Д. Щербаков, Евгений Брандис

Комментарий к романам Жюля Верна "Путешествие к центру Земли", "Путешествие и приключения капитана Гаттераса"

Почти на двадцать пять километров над поверхностью Земли поднялся человек в кабине стратостата. Своих механических разведчиков — ракеты, снабженные автоматическими приборами, — он сумел забросить на высоту четырехсот с лишним километров. На четыре тысячи метров спустился он под поверхность моря. А с помощью приборов он достал пробы грунта, образцы флоры и фауны со дна глубочайших впадин мирового океана, с глубины свыше десяти тысяч метров.

Но всего на два километра смог он углубиться в недра Земли. Даже буровые скважины в редких случаях удалось ему пробурить глубже, чем на пять километров.

Если считать, что человек изучил и освоил поверхностный слои Земли толщиной в эти пять километров, то и тогда по сравнению с величиной Земного шара это будет не больше, чем толщина стенки мыльного пузыря по сравнению со всем его объемом.

В глубокой древности люди хотели знать, каково внутреннее строение Земного шара, что находится в центре Земли.

С внутренним строением Земли были неразрывно связаны многие грозные и загадочные явления природы — извержения вулканов, землетрясения, гейзеры. Развивая те или иные гипотезы о внутреннем строении Земли, люди так или иначе пытались объяснить причины этих явлений.

Весь свой мир древние греки заселили богами. В рощах свистал на своей свирели лесной бог Пан, на дне океана царствовал Нептун, на вершине Олимпа жил глава всех богов — громовержец Зевс.

А в недрах Земли, по верованиям древних греков, царствовал мрачный брат Зевса — Аид. Туда, в его черное царство, с поверхности Земли ведут бездонные пропасти. Коцит и Ахерон струят там свои беззвучные волны. Там же струятся воды источника Леты. Испивший их навсегда забывает все земное.

Извержения вулканов греки также объясняли деятельностью своих богов. По их верованиям, в недрах огнедышащих гор находились кузницы бога — кузнеца Гефеста. Хромоногий бог раздувал свой горн и ковал на наковальне чудесное оружие, золотые украшения, чаши, кубки. Дым и огонь от его горна вылетали в кратер вулкана. А от ударов его гигантского молота по огромной наковальне дрожала кругом земля.

Один из древнейших греческих философов Эмпедокл, живший около двух с половиной тысяч лет тому назад и прославившийся среди своих сограждан как поэт и оратор, врач и «чудотворец», попытался дать первую материалистическую теорию строения внутренности Земли. Он считал, что вся внутренность Земного шара представляет собой огненный бушующий океан. Этим и объясняются извержения вулканов и горячие источники. Желая больше узнать о строении вулканов, механизме и причине их деятельности, он предпринял изучение Этны — одного из действующих вулканов Италии, расположенного на восточном берегу острова Сицилии. Он, вероятно, был первым из людей, пытавшихся проникнуть в недра Земли через кратер действующего вулкана.

Через две тысячи лет, в середине XVII в., немецкий естествоиспытатель Атанасиус Кирхер дал новую схему строения Земли. Он считал, что Земной шар представляет собой твердое тело, содержащее огромные пустоты, соединенные между собой и с поверхностью многочисленными каналами. Центральная, самая большая каверна заполнена огнем, а расположенные ближе к поверхности — частью огнем, частью водой, частью воздухом.

Совершенно противоположную точку зрения на строение Земного шара имел живший несколько позже Кирхера английский ученый Джон Вудворт. По его представлениям, внутренность Земли заполнена не огнем, а водой, причем этот подземный океан соединен каналами с надземными океанами и морями.

Схемы Кирхера и Вудворта пользовались в течение долгого времени широкой известностью, Они приводились даже в учебниках второй половины XIX в.

Жюль Верн, используя в качестве художественного приема неправдоподобный способ проникновения героев романа в глубины Земли, совершенно правильно передает детали разреза земной коры, восстанавливающие историю развития жизни на Земле, и излагает в спорах действующих лиц существовавшие в его время разные точки зрения на состояние земного ядра.

В основном в XIX в. в науке господствовало представление об огненно-жидком ядре Земного шара. Это представление логично объясняло наблюдаемое повышение температуры при опускании вглубь Земли, а также вулканические явления; оно опиралось на космогонические построения Канта и Лапласа.

Исходя из гипотезы Канта — Лапласа, земное ядро должно было быть огненно-жидким; земная же кора в основном представляет собой продукт остывания некогда сплошь огненно-жидкого шара Земли.

Тем не менее уже тогда раздавались голоса, правда робкого меньшинства, не согласные с картиной, вытекающей из гипотезы Канта — Лапласа. К этому меньшинству, по-видимому, принадлежал и Жюль Верн, вложивший свои мысли в уста профессора Лиденброка, который сомневался в существовании огненно-жидкого земного ядра и старался объяснить внутреннее тепло земной коры процессами окисления, ссылаясь при этом на известного английского химика Хемфри Дэви.

