Эврика-86
Шрифт:
ЧИСЛА И ГЕОЛОГИЯ
Еще в школе мы привыкли с уважением относиться к числам. И это понятно: числа - важнейшее математическое понятие, без него невозможно что-либо количественно описать или исследовать. Было время, когда число вообще принимали за основу всего существующего. Пифагорейцы в ДРев' ней Греции считали, что и космос это число, и все вещи - числа, и ДУша
человеческая - число... И сегодня, когда новейшие математические выводы используются в исследованиях конкретных объектов, порою оказывается, что их арифметически-геометрическая структура играет не последнюю роль.
Вот, скажем, четные и нечетные числа. Какая между ними может быть принципиальная разница? Вроде бы никакой.
Еще более удивительная закономерность проявляется, если выстроить "по рангу" ряд рудных месторождений, то есть в порядке убывания в них запасов полезного ископаемого, будь то ртуть, медь, алюминий или другой металл. Оказывается, произведение запасов месторождения на его номер в ранговом ряду - величина постоянная для данного ряда. Но ведь тогда, зная закон убывания, можно по известным залежам руды предположить о существовании еще не открытых? Этой научной проблемой занялись ученые Всесоюзного научно-исследовательского геологического института имени А. П. Карпинского. Проведя математический анализ, они, в частности, установили, что по наиболее крупному месторождению региона (геологической провинции) можно судить обо всех месторождениях в его пределах и даже обо всех ресурсах данного вида сырья в изучаемом районе. Причем если уже известные запасы провинции заметно превышают прогнозируемые на основе полученных уравнений, то геологи могут смело приниматься за поиски более крупного месторождения - оно обязательно должно быть в этом районе.
Почему же природа так "математизировала" процесс накопления полезных ископаемых, в частности металлических руд? Ответа пока нет.
ЗАГАДКИ "ЖИВОГО СЕРЕБРА"
Писатель-фантаст Иван Антонович Ефремов был выдающимся геологом участником многих экспедиций, работавших в Сибири, в Средней Азии, на Алтае. В одной из его алтайских экспедиций было открыто месторождение ртутной руды.
В рассказе "Озеро Горных Духов" И. Ефремов научно обоснованно описал, как над месторождениями ртути возникали "духи". Они появлялись, когда солнечные лучи освещали озеро и его берега, сложенные ртутной рудой киноварью. Ведь ртуть - летучее вещество, она быстро испаряется при повышении температуры. "Призраки" - сгущающиеся пары ртути. Ни один другой металл не испаряется так легко в лучах солнца.
Серебристо-белая, блестящая ртуть - единственный из всех металлов, который плавится не в калильном жару, а на довольно сильном морозе почти при минус 39 градусов Цельсия. При обычной (как мы говорим, комнатной) температуре ртуть существует в жидкой фазе. М. В. Ломоносов вместе с другим российским академиком И. А. Брандтом впервые получил в один из очень морозных дней декабря 1759 года твердую, кристаллическую ртуть. Ломоносов исследовал ее и обнаружил, что по механическим свойствам она удивительно похожа на свинец (так же хорошо куется).
На внешнее сходство ртути с серебром обратили внимание еще средневековые алхимики, назвавшие ее "живым серебром" за необычайную подвижность. Они же нарекли ее за это)
свойство "меркурием". Еще одно название ртути - "мать металлов". Она удостоилась его за странную способность создавать почти со всеми металлами своеобразные растворы-сплавы - амальгамы. Даже в золоте находили ртуть. Алхимики думали, что все металлы произошли из ртути. И хотя их попытки получить из ртути золото не увенчались успехом, им мы во многом обязаны пониманием различных физических и химических свойств ртути.
Загадки "меркурия" продолжают волновать ученых и по сей день. Это закономерности распространения ртути на Земле среди других химических элементов. Много "белых пятен" в геохимии ртути, о которой почти полвека назад родоначальник советской геохимии академик А. Е. Ферсман сказал, что она "полна загадок"...
Дело в том, что месторождения, об одном из которых рассказал И. Ефремов, сосредоточивают в себе лишь две сотые процента всей ртути, содержащейся в земной коре. Вся остальная ртуть рассеяна по планете в малых количествах. Где ее только нет! Даже во всех живых организмах она обязательно присутствует, поскольку ртутьодин из необходимых для поддержания жизненных процессов микроэлементов. Это очень малая доза всего миллионная доля процента (в больших количествах ртуть вредна). Ртуть широко используется в различных отраслях промышленности (электронике, металлургии, электрохимии), в сельском хозяйстве, медицине. Издавна применяется как краска самый распространенный из 32 встречающихся в природе минералов ртути - киноварь.
Вслед за А. Ферсманом изучением законов распространения ртути в нач*ви стране занимался член-корреспондент АН СССР А. А. Сауков. Вместе ^о своими учениками и последователями он открыл неизвестную прежде закономерность.
Оказалось, что вокруг месторождений многих металлов (не только ртутных руд) образуются ореолы повышенной "ртутности", в которых этого металла содержится в 10-110 раз больше, чем повсюду на Земле. При этом возрастание содержания ртути в породах ощущается за несколько сотен метров, а то и за километр до залежи той или иной металлической руды.
Конечно, это очень малые концентрации, и только сверхточная аппаратура способна определить присутствие ничтожных примесей вещества, "опознать" немногие атомы ртути среди миллионов чужеродных.
Металлы как бы притягивают ртуть, и она таким образом служит индикатором их месторождений, может сигнализировать о приближении к ним. Речь идет в первую очередь о рудах свинца, цинка, сурьмы, олова, золота. Многие другие руды (не только металлов) тоже являются концентраторами ртути. Причем даже такие, как нефть и газ. Значит, ореолы ртути вокруг различных минеральных залежей геологи могут рассматривать как существенную помощь при поисковых работах. Ко многим методам разведки полезных ископаемых добавился новый ртутометрический.
ВИБРОПРОСВЕЧИВАНИЕ ЗЕМЛИ
Для изучения глубоких недр Земли сейсмологи используют волны от землетрясений и взрывов. Но землетрясения происходят внезапно, и положение очага заранее неизвестно. Взрыв же изменяет структуру пород, и
66
ные опыты идут уже в иных условиях, а это затрудняет изучение.
Если же возбуждать сейсмические волны вибрационными источниками, которые посылают в Землю сигналы нужной продолжительности и формы, то появляется возможность вести регулярные систематические исследования строения земных недр и происходящих там процессов - без разрушения горных пород.
Метод вибропросвечивания Земли еще очень молод- он возник только в семидесятых годах нашего столетия. Еще отрабатывается и сам метод, и совершенствуются сейсмические виброисточники, однако уже сейчас получены интересные результаты, показывающие большие его возможности.
С одной стороны, это детальное изучение структуры больших и малых участков земной коры. Сеть станций в зависимости от расстояния между источниками колебаний и приемными пунктами может построить разрез блоков коры размером от 20-50 километров до 200-300 метров. Интересно, что виброисточники могут при этом снимать "картину" недр слоями с различной глубины, то есть действуют как медицинский томограф. Это позволяет довольно четко представлять себе расположение различных неоднородностей структуры недр, что облегчает поиск месторождений.