В. И. Вернадский в очерке «Опыт гидрохимии и геохимии вод Земли» писал: «Мы смотрим в будущее, в эпоху в начале взрыва — по интенсивности небывалого — научного творчества. То, что мы знаем теперь, изменится в чрезвычайной степени в течение одного поколения до неузнаваемости. Это мы должны учитывать».
Предвидение великого русского ученого полностью подтверждается развитием как естественных, так и технических наук. Большие успехи достигнуты в изучении и освоении поверхностных вод и подземного стока; продолжается разработка научных проблем гидрогеологии, гидрохимии и геохимии вод Земли, в том числе и глубинных вод. В. И. Вернадский постоянно подчеркивал их значение, но справедливо считал, что «… глубинные воды сейчас почти нацело выходят из поля научного зрения».
В состав глубинных вод он включал пары, соленые воды и рассолы, общее количество которых, по его мнению, сопоставимо с массой всей воды в Мировом океане.
Надо отметить, что до настоящего времени воды, проникающие в самые нижние слои земной коры, почти не принимались во внимание, в качестве крупной движущей силы в глубинных процессах и рассматривалась чаще лишь как химически активная среда в преобразованиях вещества земных недр. Наиболее смелыми высказываниями являлись те, в которых глубинные воды рассматривались как составная часть общего энергетического механизма подземной гидросферы и ее эволюции в ходе развития Земли и земной коры.
Предлагаемая читателю книга С. М. Григорьева по существу является первым опытом разработки представлений о процессах взаимодействия глубинных вод и пород, которые, по его мнению, играют роль главного фактора в образовании земной коры.
Основная и определяющая роль, по мнению автора, принадлежит процессам, протекающим в тех слоях земной коры, где проходят изотермические поверхности критической температуры воды (374° С) и ее растворов (425—450° С). Вода между этими изотермическими поверхностями находится в постоянной вертикальной циркуляции. В виде жидких растворов она проникает к изотерме —450° С, где переходит в надкритический пар, вещества содержащиеся в ней выпадают, цементируя породы. Образующийся надкритический пар перемещается кверху, принося с собой летучие вещества, в том числе кремнезем.
В результате такой «вечной» вертикальной циркуляции паров и водных растворов возникает особая оболочка, верхней границей которой является поверхность Конрада, а нижней — поверхность Мохоровичича. Выщелачивание жидкими нисходящими растворами пород между этими поверхностями делает, по мнению автора, оболочку более проницаемой, вследствие чего происходит постоянное перемещение водных, главным образом надкритических, растворов из коры материков в кору океанов и далее — в океаны. Эту оболочку автор назвал «дренажной» оболочкой земной коры.
Значительный интерес в объяснении вопросов развития земной коры представляет идея автора о постоянном круговороте твердого вещества земной коры и верхней мантии.
Эта идея высказывалась и раньше. К. Е. Даттон, например считал, что материки, особенно горы, в результате эрозии становятся легче и всплывают, а дно морей и океанов под нагрузкой осадочных пород погружается. Логически рассуждая, он утверждал, что такое положение возможно только при круговороте вещества, которое, погружаясь в мантию под океанами, перемещается затем под материки и там входит в кору материков. Однако каждому ясно, что такой круговорот без коренного преобразования твердого вещества невозможен — он противоестествен. Легкие осадочные породы, накапливаясь на дне океана, не могут погружаться в пределы верхней мантии, состоящей из пород с более высокой плотностью. Не может всплывать в пределы материков и вещество мантии, ибо материки существуют постольку, поскольку они состоят из вещества менее плотного, чем вещество мантии.
Вклад автора в решение этой проблемы состоит в том, что им сделана попытка найти тот постоянно действующий механизм, который увеличивает плотность пород, погружающихся в недра, и наоборот, уменьшает плотность пород, всплывающих из мантии. Этот механизм он видит в выщелачивании нисходящими растворами компонентов, растворимых в жидкой воде, из пород, поднимающихся выше изотермы критического состояния растворов, т. е. выше поверхности Мохоровичича. Плотность же морских осадочных пород, наоборот, растет, ибо породы опускаются, а водные растворы, поднимаясь в океан, цементируют их веществами, выпадающими при охлаждении растворов.
Рассмотрение круговорота твердого вещества земной коры и верхней мантии подтверждает, как показывает автор, направленность этого процесса во времени как в результате выпадания из круговорота веществ, накапливающихся в водных растворах, так и в результате вертикального перераспределения веществ по высоте в соответствии с их свойствами и условиями, господствующими в недрах.
С помощью представления о дренажной оболочке автор дает свои объяснения множеству неясных вопросов, к которым относятся и вопросы о длительном существовании материков, о вулканизме, о формировании солевого состава океана, о происхождении железомарганцевых конкреций и многие другие вопросы, еще не нашедшие решения.
Автор допускает появление дренажной оболочки в коре Луны и с этих позиций делает попытку объяснить образование лунных морей, кратеров, цирков, светлых лучей и других форм рельефа, в том числе недавно обнаруженную асимметрию Луны, состоящую в том, что «моря» расположены преимущественно на видимой ее стороне.
В книге приведены также доводы о неисчерпаемости и «вечной» возобновляемости не только геотермического тепла, но и минеральных ресурсов, необходимых для промышленности и сельского хозяйства. Наиболее приемлемыми путями извлечения минерально-энергетических ресурсов из недр, по мнению автора, является бурение скважин в пределы дренажной оболочки, которая заполнена горячими водными, в том числе надкритическими, растворами. При существующих методах и возможностях бурения автор считает наиболее целесообразным бурение глубинных скважин на побережье океанов.
Возможность объяснения с единой точки зрения широкого круга явлений привлекает большое внимание к этой работе.
Несмотря на гипотетичность идеи автора о дренажной оболочке и недостаточную еще разработанность представлений об образующем ее сложном водном механизме, автор убедительно проиллюстрировал, как важно учитывать значение воды в решении проблем земной коры. Именно эту мысль высказал В. И. Вернадский, который писал: «Вода стоит особняком в истории нашей планеты. Нет природного тела, которое могло бы сравниться с ней по влиянию на ход основных, самых грандиозных, геологических процессов».
Книга, несомненно, вызовет полезную дискуссию по вопросам оценки роли и значения воды в процессах образования земной коры и формирования ее минерально-энергетических ресурсов.
Доктор геолого-минералогических наук, профессор Ф. А. Макаренко
—Источник—
Григорьев, С.М. Роль воды в образовании земной коры/ С.М. Григорьев.- М.: Недра, 1971.- 264 с.
Предыдущая глава ::: К содержанию ::: Следующая глава
