Текст книги "Детский университет. Исследователи объясняют загадки мира. Книга вторая"

Апатозавр

Ложились ли динозавры спать?

Новые виды динозавров, такие как апатозавры, брахиозавры и ультразавры, расселились по всей планете. Подобно современным жирафам, они имели маленькую голову и длинную шею, которая позволяла им дотягиваться до крон деревьев и обгладывать ветви. В день эти животные могли запросто уничтожить до полутонны зеленого корма. Лучше даже не думать о том, сколько экскрементов они оставляли. Чтобы не остаться голодными, динозавры вынуждены были поглощать пищу в течение двадцати часов в сутки. Если им становилось жарко, они отправлялись купаться. А время от времени задремывали, пригревшись на солнце. Об образе жизни динозавров написана уйма книг и статей в интернете. И все равно вопросов остается очень много. Например, нам до сих пор неизвестно, спаривались ли динозавры в воде (как крокодилы) или на суше. И как они спали – стоя или лежа? А может быть, они вообще не спали по-настоящему, а лишь впадали в дрему прямо на ходу?

Разнообразие видов

Что касается разнообразия видов, то в этом динозаврам поистине не было равных. К 2018 году известно уже около 1000 родов и около 1200 видов. Предполагают, что общее разнообразие могло достигать более 1500 родов и 2100 видов! Этих разнообразных животных ученые разделили на два отряда – ящеротазовых и птицетазовых, отличающихся прежде всего строением таза. И хотя ящеры довольно сильно разнились между собой, все они принадлежали к одному надотряду динозавров.

Ученые находили отпечатки лап нескольких динозавров совсем близко друг к другу и на этом основании сделали вывод, что семьи динозавров могли походить на семьи слонов – слоны, как известно, на протяжении долгого времени держатся вместе, помогая друг другу. Не исключено, что разные виды динозавров могли объединяться и перемещаться сообща. Пожалуй, столь умными, как слоны, они все же не были – уж больно маленьким у них был для этого мозг, – но не такими и глупыми, как предполагалось раньше. Ведь уже для того, чтобы жить в стаде, необходим достаточно высокий уровень интеллекта. По всей видимости, у динозавров-вегетарианцев в центре стада под защитой сильных взрослых находились молодые особи.

Уход за потомством

В 1993 году в Монголии нашли скелет овираптора, который, широко раскрыв лапы, прикрывал телом гнездо с 22 яйцами. В некоторых других гнездах динозавров было обнаружено множество осколков яичной скорлупы. Основываясь на этих открытиях, ученые заключили, что, вылупившись из яйца, детеныши динозавров оставались некоторое время в гнезде, где о них заботились родители. А скорлупу они тем временем давили лапами, так что получались мелкие осколки.

Благодаря усилиям палеонтологов было найдено большое количество яиц динозавров. Размером они с футбольный мяч и довольно-таки прочные, так что детенышам приходилось хорошо поработать клювом, чтобы вылупиться. Во многих гнездах было обнаружено множество лежащих рядом яиц. Это позволило предположить, что динозавры высиживали яйца подобно птицам, а затем, как птицы, старательно и терпеливо заботились о потомстве. Это, кстати, одно из свидетельств, что динозавры были довольно-таки развитыми существами.

Чем большего размера достигали растительноядные динозавры, тем больший интерес они представляли для других своих собратьев. Так постепенно сформировалась новая группа динозавров, которые вернулись к мясной пище. И они стали опасней, чем все динозавры, жившие до них. Эти новые хищники развернули охоту на травоядных динозавров. Самым большим и выдающимся из них был тираннозавр. Впрочем, о нем не так уж много известно. Предположительно тираннозавр обитал на территории всей планеты, по размеру был сопоставим с одноэтажным домом и весил не меньше слона. Тираннозавр обладал гигантским черепом и маленьким мозгом. Передние лапы у него были крайне малы и, вероятнее всего, почти не использовались. Совершенно иначе обстояло дело с зубами: изогнутые, с мелкими зазубринами, и на каждый можно было наколоть целого кролика.

Тираннозавр

Рептилии обитали не только на суше, но и в воде и даже в воздухе. Морские просторы бороздили ихтиозавры, похожие на гигантских дельфинов. По воздуху летали могучие птерозавры – их шкура напоминала шкуру летучих мышей. Как эти гигантские животные научились летать, мы можем только догадываться. Возможно, некогда самые отважные из них вскарабкались на дерево или скалу и спрыгнули оттуда, как белки. Выжить удалось лишь самым легким или тем, у кого на лапах и туловище были перья. А уж затем умение летать они передали по наследству потомкам. Остальным повезло меньше.

