Главная страница | Эволюция и антропология | История Земли в 25 камнях: Геологические тайны и люди, их разгадавшие

История Земли в 25 камнях: Геологические тайны и люди, их разгадавшие
Дональд Протеро
Захватывающая история того, как шаг за шагом добывалось геологическое знание, связанное с нашей планетой: как определялся ее возраст, состав, «нрав», раскрывались глубинные процессы. Каждая из 25 глав книги рассказывает, как геологи, палеонтологи и океанологи искали ответы на свои вопросы в толще земной коры, в кратерах вулканов, на самом дне Мирового океана, в малодоступных горах, ущельях, ледяных пустынях и даже в космосе.
В предисловии Дональд Протеро сравнивает труд ученого геолога с работой криминалиста, а затем раскрывает это сравнение, показывая кропотливый процесс восстановления из мельчайших деталей, единичных следов и случайных отпечатков целостной картины далекого прошлого, отделенного от нас бездной геологического времени.
Хаттон считал, что совокупность этих геологических процессов может полностью объяснить нынешние формы рельефа во всем мире и потому нет необходимости прибегать к библейским толкованиям. Наконец, он заявлял, что процессы эрозии, отложения, трансформации осадков и поднятия горных хребтов были циклическими и многократно повторялись в истории планеты. Поскольку такие циклы занимают огромные промежутки времени, Хаттон писал, что возраст Земли должен быть непостижимо велик. По его словам, геологическое время безмерно и практически бесконечно: «ни следов начала, ни перспектив конца». Как отмечал палеонтолог Стивен Джей Гулд, Хаттон «раздвинул границы времени, внеся тем самым наиболее выдающийся и преобразующий вклад геологии в человеческую мысль – Глубокое время».
Особенности
Около 150 уникальных фотографий, схем и иллюстраций.
В природе происходит постоянный процесс создания нового океанического ложа: магма извергается в трещинах рифтовой долины в центре хребта, когда происходит его растягивание в стороны. Как только донные лавы остывают, они фиксируют магнитное поле Земли на момент своего формирования. Затем они растаскиваются в стороны, а в середине формируется новая кора, которая намагнитится уже в другом направлении, если магнитное поле планеты перевернулось. Старая кора постепенно отходит от центрального хребта, как пара конвейерных лент, и эти ленты – подобно пленке старого магнитофона, отходящей от записывающей головки, – сохраняют сигнал, который оставляют чередующиеся периоды прямой и обратной полярности Земли.

Дональд Протеро
История Земли в 25 камнях: Геологические тайны и люди, их разгадавшие

Знак информационной продукции (Федеральный закон № 436-ФЗ от 29.12.2010 г.)


Переводчик: Евгений Поникаров
Научный редактор: Михаил Гирфанов, канд. геол. – минерал. наук
Редактор: Виктория Сагалова
Научный консультант: Ольга Смирнова
Издатель: Павел Подкосов
Руководитель проекта: Мария Ведюшкина
Арт-директор: Юрий Буга
Дизайн обложки: Алина Лоскутова
Корректоры: Татьяна Мёдингер, Юлия Сысоева
Верстка: Андрей Ларионов

Все права защищены. Данная электронная книга предназначена исключительно для частного использования в личных (некоммерческих) целях. Электронная книга, ее части, фрагменты и элементы, включая текст, изображения и иное, не подлежат копированию и любому другому использованию без разрешения правообладателя. В частности, запрещено такое использование, в результате которого электронная книга, ее часть, фрагмент или элемент станут доступными ограниченному или неопределенному кругу лиц, в том числе посредством сети интернет, независимо от того, будет предоставляться доступ за плату или безвозмездно.
Копирование, воспроизведение и иное использование электронной книги, ее частей, фрагментов и элементов, выходящее за пределы частного использования в личных (некоммерческих) целях, без согласия правообладателя является незаконным и влечет уголовную, административную и гражданскую ответственность.

© Donald R. Prothero, 2018
This Russian language edition is a complete translation of the U.S. edition, specially authorized by the original publisher, Columbia University Press
© Издание на русском языке, перевод, оформление. ООО «Альпина нон-фикшн», 2025
* * *


Я ПОСВЯЩАЮ КНИГУ ПОТРЯСАЮЩИМ ГЕОЛОГАМ, СДЕЛАВШИМ ЭТИ ОТКРЫТИЯ. ТЕМ, КТО ВДОХНОВЛЯЛ МЕНЯ В МОЕЙ РАБОТЕ. ЭТО:

Альфред Вегенер
Джеймс Хаттон
Чарльз Лайель
Уильям Смит
Артур Холмс
Джерри Вассербург
Юджин Шумейкер
Клэр Паттерсон
Чарльз Дулиттл Уолкотт
Джозеф Киршвинк
Томас Генри Гексли
Аллан Кокс
Гэри Брент Далримпл
Кеннет Сюй
Гэри Эрнст
Билл Райан
Уолтер Манк
Луи Агассис


