3 роки тому
Немає коментарів

Sorry, this entry is only available in
Російська
На жаль, цей запис доступний тільки на
Російська.
К сожалению, эта запись доступна только на
Російська.

Простой механизм дренажной оболочки многое объяс­няет в науках о Земле. Но гипотеза о дренажной обо­лочке — это гипотеза о некоем общем принципе форми­рования планетной коры. Были бы лишь подходящие условия, то есть температура, жидкое состояние раст­воров, проницаемые породы, и тогда такая же оболочка возможна не только на Луне, но по крайней мере и на Марсе.

Пока же рассмотрим, может ли дренажная оболоч­ка объяснить такие факты и явления, которые не на­ходят объяснения в существующих гипотезах.

ЗАГАДОЧНАЯ СЛОИСТОСТЬ

И в ядре, и в мантии, и в коре земного шара имеются оболочки. И у каждой свое происхождение, свои свой­ства. Узнают о существовании всех этих слоев с по­мощью известных нам сейсмических волн. Например, скорость Р-волн, которая под слоем Мохоровичича рав­на 8 километрам в секунду, постепенно растет с глуби­ной и на расстоянии 2900 километров от поверхности Земли достигает 14 километров в секунду. А затем сразу резко падает до 8 километров в секунду. Чем объяснить этот перепад? Считают, что здесь проходит граница между ядром и мантией. Глубже ее сейсмиче­ские S-волны не проходят, а раз так, значит, вещество, в котором они перемещаются, находится в жидком со­стоянии. Этот «жидкий» слой принадлежит внешнему ядру, которое, вероятно, состоит из железа.

Вода, безусловно, участвует в образовании не всех оболочек Земли. Однако есть основания предполагать, что рождением своим они во многом обязаны тому же механизму, который действует в дренажной оболоч­ке,— циклическим фазовым превращениям веществ.

Новым в нашем рассмотрении роли воды в жизни земной коры, в создании ее оболочечного строения яв­ляется то, что появление резких границ, на которых происходит изменение физических свойств и химиче­ского состава пород, связывается с фазовыми перехо­дами у изотерм критической температуры воды. Ко­нечно, совершенно естественным представляется и об­разование границ, связанных с фазовыми переходами других веществ.

Границы, вызываемые вертикальной циркуляцией восходящего пара и нисходящих растворов, проходят в любых породах и связаны только с температурами, до которых нагреты породы. Важно то, что границы яв­ляются, как это уже высказывали многие ученые, гра­ницами наложенными: они не имеют родственной связи с природой тех пород, в среде которых проходят. Ни состав пород, ни глубина залегания данного горизонта не определяют фазовых переходов воды в надкрити­ческое состояние, и поэтому дренажная оболочка про­ходит и на глубине 5—7, и на глубине 50—70 и даже более километров.

В недрах Земли много различных химических со­единений, легко подвергающихся фазовым превраще­ниям. В принципе такие соединения могут накапли­ваться у своих изотерм так же, как это происходит с водой и водными растворами,— в критическом состоя­нии. Разные химические соединения и даже отдельные элементы могут взять на себя роль воды в таком меха­низме.

Вот, например, сера. Если Земля образовалась из вещества, сходного с метеоритным, то и состав этих веществ должен быть близок. Однако содержание серы в породах земной коры почти в 20 раз меньше, чем в метеоритах. Почему? Куда она девалась?

Идея дренажной оболочки поможет объяснить ка­жущееся исчезновение серы. Установлено, что на глу­бине 200—300 километров имеются условия, благопри­ятные для фазовых превращений серы. Там она испа­ряется, образовавшийся пар поднимается, конденси­руется, и жидкая сера проникает вниз… Она в своем дренажном слое повторяет цикл, который проходит вода в нашей дренажной оболочке. Но физико-химиче­ские свойства серы намного отличаются от свойств во­ды. Поэтому и дренажная оболочка у нее толще (по приближенным подсчетам — до 90 километров). Вот там, вероятно, и «прячется» сера, которую недосчиты­вают ученые в коре Земли.

