О 0 ИЗВЕСТИЯ 1942 АКАДЕМ И И НАУК СССР СЕРИЯ ГЕОГРАФИЧЕСКАЯ И ГЕОФИЗИЧЕСКАЯ ВЕЕЬЕТЖ ЭЕ Ь’АСАРЕМ1Е РЕ8 8С1ЕМСЕ8 РЕЕШГОЫ РЕ8 КЕРЦВЫОЪ’ЕЗ 80У1ЕТКЩЕ8 80С1АЫ8ТЕ8 8ЕР1Е ОЕОСКАРН1РХ1Е ЕТ СЕОРНТЗТрИЕ ИЗДАТЕЛЬСТВО АКАДЕМИИ НАУК СССР МОСКВА м о § с о и
ИЗВЕСТИЯ АКАДЕМИИ НАУК СССР СЕРИЯ ГЕОГРАФИЧЕСКАЯ И ГЕОФИЗИЧЕСКАЯ В11ХЕ™ ОЕ Ь’АСАОЕ'М1Е ОЕ8 8С1ЕЫСЕ8 ОЕ ЬШ88 8ЕК1Е бЕОбКАРНЮИЕ (Д СЕОРНУЗКЭИЕ № 6 ИЗДАТЕЛЬСТВО АКАДЕМИИ НАУК Москва ★ 1942
Ответственный редактор академик О. Ю. Шмид т Зам. ответственного редактора профессоре. С. Ковнер
ИЗВЕСТИЯ АКАДЕМИИ НАУК СССР. 1942 ВИЬЬЕТ^ РЕ САСА0ЁМ1Е 0Е8 8С1Е1МСЕ8 ОЕ 1/11888 Серия географическая 8ёпе §ёо§гар!ицие и геофизическая е! §;ёорЪу81цие Академик В. И. ВЕРНАДСКИЙ О ГЕОЛОГИЧЕСКИХ ОБОЛОЧКАХ ЗЕМЛИ КАК ПЛАНЕТЫ * * Доклад, прочитанный для академиков и научных работников Академии Наук СССР 18 января 1942 г. Я прошу собрание извинить меня, что я не буду сам читать свой доклад. Подходя к 80-му году жизни, я должен считаться с ее бренностью. Но я хочу объяснить, почему я все-таки при этих условиях доклад делаю. Моя научная работа сложилась так, что с моих молодых лет и до сих пор я научно работаю на границе достигнутого научного понимания реальности. В этой области чувствуется резкое расхождение между теми представлениями, которыми мы руководимся в нашей научной работе, и теми, которые преподаются в нашей школе, даже высшей, и которые проникают в популярную литературу, доступную нашей народной интеллигенции. Школа и популярная литература в этой области отстают от основ современной научной работы на десятки лет. Несомненно, такое положение дел вредно для нашей культуры, оно должно быть изжито возможно быстрей. Этим определяется выбор моей темы. Неожиданное нашествие варваров на нашу страну задержало большую работу, организацией которой мы были в это время заняты и которая, я уверен, возродится, как только враг исчезнет из наших пределов. В Биогеохимической лаборатории Академии Наук мы были заняты в последние месяцы перед войной организацией определения точного химического состава области жизни — биосферы — на глубину двух километров от земной поверхности для Московской обл. Мы хотели, таким образом, дать ее первую точную геохимическую карту. Тема эта была поддержана Академией Наук СССР и должна была дать в руки наших геологов новое мощное орудие геологической разведки полезных ископаемых. Для этого мне лично пришлось проделать предварительную работу, одним из результатов которой является то представление о строении биосферы и ее окружения, которое содержится в моем докладе. I 1. Летом 1916 г., больше 25 лет тому назад, я подошел в моей научной работе к вопросам жизни — к биогеохимии — с геологической, т. е. планетной, точки зрения. Для этого надо было выразить явления жизни в другом аспекте, чем сталкивается с ними биолог в основной своей работе. Как планетное — геологическое'—явление жизни проявляется нам как совокупность живых организмов, а отдельный индивид, изучение которого играет столь большую роль в биологических науках, отходит на второй план. Коми научный центр Уро РАН
252 В. И. Вернадский Пришлось ввести новую терминологию, и я буду иметь дело в даль нейшем не с жизнью, а с живым веществом. Живое вещество есть совокупность живых организмов, которые населяют нашу планету и которые в мириадах неделимых как видимых, так и невидимых простым глазом, всюду нас окружают. Таких живых веществ столько же, сколько может научно различить их биолог. Так описано сейчас больше 800000 различных видов животных и растений, т. е. биологией установлено больше 800000 видовых живых веществ. Их много больше, больше нескольких миллионов. Живое вещество будет интересовать нас постольку, поскольку оно проявляется в земных геологических, т. е. планетных, процессах. Оно будет поэтому выражаться в химическом составе, в весе, в размножении и росте и в воздействии на окружающую природу. Роль живого вещества на нашей планете совершенно исключительная. Достаточно сказать, что воздух, которым мы дышим, который нас всюду окружает, во всей своей массе, т. е. вся атмосфера, создается почти всецело живым веществом и поддерживается им в неизменном составе миллиарды лет. Таким образом, атмосфера