* Пенсильваний и миссисипий – стратиграфические подразделения североамериканской стратиграфической шкалы, принятые Международным стратиграфическим комитетом (ICS) для использования в Международной стратиграфической шкале (МСШ). В российской Общей стратиграфической шкале (ОСШ) этому интервалу соответствует каменноугольная система (карбон), включающая три отдела (верхний, средний, нижний). ОСШ не противопоставляется МСШ, но отражает специфику геологического строения и истории развития Евразийского региона.
На рисунке выше отражены геологические эры (кайнозой, мезозой, палеозой, протерозой, архей) и входящие в них периоды. Однако кайнозой подразделяется здесь не не на периоды, а на эпохи (палеоцен, эоцен и т. д.), на которые периоды делятся. Общую стратиграфическую шкалу см. здесь (#litres_trial_promo). – Прим. науч. ред.


Предисловие
Каждая горная порода или окаменелость рассказывает какую-нибудь историю. Для большинства людей камни – это просто камни, но для опытного геолога это ключ, ценные свидетельства, которые можно ясно прочитать, если только знать, как это делается. Я часто говорю студентам, что геология похожа на телесериал «C.S.I.: Место преступления». Геологи и палеонтологи действуют как эксперты-криминалисты, собирая воедино малозаметные улики, чтобы реконструировать «место преступления» в прошлом – зачастую с невероятными подробностями.
Я постарался написать точную и при этом увлекательную книгу, которая стала бы логическим продолжением предыдущей – «Отпечатки жизни. 25 шагов эволюции и вся история планеты» – и была бы интересна как любителям, так и профессионалам. Как и в «Отпечатках жизни…», каждая глава посвящена конкретной горной породе, знаменитому обнажению или важному геологическому явлению. Я рассказываю о завораживающем историческом и культурном контексте, который определяет значимость этих камней или явлений, и о том, как они изменили представление людей о Земле и о работе определенных земных процессов. Кроме того, я пытался вплести в повествование истории об удивительных людях, сделавших эти открытия, и о том, как это произошло. В большинстве случаев понимание приходило постепенно, когда отдельные небольшие необъясненные находки казались фрагментами головоломки. Когда все части собрали вместе, картина стала ясной. Тема необъясненных фрагментов и решения в конце концов этих головоломок будет прослеживаться во многих главах.

01. Гнев вулкана: извержение Везувия
Вулканический туф
Живите в опасности! Стройте свои города у Везувия![1 - Здесь и далее перевод Е. Поникарова, если не указано иное.]
    Фридрих Ницше

Огонь богов
Извержение вулкана может ужасать. И в древние времена, и даже сегодня во многих культурах извержения считаются знаком гнева богов или карой за нарушение божественных велений. Их колоссальная мощь, грохот и разрушительные возможности страшат сильнее, чем любое другое геологическое явление, за исключением землетрясений. Римляне полагали, что под вулканом Этна на Сицилии расположена кузница бога огня Вулкана (у греков – Гефест). Он использует подземный жар, чтобы ковать для богов различные доспехи, утварь, оружие (и даже те молнии, которые мечет Юпитер/Зевс). Когда извергалась Этна, люди говорили, что Вулкан злится из-за измен своей жены Венеры (у греков – Афродита). Везувий, возвышавшийся над Неаполитанским заливом, римляне считали священной горой Геркулеса (у греков – Геракл), и некоторые ученые полагают, что название «Везувий» происходит от греческих слов, означающих «сын Зевса» (поскольку Зевс был отцом Геракла).
Тем не менее еще в античные времена появились первые по-настоящему научные представления о том, что такое вулкан и как он извергается. В каком-то смысле именно извержение Везувия в 79 г. н. э. можно считать началом нашего современного понимания Земли и тем событием, которое привело к рождению геологии как науки.
В то время поселения вокруг Везувия росли и процветали. Неаполитанский залив был богат рыбой, а виноград рос буквально повсюду, включая склоны самой горы. Вулканические почвы вокруг Везувия были слишком плодородными, чтобы ими можно было пренебрегать, поэтому на них выращивали зерновые культуры и виноград. Многие знатные римляне владели здесь собственными домами, а на соседнем острове Капри находилась большая вилла римских императоров. В Помпеях жило свыше 20 000 человек, а вокруг было разбросано множество более мелких поселений.
С 217 г. до н. э. Везувий не извергался, и поэтому большинство римлян считали его потухшим. Однако в 62 г. серьезное землетрясение разрушило Помпеи, Геркуланум и Неаполис, а в последующие 17 лет эти стихийные бедствия вновь и вновь повторялись. Еще в 30 г. до н. э. историк Диодор Сицилийский описывал Кампанскую равнину как «выжженную»[2 - Греки отождествляли этот район с Флегрейскими полями (от др.-греч. ????? – «гореть») – местом гигантомахии, в греческой мифологии сражения олимпийских богов и гигантов. – Здесь и далее примечания переводчика, если не указано иное.], поскольку на Везувии были видны следы давних пожаров.
К августу 79 г. н. э. землетрясения участились, а многие колодцы и водные источники пересохли. 23 августа римляне отмечали ежегодный праздник Вулканалии, посвященный Вулкану. Как ни странно, на следующий день бог ответил людям: после мощного взрыва небо потемнело от пепла, а дождь из пемзы продолжался 20 часов (рис. 1.1). Некоторые жители Геркуланума и Помпеев немедленно покинули свои города, однако многие остались: одни не желали оставлять дома, другие не могли, поскольку в гавани не хватало судов, дороги были забиты, а слой пепла и пемзы достигал высоты 2,8 м. Трудно было не только сбежать, но и просто дышать: в легкие людей и животных набивался пепел. Однако это была только «разминка». Через день Везувий выбросил массу nuеes ardentes (в переводе с французского «раскаленные облака»), или пирокластических потоков. Эти жгучие (до 850 ?) смеси вулканических газов и пепла с ревом неслись по склонам горы со скоростью 160 км в час, сжигая все на своем пути. Они накрыли Геркуланум многометровым слоем вулканических отложений, известных как туф.


