Драконоборцы. 100 научных сказок - Николай Николаевич Горькавый
– Жаль, – вздохнула Галатея. – Я уж было решила съездить в этот городок…
– Крупные алмазы находят в застывших жерлах вулканов, в так называемых кимберлитовых трубках. Из-за огромного давления в этих трубках углерод превращается в кристаллы алмазов.
– А почему эти трубки называются «кимберлитовыми»? – спросила Галатея.
– В 1866 году пятнадцатилетний мальчик Эразмус Якоб нашёл на берегу южноафриканской реки прозрачный камушек, который оказался алмазом весом более четырёх граммов. Так началась знаменитая «алмазная лихорадка». В 1871 году богатое месторождение алмазов, расположенное в жерле старого вулкана, было обнаружено на ферме братьев Де Бирс. Британское правительство заставило братьев задёшево продать свою землю, и в 1872 году на раскопке алмазоносной трубки трудилось уже пятьдесят тысяч человек, которые и основали город, названный Кимберли, в честь тогдашнего британского министра по делам заморских территорий лорда Кимберли.
– Подхалимы, – сказала непосредственная Галатея.
– Землекопы-алмазодобытчики выкопали кирками и лопатами яму шириной почти в полкилометра и глубиной в 240 метров, которая стала известна как кимберлитовая трубка, или в просторечье «Большая Дыра».
– Глубиной в 240 метров? – изумился Андрей. – Эйфелева башня в Париже имеет высоту около трёхсот метров.
– Да, добыча алмазов в XIX веке была трудной. Двадцать два миллиона тонн породы вытащили наружу землекопы из Большой Дыры, добыв при этом почти три тонны алмазов.
– Один грамм алмазов на семь или восемь тонн породы, – быстро подсчитал Андрей. – Неплохо.
– Большая Дыра стала одним из крупнейших карьеров, созданных ручным трудом. Выкопанный карьер стал осыпаться и заполняться водой, поэтому с 1914 года добычу алмазов в Кимберли стали вести с помощью шахт, которые дошли до глубины более километра. Африка стала известна как источник прекрасных драгоценных камней, которые добываются практически каторжным трудом. Вот так алмазы, порождения вулканов, повлияли на жизнь целых континентов.
Многие земные породы за время геологической эволюции претерпели значительные изменения, перейдя из осадочных или магматических в метаморфические породы.
– А что это за магматические породы? – спросила Галатея.
– Это те, которые возникли в результате вулканических извержений, например базальты. Базальт – самая распространённая магматическая порода на поверхности Земли и других планет. К магматическим породам относится и обсидиан, или вулканическое стекло. Древние люди широко использовали острые обломки обсидиана для стрел и охоты. В отличие от кристаллических минералов и пород, обсидиан – аморфный материал, то есть его молекулы не выстроены в правильную решетку, а расположены хаотически, в беспорядке.
– Магматические породы – это просто застывшая магма? – спросил Андрей.
– Да, под земной корой, начиная с глубины в несколько десятков километров, расположена земная мантия, которая занимает более 80 % объёма Земли. Жидкая часть мантии – это и есть магма, состоящая в основном из расплавленных силикатов. В раскалённой глубине Земли кипят атомы кислорода, кремния, кальция, магния, железа, алюминия, натрия и калия. Но магматические породы очень распространены и на поверхности Земли…
– Но почему? – удивилась Галатея. – Ведь вулканов довольно мало, они расположены всего в нескольких местах на Земле.
Дзинтара сказала:
– Из жерл вулканов вытекло гораздо больше магмы, чем ты думаешь. Сто миллионов лет назад Африка и Южная Америка были единым целым, как видно по очертаниям берегов и по сходству геологических пород на противоположных берегах Атлантического океана. Подземное течение поднимающейся магмы создало цепь вулканов между Африкой и Америкой. Эти вулканы извергали огромное количество жидкой лавы, которая растекалась в стороны, – и континенты стали медленно, со скоростью несколько сантиметров в год, расходиться. Там, где континенты сталкиваются, из складок геологических пород вырастают горы, например Гималаи, или край побеждённой литосферной плиты опускается под плиту-победитель, в глубины расплавленной магмы – как случилось вдоль берега Индонезии. Там тоже образовалась цепь вулканов, только совсем с другим типом лавы – гораздо более вязкой. Такая лава не выливается, а застревает в жерле вулкана плотной пробкой. Это похоже на перегретый паровой котёл, в котором заткнут предохранительный клапан. Такой котёл взрывается, то же самое происходит и с вулканом.
Семьдесят пять тысяч лет назад на индонезийском острове Суматра взорвался вулкан Тоба. Площадь жерла после катастрофы составила почти две тысячи квадратных километров, и сейчас здесь расположено крупнейшее озеро Суматры. Вулкан Тоба выбросил в атмосферу около трёх тысяч кубических километров лавы и огромное количество пепла и вулканических газов. Газообразный оксид серы из вулкана поднялся до стратосферы, соединился с водой и образовал на высоте 20–30 километров долгоживущий слой мелких капелек серной кислоты, который отражает часть солнечного света назад в космос. Из-за вулканического запыления атмосферы на всей планете наступило похолодание. Есть гипотезы, что в этот голодный и холодный период население планеты Земля сократилось до нескольких тысяч человек, о чём свидетельствуют данные генетиков, отмечающих резкое падение разнообразия человеческой популяции в этот период.
Таким образом, вулканы влияют не только на образование пород, но и на климат всей планеты. Они являются весьма непредсказуемыми и опасными соседями. Ужасное извержение произошло в 1883 году на индонезийском острове Кракатау, длиной всего в семь километров, шириной – в пять. Вулкан на Кракатау стал извергаться, опустошил свою подземную камеру с магмой – и стенки вулкана обрушились внутрь, в озеро раскалённой лавы, вместе с миллионами тонн морской воды. Произошёл взрыв, грохот которого был слышен за многие тысячи километров. Гигантское цунами высотой с четырёхэтажный дом обрушилось на побережье Явы, разрушив множество деревень и убив тридцать шесть тысяч жителей. Небольшое военное судно волна унесла на два километра в глубь суши и выбросила на вершину холма.
Галатея кивнула:
– Я поняла, что вулканы могут стать источником многих пород и неприятностей, но как вообще возникла эта беспокойная жидкая лава? Почему мы живём на крышке кипящего котла?
– Наша Земля возникла из астероидов, собравшихся в гигантский комок. Когда они падали на будущую планету, то нагревали её. Кроме того, горным породам присуща небольшая естественная радиоактивность, которая тоже приводит к выделению некоторого количества тепла. Это тепло совершенно незаметно, когда мы держим в руке камень, но если собрать такие камни в огромную кучу, то теплу, выделившемуся в её центре, просто некуда будет деваться, потому что до поверхности, которая отдаёт своё тепло космосу, очень далеко. Это тепло разогревало будущую планету до тех пор, пока та частично не расплавилась. А в каждом астероиде содержится большое количество как тяжёлых элементов – вроде железа, никеля, марганца, золота, урана и многих других, – так и более лёгких каменных пород на основе силикатов. В расплавленном виде эти элементы и породы начинают разделятся: железо, никель и золото тонут, а каменные породы всплывают вверх и застывают, потому что на