всецело создана жизнью, она-биогекна. Элементы воздуха: кислород создается только хлорофильными растениями, а азот — только глубинными и поверхностными микробами. Вся вода атмосферы проходит непрерывно через живое вещество. Углекислота в большей своей части также явно биогенна, и перед биогенной угольной кислотой отходят на задний план другие процессы ее образования, независимые от жизни. Может быть, в конце концов, таких независимых от жизни процессов образования угольной кислоты и нет. Создание нашей атмосферы есть одна из основных функций живого вещества в строении нашей планеты. Человек понял это только недавно, в XX столетии. До 1915 г.—27 лет назад — считали, что атмосфера Земли есть астрономическое явление, что состав ее определяется всемирным тяготением, что газы распределяются в ней согласно их массе, что в свободной атмосфере, чем дальше от земной поверхности, тем количество кислорода, более тяжелого чем азот, уменьшается, и он может там совсем сойти на-нет. В конце XVIII века Лаплас, исходя из закона всемирного тяготения, дал формулу, которая должна была выражать это явление и которой учили как истине, как точному достижению науки и в мои молодые годы. Теперь анализы воздуха с высот 15—20 км и выше от уровня геоида показали, что это не так. Оказалось, что кислород и азот находятся на этих высотах в тех же количественных соотношениях своих масс, как и у земной поверхности. Свободный кислород — активный газ — производит громадную работу, непрерывно входит в химические соединения, поддерживает жизнь, меняет горные породы, но живое вещество в форме хлорофильных организмов поддерживает неизменным его количество. Таким образом, равновесие между кислородом и азотом сохраняется неизменным. Такое же в планетном аспекте проявление живого вещества мы видим на каждом шагу, если только вдуматься в то, что представляет собой живое вещество с планетной точки зрения. Я привел)' только один пример. Что представляет собой туча саранчи в ее миграциях в планетном аспекте? В 1889 г. английский натуралист доктор Карутерс точно описал ежегодно наблюдаемый над Красным морем перелет тучи саранчи с берегов Коми научный центр Уро РАН
О геологических оболочках Земли как планеты 253 Северной Африки в Австралию. Одна такая туча 25 ноября проходила перед ним целый день. Пространство, ею занятое, было равно 5967 км3. Вес ее составлял 4,40-107 тонн, т. е. 4,40 миллиарда тонн. Для того, чтобы образней понять это явление, выражу его иначе; оказывается, что одна эта туча почти отвечает тому количеству меди, свинца и цинка, вместе взятых, которые были добыты человеком в течение целого XIX столетия — 4,47 -107 тонн, или 4,47 миллиарда тонн. Я даже уменьшил числа Карутерса, так как в его вычислениях была ошибка, благодаря путанице им понятий миллиарда и биллиона. А между тем, крупные биологи — де-Шарль и Н. Я. Кузнецов — спокойно принимали его числа, считали такую мощь возможной. II действительно, туча саранчи бывает значительно больше. Что же представляет собой туча саранчи с биогеохимической точки зрения? Это— как бы дисперсная горная порода, чрезвычайно химически активная, находящаяся в движении. 2. Живое вещество в земном масштабе в виде тонкой пленки занимает определенную область планеты, определенную ее геологическую оболочку, которая была названа биосферой в 1875 г. австрийским геологом Э. Зюссом, но понятие о которой существовало много раньше. Биосфера есть область жизни, но живое вещество есть геологическая функция биосферы, проявление ее структуры—организованности,—'а не является независимым от нее, свободно живущим на ней в свободном космическом пространстве телом, как думал Клод Бернар, а за ним К. А. Тимирязев. Медленно вошло это понимание в научное сознание человека, и далеко не все последствия из него он охватил и понял. Теперь мы знаем, что живое вещество идет от поверхности до величайших глубин океана, до 10 км и глубже, и наибольшая часть всего земного живого вещества в нем находится и резко меняет его газовую структуру, перестраивает весь его газовый режим. Средняя глубина океана —3,8 км. На суше жизнь сосредоточивается на земной поверхности, поскольку в нее проникает наша земная