Рис. 1.1 Извержение Везувия в 1944 г. Источник: Wikimedia Сommons


Историк катастрофы
Очевидцы извержения в основном погибли или не оставили письменных свидетельств, и потому их мысли покрыты туманом истории. К счастью, у нас есть один прекрасный отчет свидетеля, написанный историком Плинием Младшим. В ту пору ему было 17 лет, и он бежал со своей семьей на судне в городок Мизен, расположенный на другой стороне залива в 35 км от вулкана. В письме своему другу, известному историку Корнелию Тациту, юноша рассказал, как его 56-летний дядя Плиний Старший, один из ведущих римских флотоводцев, мыслителей и естествоиспытателей, решил подплыть к извергающемуся вулкану, чтобы спасти своих друзей. Я прочитал письмо в оригинале на уроке латыни в школе, и с тех пор это один из моих любимых рассказов об извержениях.

Плиний Тациту, привет.

Ты просишь описать тебе гибель моего дяди; хочешь точнее передать о нем будущим поколениям. Благодарю; я знаю, что смерть его будет навеки прославлена, если ты расскажешь о ней людям [в твоей «Истории»][3 - В квадратных скобках здесь и далее примечания автора.]. Он, правда, умер во время катастрофы, уничтожившей прекрасный край с городами и населением их, и это памятное событие сохранит навсегда и его имя; он сам создал много трудов, но твои бессмертные произведения очень продлят память о нем. Я считаю счастливыми людей, которым боги дали или свершить подвиги, достойные записи, или написать книги, достойные чтения; самыми же счастливыми – тех, кому даровано и то и другое. В числе их будет и мой дядя – благодаря своим книгам и твоим. Тем охотнее берусь я за твое поручение и даже прошу дать его мне.
Дядя был в Мизене и лично командовал флотом. В девятый день до сентябрьских календ, часов около семи [24 августа 79 года, между 2 и 3 часами дня], мать моя показывает ему на облако, необычное по величине и по виду. Дядя уже погрелся на солнце, облился холодной водой, закусил и лежа занимался; он требует сандалии и поднимается на такое место, откуда лучше всего можно было разглядеть это удивительное явление. Облако (глядевшие издали не могли определить, над какой горой оно возникало; что это был Везувий, признали позже) по своей форме больше всего походило на пинию [сегодня мы бы сказали о «грибовидном облаке»]. Вверх поднимался как бы высокий ствол, и от него во все стороны расходились как бы ветви. Я думаю, что его выбросило током воздуха, но потом ток ослабел, и облако от собственной тяжести стало расходиться в ширину; местами оно было яркого белого цвета, местами в грязных пятнах, словно от земли и пепла, поднятых кверху. Явление это показалось дяде, человеку ученому, значительным и заслуживающим ближайшего ознакомления. [Такой тип извержения с выброшенным облаком пепла и пемзы теперь в его честь называется плинианским.] Он велит приготовить либурнику и предлагает мне, если хочу, ехать вместе с ним. Я ответил, что предпочитаю заниматься; он сам еще раньше дал мне тему для сочинения. Дядя собирался выйти из дому, когда получил письмо от Ректины, жены Тасция: перепуганная нависшей опасностью (вилла ее лежала под горой, и спастись можно было только морем), она просила дядю вывести ее из этого ужасного положения. Он изменил свой план: и то, что предпринял ученый, закончил человек великой души; он велел вывести квадриремы и сам поднялся на корабль, собираясь подать помощь не только Ректине, но и многим другим (это прекрасное побережье было очень заселено). Он спешит туда, откуда другие бегут, держит прямой путь, стремится прямо в опасность и до того свободен от страха, что, уловив любое изменение в очертаниях этого страшного явления, велит отметить и записать его.