Что делать, если встретишь динозавра?

Может ли человек выжить, если повстречается с тираннозавром? К счастью, этот вопрос встает только в кино. Но если пофантазировать, то можно предположить, что, как и любой охотник, динозавр реагировал на движение своей будущей жертвы. А потому, доведись кому-то из нас повстречать динозавра, вести себя с ним нужно так же, как с крокодилом или кусачей собакой: сначала остановиться, а затем медленно-медленно пятиться.

Лучшая стратегия выживания

Выживет животное или не выживет, зависит от того, найдет ли оно себе хорошее местечко в природе. Место обитания, которое занято тем или иным видом, ученые называют нишей. Ниша считается удачной, если выполняются несколько условий: животным хватает пищи, климат подходящий, враги не слишком опасны. На примере травоядных динозавров мы видим, как животные находят для себя подходящую нишу и как ее защищают. Когда у плотоядных динозавров стало меньше добычи, они нашли для себя новый и очень значительный источник питания: растения. Те постоянно отрастали вновь, а значит, этот источник регулярно пополнялся. Когда у этих динозавров появились враги, они выработали стратегию, помогавшую им обороняться, – они объединились. Одно животное в стаде высматривало врага и заранее предупреждало других об опасности. Тогда этим гигантам оставалось только пустить в ход свои хвосты и сообща дать отпор неприятелю.

Чтобы не угодить в лапы врагу, звери используют разные стратегии. Одни умеют отлично прятаться, другие меняют цвет, как хамелеоны, третьи предпочитают обзавестись колючим панцирем, как стегозавры, четвертые, как зайцы, очень быстро бегают.

Разумеется, своя стратегия есть и у хищников. Одни подстерегают жертву в засаде, чтобы потом внезапно наброситься на нее, другие долго преследуют, пока жертва не сдастся. Но число подобных стратегий в природе небезгранично, и каждому виду нужно найти для себя единственно верную. Нет такой стратегии, которая бы подходила для каждого. В природе только потому все так отлажено, что разные стратегии дополняют друг друга. Хищникам необходимо, чтобы у них была добыча, а иначе они умрут с голоду. Но жертвам хищники тоже нужны – в противном случае их станет чересчур много.

Целаканты

Когда в 1938 году близ южноафриканского побережья была поймана первая рыба из отряда целакантообразных[7]7
  Рыба была названа латимерией по фамилии куратора одного из музеев ЮАР Марджори Куртене-Латимер, которая ее обнаружила. – Примеч. пер.


[Закрыть], весь научный мир замер от удивления. Раньше считалось, что тяжеленная рыбина весом до 100 килограммов вымерла вместе с динозаврами. И вдруг выяснилось, что и сегодня она прекрасно себя чувствует в глубинных морских водах. Целаканты имеют темно-коричневую окраску со светлыми пятнами, они медленно передвигаются на глубине, обходясь скудным питанием. Лишь при виде добычи целакант делает быстрый рывок в ее сторону.

Идеальной стратегии выживания попросту не существует. Впрочем, если внимательно посмотреть, каким видам животных удалось особенно долго оставаться на плаву, то можно установить некоторые общие для этих видов особенности. Итак, в наиболее выгодном положении находятся животные, умеющие легко приспосабливаться, особенно если они непривередливы в еде. Немалое преимущество получают те виды, которым удалось найти для себя спокойное местечко, где условия обитания достаточно постоянны. Неслучайно в морских глубинах до сих пор живет рыба из отряда целакантообразных, обитавшая тут еще 400 миллионов лет назад. Имеет значение и оптимальный размер животного. Почти все виды с течением времени увеличиваются. Так было с динозаврами, медведями и лошадьми, то же происходит и с человеком. Но слишком большими быть тоже нехорошо – иначе рискуешь стать неповоротливым, не сможешь хорошо спрятаться, не найдешь для себя достаточно корма, ведь голод будет увеличиваться вместе с размерами.