А вот другой пример, когда идея дренажной обо­лочки может оказаться плодотворной. Есть в недрах Земли оболочки, обладающие хорошей электропровод­ностью. Их называют С-слои, по ним ток проходит лучше, чем в соседних пластах. Вполне вероятно, что эти слои, обнаруженные на глубине 60—90 километ­ров, окажутся изотермическими поверхностями кри­тических температур растворов некоторых металлов. Может быть, это цинк или свинец мигрирует в таких слоях, переходя из газовой в жидкую фазу, «металлизи­руя» породы. Достаточно нескольких процентов этих элементов, чтобы вмещающие породы изменили плот­ность и обрели хорошую электропроводность.

Даже происхождение разграничительного слоя, от­деляющего ядро от мантии, в принципе может быть объяснено с помощью идеи о дренажной оболочке. Дей­ствительно, обнаружено, что граница ядра Земли со­стоит из вещества, непроницаемого для поперечных сейсмических волн. Таким свойством обладают жидко­сти. В парожидком состоянии при температуре, близ­кой, как считается, к 1500°, может находиться, напри­мер, ртуть. Чем она хуже железа, которому можно составлять ядро? Ее критическая температура — 1450°. Общая мощность ртутного слоя, как показывают рас­четы, может колебаться около 50 метров. Жидкий слой ртутных амальгам может отражать поперечные сей­смические волны и поставить заслон на пути их про­никновения во внутреннее, твердое ядро Земли.

КЛАД ЖЕЛЕЗОМАРГАНЦЕВЫХ КОНКРЕЦИЙ

Ежегодно, как было подсчитано, в недра земной коры суши проникает около одного килограмма воды на каж­дом квадратном метре, а всего в дренажную оболочку материков поступает 150 кубических километров, или 150 миллиардов тонн, воды. Вся она входит в оболочку в виде растворов минеральных веществ. Трудно назвать точную концентрацию растворенных веществ и их со­став. Правда, эта вода не остается в дренажной оболоч­ке, и на протяжении года ее столько же выходит в оке­ан, сколько проникает сквозь сушу. Можно быть уверенным, что тот солевой состав, который характерен для океана, совсем иной, нежели растворов, поступаю­щих в дренажную оболочку. Ведь вся вода океана про­ходит через материковую кору в дренажную оболочку всего за 10 миллионов лет, а на протяжении миллиардов лет она прошла сотни раз. Поэтому из многократно выщелоченной коры суши вновь проникающие воды забрать могут не очень много растворимых компонен­тов. Они охлаждают и выщелачивают главным образом те породы мантии, которые в количестве 12 кубических километров ежегодно поступают в состав материков. Но эти растворенные вещества, как было показано, пе­реносятся в кору океана и полностью остаются в тех 12 кубических километрах вещества осадочных пород, которые погружаются ежегодно сквозь кору океана в пределы мантии.

Охлажденные растворы, пройдя в океан, пополняют его солевой состав только теми соединениями, которые не выпали в коре и не прореагировали с ее породами. Считается, что соли воды океанов имеют разное про­исхождение. Одни из них принесены речными водами, другие выброшены из недр при извержении вулканов. Но кроме этих путей, как ясно из всего предыдущего изложения, надо учитывать и пути привноса различ­ных солей, которые приходят с той водой, какая еже­годно проникает из дренажной оболочки сквозь кору в океан. Общее ее количество достигает 150 кубиче­ских километров, какая-то часть этого объема воды вы­брасывается при вулканических извержениях, проис­ходящих как на суше, так и под водой.

Большой практический интерес проявляется к от­ложениям железомарганцевых конкреций. Общее их количество в океанах приближается к 400 миллиардам тонн.

С точки зрения развиваемого представления о дре­нажной оболочке накопление огромных масс конкреций, содержащих соли различных элементов (в том числе редких и рассеянных), произошло в результате по­стоянного выхода растворов из дренажной оболочки в океан. Количество их в среднем составляет около тре­ти литра и до полулитра в год на квадратный метр. Просачиваются в океан они, конечно, неравномерно, а преимущественно там, где кора тоньше. Вероятно, и железо, и марганец присутствуют в этих растворах в виде растворимых двухвалентных соединений, но, поступая в воду океана, они под влиянием растворен­ного в морской воде кислорода переходят в нераство­римые трехвалентные соединения. Выпадая сначала в виде коллоидных взвесей, они захватывают с собой и элементы, содержащиеся в морской воде. О том, что конкреции образуются из растворов, поступающих из дренажной оболочки сквозь кору океанов, свидетельст­вуют и особенности их химического состава, и мно­гочисленные случаи недавнего образования весьма крупных наращений железомарганцевого состава на орудийных стволах потонувших судов и на других ча­стях кораблей.