На суда уже падал пепел, и чем ближе они подъезжали, тем горячее и гуще; уже куски пемзы и черные обожженные обломки камней, уже внезапно отмель и берег, доступ к которому прегражден обвалом. Немного поколебавшись, не повернуть ли назад, как уговаривал кормщик, он говорит ему: «Смелым в подмогу судьба[4 - Античная поговорка, в разных вариантах встречающаяся у Эсхила, Вергилия, Теренция, Фукидида.]: правь к Помпониану». Тот находился в Стабиях, на противоположном берегу (море вдается в землю, образуя постепенно закругляющуюся, искривленную линию берега). Опасность, еще не близкая, была очевидна и при возрастании оказалась бы рядом. Помпониан погрузил на суда свои вещи, уверенный, что отплывет, если стихнет противный ветер. Дядя прибыл с ним: для него он был благоприятнейшим. Он обнимает струсившего, утешает его, уговаривает; желая ослабить его страх своим спокойствием, велит отнести себя в баню; вымывшись, располагается на ложе и обедает – весело или притворяясь веселым – это одинаково высоко.
Тем временем во многих местах из Везувия широко разлился, взметываясь кверху, огонь, особенно яркий в ночной темноте. Дядя твердил, стараясь успокоить перепуганных людей, что селяне впопыхах забыли погасить огонь и в покинутых усадьбах занялся пожар. Затем он отправился на покой и заснул самым настоящим сном: дыхание у него, человека крупного, вырывалось с тяжелым храпом, и люди, проходившие мимо его комнаты, его храп слышали. Площадка, с которой входили во флигель, была уже так засыпана пеплом и кусками пемзы, что человеку, задержавшемуся в спальне, выйти было бы невозможно. Дядю разбудили, и он присоединился к Помпониану и остальным, уже давно бодрствовавшим. Все советуются, оставаться ли в помещении или выйти на открытое место: от частых и сильных толчков здания шатались; их словно сдвинуло с мест, и они шли туда-сюда и возвращались обратно. Под открытым же небом было страшно от падавших кусков пемзы, хотя легких и пористых; выбрали все-таки последнее, сравнив одну и другую опасность. У дяди один разумный довод возобладал над другим, у остальных – один страх над другим страхом. В защиту от падающих камней кладут на головы подушки и привязывают их полотенцами.
По другим местам день, здесь ночь чернее и плотнее всех ночей, хотя темноту и разгоняли многочисленные факелы и разные огни. Решили выйти на берег и посмотреть вблизи, можно ли выйти в море: оно было по-прежнему бурным и враждебным. Дядя лег на подостланный парус, попросил раз-другой холодной воды и глотнул ее. Огонь и запах серы, возвещающий о приближении огня, обращают других в бегство, а его подымают на ноги. Он встал, опираясь на двух рабов, и тут же упал, думаю, потому что от густых испарений ему перехватило дыхание и закрыло дыхательное горло: оно у него от природы было слабым, узким и часто побаливало. Когда вернулся дневной свет (на третий день после того, который он видел в последний раз), тело его нашли в полной сохранности, одетым как он был; походил он скорее на спящего, чем на умершего[5 - Письма Плиния Младшего / Изд. подг. М. Е. Сергеенко, А. И. Доватур. М.: Наука, 1982. Книга VI, письмо 16 (Серия: Литературные памятники). С. 105–106.].
Во втором письме Тациту спустя несколько дней Плиний писал:

‹…› Уже первый час дня [около 6–7 утра], а свет неверный, словно больной. Дома вокруг трясет; на открытой узкой площадке очень страшно; вот-вот они рухнут. Решено, наконец, уходить из города; за нами идет толпа людей, потерявших голову и предпочитающих чужое решение своему; с перепугу это кажется разумным; нас давят и толкают в этом скопище уходящих. Выйдя за город, мы останавливаемся. Сколько удивительного и сколько страшного мы пережили! Повозки, которым было приказано нас сопровождать, на совершенно ровном месте кидало в разные стороны; несмотря на подложенные камни, они не могли устоять на одном и том же месте. Мы видели, как море отходит назад; земля, сотрясаясь, как бы отталкивала его. Берег явно продвигался вперед; много морских животных застряло в сухом песке. С другой стороны черная страшная туча, которую прорывали в разных местах перебегающие огненные зигзаги; она разверзалась широкими полыхающими полосами, похожими на молнии, но большими.
Тогда тот же испанский знакомец обращается к нам с речью настоятельной: «Если твой брат и твой дядя жив, он хочет, чтобы вы спаслись; если он погиб, он хотел, чтобы вы уцелели. Почему вы медлите и не убегаете?» Мы ответили, что не допустим и мысли о своем спасении, не зная, жив ли дядя. Не медля больше, он кидается вперед, стремясь убежать от опасности.
‹…› Вскоре эта туча опускается к земле и накрывает море. Она опоясала и скрыла Капри, унесла из виду Мизенский мыс. Тогда мать просит, уговаривает, приказывает, чтобы я убежал: для юноши это возможно; она, отягощенная годами и болезнями, спокойно умрет, зная, что не была причиной моей смерти. Я ответил, что спасусь только вместе с ней; беру ее под руку и заставляю прибавить шагу. Она повинуется неохотно и упрекает себя за то, что задерживает меня.
Падает пепел, еще редкий. Я оглядываюсь назад: густой черный туман, потоком расстилающийся по земле, настигал нас. «Свернем в сторону, – говорю я, – пока видно, чтобы нас, если мы упадем на дороге, не раздавила идущая сзади толпа». Мы не успели оглянуться – вокруг наступила ночь, не похожая на безлунную или облачную: так темно бывает только в запертом помещении при потушенных огнях. Слышны были женские вопли, детский писк и крик мужчин; одни окликали родителей, другие детей или жен и старались узнать их по голосам. Одни оплакивали свою гибель, другие гибель близких; некоторые в страхе перед смертью молили о смерти; многие воздевали руки к богам; большинство объясняло, что нигде и никаких богов нет и для мира это последняя вечная ночь. Были люди, которые добавляли к действительной опасности вымышленные, мнимые ужасы. Говорили, что в Мизене то-то рухнуло, то-то горит. Это была неправда, но вестям верили. Немного посветлело, но это был не рассвет, а отблеск приближавшегося огня. Огонь остановился вдали; опять темнота, опять пепел, густой и тяжелый. Мы все время вставали и стряхивали его; иначе нас засыпало бы и раздавило под его тяжестью. Могу похвалиться: среди такой опасности у меня не вырвалось ни одного стона, ни одного жалкого слова; я только думал, что я гибну вместе со всеми и все со мной, бедным, гибнет: великое утешение в смертной участи.
Туман стал рассеиваться, расходясь как бы дымным облаком; наступил настоящий день и даже блеснуло солнце, но такое бледное, какое бывает при затмении. Глазам все еще дрожавших людей все предстало в измененном виде; все, словно снегом, было засыпано толстым слоем пепла. Вернувшись в Мизен и кое-как приведя себя в порядок, мы провели тревожную ночь, колеблясь между страхом и надеждой. Осилил страх: землетрясение продолжалось, множество людей, обезумев от страха, изрекали страшные предсказания, забавляясь своими и чужими бедствиями. Но и тогда, после пережитых опасностей и в ожидании новых, нам и в голову не приходило уехать, пока не будет известий о дяде[6 - Там же. Письмо 20. С. 108–110.].

Последствия
Шестая и самая мощная волна пеплопада накрыла корабль в гавани, так что у Плиния Старшего не было шансов спастись. Позднее суда вернулись в Помпеи и нашли ученого мертвым: по-видимому, он задохнулся от пепла или вулканической пыли. Плиний стал одной из многих тысяч жертв: мало кому из 20 000 жителей Помпеев удалось спастись. Город был похоронен так глубоко – почти под 20-метровым слоем пепла, – что его забросили и со временем забыли (рис. 1.2). Помпеи обнаружили только в 1748 г., когда при постройке колодца нашли первые за почти 1700 лет следы города. Сейчас практически весь он раскопан, и перед нами открылось замечательное окно в жизнь Римской империи. Хорошо сохранились не только дома и природные объекты: фрески на стенах сияют первоначальными яркими цветами, мозаичные панно целы, а предметы из негорючих материалов остались на удивление невредимыми. Самое поразительное открытие – полости в отложениях пепла, заполненные воздухом. Когда эти полости залили гипсом, ученые увидели тела римлян (и их собак), задохнувшихся от газов, свернувшихся в позе эмбриона или уткнувших лицо в землю и погребенных в пепле (рис. 1.3). Тела их испарились и исчезли, но полости сохранились.
Раскопать Геркуланум оказалось труднее: его покрывал 23-метровый слой твердых отложений вулканических грязевых потоков. Несмотря на то что город нашли еще в 1709 г., а раскопки начали в 1738-м, он до сих пор раскрыт миру только частично. В отличие от Помпеев, Геркуланум был небольшим прибрежным курортным поселением, насчитывающим примерно 5000 человек. О богатстве свидетельствуют виллы, найденные украшения и другие артефакты. Как и в Помпеях, археологи обнаружили полости от исчезнувших тел, а также 300 скелетов – по ним видно, в каких позах людей застала смерть. Большинство из них найдены в помещениях у берега, где люди ожидали спасения, но были убиты вулканическими газами и высокой температурой, а затем погребены под осаждениями.


