Загадки океана - [23]
Авторы этой работы подчеркивают, что их прием — ная аппаратура позволяла отделить сигналы сейсмического происхождения от обычных помех, создаваемых грозовыми облаками, тучами пыли, ветром и т. п. Очень интересен вопрос о происхождении радио волновых предвестников землетрясения. Ученые считают их вторичным излучением, возникающим благодаря особой модуляции обычных электромагнитных излучений разрядов молний. Оно возникает при отражении электромагнитных волн разрядов в атмосфере (атмосфериков) от приземного слоя атмосферы, ионизированного вследствие сейсмической активности. Вне сейсмоактивной зоны возникает интерференция прямых и отраженных волн, приводящая к изменению естественного излучения разрядов молний.
В заключение несколько слов об одном геологическом происшествии, случившемся давным — давно.
Ученые умеют вычислять с помощью ЭВМ траектории движения отдельных литосферных плит. Благодаря этому удалось сделать реконструкцию положений материков в разные периоды геологической истории Земли.
Литосферные плиты совершают сложные перемещения по поверхности Земли. Движение любой плиты происходит вокруг своей оси, проходящей через центр Земли. Но иногда некоторые плиты или, точнее, их куски ведут себя странным образом — этого пока не может объяснить теория. Вспомним об Аляске. В наши дни это северная оконечность Северо — Американской литосферной плиты. Но так было не всегда.
Изучение состава горных пород, их намагниченности и окаменелых остатков вымерших организмов привело американского геолога Дж. Сэлиби к выводу, что часть Аляски, прилегающая к Канаде, 375 млн. лет назад принадлежала Австралии. А потом этот кусок оторвался от восточной части Австралии, переместился через Тихий океан, сделал остановку у побережья Перу, затем двинулся в сторону Калифорнии, отрезал от нее небольшую прибрежную часть с золотоносными жилами, после чего пришел на свое нынешнее место…
Образование сульфидных руд. Вода гидротерм — жидкая руда. В ней растворено большое количество соединений различных металлов, таких, как железо, марганец, медь, цинк, кобальт, никель и др.
Измерения в «черных курильщиках» показали, что струя черного цвета с температурой около 330 °C выходит из трубы со скоростью от 0,5 до 2 м/с. Расход воды для трубы с внутренним диаметром 3 см колеблется в пределах от 3,5 до 14 л/с. Концентрация ионов металлов близка к 0,1 г/л. Одна труба с расходом примерно 10 л/с при такой концентрации дает около 100 кг металла в сутки. Значительная часть вынесенных в струе металлов не осаждается тут же на дно, а рассеивается вокруг, образуя полиметаллические осадки и, возможно, конкреции.
Непосредственное использование гидротерм для добычи тех или иных металлов в настоящее время считается экономически невыгодным. По подсчетам американских исследователей, для получения 1 т цинка требуется переработать примерно 6 млн. т термальной воды. Столько извергает средний «курильщик» за несколько месяцев. Одна тонна цинка стоит (по ценам 1986 г.) около 1 тыс. рублей. За такие деньги достать с большой глубины и переработать несколько миллионов тонн горячей воды невозможно. Иначе обстоит дело с использованием сульфидных руд, образующихся естественным путем в поле гидротерм.
В гидротермальном растворе содержится около 0,01 % железа и по нескольку десятитысячных долей процента цинка, марганца, меди, кобальта и других ценных металлов. Имеется много кремнезема (0,129 %), сероводорода (0,021 %) и кальция.
После выхода гидротермальный раствор смешивается с холодной водой океана. Происходят различные химические реакции, в том числе приводящие к образованию «черного дыма» (взвесь мелких частиц сульфида железа). Это соединение нерастворимо в воде, поэтому оно выпадает в виде черного дыма. А потом садится на дно, образуя залежи сернистого железа, известного в геологии под названием пирита.
В местах выхода гидротерм благодаря осаждению вокруг струи сульфата кальция образуются трубы. Кальций — из раствора, сульфат — из морской воды. Схема химических реакций, происходящих в «черных курильщиках», показана на рисунке на с. 93. Постепенно трубы разрастаются, их внутренняя поверхность реагирует с неразбавленной струей гидротермы и растворяется. В результате сульфат кальция замещается сульфидными минералами. Образуются сульфидные руды — ценное сырье для промышленности. Процесс идет не только вверх, но и вширь за счет боковых прорывов струи через стенки трубы. Постепенно на дне океана образуются сульфидные залежи, достигающие толщины в несколько десятков метров и длины в сотни метров. Образование отложений может привести к «засорению» труб и, следовательно, к прекращению функционирования гидротерм на данном участке поверхности дна.
С «Алвина» наблюдали множество «иссякших» труб на протяжении до 600 м по оси хребта. Отложение сульфидных руд в этом месте достигает толщины в несколько десятков метров! Миллионы тонн ценнейшей руды. Вопрос состоит в том, как лучше организовать их добычу.
Интересно, что подтверждение описанному механизму образования гидротерм было найдено на поверхности Земли. Речь идет об офиолитовом комплексе Омана на побережье Аравийского моря. Офиолитами обычно называются комплексы, где базальтовые породы лежат поверх ультраосновной океанической коры. Они представляют собой легкий шлак, поднявшийся в верхнюю часть грандиозной плавильной печи, которой являются недра Земли. Из базальта состоит океаническое дно. Базальтовый слой «вышел* на материк в результате столкновения литосферных плит. Обнажился слоеный пирог — офиолит. Кроме Омана подобные структуры встречаются в Калифорнии, Тибете, на острове Кипр, в прибрежной зоне северо — восточного Средиземноморья и в других местах.
