Плохо пришлось бы бедному профессору, если бы он действительно попал во внутренние части Земли! Плохо потому, что, как вы сейчас увидите, условия там не очень-то подходящие для прогулок.
Наружная оболочка Земли состоит из сравнительно лёгких каменистых пород. Её называют земной корой. Земная кора не везде одинаковой толщины: тридцать - сорок километров на материках, до семидесяти километров в горных областях, от десяти до пятнадцати километров на дне океанов.
Но по сравнению со всей громадой нашей планеты земная кора так же тонка, как яблочная кожура по сравнению с яблоком. Земная кора имеет слоистое строение. Самый верхний слой составляют осадочные породы, образовавшиеся из отложений на дне морей.
Под осадочными породами лежит слой гранита. Он образует толстую, тяжёлую подкладку под всеми материками и океанами, за исключением самых глубоких впадин морского дна. Под гранитным слоем лежит слой базальта. Он ещё тяжелее, ещё массивнее.
Ниже базальта начинается внутренняя оболочка Земли - мантия. Она простирается на глубину в две тысячи девятьсот километров. Дальше уже начинается область, называемая ядром.
Земное ядро так велико, что оно само по себе могло бы быть планетой вполне приличных размеров. Его диаметр на десять километров больше диаметра: Луны: Ядро состоит из того же вещества, что и мантия, но только оно гораздо плотнее.
Тут мне приходится на время прервать рассказ, потому что со мной вступает в спор нетерпеливый читатель.
- Ну хорошо, - говорит он. - И это всё, что известно о строении Земли?
- Нет, - отвечаю я. - Учёные выяснили ещё многое. Они знают, какова плотность вещества в этих недоступных глазу глубинах, какие там царят давления, в каком состоянии находится вещество в этих необычных, никогда не встречающихся на поверхности Земли условиях. Например…
- Погодите, - перебивает читатель, - вы же сами говорили, что человек даже в толщу земной коры проник всего лишь на шестую или восьмую долю сё глубины. Никто никогда не видел ни мантии, ни ядра. Откуда же всё известно?
- Есть народная сказка про Верлиоку. Верлиока мог видеть землю насквозь и благодаря этому выручал своего друга, героя сказки. Учёные, исследующие строение земного шара, тоже имеют Верлиоку, который помогает им видеть Землю насквозь, но это не сказка, это быль. Своего Верлиоку они называют сейсмографом.
Сейсмограф - очень точный прибор, который чувствует и записывает подземные колебания. Каждый день и даже каждый час где-нибудь на Земле, в результате сдвигов в недрах Земли, происходит землетрясение. Мы замечаем сильные, а сейсмограф отмечает даже самые слабые, даже те, что произошли за тысячи километров. В том месте, где случилось землетрясение, возникают упругие волны. Они расходятся во все стороны - и вширь и вглубь. Некоторые из них пересекают на своём пути и мантию и ядро, а потом, где-нибудь в другом полушарии, проникают в кору.
Эти волны похожи па те, которыми распространяется звук. Выходит, что наш Верлиока-сейсмограф не видит, а «слышит» Землю насквозь. Его чувствительный самозаписывающий механизм чертит на бумаге волнистые линии, с поразительной точностью показывающие силу, и частоту подземных колебаний. Эти. записи рассказывают учёным, где проходили волны, в каком месте, на какой глубине они попали в более плотную и упругую среду, сколько десятков и тысяч километров они в ней прошли.
Именно сейсмограф и показал, что на глубине 2 900 километров начинается граница плотного ядра, где каменистое вещество под влиянием больших давлений резко меняет свои свойства и становится похожим на металл.
Конечно, у исследователей, кроме Вер-лиоки, есть и другие союзники. Эти союзники - знания, накопленные многими поколениями учёных: физиков, химиков, математиков, астрономов, географов, геологов.
Учитель даёт вам на уроке физики задачу: взвесить какой-нибудь предмет, измерить его объём и потом по объёму и весу вычислить удельный вес или плотность вещества,- из которого сделан предмет.
Такую же задачу пришлось решать математикам., астрономам и географам, но она была несравнимо труднее и сложнее. Ведь измерять и взвешивать им приходилось не мраморный кубик, не латунную гирьку, а Землю, целую планету. Её не положишь на чашку весов, не опустишь в мензурку с водой. Вес земного шара вычисляли с помощью математических формул на основе законов всемирного тяготения.
Чтобы выяснить размеры Земли, учёные нескольких стран одновременно производили сложные измерения кривизны земной поверхности в различных местах планеты.
Теперь известно, что радиус земного шара - 6 380 километров, а её вес в тоннах выражается огромным числом из двадцати двух цифр. И вот каждая из этих тонн давит вниз, к центру земли…
Представьте себе поленницу -дров. Взять одно из верхних поленьев не составит никакого труда. Если вы захотите достать полено из второго сверху ряда, это будет уже потруднее, потому что, на него давят своей тяжестью верхние поленья. А попробуйте вытащить полено из самого нижнего ряда. Сколько бы вы ни бились, Это вам не удастся: слишком велик груз, который давит сверху.
Но ведь это всего лишь поленница дров, Подумайте, какой же силы должно быть давление в нижних, внутренних областях Земли!
Расчёты, сделанные геофизиками, говорят, что уже на глубине в двести пятьдесят километров давление достигает ста тысяч атмосфер; на глубине в две тысячи девятьсот километров, у нижней границы мантии, давление - почти полтора миллиона атмосфер, а в самом центре Земли оно больше трёх миллионов атмосфер.
А температура? Она тоже увеличивается с глубиной, и это заметно даже в верхних слоях земной коры. В шахтах на каждые сто метров глубины столбик термометра поднимается на три градуса. Дальше внутрь земного шара повышение температуры идёт медленнее, и всё же в земном ядре она доходит до нескольких тысяч градусов.
На поверхности Земли все горные породы плавятся при температуре, меньшей, чем полторы тысячи градусов.
Так что же, значит, внутренние части Земли должны быть в расплавленном, огненно-жидком состоянии?
На этом рисунке показана схема строения Земли, как её представляет современная наука. Здесь вы видите, как возрастает давление от поверхности к центру и как увеличивается при этом плотность земного вещества, как распространяются сейсмические волны, как области медленного перемещения тяжёлых и лёгких масс (геосинклинали) чередуются с платформами, областями равновесия.
Прежде почти все учёные так и думали, но они не учитывали чудовищных давлений в земных недрах. Под такими давлениями даже при температуре в две - три тысячи градусов вещество не может расплавиться. Оно не твёрдое и не жидкое, оно в особом состоянии: в одних случаях ведёт себя, как твёрдое, упругое тело, вроде стали, а в других случаях - как очень вязкая, густая, тягучая масса.
Например, сейсмические волны, возникающие при землетрясении, распространяются в земных глубинах так, будто Земля - стальной шарик, а вращение вокруг оси, длящееся миллиарды лет, постепенно сплющило Землю у полюсов так, словно она из вязкой, тягучей смолы.
- Ну ладно, - говорит читатель, - почему внутри Земли возникло такое высокое давление, это понятно. Про силу тяжести мы и в школе проходим. Но вот откуда взялась температура в тысячи градусов? Может, Земля раньше была раскалённой, а потом остыла снаружи?
Извержение вулканов - одно из проявлений грозных подземных сил. Память о больших извержениях сохраняется столетиями. На этом рисунке, сделанном художником XVIII века, изображено страшное извержение на одном из Молуккских островов. Гора при этом извержении раскололась на куски, которые упали в море.