Содержание основных элементов в конкрециях на­ходится в строгой зависимости от содержания в них марганца. Чем больше марганца, тем больше содержа­ние железа, кальция, никеля, фосфора и других цен­ных элементов. Количество железа в конкрециях Индийского океана ниже, чем в Тихом океане, но в обоих случаях увеличивается с ростом содержания мар­ганца.

Химический состав растворов в этих районах весь­ма сложный. В составе железомарганцевых конкреций обнаружено свыше 30 элементов, в том числе кроме железа и марганца никель, медь, кобальт, фосфор и др.

В растворах, из которых образуются железомар­ганцевые конкреции, состав и соотношение радиоак­тивных элементов могут быть весьма различными. Именно поэтому при определении возраста конкреций по содержанию и изотопному составу радиоактивных элементов получаются самые неожиданные результа­ты. В сущности если конкреции действительно возник­ли из восходящих растворов, то они и ныне продолжа­ют наращиваться и изменяться в составе, так как растворы из дренажной оболочки поднимаются непре­рывно.

НЕФТЬ ОБРАЗУЕТСЯ СЕГОДНЯ

Происхождение нефти и сейчас еще во многом не объяснено. В итоге многолетних исследований победи­ли сторонники гипотезы, из которой следует, что со­временные нефтяные залежи образовались из древних захоронений органического вещества. В осадочных толщах болот, морей и океанов копились останки ра­стительных и животных организмов, и в определенных условиях они превращались в разные химические соединения, из которых в итоге и образовались скоп­ления нефти и газа.

Сторонники же неорганического происхождения считают, что нефть либо накопилась в недрах при образовании Земли, либо образуется в мантии в ре­зультате взаимодействия паров воды с углеродсодер­жащими соединениями при высоких температурах и давлениях. Главным доводом в защиту такого проис­хождения нефти служит то, что нефть во многих месторождениях приходит в поверхностные слои через глубокие разломы в кристаллических породах, где, как принято считать, не могут находиться остатки расти­тельного или животного происхождения. Поэтому «не­органики» обещают заманчивую для промышленников неисчерпаемость нефтяных ресурсов.

Неожиданное подтверждение органической теории можно найти с помощью представления о дренажной оболочке и о круговороте твердого вещества земной ко­ры и мантии.

Ресурсы органического вещества в земной коре ог­ромны. Размещено оно как в осадочных, так и в кри­сталлических породах, которые образуются в основ­ном из осадочных в процессе круговорота.

Общее количество органического вещества на на­шей планете в свое время интересовало В. И. Вернад­ского. Он писал: «Должно, следовательно, существо­вать простое числовое соотношение, еще неизвестное, между количеством свободного кислорода нашей планеты, ее биосферы и массой каменных углей, би­тумов и нефтей, карбонатов, в ней существующих».

Сейчас свободный кислород нашей атмосферы оце­нивается учеными как продукт фотосинтетической деятельности растений. Другие, не связанные с жизнью растений реакции дают ничтожные количества жи­вотворного газа. Между свободным кислородом плане­ты и всеми природными органическими соединениями существует числовая зависимость. Поэтому легко под­считать запасы органического вещества, зная ресурсы свободного кислорода. Оказалось, что количество ор­ганики на нашей планете в тоннах измеряется числом с четырнадцатью нулями, оно в сотни раз превосходит все разведанные запасы горючих ископаемых.

Содержащие органику породы находятся в постоян­ном круговороте, проходя свой долгий путь.

Долгий! В этом слове заключена особенность при­родных процессов, преобразующих Землю. Если допу­стить, что в пределах дренажной оболочки и мантии бывшие осадочные породы, вмещающие органику, пре­одолевают средние расстояния из коры океана в кору суши протяженностью 1000 километров со скоростью 1 сантиметр в год, то длительность пребывания их там составит примерно 100 миллионов лет.

