Путешествие к сердцу планеты

Ядро Земли — гигантский генератор. Благодаря ему магнитное поле обволакивает Землю невидимым покрывалом, защищающим нас от смертельной космической радиации. Учёные предупреждают, что, возможно, этот генератор выработал свой ресурс, так как появились при­знаки охлаждения. Сердце планеты бьётся всё медленнее, это означает, что Земля со временем может стать безжизненной подобно Марсу.

 

Как же проникнуть к ядру, можно ли создать прочный щуп, который бы не разрушили ни температура, ни давление?

Совершим воображаемое путешествие к сердцу планеты, чтобы ответить на вопрос — что находится у нас под ногами? Люди сумели заглянуть в глубины Галактики, посылая космические миссии к окраинам Солнечной системы, между тем 99% нашей планеты остаётся неисследованной. И эти 99% находятся у нас под ногами.

Чтобы достигнуть центра Земли, нужно опуститься на 6 500 км вниз. В настоящее время это расстояние кажется непреодолимым. Самая большая глубина, на которую опускались спелеологи, составляет чуть более полутора километров. Золотые рудники глубокого залегания в Южной Африке опускаются на 4 километра вниз. Там жарко, воздух нагревается до 54 градусов по Цельсию. Самая глубокая скважина находится на Кольском полуострове в России, она достигает глубины 12 километров. Однако по сравнению с толщей, отделяющей нас от центра планеты, эти шахты и сква­жины похожи на микроскопические проколы.

Земля похожа на луковицу, она состоит из многих слоев. Её поверхность покрыта тонким слоем камня толщиной в несколько десятков километров.

Дальше простирается самый толстый слой, называемый мантией. Её толщина составляет 2 900 км, этот слой состоит из субстанции, напоминающей замазку. Ниже расположено ядро размером с Луну. Оно состоит из двух слоев. Жидкий внешний металлический слой покрывает плотное внутреннее ядро.

Давайте представим себе, что от поверхности Земли к её центру прорыт полый тоннель. Сколько потребовалось бы времени парашютисту, чтобы в свободном падении достигнуть центра Земли? Расчёт показывает, что этот воображаемый полёт занял бы 32 часа. Через 3-4 минуты парашютист достиг бы дна самой глубокой существующей на планете скважины. Через двадцать минут он достиг бы дна первого слоя, земной коры, толщина которой в са­мом глубоком месте составляет 69 км. Дальше он пролетал бы в слое горячего камня, мантии, имеющей консистенцию замазки.

На самом деле человек, попытавшийся опуститься к центру, погиб бы из-за невыносимого жара и огромного давления. Согласно последним данным температура в центре планеты составляет от 5 000 до 6 500 градусов, такую же температуру имеет поверхность Солнца. Давление просто раздавит смельчака, осмелившегося опуститься в царство Аида, потому что в ядре оно составляет 3, 5 миллиона кг на квадратный сантиметр.

ПОЩУПАТЬ ЯДРО

Но как же проникнуть к ядру, можно ли создать прочный щуп, который бы не разрушили ни температура, ни давление? Профессор Дейв Стивенсон из Калифорнийского Технологического института предложил оригинальную идею стоимостью... 10 миллиардов долларов. Он предлагает создать в коре трещину при помощи искусственного землетрясения мощностью семь баллов по шкале Рихтера.

Создать его помогли бы атомные боеголовки. Затем нужно заполнить создавшуюся трещину расплавленным железом. Такого количества железа хватило бы на постройку ста Эйфелевых башен. Внутрь расплавленного же­леза Стивенсон предлагает поместить высокопрочный алмазный щуп, он за­фиксирует данные, характеризующие внутренние слои Земли, и передаст их на поверхность. Подобный щуп в жидком железе достиг бы ядра за неделю. Идея кажется фантастической, но на самом деле она вполне осуществима.