Рис. 1.2 Развалины Помпеев. На заднем плане Везувий. Источник: Wikimedia Сommons


Рис. 1.3 Гипсовые слепки тел, замурованных в пепле в Помпеях. Источник: Shutterstock

После того как Везувий в 79 г. стер Помпеи и Геркуланум с карты (а позднее также из памяти римлян), он еще долго оставался активным. Серьезное извержение произошло в 203 г., затем в 472-м, когда пепел достиг даже Константинополя. Вулкан извергался и в последующие столетия, а в 1906 г. крупные потоки убили свыше 100 человек. Он снова проснулся в 1944 г., уничтожив множество деревень, а кроме того, 88 американских бомбардировщиков B-25 Mitchell, которые участвовали в высадке союзников в Италии[7 - Самолеты в момент извержения вулкана находились на аэродроме близ Помпеев, где они базировались. Это непоправимое повреждение бомбардировщиков от стихии стало самой крупной небоевой потерей союзников во Второй мировой войне. – Прим. ред.]. Последние 80 лет гора над Неаполем относительно спокойна, однако история Везувия показывает, что он по-прежнему является одним из самых активных и опасных вулканов планеты. При этом на его склонах проживает более миллиона человек, а около подножия – свыше 3 млн, так что следующее извержение, если оно будет сколь-нибудь похоже на событие 79 г., принесет гораздо больше смертей.
История Везувия и Помпеев мало чем отличается от других крупных вулканических катастроф. Ее выделяют наблюдения Плиния Старшего и его племянника, сделанные во время извержения. Вместо того чтобы считать событие актом божественного возмездия, оба подошли к нему с научной точки зрения, постаравшись описать его как природное явление. Это вполне согласуется со знаменитой 37-томной «Естественной историей», созданной Плинием Старшим – одним из первых энциклопедических естественно-научных трудов. Сравнение столба пепла с пинией и рассказ Плиния Младшего о последующих стадиях извержения – самое раннее подробное, достоверное с научной точки зрения, а не мифологическое, описание извержения вулкана. Таким образом, отчеты двух Плиниев (один из которых при этом погиб) знаменуют собой начало естественно-научных наблюдений за земными процессами – то есть зарождение специальной сферы знаний, которую мы сейчас называем геологией.

02. Ледяной человек и остров меди
Самородная медь
Мы скооперировались с одной крупной голливудской киностудией и снимаем фильм под названием «Медь». Действие происходит на Марсе в XXIV веке. К этому моменту в мире уже 27 миллиардов людей, и самым ценным металлом является медь, потому что все работает на электричестве, а углеводороды больше не сжигаются.
    Роберт Фридланд

Появление ледяного человека
19 сентября 1991 г. два немецких туриста, путешествовавшие по австрийским Альпам, сошли с обозначенной тропы, срезав путь. На высоте 3210 м они заметили какой-то темный предмет, вмерзший в лед. Сначала они приняли его за мусор, оставшийся от предыдущих альпинистов, но когда приблизились, увидели: изо льда торчат голова и туловище человека. Тело настолько хорошо сохранилось, что сначала туристы, а позже коронер и полиция подумали, что это жертва недавнего преступления или заблудившийся и погибший путник. Это действительно оказался заблудившийся путник, однако несчастный случай произошел давно. Когда в местном морге осмотрели одежду и тот инструмент, что был при мертвеце, стало понятно: туристы наткнулись на мумифицированное тело древнего человека. Позднее специалисты установили – он жил примерно 5300 лет назад. Поскольку обнаружили его в долине Эцталь, мумия получила прозвище Ледяной человек Этци[8 - Оригинальные немецкие названия ?tztal и ?tzi.] (рис. 2.1). Одежда и орудие Этци дали нам ценные сведения о культуре людей в эпоху, когда медные инструменты заменили собой каменные.


Рис. 2.1 (A) Ледяной человек Этци и (B) его топор с медным лезвием. Источник: Wikimedia Сommons

В начале своей эволюции люди изготавливали оружие и инструменты из камней – например, из кремня и обсидиана. Исторический период, когда гоминиды сделали этот шаг в своей культуре, называют каменным веком; он начался свыше 2 млн лет назад. Его первый период – палеолит (древнекаменный век), а последний – неолит (новокаменный век). Однако у каменных орудий есть свои ограничения: они хрупкие, по сравнению с металлическими им сложнее придавать какую-либо форму. Медные орудия стали первой вылазкой человечества из каменного века, этот период нарекли энеолитом, или медным веком. Затем последовали инструменты и оружие из бронзы – сплава меди с оловом, начался бронзовый век. Эти металлы позволили изготавливать более легкие и острые орудия, которые лучше держали заточку. У войск с металлическими мечами и наконечниками копий было большое преимущество перед противниками; так появились великие империи, основанные на использовании металлов. Кроме того, металлические инструменты тесно связаны с оседлым образом жизни сельскохозяйственных поселений. Безусловно, металл облегчал жизнь в этих сообществах, однако для его поиска требовалось больше навыков и ресурсов. Каменные орудия можно подобрать практически где угодно, а вот обработка металлов – особое умение, которое можно освоить только в крупных сообществах, где есть мастера, занимающиеся этим делом, и торговые связи, позволяющие получать сырье.
В отличие от большинства химических элементов, медь встречается в чистом виде (это же характерно для золота, серебра, серы и углерода в форме графита). Самородная медь часто существует в виде огромных кристаллов (рис. 2.2). В мире известно несколько природных месторождений меди: например, Верхний полуостров Мичигана, откуда ледники часто перемещали металл по Среднему Западу Соединенных Штатов. Некоторые ранние медные инструменты изготавливали из чистой самородной меди, которую можно было обрабатывать простой холодной ковкой. Культуры, использовавшие орудия труда из самородной меди, существовали минимум 11 000 лет назад, а найденному на Ближнем Востоке медному украшению в форме подвески – 10 700 лет. Следующий шаг относится к моменту, определяемому как 7500 лет назад: в Сербии был обнаружен топор, сделанный из меди, которую очистили с помощью плавки.