Новые виды всегда возникают на замкнутых территориях, скажем, на острове или на окруженной горами равнине. Для природы такие места – своего рода исследовательская лаборатория. Если вдруг по внезапному капризу природы на свет появится новое существо с чересчур развесистыми ушами или с крайне резким, отпугивающим запахом изо рта, то этот признак оно может передать своему потомству. Если группа, в которой появился организм с новым признаком, большая и разнообразная, то этот признак, скорее всего, быстро исчезнет. А в небольшой и изолированной группе особи чаще производят потомство с одним и тем же партнером. В такой группе больше вероятность, что новый признак, если он, конечно, оказался полезным, передастся потомству и распространится в популяции. Иначе говоря, природа действует методом проб и ошибок. Скажем, если слишком резкий запах изо рта будет отпугивать не только потенциальных врагов, но и партнеров – спрашивается, а зачем он тогда нужен?

Падение метеорита

Сегодня можно точно просчитать, какие катастрофические последствия вызвало падение метеорита на территории современной Мексики. В момент падения метеорит проделал в атмосфере большую дыру; при ударе его о Землю из газов и горячей пыли образовался громадный огненный шар, который поднялся в космос. На Земле он выжег все живое в радиусе трех тысяч километров от места столкновения астероида с нашей планетой. Землю накрыло гигантское грибовидное облако пыли. И, по-видимому, на протяжении нескольких месяцев это облако не пропускало к поверхности Земли прямые солнечные лучи. Это стало причиной массовой гибели от засухи растений, множество животных были обречены на голодную смерть. В тот момент на Землю одновременно обрушились едва ли не все самые страшные напасти, которых мы сегодня так опасаемся: лесные пожары, кислотный дождь, разрушение озонового слоя. В море погибла значительная доля планктона, а ведь он был нужен не только для пропитания рыб, но и для выработки кислорода.

Есть ли связь между кратером в Мексике и гибелью динозавров?

Несмотря на свое видовое разнообразие, все динозавры были близкими родственниками. Не случайно ведь 65 миллионов лет назад их постигла единая участь – почти все динозавры вымерли (лишь за очень небольшим исключением). Итак, 65 миллионов лет тому назад эпоха динозавров закончилась. И это совпало со многими другими кардинальными изменениями на планете, поэтому ученые решили считать этот момент началом новой эпохи, которой дали название кайнозойская эра.

Теория Луиса Альвареса

Американский физик, лауреат Нобелевской премии Луис Альварес первым предположил, что гибель динозавров может быть как-то связана с падением гигантского метеорита. В 1980 году вместе с сыном Уолтером он опубликовал основные положения своей гипотезы в американском журнале «Science». В итальянском городе Губбио Альварес обнаружил необычно высокую концентрацию иридия в отложениях мелового периода. Позднее выяснилось, что на этой же глубине иридий можно найти в разных точках планеты, в том числе на дне моря.

Кайнозой начался не в одночасье. И динозавры, конечно же, исчезли не за один день и не за один год. Потребовалось не менее миллиона лет, пока эти огромные ящеры окончательно вымерли. И все же наступил тот день, когда их уже не было вовсе – ни хищных, ни травоядных, ни птерозавров, ни даже ихтиозавров.

До сих пор точно неизвестно, почему динозавры вымерли, а вот крокодилы и черепахи – нет. С уверенностью мы можем сказать лишь одно: этим событиям сопутствовали драматические изменения в среде обитания. На Земле постепенно холодало. Разумеется, динозавры старались, как и млекопитающие, поддерживать температуру своего тела на одном уровне. Впрочем, похоже, им это не очень-то удавалось. Не исключено, что динозавры могли лишь сохранять тепло, но не умели его сами вырабатывать.

Кроме того, наступившее похолодание замедлило рост растений, а значит, у динозавров значительно сократилось количество пищи. Одновременно с этим понизился уровень моря, что существенно повлияло на климат и привело к повсеместным извержениям вулканов. Серные облака накрыли собой Землю, и из-за этого еще больше похолодало. Разумеется, множество других факторов стали причинами гибели динозавров.

Теория катастроф

Еще двести лет назад французский естествоиспытатель, основатель палеонтологии Жорж Кювье предположил, что в истории Земли было несколько глобальных катастроф. В современной науке считается, что за последние 550 миллионов лет их было не менее пяти, и в результате каждой из них на планете вымирало огромное количество видов. Самое массовое вымирание произошло 250 миллионов лет назад, на исходе палеозоя, но и до этого наша планета уже сталкивалась с двумя крупными катаклизмами. Катастрофа, случившаяся 65 миллионов лет назад, привела к гибели динозавров. Именно этим временем ученые датируют начало кайнозойской эры.