Даже такой ориентировочный расчет показывает, что у органического материала, опустившегося вместе с осадками в недра мантии, есть достаточное время для самых сложных химических превращений, осо­бенно если учесть характерные для этих глубин высо­кие температуры, высокое давление, мощные катали­заторы. Там рождаются нефть, газ, твердые горючие ископаемые. Процесс этот идет непрерывно, он так же «вечен» и постоянен, как речной снос и накопление органики в осадочных породах. Количество захороня­емой в недра коры океана органики, если в морских осадках ее 1—2 процента, может дать ежегодно около 100—200 миллионов тонн горючих ископаемых. Но в осадках может быть и больше органики: ведь она не только сносится с материков, но и в больших количе­ствах скапливается на дне при отмирании морских растений и различных организмов. Вся она может быть захороненной и пройти путь сквозь дренажную оболочку в мантию, а затем в кору суши. Правда, в настоящее время мировая добыча всех видов топлива за год подходит к 8—10 миллиардам тонн, тогда как пополнение составляет значительно меньшую величину.

Интересно, что круговорот веществ перекидывает мостик перемирия между двумя давно и упорно про­тивоборствующими гипотезами. Защитники органиче­ского происхождения получают в этом случае нефть из глубин, из областей, расположенных преимущест­венно ниже поверхности Мохо. В мире гипотез, пол­ном противоречий и противопоставлений, возникает участок согласия. Может быть, именно дренажной оболочке предопределено примирить и связать эти враждующие точки зрения? Важно то, что нефть образовалась в результате круговорота, и что процесс ее образования постоянен, и что главные ресурсы нефти могут находиться в слоях верхней мантии океанов, а не в коре континентов.

Итак, не только само существование континентов и океанов, но и образование горючих ископаемых — все это результат постоянно совершающегося в пределах земной коры круговорота веществ.

Особую роль в этих превращениях играет органи­ческое вещество, заключающее в себе энергию Солнца.

ЭТА СОЛНЕЧНАЯ ЗЕМНАЯ КОРА

Солнце для земной коры — «вечный» источник энер­гии. Неперечислимо велик список процессов, которые не смогли бы совершиться на Земле без участия сол­нечной энергии. Но ее действие не ограничивается земной поверхностью: она проникает в такие заповед­ные глубины, куда не пробраться прямым солнечным лучам. Переносчиком солнечной энергии служит орга­ническое вещество планеты. За год на каждом квад­ратном метре суши образуется в среднем 1—1,5 кило­грамма растительного вещества, если учитывать только его безводную часть. С водой эта цифра возрастет в 4—5 раз. Растения и организмы отмирают, и продукты их распада становятся участниками великого круго­ворота. Заключенная в них частица солнечной энергии опускается в недра — к дренажной оболочке и глубже. Значение органического вещества для земной коры, оказывается, намного сложнее и многообразнее, чем можно было бы предполагать.

Существуют разные источники тепла, обогреваю­щие земную кору: внешний и внутренний — Солнце и тепло недр. Земля излучает свое внутреннее тепло в мировое пространство. И хотя это излучение не очень велико, каких-то 35—40 калорий с каждого квадрат­ного сантиметра, но вся поверхность земного шара ежегодно теряет столько тепла, сколько его выделяет­ся при сжигании 25 миллиардов тонн угля. В косми­ческих масштабах это очень мало, и если бы Земля не получала солнечного тепла, а обогревалась только за счет «собственных резервов», то температура на ее поверхности была бы выше абсолютного нуля всего на 30° и равнялась бы—243° С. А вот от Солнца к Земле приходит на единицу площади земного шара почти в 7 тысяч раз больше тепла, чем его поступает изнутри. Это тепло и поддерживает в среднем на 250° более вы­сокую температуру. Каждый год от Солнца приходит к Земле столько тепла, сколько его содержится в коли­честве тонн условного топлива, измеряемом числом с 14 нулями.

Между тем внутренний источник тепла на Земле иссякает, общее количество радиоактивных элементов вследствие их непрерывного распада сокращается, и за прошедшие 4 миллиарда лет выделение радиогенно­го тепла уменьшилось не менее чем в 4 раза. Эта потеря восполняется энергией Солнца, которую акку­мулирует органическое вещество. А масса этого вещест­ва на протяжении последних 3 миллиардов лет увели­чивается из года в год.

