Наиболее «летучие» вещества достигают земной поверхности благодаря вулканизму, проявляющемуся за зонами поддвига, что прослеживается, например, в районе Анд или в Японии.
Итак, известно, что наиболее богаты рудами именно такие горные пояса. Создается впечатление, что для распределения полезных ископаемых характерна «зональность». В непосредственной близости от глубоководных желобов встречается главным образом железо, затем следует медь и золото, серебро, свинец и цинк. Вполне возможно, что тут все дело в изменении условий, происходящем в процессе постепенного погружения плиты под континент.
А если обратиться ко дну океанов, то не является ли оно громадным котлом, в котором медленно варятся эти ценные руды? Уже в ходе первых исследований английского судна «Челленджер» (конец минувшего века) стало известно, что на больших глубинах имеются богатые железом и марганцем конкреции, содержащие также в небольших количествах медь, никель и кобальт. В промышленности начинают осознавать экономическое значение этих «полиметаллических», или «марганцевых», конкреций. Образования примерно эллипсоидальной формы россыпью покрывают миллионы квадратных километров океанского дна, там, где осадконакопление происходит чрезвычайно медленно либо вовсе отсутствует. Это химические кладовые, которые постепенно создавались из содержащихся в морской воде металлов (хотя как именно — пока еще неясно). Конкреции, разумеется, так или иначе попадут к материку, как только окажутся в нисходящей части движущегося конвейера, на котором они откладываются, — если человек не научится их извлекать еще до завершения их пути.
Ученые всего каких-нибудь десять лет назад один за другим пришли к убеждению, что и сам рифт играет более активную, если не решающую, роль в образовании руд, их движении и распространении на земной поверхности. Первые признаки существования руд на морском дне были обнаружены в 1948 году, когда шведские ученые на корабле «Альбатрос» констатировали аномально высокие температуру и соленость воды при исследовании одной из центральных впадин в Красном море. Тогда эту аномалию они отнесли за счет погрешностей в измерениях.
В 1964 году английские исследователи на борту «Дискавери» решили проверить данные, полученные шведами, и обнаружили в Красном море впадину, на дне которой температура достигала 44º С (вместо нормальных 22º), а соленость 256 граммов на 1 л воды (вместо 40). Теперь уже можно было уверенно говорить о настоящих «рассолах», плотность которых превышает 1,2 г/см3. Ввиду нехватки времени англичане не смогли продолжить свои исследования. Их возобновили американцы на борту «Атлантиса» и открыли вторую впадину, где температура рассола доходила до 56º! И, наконец, в 1966 году ученые США, на сей раз на судне «Чейн», выявили третью такую впадину. Они установили также, что рассолы состоят из ила с большим процентным содержанием металлов в виде окислов и сульфидов железа, марганца, цинка, меди и т. д. Последовательные наслоения ила образуют необычную гамму цветов — черные, как расплавленная смола, слои чередуются с синими, красными, желтыми. Обнаружились толстые белые пласты из обломков раковин и кварца. Открытие вызвало сенсацию.
Когда оно обсуждалось в 1969 году на конгрессе в респектабельных стенах Лондонского Королевского общества, то речи выступающих воспринимались как начало «революции во взглядах на происхождение руд». Уже подсчитывали, что только первые десять метров ила, заполняющего дно впадины, найденной «Атлантисом», эквивалентны двум с половиной миллиардам долларов в переводе на имеющиеся там руды. Подумывали о создании промышленного консорциума для изучения возможности освоения этих кладовых…
Исследования активизировались. В 1971 году «Чейн» установил, что объем рассолов во впадине «Атлантис-II» возрос на 23 % и что их температура увеличилась на 2,7º С. На этом основании ученые сделали вывод, что в течение 52 последних месяцев во впадину со; скоростью около 3000 литров в секунду поступал рассол, нагретый до 103º С. Столь высокую температуру рассолов можно было объяснить только тем, что они зарождаются в глубине земной коры, примерно в 2 километрах от поверхности Земли. Кроме того, предполагалось, что в местах значительного поступления рассолов должны существовать обширные резервуары нагретых вод.