Впрочем, многие ученые полагают, что основная причина – это все-таки падение метеорита, который столкнулся с Землей 65 миллионов лет тому назад. Метеориты небольшого размера подлетают к Земле постоянно, но мы этого даже не замечаем, потому что они сгорают в атмосфере. Случается все же, что с Землей сближаются крупные астероиды диаметром в несколько километров. Вероятность такого сближения невелика. По подсчетам астрофизиков, падение крупного метеорита можно ожидать в среднем раз в 30 миллионов лет.

Скорее всего, 65 миллионов лет назад на нашу планету упал действительно огромный метеорит, достигавший по меньшей мере десяти километров в диаметре. Такой вывод можно сделать, основываясь на находках ученых: на верхней границе слоя, покрывавшего Землю в меловой период, в самых разных местах планеты были обнаружены следы иридия. Иридий – это металл, который крайне редко встречается на Земле, зато всегда обнаруживается на месте падения метеоритов. С помощью спутников ученые установили ту точку планеты, на которую пришелся удар, а затем в Мексике отыскали следы колоссального кратера[8]8
  Диаметр кратера составляет 170 км, в нем почти уместилась бы Московская область! – Примеч. пер.


[Закрыть].

К моменту падения метеорита динозавры уже долгое время боролись за свое существование, но после катастрофы оказались окончательно обречены. Конечно, метеорит был не единственной причиной их гибели, но именно он стал последней каплей. Жертвой той катастрофы оказалось бесчисленное количество животных, в том числе аммониты со своими характерными закрученными раковинами. Бедствие унесло жизни не менее 80 процентов всех морских обитателей, среди жителей суши – не менее половины. Планета практически опустела. Чтобы восстановить силы, природе потребовалось несколько миллионов лет; по истечении этого срока она вновь была заселена множеством живых организмов.

Время от времени Земля сталкивается с глобальными катастрофами. Иногда опасность к нам приходит из космоса, например, метеорит или космическое излучение. А иногда причина катаклизмов заключена в самой планете: например, кипящая магма в недрах Земли давит на поверхность, тем самым вызывая перемещение континентов; из земной коры при этом образуются высочайшие горы. Каждая из таких катастроф по-новому тасует карты природы, и в итоге начинается совершенно иная игра, в которой участвуют новые удивительные игроки.

Для природы массовое вымирание сродни освежающей грозе. Ведь именно при массовом вымирании видов одновременно освобождается множество экологических ниш. Наиболее сильные звери исчезают, а их жертвы, напротив, начинают играть первые роли. Предполагают, что за всю свою историю наша планета сталкивалась по меньшей мере с тремя гигантскими катастрофами (впрочем, не исключено, что их было больше). И каждый раз события развивались по одному и тому же сценарию: после небольшого затишья природа начинает конструировать множество новых биологических видов.

Неужели от динозавров осталась лишь груда костей?

Строго говоря, динозавры и не думали вымирать. Некоторым их потомкам удалось пережить катастрофу, и они и по сей день живут на Земле. Более того, мы можем видеть их ежедневно. Например, воробья, голубя или дрозда. В общем, речь о птицах. Все они ведут свою историю от опаснейшего хищника. Это очевидно, стоит только внимательно их рассмотреть. Первая птица на Земле, археоптерикс[9]9
  В настоящее время самым древним родственником птиц считается китайский аурорнис, живший 160 млн. лет назад.  – Примеч. науч. ред.


[Закрыть], по своему строению мало чем отличалась от динозавра. За одним исключением: ее тело было покрыто перьями, а не чешуей, и это было явным преимуществом. Перья сохраняют тепло и могут отрастать снова. Для сравнения: если у летающего ящера птеранодона повреждалась кожная перепонка, то летать он больше не мог.

Еще во времена динозавров их пернатые родственники образовали множество видов. А затем, вместе с млекопитающими, перешагнули в новую, кайнозойскую эру.

Так и получилось, что маленькому воробью удалось пережить своего громадного брата, тираннозавра.

Почему вулканы извергают пламя?

Вулканы могут мирно спать тысячи лет, а потом, внезапно проснувшись, опустошить все вокруг.

Во время извержения вулкана из недр Земли с огромной силой вырываются горячие газы и пепел и поднимаются на сотни метро в небо, над кратером повисают грозные клубы дыма, потоки раскаленной лавы бегут по склонам горы, сжигая и сметая все на своем пути.