Надо учесть также, что распределение радиоактив­ного тепла неравномерно. Под океанами его выделяется меньше, чем под сушей, причем в коре океанов его было бы еще меньше, если бы не горячие растворы, которые выносят из-под материков часть их тепла и вносят его в кору океанов.

Подсчеты показали, что для активной «жизнедея­тельности» земной коры только радиоактивного тепла недостаточно, на помощь великому круговороту прихо­дит солнечная радиация. Она включает в круговорот поверхностную воду и выступает главной причиной перемещения масс материкового вещества в океаны. Солнце, заряжая энергией растения, посылает ее вме­сте с водными растворами в глубь Земли. Там в усло­виях высоких температур и высокого давления орга­ника как бы сгорает без доступа воздуха. В итоге из органического вещества образуются более обуглеро­женные горючие ископаемые: бурые и каменные угли, антрациты, сапропелиты, нефти и природные газы. Длящийся миллионы лет, этот процесс сопровождается постоянным выделением тепла, которое вместе с ра­диогенным теплом и подогревает земную кору, стиму­лируя круговорот. Таким образом, Солнце не только на поверхности, но и в земных глубинах продолжает обогревать Землю.

Истинно — Земля пронизана Солнцем. «Через жи­вое вещество,— писал В. И. Вернадский, — энергия Солнца постепенно передается в более глубокие части планеты — ее коры» (Вернадский В, И. Биогеохимические очерки. М., 1940).

Однако Солнце проникает в земные недра не толь­ко в форме «органических аккумуляторов». Существу­ют и неорганические вещества, помогающие солнечной энергии «осваивать» кору планеты на всех уровнях, от поверхности до мантии. Поглощенное на поверхности в одних химических реакциях, тепло Солнца освобож­дается в недрах при высоких давлениях и температу­рах в других химических процессах. Поглощается сол­нечное тепло и при разрушении пород, при их на­греве на поверхности Земли. Превращенная в пыль, порода переносится реками в океан, образуя осадоч­ные породы, которые затем уходят в мантию и там преобразуются в новые, кристаллические породы. Этот процесс идет с выделением энергии: тепло Солнца с неорганическими осадками проникает в далекие глу­бины, в недра мантии.

Но как ни всемогуще Солнце, без участия воды ему не реализовать великий круговорот. Только вода со всем набором ее свойств — способностью, испаряясь, подниматься облаками и, вновь конденсируясь, падать дождем, растворять, переходить в глубинах в особое надкритическое состояние — создает условия для кру­говорота как энергии, так и вещества материков, океа­нического дна и верхних горизонтов мантии Земли. Значит, и в обогреве коры принимает несколько не­ожиданное, хотя и косвенное участие дренажная обо­лочка.

ПОЧЕМУ НЕ ПОГИБЛИ ДЕРЕВЬЯ!

Казалось бы, к чему этот вопрос в нашей теме?

Циклы, циклы, циклы… Они тесно связаны между собой. Движение одного рождает движение другого, цепляется за третий, а вместе они создают весь меха­низм земной коры.

С великим круговращением твердого вещества связан и такой важнейший цикл, как круговорот угле­кислоты — двуокиси углерода.

В нашей атмосфере над каждым квадратным мет­ром земной поверхности находится всего лишь 4,6 килограмма двуокиси углерода. Это безмерно мало, если учесть «аппетит» потребителей. В тропиках на каж­дом квадратном метре поверхности почвы ежегодно вырастает несколько десятков килограммов раститель­ности. А она, точнее, ее сухое вещество состоит пре­имущественно из углерода, поставщиком которого оказывается углекислота атмосферы. По подсчетам ака­демика А. П. Виноградова, всю атмосферную двуокись углерода зеленые растения Земли должны были бы поглотить в течение 10 лет. Но она не исчезает уже миллионы и миллиарды лет.

Откуда же берутся дополнительные количества этого соединения? Дело в том, что углекислота воз­духа находится в равновесии с той, которая раство­рена в океанах: чем выше ее потребление в атмосфере, тем значительнее поступление из воды. Но и в океа­нах запасы углекислоты не бесконечны, хотя их здесь и в 60 раз больше, чем в воздухе.