атмосфера, богатая кислородом — тропосфера. Это —одна из геосфер. Но живые существа, главные из них по массе — микробы и грибы,— проникают на несколько километров вглубь планеты, в среднем, вероятно, более трех; живое вещество сгущается здесь в подземных водах, в илах, в нефтях, в органогенных породах и в больших и малых пустотах, которые постоянно создаются горообразовательными процессами в верхних частях суши. Предел проникновения жизни в глубину ставит высокая температура, близкая к 100° С, наблюдаемая везде на суше на немногих километрах от уровня геоида. Эта подземная жизнь, к сожалению, чрезвычайно мало изучена биологами, но значение ее в биогеохимии не может быть игнорировано,—азот воздуха в значительной своей части создается ею. Биосфера, геологической функцией, закономерной частью которой является живое вещество, есть геологическая оболочка та, в.которой мы живем и которую лучше всего знаем. Из пределов ее человек редко выходит в своей жизни; он может понимать явления, происходящие за ее пределами, только опираясь на те знания, которые он получает в биосфере. 3. Земля есть одно из ряда близких ей природных тел — планет Солнечной системы. Логически неизбежно, что среди явлений, на ней происходящих, основными будут такие, которые являются общими дня планет. Планетная астрономия сделала в последние годы большие успехи, и геология должна чрезвычайно считаться с нею. Коми научный центр Уро РАН
254 В. И. Вернадский Акад. В. Г. Фесенков на конференции в Пулкове в память столетия Пулковской обсерватории, бывшей в 1940 г., отметил особенность солнечной системы, не имеющую пока никакого объяснения, но резко отличающую Солнце от всех других звезд нашей галаксии, галаксии Млечного пути. Эта галаксия, т. е. закономерная система звезд, одной из миллиардов которых является наше Солнце, имеет форму как бы сплюснутой линзы. Галаксия всем известна и видна в виде проекции на небосвод. Это — Млечный путь. Другие звездные миры — галаксии — чуждые нашей, представляются в Млечном пути в виде редко видимых простым глазом спиральных туманностей. «По сравнению с другими звездами», говорит Фесенков, «как будто планеты находятся на ненормально больших расстояниях от Солнца, а скорость вращения самого Солнца вокруг его оси является аномально малой по сравнению со скоростью вращения других звезд». Можно утверждать, по его заключению, что два миллиарда лет тому назад физико- химические условия жизни, например климат, были теми же, что и теперь. Два миллиарда лет — это отвечает, примерно, археозою, т. е. древнейшей геологической эпохе, нам известной, когда жизнь уже ярко проявлялась в геологических процессах *. * Удобно принимать новое деление, принимаемое северо-американскими геологами: «Криптозойский эон». Этот криптозойский эон по времени втрое превышает все дальнейшее геологическое время, начиная с кембрия и до современности (Ч. Шухерт и К. Денбар, 1941 г.). Биосфера существовала все это время. ** Если оно не получает большей скорости, например, при столкновении с другими материальными телами. Одно явление, которое сейчас выражается, главным образом, в приливах и отливах, вызывало тогда, кроме этого, большую длину суток, так как Луна была тогда ближе к нам, чем теперь. Спутники планет не могут быть сравниваемы с планетами, и на Луне, например, мы не видим атмосферы^ Два точных вывода современной геологии имеют значение не только для Земли, но и для всех других планет. Это, во-первых, значение в них космических сил и, во-вторых, значение в них атомной энергии. Основные геологические явления на нашей планете, можно сказать, всецело связаны с космическими силами. Я буду называть космическими силами все те явления, которые связаны с движениями материальных частиц, превышающими скорость 11,3 км/сек, т. е. такую скорость, медленнее которой двигающееся материальное тело, попавшее в поле земного тяготения, не может из него выйти **. Космические проявления на Земле нам известные: 1. Земные радиоактивные процессы. 2. Солнечные излучения. 