Землетрясения являются следствием тектонической активности. Кора Земли это не сплошной кусок камня, она разбита на восемь главных тектонических плит. Они медленно перемещаются по поверхности планеты, подталкиваемые силами, идущими изнутри. Плиты давят друг на друга с колоссальной силой. Камню некуда деться и, в конце концов, поверхность выпячивается и бугрится. Это и есть землетрясение.

Учёные заняты созданием карты внутренней структуры планеты. Для этого они используют сейсмометры, которые отмечают ударные волны, идущие от землетрясений. Так можно получить данные о тех материалах, через которые проходят волны. Это похоже на УЗИ внутренних органов человека.

Новые сейсмические исследования показали, что рядом с границей мантии и ядра находится нечто, похожее на подземную горную гряду. Высота пиков гряды намного больше самых высоких гор на Земле. Однако значение этой гряды для нашей планеты пока не ясно.

Могут ли исследования вулканов помочь в изучении внутренних слоев Земли? Среди сейсмологов существуют две гипотезы. Одна говорит о том, что лава, появляющаяся при извержениях вулканов, пришла на поверхность из глубины мантии. Другие считают, что она образовалась в верхнем слое мантии, соседнем с корой. К великому разочарованию, последние исследования говорят о том, что лава образуется под корой и ничего не может рассказать о глубоких слоях Земли.

Мы знаем, что внешний слой ядра, представляющий собой жидкую расплавленную смесь железа и никеля, постоянно циркулирует. Ядро Земли вращается. Именно этот металлический слой создаёт магнитное поле Земли. Если бы не было магнитного поля, солнечные ветры уничтожили бы нас. Однако установлено, что за последние 150 лет поле ослабло на 10%. Из-за этого космонавты, работающие на орбите, подвергаются высоким дозам космической радиации. Если поле совсем исчезнет, разразится эпидемия рака, вызванная солнечной радиацией.

ЮЖНОАТЛАНТИЧЕСКАЯ АНОМАЛИЯ

Морякам издревле было известно о магнетизме, они пользовались им для навигации. Ещё в XVIII веке моряки вели записи, касающиеся магнетизма, измеряя угол между географическим севером и севером компаса. Они заметили, что магнитный север находится в постоянном движении. Поэтому для изучения изменений в магнетизме Земли учёные используют записи мореходов прошлого, в том числе записи, сделанные Джеймсом Куком.

Они обнаружили, что с полем неоднократно происходили инверсии, Южный полюс становился Северным, а Северный Южным. Они обнаружили также, что под Атлантическим океаном магнитное поле меняется, это явление получило название «южноатлантическая аномалия». Поле здесь ослабевает. Может быть, это указывает на то, что с ядром Земли происходит что-то неладное?

Последняя инверсия произошла на планете 780 тысяч лет назад. Всё указывает на то, что вскоре произойдёт следующая. Это грозит тем, что поле перестанет выполнять защитную функцию и население подвергнется ужа­сающим дозам космической радиации. Зонды, запущенные на Марс, свиде­тельствуют о том, что у этой планеты нет магнитного поля, исходящего из ядра. Но в коре Марса есть особенности, свидетельствующие о его магнит­ном прошлом. Лава на поверхности затвердела в присутствии сильного магнитного поля. Значит, в какой-то момент Марс имел жидкое металли­ческое ядро, а потом оно затвердело. Может ли то же самое произойти с яд­ром Земли?

Внутренне ядро Земли — это шар из твёрдых железа и никеля. Хотя его температура выше температуры внешнего ядра, оно остаётся твёрдым, благодаря страшному давлению. Внутреннее ядро увеличивается в размерах по мере охлаждения Земли. Планета остывает с момента своего зарождения. Поэтому потеря магнитного поля Землёй это лишь вопрос времени. Марс меньше по размеру, поэтому он мог остыть быстрее. Лишившись магнитного поля, он начал терять атмосферу и океаны. Такое же печальное будущее ждёт Землю. Когда это случится? Ответить точно очень трудно. Может быть, ужасный конец наступит через миллион лет. Некоторые учёные считают, что это может произойти уже через тысячи лет.