Как образуются вулканы, почему случаются извержения и какие процессы во время них происходят, изучают вулканологи, петрологи и минералоги. Они стараются предсказывать извержения, и это помогает порой спасти жизни людям, живущим вблизи вулкана.

Но все же во время серьезных извержений до сих пор погибают люди и разрушаются дома. Поэтому важно постоянно наблюдать за вулканами.

Ученые, которые изучают вулканы, называются вулканологами. Минералоги – это те, кто исследует минералы, а петрологи – горные породы нашей планеты. Исследователи тектоники плит – тектонисты. Профессор Грегор Маркль, консультировавший нас при написании этой главы, преподает в Тюбингенском университете минералогию.

Все, что связано с огнем, очень привлекает людей. Уже маленькие дети интересуются спичками, горячими плитами, утюгами. Многие взрослые любят возиться с мангалом или костром и часами задумчиво наблюдать, как танцуют языки пламени и прогорают дрова.

У древних людей, живших 3–1,5 миллиона лет назад, огонь вовсе не вызывал такого чувства уюта, как у нас сейчас. Когда какое-нибудь дерево вспыхивало от удара молнии, их охватывал страх. Даже уже в историческое время огонь был для людей таинственной божественной силой. В греческой мифологии боги наказали титана Прометея за то, что он похитил у них огонь и дал его людям.

Тем не менее, обращаться с огнем так, чтобы спокойно разжечь костер и обогреть им жилище и приготовить пищу, люди научились очень давно – от 1,5 до 1 миллиона лет назад, и это стало одним из величайших достижений в истории человечества. До сих пор трудно поверить, что людям удалось приручить настолько грозную стихию.

Целая гора, изрыгающая пламя, – это, конечно, самое захватывающее из всего огненного репертуара. Извержение вулкана – зрелище просто незабываемое. А если летишь на самолете над кратером и видишь внизу целое озеро пылающей и бурлящей лавы, то кажется, будто заглядываешь в самые недра земли.

Вулканы, извергающие лаву и темные клубы дыма, есть даже в море, глубоко под водой, там, где, казалось бы, никакого огня быть не должно. Некоторые острова возникли от того, что подводный вулкан в какой-то момент вырос над поверхностью океана.

Но какими бы разными ни были вулканы, их объединяет одно: возникают они оттого, что из недр Земли вырывается горячая масса – магма.

Какая разница между магмой и лавой?

Уже само слово «магма» звучит таинственно. Происходит оно из греческого языка и означает просто «месиво» или «масса». Магмой геологи называют жидкий расплав, находящийся в недрах Земли. Магма есть внутри всех действующих вулканов: там она бурлит до тех пор, пока не извергнется наружу. Но, едва оказавшись на поверхности Земли, эта горячая масса получает новое имя. С этого момента ее называют лавой, и что это такое, прекрасно известно всякому, кому удалось побывать на острове Лансароте или в каком-нибудь геологическом парке вулканов, например, на Айфельском плато или на Камчатке. Лава – огненная масса цвета раскаленного металла, которая остывает на воздухе, постепенно затвердевая и темнея.

Ученые внимательно изучают лаву, потому что она помогает понять, что происходит внутри Земли. Вместе с магмой планета «выплевывает» еще огромное количество газов, шлаков и пепла, которые тоже тщательно исследуют.

У самых недр Земли

У подножия вулкана Тиманфайя на острове Лансароте Канарского архипелага чувствуешь, будто прямо у тебя под ногами – недра Земли. Поверхность везде очень теплая, а в некоторых местах такая горячая, что над ямкой можно жарить сосиски. А если в такое углубление налить воды, она тут же взовьется вверх шипящим фонтаном пара.

Можно ли через вулкан попасть внутрь Земли?

Вулканы – это такие места, где раскаленный расплав из недр Земли выходит на поверхность. Так что там, где есть вулканы, есть и прямое сообщение между поверхностью Земли и ее недрами. Но все же пройти через кратер вулкана внутрь Земли не получится. Вулканы – это массивные горы, состоящие по большей части из остывшей, а значит, окаменевшей лавы. Конечно, в действующих вулканах есть и магма, но она скрывается в глубине. Так что, чтобы попасть внутрь вулкана (а потом и внутрь Земли), понадобилась бы не только супержаростойкая подводная, а точнее – подземная лодка, но еще и супермощный бур у нее на носу. К сожалению, на сегодняшний день построить такой корабль невозможно, и неизвестно, построят ли его когда-нибудь вообще. Но представить себе, что бы мы увидели, если бы отправились на подлодке внутрь Земли, мы можем.

