добывают… нет, не из валунов, а из речных четвертичных песков.

В речных песках вообще встречается немало полезных ископаемых — россыпных месторождений. Всем известно, что из песков отмывают крупицы золота. Конечно, можно и случайно наткнуться на золотоносные пески. Но сейчас, когда добывают золото не отдельные искатели счастья, а крупные производственные тресты, не приходится полагаться на удачу. Требуется опора на науку. И конечно, не обойтись тут без четвертичной геологии, которая помогает находить отложения былых рек и выяснять их особенности.

Нередко россыпные месторождения связаны с речными песками определенного возраста. Например, на Среднем Урале дочетвертичная речная сеть существенно отличалась от четвертичной: менялся со временем и состав песков, и менялись содержащиеся в них ценные минералы. Поэтому для успешных поисков уральских россыпных месторождений требуется хорошо знать историю речных долин.

Интересна судьба месторождения золота в Финмаркене (Норвегия). Чешуйки золота обнаружили сначала в современных речных песках. Позже выяснилось, что и более древние пески являются золотоносными. Некоторые из подобных песков залегают в покинутых реками руслах.

Геологи стали искать коренные месторождения. И не могли найти. Расширили зону поисков, охватив ею даже часть территории Финляндии. Однако ни в гранитах, ни в кварцевых жилах, пересекающих гранитные массивы, золота не оказалось.

Прослеживая залегание золотоносных россыпей, геологи выяснили связь их с мореной. В морене также были встречены чешуйки золота. По бороздам и штрихам на склонах — по холодным следам былого ледника — геологи восстановили движения ледниковых потоков. Ледник двигался на северо-восток. Следовательно, место первоначального залегания золотоносных пород должно было бы находиться где-то на юго-западе.

И вновь поиски не дали ожидаемых результатов. Почему? Для ответа на этот вопрос геологи тщательно исследовали речные золотоносные пески. По составу и форме песчинок выяснили, что, скорее всего, песок образовался не из древних гранитов, а из более молодых осадочных пород. Значит, крупицы золота проделали долгий путь и, возможно, не раз переоткладывались и морскими, и речными водами, и ледниками. Чтобы отыскать коренные месторождения золота в Норвегии, требуется во многих деталях восстановить палеогеографию (древний рельеф, древние речные русла и морские берега и т. д.) ледниковых, а также межледниковых эпох дочетвертичного времени.

Конечно, речные отложения могут быть и вовсе не связаны с оледенениями. А вот валунный метод поисков полезных ископаемых целиком основан на ледниковой геологии. По валунам обнаружены многие коренные рудные месторождения в Скандинавии и Финляндии, некоторые месторождения в Сибири, на Северном Урале.

На Среднесибирском плоскогорье в 1959 году были найдены ледниковые валуны, содержащие медные и никелевые руды. Восстановив движение былого ледника, геологи через два года начали бурение на перспективных участках, к которым вели «холодные следы»: шрамы на скалах, штрихи, груды валунов, гряды конечных морен.

Первые же разведочные выработки обнаружили коренное месторождение медно-никелевых руд.

К тем же результатам можно было бы прийти и без знания четвертичной геологии. Тогда пришлось бы наудачу бурить множество скважин в округе. Рано или поздно наткнулись бы на месторождение. Но сколько бы потребовалось на это сил, времени, материальных затрат!

В этом и заключается практическая ценность наук: они открывают нам более точные, простые и надежные пути для достижения самых различных целей — строительства завода или плотины, создания самолета или счетной машины, получения высокого урожая или открытия месторождений полезных ископаемых.

Между прочим, полезными ископаемыми нередко служат сами четвертичные породы.

Для стекольного производства требуются кварцевые пески; для бетона — крупный песок и гравий; для кирпичей — глина; для дорожных насыпей, земляных плотин и дамб используются различные четвертичные породы. Из торфа вырезают брикеты на топливо.

…Петр Кропоткин писал о ледниковом периоде, никак не думая, что его теория поможет какой-нибудь геологической экспедиции отыскивать месторождения песка для бетона, глин и мела, а уж тем более — никеля или алмазов. Наш современник Б. Л. Личков не мог предугадать, что его идеи о древних реках и речных террасах в Полесье помогут изучать пути засоления подземных вод в районе только что построенных Солигорских калийных комбинатов.

Теории вовсе не обязательно должны использоваться нынче. Им приходит черед и через годы, и через десятилетия. Хороший хозяин всегда запасается впрок. А из всех запасов самые драгоценные — знания. Между прочим, обычно лишь второстепенные идеи приносят пользу тотчас. «Большое видится на расстоянии…»

О пользе научных теорий очень хорошо сказал великий Леонардо да Винчи: «Влюбленные в практику без науки — словно кормчий, вступающий на корабль без руля или компаса; он никогда не уверен, куда плывет. Всегда практика должна быть воздвигнута на хорошей теории».

Но еще теория дает «толчок идеям». Сама она может оставаться «бесполезной». А уж от идей, которые она возбуждает, выгода будет явной и большой. Точно так же учитель может не делать великих открытий, но слава ему, если он сумел воспитать талантливых ученых.

Для человека мысль — это жизнь. Мир мыслей так же необходим нам, как и мир практической работы. Если вы родились на Земле не цветком и не деревом, не облаком и не вулканом, не оленем и не волком, так научитесь же понимать и ценить то, что отличает вас от этих прекрасных созданий!