Рис. 2.2 Самородная медь. Источник: Shutterstock

Медный век оказался переходным периодом между каменным веком и бронзовым и в разных регионах приходился на разное время: примерно 4800 лет назад в Китае, 5000 лет назад в Шумере и Египте, 4280 лет назад в Северной Европе и, возможно, 5000 или даже 8000 лет назад в северном Мичигане. Ледяной человек Этци нес самое ценное свое имущество – топор с медным лезвием, состоявшим из меди чистотой в 99,7 %. В его волосах обнаружено много мышьяка, а это позволяет предположить, что при жизни Этци занимался выплавкой меди. Европейская культура боевых топоров доминировала во многих регионах примерно 7500–5300 лет назад, а затем на Ближнем Востоке начали производить гораздо более прочные бронзовые орудия (для которых сплавляли медь и олово). Так начался бронзовый век. Однако спрос на медь сохранился, ведь она основной компонент бронзы.

Медный остров
В Античности медь все еще широко использовалась, хотя к тому времени уже научились очищать железо и другие металлы. Греки именовали медь словом ????о? (халькос); ее добывали всего в нескольких регионах Средиземноморья. Римляне называли медь aes Cyprium – «металл с Кипра», потому что в то время именно этот остров был крупнейшим ее месторождением. Отсюда появилось латинское слово cuprum, обозначающее медь, которое позже использовали алхимики, и химическое сокращение для этого металла – Cu. В Античности Кипр считался «островом меди».
По сути, в древности Кипр был важным местом не только из-за своего стратегического положения в восточном Средиземноморье, но и из-за богатых минеральных ресурсов. Есть свидетельства того, что культуры охотников-собирателей существовали на острове более 12 000 лет назад, и на Кипре же обнаружены некоторые из самых старых все еще используемых колодцев: им 10 500 лет. Древние племена, по-видимому, способствовали исчезновению здешних млекопитающих ледникового периода, таких как карликовые бегемоты и карликовые слоны (для Кипра, как и для других островов, например Мадагаскара и Крита, характерна островная карликовость – постепенное уменьшение размера животных тех или иных видов). Могилы людей и их домашних кошек на Кипре относят примерно к 9500-м гг. до н. э., то есть они старше всех египетских мумифицированных кошек. Крупное неолитическое поселение Хирокития появилось примерно 8800 лет назад, и это один из старейших, хорошо сохранившихся памятников неолита.
В течение нескольких последующих тысячелетий Кипр захватывали почти все державы Древнего мира – в первую очередь ради меди. Около 1400 г. до н. э. здесь появились представители микенской цивилизации; вторая волна вторжения произошла в середине XI в. до н. э., когда эта греческая культура таинственным образом исчезла в других местах. Кипр играл важную роль также в микенской и в греческой мифологии. Считается, что здесь на берегу из морской пены родилась Афродита, здесь же появился и Адонис. Именно на Кипре легендарный скульптор Пигмалион создал свой шедевр – Галатею, которую боги в награду мастеру превратили в настоящую женщину. Киприотом был основоположник стоической философии Зенон из Китиона, который около 300 г. до н. э. принес идеи стоицизма в Афины.
К VIII в. до н. э. на южном побережье Кипра появились финикийские колонии, использовавшие для вывоза ценной меди из рудников всю мощь финикийской морской торговой державы. В 708 г. до н. э. остров завоевала Ассирийская империя; затем ассирийцы уступили его египтянам, которых в 545 г. до н. э. сменили персы. Во время Ионийского восстания греческих городов, начавшегося в 499 г. до н. э., жители острова тоже поднялись против Персидской империи: их предводителем был Онесил, царь города Саламин. Восстание подавили, однако остров остался в основном греческим по культуре и в значительной степени автономным. Греки на острове приветствовали появление Александра Македонского, изгнавшего персов в 333 г. до н. э. Когда Александр умер и его царство была разделено между его полководцами, Кипр стал частью эллинистического птолемеевского Египта. Наконец, в 58 г. до н. э. на остров вторглись римляне, и он оставался частью Римской империи (а позже ее преемницы – Византийской империи) до тех пор, пока английский король Ричард Львиное Сердце не захватил его во время Третьего крестового похода в 1191 г. Ричард использовал Кипр как базу для своих попыток завоевать Святую Землю, а позже продал остров рыцарям-тамплиерам, которые в свою очередь перепродали его бывшему королю Иерусалима Ги де Лузиньяну. После смерти последнего короля из династии Лузиньянов в 1473 г. остров перешел под контроль Венеции; так продолжалось до 1570 г., когда полномасштабное вторжение 60-тысячной османской армии отдало Кипр под власть мусульман. Несмотря на то что на протяжении истории Кипром правили многие народы, кровавые времена в его судьбе в значительной степени основывались на противоречиях между его древней греческой культурой и более поздней мусульманской культурой, доминировавшей после османского завоевания. В 1974 г. остров был разделен надвое: на северо-востоке появилась Турецкая Республика Северного Кипра (признанная только Турцией), в то время как в Республике Кипр на юго-западной части острова преобладает греческая культура.