Мы бы начали путешествие у вулкана со свежим лавовым озером в кратере. Например, на Гавайях. Лавовые озера – зрелище потрясающее и немного страшное: черные, с ярко-красными светящимися прожилками. Температура в них местами достигает 1400°С, а глубина – 100 метров. В общем, хоть они и называются озерами, купаться там не рекомендуется. Впрочем, лавовые озера тоже остывают, при этом сверху на них образуется твердая корочка, как на пудинге.

Наше лавовое озеро еще не застыло, так что мы опускаемся в подводной лодке до его дна. Видно немногое: за иллюминаторами мерцает только раскаленная докрасна лава. Наконец мы достигли дна озера; пора бурить ход внутрь вулкана. Располагаем корабль вертикально, включаем бур – и вперед.

Вулканизм

Все виды вулканической активности внутри земной коры называют общим термином вулканизм. Название происходит от имени римского бога огня и покровителя кузнечного дела Вулкана. Древние считали, что его кузница находится в вулкане Этна на острове Сицилия.

Как уже говорилось, внутри вулкан состоит из твердых пород, в расплавленном виде там только совсем небольшая часть. Наш корабль прорезает себе ход через эти темно-серые породы, пока не входит в жидкий слой – это мы попали в шахту или резервуар с магмой. Наличие таких резервуаров говорит о том, что вулкан еще активен и возможно извержение.

Наш корабль опускается еще ниже, покидает область собственно вулкана и попадает в зону, которая называется земной корой. Она покрывает весь земной шар, как скорлупа – яйцо. На континентах толщина коры от 30 до 70 километров, а в океане она намного тоньше, около семи километров. Но и 50 километров – в сущности, не так уж много. На машине такое расстояние можно проехать всего за полчаса. И вот этот довольно тонкий слой должен выдерживать все, что стоит на земле: небоскребы, соборы, огромные заводы и фабрики и – самое главное – колоссальные горные массивы, такие как Альпы или Скалистые горы в Северной Америке, – все это держится на земной коре.

Но мы прокладываем себе путь дальше вглубь. Земная кора материков состоит, так же как и горы на ее поверхности, из нескольких слоев. Верхний из них – слой осадочных пород, таких как известняки, пески, глины и многие другие. Под ними лежит гораздо более плотный и мощный «гранитный» слой. Он назван так, поскольку состоит из пород, образовавшихся при застывании магмы – гранитов или горных пород, близких к ним по составу. В этом слое земной коры встречаются и другие горные породы и минералы, которые интересны не только петрологам и минерологам, но и инженерам-горнодобытчикам, потому что в них могут содержаться полезные ископаемые, например, медь, железная руда, цинк и многие другие. А еще там содержатся драгоценные минералы алмазы, золото и серебро.

Что лежит под земной корой?

Чем больше мы углубляемся, тем жарче становится. В нижних слоях земной коры температура может быть от 400 до 900°С. Но именно эта тонкая, по меркам планеты, корочка отделяет нас от гораздо более горячих недр Земли. Теперь мы вместе с нашим кораблем покидаем зону коры, чтобы продолжить путь к центру планеты. Нам предстоит преодолеть толстый слой так называемой земной мантии. Ее толщина – около 2900 километров, примерно как расстояние от Москвы до Барнаула. За стеклами жаростойких иллюминаторов нашей подземной лодки все очень изменилось. Теперь мы прокладываем себе дорогу не через твердый кристаллический темно-серый гранит, а через какое-то зеленоватое вещество, которое находится вязко-пластичном состоянии. На ощупь оно показалось бы нам твердым, как лёд, например, или очень-очень густая смола. Однако мы знаем, что твердый на ощупь лёд способен течь, как текут ледники в горах или в Гренландии и Антарктиде. Это связано с тем, что у льда, в отличие от гранита нет связывающей его внутри кристаллической решетки. Только «лёд», который бурит наша подземная лодка настолько горячь, что в нём плавятся камни. Минерал, из которого в основном состоит верхняя часть мантии, называется оливином и назван так за его оливковый цвет. Кусочки оливина иногда можно найти и на поверхности Земли – конечно, там, где есть вулканы.