3. Проникающие космические излучения. Источник последних лежит вне нашей галаксии. Возможно, что это есть величайшее проявление энергии в Космосе нам известное. Оно открыто в 1912 г., 30 лет назад. Непрерывно через все тела на Земле, через всех нас, здесь сидящих, невидимо и неощутимо проходят эти излучения и совершают в наших телах свою, пока для нас таинственную работу. Второй, столь же важный, вывод современной геологии — это то, что геологические явления, самые грандиозные, всецело сосредоточены на поверхностной пленке нашей планеты в немногие километры мощностью и тесно связаны с атомной энергией ее вещества. Эта атомная радиоактивная энергия, а не остаточная теплота остывающей планеты, как это думали еще совсем недавно, есть основной источник той теплоты, которая объясняет все геологические процессы, идущие на Земле. Коми научный центр Уро РАН
О геологических оболочках Земли как планеты 255 Этот факт был установлен в 1903—1910 гг. Джоли и Стреттом (лорд Рэлей), которые доказали, что количество тепла, получающееся при радиоактивном распаде атомов, достаточно для объяснения того увеличения теплоты по мере углубления в планету, которое давно эмпирически установлено. Максимум радиоактивного распада лежит относительно недалеко от земной поверхности, и с глубиной теплота эта должна уменьшаться. Раньше теплота эта объяснялась космогоническими гипотезами о расплавленной некогда планете, чему до сих пор, к сожалению, учат в наших школах. В строении земного вещества и, насколько мы знаем, для космических тел в метеоритах, проявляется другое явление, неизбежно сопровождаемое огромным тепловым эффектом, которое было названо мною тридцать два года тому назад рассеянием химических элементов в земном веществе. Оно состоит в том, что, например, в каждом кубике морской воды или в грамме известняка — во всяком земном веществе, — мы всегда найдем все химические элементы или их большинство. Эти элементы находятся не в химической связи, т. е. находятся в форме свободных атомов. Теперь можно думать, что такое их состояние есть проявление проникающих космических излучений, которые разрушают встречающиеся им на пути химические элементы, переводят их в другие атомы, создают новые. Разрушение одних атомов, так называемых изотопов, и создание новых сопровождается огромным выделением тепла. Это есть на нашей планете грандиозный экзотермический процесс, т. е. процесс, вносящий в планету свободную тепловую энергию. Это есть не только земное явление, но есть неизбежное отражение действия космических лучей как в веществе Земли, так и других планет. Пока что это — научная рабочая гипотеза. Но для натуралиста она чрезвычайно удобна и заслуживает внимания, так как может быть точно проверена. Ибо, если эта научная гипотеза верна, то атомный вес рассеянных элементов будет другой по сравнению с атомным весом тех иге элементов в минералах и горных породах. 4. К сожалению, астрономы в своих заключениях планетной астрономии оставляют совершенно в стороне выводы радиогеологии. Так, они исходят при определении температуры планет из положения, которое было ярко сформулировано в прошлом году одним из самых выдающихся астрономов — Д. Джинсом — следующим образом: «Планета дает ровно столько света и тепла, сколько она получает от Солнца». Для света это верно, но для тепла — нет, как это показывает пример нашей Земли. А так как химический состав Солнца и планет одинаков и радиоактивные элементы доказаны для Земли и Солнца, мы можем утверждать, что определение температуры планет астрономами сильно . понижено, не отвечает действительности и требует пересмотра. В том же самом году и годом раньше, чем Джинс, другой астроном Г. Спенсер Джонс, королевский астроном Великобритании, дал сводку наших знаний о планетах в двух своих работах, Пользуясь ими, а также сводкой Р. Вильдта, немецкого астронома, живущего теперь в Америке (1939 г.), и сводкой Д. Джинса 1941 г., можно сделать следующие выводы: 1. Все планеты являются среди небесных тел в основной части как бы твердыми и холодными. Форма их приближается к геометрическим телам вращения. 2. Во всех планетах ясно проявляется разделение на планетные оболочки (все имеют атмосферу) *. Эти оболочки отвечают геологическим оболочкам Земли. Для Плутона наблюдений нет. Коми научный центр Уро РАН