В настоящее время большинство геофизиков и геологов отрицают стадию огненно-жидкого состояния Земли и объясняют разогрев земных оболочек в основном процессами радиоактивного распада. Большинство советских ученых при этом исходят из космогонических построений, созданных у нас в СССР под руководством академика О. Ю. Шмидта.

Как же заглянуть в глубочайшие бездны Земного шара, в самое его центральное ядро? Шахту туда прокопать не удается — ученые это поняли уже давно. Первым препятствием при постройке такой шахты является непрерывное повышение температуры по мере углубления. В среднем на каждые 33 метра температура повышается на один градус. На дне шахты глубиной в полтора километра температура поднимается так высоко, что люди уже не могут работать.

Пробурить скважину очень большой глубины также невозможно. Ведь бур — устройство для измельчения пород — по существу «висит» на длинной нитке труб, соединяющих его с поверхностью Земли. Ясно каждому, что бесконечно длинной такая труба быть не может: она оборвется под собственной тяжестью.

Нельзя спуститься в недра Земли и через жерло вулкана: оно обычно закупорено или застывшей лавой, или огненно-жидкой массой.

Так что же, разве никогда и не узнает человек о тайнах подземного мира, о строении центральных областей нашей планеты?

Выход из тупика указала геофизика, одна из ветвей которой, а именно сейсмометрия, изучала землетрясения и вызываемые ими колебания земной коры.

Ученые давно уже с помощью специальных приборов, сейсмографов, регистрировали подземные толчки и землетрясения. Но до поры до времени никаких выводов из записей сейсмографов не делалось. Ученые только констатировали силу толчков, их время и продолжительность. Выдающийся русский геофизик Б. Б. Голицын глубоко проанализировал физическую сущность этих толчков. Голицын знал, что землетрясение есть явление местное, но оно порождает упругие волны, которые распространяются на очень большие пространства. Есть землетрясения, волны от которых фиксируются сейсмографами во всех странах мира. Причем проходят эти волны от землетрясений через внутренние области Земного шара. Там они могут отражаться, как отражается солнечный луч от зеркала, или преломляться, как луч преломляется, переходя из воздуха в воду. Исследуя эти отражения и преломления по показаниям сейсмографов в разных местах Земного шара, можно отчетливо представить себе его внутреннее строение.

"Можно уподобить всякое землетрясение, — писал Голицын, — фонарю, который зажигается на короткое время и освещает нам внутренность Земли, помогая тем самым рассмотреть то, что там происходит".

Идея Голицына оказалась очень плодотворной. Она не только помогла нам составить некоторое представление о внутреннем строении Земного шара, но и нашла широкое применение в геологической разведке. Производя с помощью взрывов искусственные землетрясения и записывая сейсмографами отраженные пластами Земли волны, геологоразведчики находят новые залежи полезных ископаемых.

Как же по нашим сегодняшним представлениям устроен Земной шар. Совершим с вами, основываясь на строгих данных сегодняшней науки, воображаемое путешествие к центру Земного шара. Представим себе, что мы движемся вглубь, пробуравливая толщи Земли в каком-нибудь фантастическом снаряде с фантастической скоростью — десять километром в минуту.

Старт дан. Наш снаряд прогрызает верхний покров Земного шара, его кору. Самые верхние слои — это обычные известные нам породы: глины, известняки, песчаники. Все это осадочные породы. Они лежат пластами, сменяя друг друга. Геологи обычно называют эти пласты страницами летописи истории Земли, так как по ним они узнают о природных условиях, существовавших здесь тысячелетия назад. Осадочные породы образовались, об этом говорит и их название, из различных осадков, — обломков других пород, чаще всего на дне морей и океанов. Вот наш снаряд проходит слой типично осадочной породы — мела. Возьмем пробу и рассмотрим ее в микроскоп. Оказывается, весь мел состоит из обломков раковин и скелетов крохотных существ. В других породах нередко находят скелеты животных, ныне уже вымерших, окаменевшие стволы деревьев. Здесь мы можем встретить залежи полезных ископаемых: каменного угля, нефти, каменной соли и т. п.

Да, пласты различных горных пород нередко называют страницами летописи земной коры, но как неполны, перепутаны, измяты и изорваны бывают эти страницы! Над тем, чтобы измять и перепутать их, потрудились и вековые сдвиги, происходящие в земной коре, и вода, и ветер. Далеко не везде, углубляясь в Землю, мы будем встречать все более древние слои. Бывает, что под древним слоем оказывается более молодой, а затем снова древний слой. Поэтому не только по последовательности расположения слоев, а и р