Вулканология

Вулканология – наука молодая. Систематически изучать вулканы начали только в XX веке, после извержения вулкана Катмай на Аляске в 1912 году, но настоящим днем рождения этой науки можно считать тот момент, когда в 1933 году ученые впервые отважились взойти на активный вулкан. Облачившись в неуклюжие защитные костюмы из цинка, исследователи поднялись тогда на итальянский вулкан Стромболи.

Российские вулканологи много работают на Камчатке, и им регулярно приходится совершать восхождения на высочайшие вулканы – Ключевскую сопку (4750 метров), Камень (4575 м) и другие. Всего на Камчатском полуострове насчитывают 29 активных вулканов.

Внутри мантии неземная жара. Температура здесь достигает 1400°С, что намного жарче, скажем, костра. А ведь и в костре чего только не происходит: и потрескивает, и щелкает, и пылает, и дымит, и сыплет пеплом и искрами. Так и в недрах Земли происходит множество процессов, связанных с очень сильным нагревом её внутреннего вещества и его перемешиванием. Мы помним, что вещество мантии пластично и способно очень медленно течь – со средней скоростью всего в 10 сантиметров в год. Но нашей планете 4,6 миллиарда лет и за это огромное время вещество мантии очень много раз перетекло от ядра планеты к земной коре и обратно. Это можно сравнить с бурлением варенья в бабушкиной кастрюле, только замедленного в тысячи раз. Снизу поднимаются огромные порции очень горячей горной породы и «прожигают» себе путь наверх; одновременно вниз опускаются те сгустки, которые не так горячи и, соответственно, тяжелее.

Наша подземная лодка должна иметь очень мощную обшивку, чтобы пересечь слой мантии температурой более 1400°С. Но действительно опасным наше путешествие станет, только когда мы доберемся до следующего слоя – внешнего ядра. Мы легко заметим, что попали туда: этот слой одновременно более вязкий и более текучий, чем мантия. Температура теперь достигает экстремальной отметки в 5000°С, и пользоваться буром на носу корабля нам здесь не придется. Подлодку слегка покачивает, и мы замечаем, что плывем уже через что-то жидкое. Мы внутри внешнего ядра – слоя, состоящего из расплавленных металлов. Многие, наверно, видели фотографии сталелитейных заводов, где расплавленная сталь вытекает из доменной печи. Вот примерно то же видно сейчас в наши иллюминаторы.

Слой жидкого металла составляет примерно 2200 километров. Наконец наш корабль достиг центрального слоя земного шара, который называется внутренним ядром. Оно, как и внешнее ядро, состоит из железа и никеля, но по консистенции твердое, чрезвычайно твердое, потому что здесь, внизу, вот уже 4,6 миллиардов лет скапливаются все самые тяжелые части Земли. Внутреннее ядро, внутрь которого мы теперь бурим ход, не что иное, как огромная, круглая, горячая и невообразимо тяжелая глыба металла, которая располагается в центре Земли, как косточка в персике. С помощью воображения мы сможем попасть на корабле и в нее, пробурив ход длиной в 1250 километров и оказавшись в самом центре Земли, в огромном металлическом шаре.

У нашей Земли металлическая сердцевина! Кто бы мог подумать? В центре Земли, на глубине 6370 километров, абсолютно тихо и ужасно жарко. Несмотря на толстую броню и прекрасную теплоизоляцию нашей подлодки, мы точно начнем потеть, если не от температуры, то хотя бы от волнения. Тишина тут как в космосе, хотя двигались мы ровно в противоположном направлении. А самое удивительное вот что: между ядром Земли и космосом есть прямая связь. Некоторые из астероидов, этих одиноко странствующих по Вселенной глыб, состоят абсолютно из того же материала, что и ядро Земли, – из железа и никеля.

Астероиды

Астероиды – это маленькие планеты, или планетоиды Солнечной системы, которые вращаются вокруг Солнца практически исключительно между Марсом и Юпитером. Диаметр большинства из них от десяти до ста километров. До 2006 года самым большим известным нам астероидом считалась Церера с диаметром 768 километров, но теперь ее относят к карликовым планетам. Сейчас первое место среди астероидов делят Паллада и Веста с диаметром около 500 километров. Предположительно, все астероиды имеют общее происхождение и появились в результате разрушения некоей планеты-матери с именем Фаэтон. Судя по всему, и все остальные планеты имеют общее происхождение, потому что внутри все они состоят из одних и тех же веществ.