256 В. И. Вернадский 3. Все планеты индивидуально различны, и планетные их оболочки состоят из физически и химически различных тел. 4. Для двух планет допустимо из астрономических данных существование биосферы: для Венеры и Марса. 5. Газы атмосфер всех планет, когда они наблюдаются на Земле, всегда биогенны. Они ближе всего по химическому составу к биогенным газам подземной тропосферы Земли, создаваемой микробами. Вопрос о существовании жизни на планетах в сводках астрономов считается нерешенным. Джинс, например, высказывает сомнение в этом, в том числе для Венеры, поле тяготения которой очень близко к полю тяготения Земли. Он правильно обратил внимание на значение в биологических вопросах этого фактора — тяготения, определяющего, в конце концов, все основные явления жизни на нашей планете. Здесь уместно вспомнить, что другой крупный шведский ученый и мыслитель Сванте Аррениус незадолго до своей смерти конкретно поставил этот вопрос для Венеры. Он дал научную гипотезу, которую можно проверить, что только Венера является источником термофильных бактерий на Земле, которые могут быть принесены световым лучом Венеры, этой вечерней и утренней нашей звезды, в течение нескольких минут на нашу Землю. Термофильные бактерии — это такие бактерии, которые могут жить и развиваться только в условиях температуры выше-}-50° С*. * Температура поверхности Венеры, как она нам проявляется но прямым измерениям равна + 55° С. Условия их жизни и существования на Земле в основно.м неясны. Проблема эта была поставлена в Микробиологическом институте Академии Наук проф. Б. Л. Исаченко, но война остановила решение этого вопроса. Арктические экспедиции показали поразительный факт: что илы и льды арктических областей переполнены спорами термофильных бактерий. Объяснить массовое распространение их в большом количестве видов, до 15, и в большем количестве особей, в этих холодных областях совершенно не удается. Открытие это было сделано научной сотрудницей института А. А. Егоровой. 5. Мне кажется, важно обратить серьезное внимание на выясненный факт, не учтенный Джинсом и Джонсом, что все газы, которые открыты в атмосферах планет, на нашей планете, когда они в ней существуют, связаны с жизнью, всегда биогенны. Это следующие газы: азот, вода, аммиак, углеводороды, муравьиный альдегид, кислород (последнее требует подтверждения). Если брать аналогию с Землей и явно неправильное, слишком низкое определение астрономами температуры планет, без учета для них радиоактивных тепловых явлений, то можно сделать вывод, что существование микробной жизни на всех планетах весьма вероятно и является сейчас реальной научной проблемой, которую надо решить. II 6. Перейдем теперь к планетным оболочкам Земли как планеты, к так называемым геологическим оболочкам. В прилагаемой схеме я свел оболочки нашей планеты к одному общему разрезу, начиная сверху с космического пространства, где сказывается впервые земное тяготение, и до центра Земли. Понятно, что соблюсти во всей схеме один масштаб оказалось невозможным. Он соблюден только в прилегающей к геоиду части схемы. При изучении геологических оболочек надо иметь в виду два обстоятельства: Коми научный центр Уро РАН
О геологических оболочках Земли как планеты 25' 1. Основное явление, что в строении Земли существует разрыв сплошности — цельности— геологических оболочек, начиная с биосферы. В лекциях моих в Сорбонне, в Париже, в 1923 и в 1924 годах, я назвал это явление диссимметрией поверхности нашей планеты. 2. Что две замечательные области планеты находятся в связи с этим разрывом. Одна из них — биосфера, с диссимметрией Связана жизнь, живое вещество. А другая — это область, которую американский геолог Ван-Хайз в конце XIX века назвал астеносферой, «областью натяжения», а другой ныне здравствующий ученый проф. Дэли в XX столетии назвал, может быть проще и лучше, «подвижной землей». (шоЬПе еаНЬ). Это область, где проявляются движения земных глыб — землетрясения, вулканические извержения, горообразовательные процессы, складки, сдвиги и т. д., которые изучаются нами уже в остановившемся законченном процессе, в геологических разрезах. Геологические оболочки концентричны, но поверхности, отделяющие их друг от друга, почти всегда неправильны. Для каждого из нас это будет ясно, если мы посмотрим на рельеф суши, который нас окружает. Он является нижней границей концентрической оболочки, отделяющей газовую оболочку — воздух —■ от твердой оболочки— поясов, дандшафтов, суши, или так называемых геохор. Эта поверхность суши в горной стране, в степи, на равнине более или менее явно неровная. Но эти неровности исчезают в своем значении, когда мы примем во внимание средний радиус геоида, т. е. тоГеологические оболочка и геосферы Земли З.