Между тем революция, подготовлявшаяся теорией обновления океанического дна и моделью тектоники литосферных плит, проторяла себе дорогу. Теперь ученые знали, что в Красном море впадины с рассолами расположены вдоль рифта и как раз там, где он смещается небольшими разломами; в местах пересечения рифта и разломов образуются депрессии, где и накапливаются рассолы. Ежегодно обе литосферные плиты, Аравийская и Африканская, расходятся в разные стороны от рифта приблизительно на 2 сантиметра, обусловливая формирование новой коры в результате вулканической деятельности. Естественно было связать возникновение рассолов с образованием самого рифта, в котором, как в огромном котле, на протяжении сотен миллионов лет отлагаются металлы, ныне изыскиваемые и используемые человеком.
От внимания исследователей не ускользнуло то, что еще в ранней античности египтяне разрабатывали медные копи, расположенные на берегах Красного моря и Суэцкого залива в трещинах, общая ориентация которых параллельна современному рифту. А так как совсем недавно по другую сторону акватории, в Саудовской Аравии, были открыты подобные же месторождения свинца и цинка, то напрашивался вопрос: не аналогичны ли современные месторождения тем, что возникли одновременно с зарождением Красного моря?
Одновременно проводившиеся на Кипре изыскания привели двух английских ученых, одним из которых был изобретатель модели обновления океанского дна Фред Вайн, к выводу, что большая часть острова сложена остатками океанической коры прошлого, ныне вошедшей в состав материкового блока. Именно в этой части Кипра, которая покрыта лавой в форме подушек, расположены эксплуатируемые уже три тысячи лет знаменитые копи красного металла, названного латинским словом «cyprium» (по имени острова). Резонно было предположить, что эти месторождения меди связаны с образованием в районе рифта новой океанической коры и что они оказались затем на материке во время погружения океанической коры под континент. Результаты глубоководного бурения, ведущегося начиная с 1968 года американским судном «Гломар Челленджер», указывали на признаки минерализации как самих базальтовых пород (в форме медных жил), так и контактирующих с базальтом осадочных слоев (преимущественно в форме железа и марганца). Другие корабли достали драгами со дна рифтовой долины в центре Атлантики огромные образцы марганца и железа.
Все сходились на том, что образованию этих залежей способствует поступающая из недр вулканической зоны горячая вода, которая попутно выщелачивает коренные и осадочные породы. Часть попавших в воду металлов, возможно, отлагается непосредственно в пустотах вулканических пород, образуя рудные жилы и прожилки. Может статься, что другая их часть поднимается с морской водой до уровня дна около выхода гидротермального источника. Нерешенным вопросом оставалось происхождение самих поддонных вод и растворенных в них руд. Уж не морская ли это вода, которая просочилась туда через разломы, подогрелась на глубине и затем снова поднялась к поверхности дна? А может быть, наоборот, существует так называемая ювенильная вода, порождаемая вулканическими явлениями? Анализ горячих рассолов в Красном море показал, что мы действительно имеем дело с морской водой, просочившейся вниз, а затем вновь поднявшейся наверх.
Но как объяснить обогащение этих вод металлами? В Красном море по обе стороны рифта существуют слои соленосных отложений — эвапоритов мощностью в несколько километров. Содержание солей в растворах связано, безусловно, с этими соленосными отложениями. А с ними переслаиваются обогащенные металлами черные илы. Таким образом, можно допустить, что металлы рождаются не прямо из вулканических пород рифта, а являются продуктом выщелачивания и концентрации в тех слоях ила, что находятся под соленосными отложениями. Но откуда взялось столько металла в самих черных илах? Изотопные анализы по свинцу неопровержимо доказывают, что обогащение началось уже в вулканических породах. Как же происходил этот процесс?.. Ученый спор ожесточается, но, видимо, крайне трудно разобраться в таком сложном геологическом феномене, каковой представляет собой Красное море.