Однако существует еще один существенный источ­ник: углекислота возвращается в атмосферу при рас­паде отмерших растений. Долгое время считалось, что образующейся при таком распаде углекислоты доста­точно для покрытия расходов на фотосинтез.

Дальнейшие исследования показали иное. Из кру­говорота углекислоты ежегодно выпадают огромные массы углерода, которые образуют залежи горючих ископаемых. Сегодня в них содержится двуокиси угле­рода в 50 раз больше, чем в атмосфере и Мировом океане. Учтем также, что и организмы морей ежегодно расходуют огромные массы углекислоты на свои нужды. Дно океанов покрыто толщей из микроскопических панцирей, ракушек, кораллов, состоящих из углекис­лого кальция — карбоната кальция,— это миллионы и миллиарды тонн углекислоты, выпавшей на поверх­ность дна океанов в осадочных породах. Они посте­пенно погружаются в недра коры, проходят серию пре­вращений в дренажной оболочке и далее проникают в мантию. Процесс накопления панцирей и ракушек идет на протяжении около 3 миллиардов лет. Он проч­но «прячет» углекислоту.

Выходит, круговорот углекислоты происходит с по­терями? Круг фотосинтеза вращается, но, вращаясь, как бы истирается, становится тоньше и меньше из-за потерь углекислоты атмосферы, накапливающейся в залежах карбонатов (соли угольной кислоты Н2СО3) и рассеянного органического вещества. Где тонко, там и рвется: когда-то вращение фотосинтеза должно было остановиться. Но оно не остановилось. Мало того — ничто не предвещает такого печального конца. Во всяком случае в обозримом для человечества будущем.

Итак, почему же не погибли деревья?

Можно считать, что здесь тоже сыграла свою по­ложительную роль дренажная оболочка Земли. Она по­могает возвратить в атмосферу недостающие количе­ства двуокиси углерода. Напомним, что в надкритиче­ском паре дренажной оболочки присутствует кремне­зем. Поднимаясь от поверхности Мохо, он встречается с породами, содержащими углекислые соли, и вступа­ет с ними в реакцию обмена СаСО3 + SiO2 —> CaSiO3 + СО2. Встреча двух потоков разрешается образовани­ем газообразной углекислоты, которая в конце концов попадает в атмосферу. Так возвращается беглянка — углекислота, подвергающаяся временному заключению в карбонатных породах.

Есть еще один вероятный источник углекислоты — это рассеянное органическое вещество земной коры, которая буквально пропитана соединениями углерода биологического происхождения. При взаимодействии с окислами металлов углерод выступает как восстанови­тель, он отнимает кислород и превращается в углекис­лоту:

2Fe2O3 + С —> 4FeO + CO2.

Уже на небольших глубинах породы земной коры химически восстановлены: часть кислорода в составе углекислоты изгнана из них постоянным и длитель­ным воздействием органического вещества. Это неиз­бежно, если вспомнить, что в недрах много углеводо­родных газов, они легко перемещаются по трещинам, разломам и другим каналам и в порах, где соприкаса­ются с окислами металлов.

Деревья и вся растительность Земли не погибли по­тому, что круговорот вещества в водах через дренаж­ную оболочку приводит к постоянному возврату угле­кислоты из самых, казалось бы, недоступных и пота­енных захоронений.

СЛУХОВЫЕ ТРУБЫ ОКЕАНА

В последние годы в океанах обнаружены слои воды, способные передавать звук на неожиданно большое расстояние. Американский геофизик М. Юинг взорвал в Атлантическом океане на глубине 1000 метров не­большой заряд тринитротолуола. Звуковая волна про­шла огромные расстояния и была хорошо слышна за 5700 километров от места взрыва.

Эти слои воды получили название волноводов. Их особенностью является пониженная плотность, они ра­ботают как ловушка для звука. Благодаря полному внутреннему отражению звуковая волна перемещает­ся, не уходит из слоя, пока ей хватает энергии. Или пока не нарушится структура самого волно­вода.