СТРАТОСФЕ РА (00 до газ частЬю ионизированной «.Ионосфера 100 до 100 кп ианизиро6аннЬ1й газ 1. Электромагнитное поле Земли Физический бакуун 1000 со 500 кН чостЬюпере^рЬ&о(упся злекпрэназнит^нпхемС^нцр 4.Т РОПОСФЕРА 15 до 0 км газ, &><?яиЬ(в аарЪ/ 5а ГеохсрЬ с паленной >лцднЬ>о О-У*и. $6 'Ъбпоый) подземной п*изни с подземной тропосферой ОЧ.зкм. б.СТРАТИСФЕРА !>й.Гиоро<х»р<,-Всемирный океан т^ одгои тропосферой средня» глубина ’ ТИХИЙ ОКЕАН е Я метаморфическая геосфера I 7а верхняя I •г 6. Нижняя ] 8.ГРАНИТН Ай ОБОЛОЧКА ' нои5алЬиаая I Отарпегп&уят ~1 „ ПОЧ ' | Тихим (Лгансл 1 I I I I I I «ТЯЖЕЛАЯ ПОДГРАНИТНАЯ ОБОЛОЧКА МаКсимС/м планетной температурь с углублением температура пс^аер;ся обитая мощно&пЬ до 10.ПЛАСТИЧЕСКАЯ ЛУЕИННО-ПЛАНгТН.лЯ АЛЮМО-ФЕРРИ-СИЛИКА СТ.АЯ ОГЭЛОЧКА К.ГиПОТИЧЕСКОЕ ТЯЖЕЛОЕ МЕТАЛЛИЧЕСКОЕ ЯДРО/у?.&с><57 Коми научный центр Уро РАН
758 В. И. Вернадский го геометрического тела, которое принимается для Земли в геодезии близким к эллипсоиду о трех осях. Средний радиус геоида больше 6600 км и самая высокая гора Гаури- занкар составляет только 0,0012 его величины. В моделях Земли радиусом в 1 м эта неровность для нашего глаза была бы едва заметна. Над океаном поверхность геологической оболочки отвечает точно геометри ческой поверхности геоида — уровню океана. Обращаясь к схеме, я начну сверху. Влияние на материальные частицы поля тяготения нашей планеты сказывается на высотах, доходящих до 1000 км от уровня геоида. Здесь проявляются еще полярные сияния, причем электромагнитное поле Солнца реально уже здесь проявляет свою силу. Оно временами, а может быть и всегда, перекрывает электромагнитное поле Земли; например, ионизированные атомы водорода из извержений солнечной фотосферы, т. е. вещество Солнца, могут в несколько минут его достигнуть. Мы этим путем материально с Солнцем связаны. Условно эту первую оболочку—■ электромагнитное поле Земли, материально по массе для нашей Земли ничтожную,— можно принять простирающейся от 500 до 1000 км выше уровня геоида. Она следует суточному вращению планеты. Солнце в ней никогда не заходит и не восходит, она всегда освещена Солнцем. В нее проникают постоянно мельчайшие материальные и энергетические частицы Солнца и нашей галаксии и через нее проходят мельчайшие материальные земные частицы—’пыль, атомы, молекулы, уходящие в солнечную систему и дальше, в космическое пространство. Это — физический вакуум. Здесь и ниже, в ионосфере, мы имеем химические соединения, которые нигде на нашей планете не встречаются и которые характерны для космического пространства: таковы — ионизированный легкий одноатомный кислород, граница нахождения которого указывает, может быть, границу между ионосферой и стратосферой, двумя оболочками, лежащими ближе к поверхности геоида, чем электромагнитное поле. Таковы же положительно заряженные атомы натрия и, наконец, соединения водорода с углеродом—радикал СН. Они проникают в ионосферу. 7. Прежде, чем пойти дальше, надо сказать несколько слов о характере геологических оболочек. Можно в них различать, с одной стороны, геологические оболочки, которые были установлены Зюссом в 1875 г.,с другой стороны — более дробное разделение — геосферы. Это последнее деление было дано знаменитым английским натуралистом Джоном Мерреем, руководителем экспедиции Чалленджера 1910 г. Так в биосфере, как вы видите на схеме, мы различаем следующие еосферы: 1) тропосферу — газовую геосферу — наш воздух; 2) водную еосферу — гидросферу или Всемирный океан; 3) континенты и острова, заполненные наземной жизнью, так называемые геохоры или зоны ландшафтов, установленные А. Ф. Гумбольдтом; 4) область подземной жизни под геохорами и океанами с подземной тропосферой. Гидросфера