Строение Земли мы показали несколько упрощенно, и при этом мы отвлеклись от проблемы давления вышележащих слоев. Давным-давно, в начале XVIII века, жил в Англии Джон Дей. Он был любознательным человеком и решил изучить дно залива у Плимут-Саунда. Смельчак опустился в море на глубину 10 метров в простом просмоленном деревянном ящике.
Все сошло благополучно. Тогда отважный Джон опустился второй раз, уже на глубину 44 метра. Друзья Джона, которые находились в лодках, долго ждали условных сигналов. Так и не дождавшись сигналов, они стали канатами вытаскивать крепкий дубовый ящик. Но вместо него на поверхность всплыли щепки и мелкие обломки, как будто дубовые брусья раздробили огромным молотом…
Приятели Джона не знали, отчего это произошло, и предположили, что на Дея напало морское чудовище. Однако о силах давления люди знают уже давно, и поэтому капитан обычной подводной лодки, которая в сотни раз крепче деревянного ящика, не рискует опуститься в воду глубже, чем на 200–300 метров, иначе его стальное судно будет раздавлено, как ореховая скорлупа.
Дело в том, что через каждые 10 метров погружения давление воды увеличивается на одну атмосферу. Другими словами, на каждый квадратный сантиметр любого тела, опускаемого в воду, через каждые 10 метров вода давит сильнее на 1 килограмм. Человек, погруженный на 100-метровую глубину, будет испытывать давление воды на свое тело в 200 тонн. Чисто условная средняя глубина океанов и морей — 4 тысячи метров, а встречаются глубины в 10 и даже 11 тысяч метров. Там давление воды на человека достигает 20 тысяч тонн! Вот почему специальный глубоководный аппарат «Триест», опущенный на дно впадины Челленджера на глубину 11 тысяч метров, имел толщину стальной стены у своей шарообразной наблюдательной камеры в 12 сантиметров.
Земля — «слоеный пирог», у которого «слои» уплотняются с глубиной. Уже поверхностные породы в 2,7–3.5 раза плотнее воды. Легко подсчитать, что у сухопутного варианта «Триеста» на глубине 6,5 тысячи километров нужно было бы довести толщину стенок до такой, что внутренность сферической камеры уменьшилась бы так, что в ней не осталось места для наблюдателя. В пределах земной коры толщина стенок наблюдательной камеры возросла бы до… 5 метров! В мантии утолщение пошло бы значительно быстрее, ибо ее средняя плотность равна примерно 4,5 плотности воды. А в ядре плотность в 3,3 раза превышает плотность поверхностных пород. Можно предполагать, что давление в центре Земли превышает три миллиона атмосфер.
Таким образом, к центру Земли могла бы опуститься камера, толщина стенок которой возросла бы до… 222 километров!
Но все эти расчеты не нужны. Какой бы толщины ни были стенки, но к центру Земли мы попасть не можем, ибо надо преодолеть не только огромные давления, но и значительные температуры. Они непрерывно возрастают по мере углубления в недра и достигают у центра Земли, вероятно, 3000° или даже 5000°.
Что находится у нас под ногами, пока мы толком не знаем. Анализ подземных путешествий сейсмических волн и другие косвенные методы исследования вызвали предположение, что огромное планетарное ядро представляет собой сплошной железный шар диаметром в 4–5 тысяч километров. Другие ученые склонны считать этот шар железно-никелевым или даже чисто никелевым. Впрочем, в последние годы утверждается предположение о силикатном, проще говоря, каменном ядре. В любом случае вещество в нем находится в чрезвычайно своеобразном состоянии. И скальные породы и металлы при сверхбольших давлениях становятся пластичными и текучими, как вар.
С одной стороны, огромные давления и высокие температуры, при которых все должно плавиться и даже вскипать, а с другой стороны, высокие давления вышележащих слоев и вызываемый этим постоянный процесс уплотнения кристаллов металлов и минералов приводят к сложным и непрерывным превращениям глубинного вещества, его непрерывной подвижности и перемещению. Регистрируемые на поверхности землетрясения, подъемы и медленные опускания различных участков земной коры и все остальные проявления так называемой тектонической деятельности планеты являются прямым отголоском сложных и пока плохо изученных нами процессов. Но уже стало ясным, что там, в недрах, заключена разгадка происхождения новых месторождений полезных ископаемых, а также неожиданных разовых перемещений и различных колебаний земной коры (обратите внимание, что биосфера вместе с литосферой образуют большинство полезных ископаемых).