Обычно считается, что возникновение волноводов вызывается двумя причинами: повышением темпера­туры слоя воды или уменьшением концентрации раст­воренных в ней солей. Однако такие объяснения не могут обосновать длительное существование волново­дов. Напомним, что толщина волноводов незначитель­на, а значит, они подвержены различным возмущаю­щим влияниям течений.

И вообще с чего бы слой более теплой воды или более легкой сохранял устойчивое положение на опре­деленной глубине? Ему, по всем физическим зако­нам, следует всплывать наверх, разрушая тем самым волновод. Что-то не сходится в этих объяснениях! Нужно искать иные, постоянно действующие причины.

По-видимому, ими могут быть глубинные газы.

В толще вод океанов постоянно рождаются, разви­ваются, а значит, и умирают мириады микробов, рако­образных, водорослей, рыб. Несть им числа! И вся эта органическая плоть дождем падает на дно и тут же подвергается переработке и разложению: анаэроб­ные микробы-гробовщики не дремлют, а, разлагая ра­стительные и животные остатки и разлагаясь сами, постоянно поставляют газы (двуокись углерода, метан, аммиак, сероводород и др.).

Но не следует, конечно, думать, что выделение их подобно освобождению газа из бутылки шампанского. Образующиеся при разложении органики газы в океане попадают в сложные условия. Прежде всего давление: при средней глубине океана 3,8 километра гидро­статическое давление на его дне достигает 400 атмос­фер. А критическое давление двуокиси углерода равно всего лишь 73 атмосферам. Выходит, что углекислого газа на морском дне нет, а есть жидкая углекислота, которая в воде растворяется значительно хуже, чем газообразная.

Схема волновода

Схема волновода

И как здесь не вспомнить В. И. Вернадского, пи­савшего о двуокиси углерода в морских глубинах:

«Ее критическая температура равна 30°, а крити­ческое давление — около 73 атмосфер. Из этого ясно, что очень значительная часть биосферы лежит в поле устойчивости жидкой углекислоты и в том числе весь всемирный Океан — гидросфера! Уже при 0° и 33 ат­мосферах (330 метров глубины) углекислота (в чис­том виде) легко превращается в жидкость. На морских глубинах ниже 730 метров (ниже критического давле­ния) жидкая углекислота должна быть устойчивой, а не газообразной…»

Жидкая двуокись углерода легче воды. Поэтому ее капли все время всплывают. Но вверху их встречает граница перевоплощения. Примерно на глубине около 350 метров при 35—36 атмосферах жидкая углекисло­та превращается в газ. Обширный и протяженный слой воды в океане оказывается насыщенным мириа­дами пузырьков газа. Они-то сразу и уменьшают плотность этого слоя. Так образуется волновод, точ­нее, его нижняя граница.

А дальше — еще проще. Газообразная углекислота в отличие от жидкой хорошо растворяется в морской воде, и, поднимаясь, пузырьки ее уменьшаются в размерах, пока, достигнув определенного уровня, не исчезают совсем. Углекислота поглощается океаном. В этом месте располагается верхняя поверхность вол­новода.

Образование волновода в воде океана

Образование волновода в воде океана

Волноводы в океанах располагаются на разных глубинах в зависимости от температуры воды и кон­центрации солей в ней. В центральной части Атлан­тики они занимают 700-метровый уровень, а в северной части поднимаются к 100-метровому. Но решающее значение для глубины их расположения, по-видимому, имеет состав газа. Со дна океана поднимается не чи­стая углекислота, в ней обязательно есть примеси ме­тана, аммиака, сероводорода. Они меняют физические свойства газа, а значит, и глубину размещения и тол­щину волноводов.

Допустим, из океанических глубин идет смесь, со­держащая всего 50 процентов углекислоты. Для нее граница перехода из жидкости в газ будет лежать на глубине 700—800 метров, а не на глубине 350 метров.

Дренажная оболочка играет определенную роль и в образовании волноводов. Дело в том, что значитель­ное количество растворимых газов в океан поступает именно через нее. В ней постоянно поднимается водя­ной пар, несущий в себе окись кремнезема, которая встречает опускающиеся осадочные породы, где много ракушек, содержащих углекислые соли. Взаимодейст­вие (как мы уже писали) ведет к постоянному выде­лению углекислоты из дренажной оболочки вверх и в конце концов в воду океана.