распадается, в свою очередь, на две части: на Тихий океан * и на другие океаны. Илы Тихого океана резко отличаются от илов других океанов. Они исключительно богаты радием, больше чем граниты и все горные породы. В них есть и еще одна особенность. Стратисфера, та оболочка осадочных пород, которую вы видите на схеме, залегающей под областью подземной жизни, образовалась в значительной мере из осадков дна океана; но нигде в стратисфере мы не встречаем по- * Надо думать, что в частях других океанов (Арктического, Индийского и Атлантического) есть участки, отвечающие строению Тихого океана. Шельфы Тихого океана имеют строение, резко отличное от его главной массы. Коми научный центр Уро РАН
О геологических оболочках Земли как планеты 25-. род, которые могли бы образоваться из красных илов Тихого океана. Получается впечатление, что эти илы никогда не были сушей. Это подтверждается и еще одним фактом: метаморфическая и гранитная оболочки, лежащие под сушей и под другими океанами ниже стратисферы (см. схему), отсутствуют под Тихим океаном, как показывают сейсмические наблюдения. Эти оболочки являются окончательным продуктом твердых частей биосферы, измененных метаморфическим процессом. Фактически это — былые биосферы. Независимо от этих соображений геологические наблюдения показывают, что суши на месте Тихого океана не было по крайне мере с начала палеозоя, в течение полмиллиарда лет, а может быть и раньше. Иловые и придонные воды Тихого океана, к сожалению, мало изученные, должны быть резко другие, чем соответственные воды для других океанов. Под илами Тихого океана должна лежать подгранитная тяжелая оболочка (см. схему). Подгранитная тяжелая оболочка является общей сплошной для всей планеты. Здесь кончается та область диссимметрии, которая так ярко выявляется для планеты, захватывая ряд оболочек. 8. Надо отметить, что каждую геологическую оболочку, или геосферу, мы можем рассматривать с разных точек зрения, исходя из разных их проявлений: температуры, давления, химического состава, физического состояния вещества — твердого, жидкого, газообразного, глубинно-планетного, вакуума. Я остановлюсь на одном проявлении, имеющем особое значение, на термодинамической характеристике оболочек, т. е. на явлениях давления и температуры. Вы найдете еще до сих пор в учебниках геологии и геофизики указания, что, идя от электромагнитного поля Земли, т. е. физического земного вакуума, к центру Земли, мы видим повышение давления и температуры. Повышение давления, в общем, действительно наблюдается, но оно идет скачками от физического вакуума в электромагнитном поле Земли до гипотетического металлического ядра в центре планеты, так как для него имеет значение не столько рост земного тяготения, как удельный вес, плотность того вещества, которое строит планету. Но, во всяком случае, справедливо, что самые тяжелые части планеты находятся в ее центре, а самые легкие на ее поверхности. Но для температуры такой закономерности и нет. Так в электромагнитном поле Земли мы имеем температуру, близкую к температуре космического пространства, если только мы можем говорить для него о температуре. Приводимые в литературе данные об этой температуре или очень высокой, или низкой — близкой к абсолютному нулю — являются гипотетическими, основания их вызывают сомнения. Тепловой режим газовых оболочек планеты: ионосферы, стратосферы, тропосферы (см. схему) чрезвычайно сложен и сейчас интенсивно изучается. В тропосфере мы знаем, что до высоты 12—15 км от уровня геоида температура постепенно снижается и достигает минимума на этой высоте. Здесь наблюдались температуры даже в экваториальных широтах — 90°С и даже холоднее. Можно считать, что температура падает, по крайней мере, до—100°С. Это явление было открыто и уточнено Тейссеран-де-Бором и Ассманом в 1902—1909 гг. Эта поверхность минимальной температуры является подвижной границей между тропосферой и следующей газовой оболочкой-стратосферой. Она названа Тейссеран-де-Бором точкой инверсии; в действительности она является поверхностью инвррсии. Выше этой поверхности, т. е. в стратосфере, температура Повышается. Это повыКоми научный центр Уро РАН
RkJQdWJsaXNoZXIy MjM4MTk=