Слайс океана[9 - Слайс – пластина океанической коры, срезанная пологими тектоническими нарушениями и надвинутая на континент. – Прим. науч. ред.]
Что сделало Кипр самым богатым источником меди в античном мире, превратив его в цель стольких сражений и вторжений? Медь собирали на острове еще 6000 лет назад: почти чистая медь просто лежала на земле. Но этих залежей надолго не хватило, и вскоре первые жители острова нашли источник происхождения этой поверхностной меди – офиолиты гор Троодос в центральном Кипре.
Термин «офиолит» для описания специфических горных пород, найденных в Альпах, предложил в 1813 г. выдающийся французский естествоиспытатель Александр Броньяр. Слово происходит от греческого ???? («змея»), поскольку такие образования, в основной своей части возникшие как лавы черных базальтов на морском дне, напоминали гладкую и блестящую змеиную кожу. Затем они метаморфизовались, сохранив при этом сходство с кожей змеи, и получили название серпентинитов (на этот раз от латинского обозначения змеи – serpens). Офиолиты были обнаружены на Кипре в 1968 г., а затем и в других местах – таких, например, как Греческая Македония и Оман. Они всегда образовывали странную, но предсказуемую последовательность пород. Верхняя часть толщи была сложена океаническими осадками, которые подстилались лавами, формировавшимися в виде пухлых выпуклостей, отсюда их название – «подушечные лавы» (рис. 2.3A). В то время никто не знал их происхождение, но сегодня мы можем наблюдать, как они всякий раз образуются при подводных извержениях. Если вы введете словосочетание «извержение подушечных лав»[10 - Англ. pillow lava eruption. – Прим. ред.] в любой поисковой системе, то найдете много видео этих бурных выбросов. По мере того как подводный лавовый поток продвигается под толщей океана, всё новые порции горячей лавы прорываются через трещины в остывающей затвердевшей внешней оболочке, вытекая наружу, словно из тюбика с горячей зубной пастой (рис. 2.3B). В результате закалки и охлаждения морской водой эти частицы докрасна раскаленной лавы мгновенно превращаются в холодную и черную породу с шаровыми или подушечными формами.


Рис. 2.3 (A) Подушечные лавы, образованные подводными извержениями, к западу от пирса поселка Порт-Сан-Луис (Калифорния). Фото автора. (B) Подушечные лавы, извергающиеся под водой. Источник: Wikimedia Сommons

Непосредственно под слоями подушечных лав находились массивы сближенных вертикальных плит застывшей лавы, известные как пластинчатые (или параллельные) дайки (рис. 2.4). В течение десятилетий никто не знал причины их образования, но со временем геологи поняли, что они представляют собой тела заполнения застывшей лавой гигантских вертикальных трещин в земной коре. Магма вытекала через такие трещины, питая подушечные лавы, а затем быстро застывала и охлаждалась в них с образованием вертикальных лавовых «ребер» – тех самых пластинчатых даек. Под подушечными лавами и пластинчатыми дайками располагались древние магматические камеры с застывшей магмой, заполненные породами, известными как расслоенные, или полосчатые, габбро[11 - В переводе с латыни gabbro – «ровный», «гладкий». – Прим. ред.], которые имеют тот же химический и минералогический состав, что и вышележащие базальты. Расплав, давший начало этим породам, медленно остывал в магматической камере, а не извергался в виде лавы, поэтому слагающие ее кристаллы оказывались намного крупнее, чем в вулканических породах. Наконец, многие офиолитовые комплексы в своих нижних слоях содержали перидотиты – породы, которые, как мы теперь знаем, представляют собой пластины-слайсы (слои) верхней мантии.


Рис. 2.4 Пластинчатые (параллельные) дайки на Кипре. Источник: Wikimedia Сommons

Таинственные офиолитовые породы Кипра и других областей были закартированы и описаны более 150 лет назад, но, повторяю, никто не мог объяснить, как образовались такие любопытные породные ассоциации. Ответ появился только в конце 1960-х гг. благодаря революционной концепции тектоники плит (о чем подробно пойдет речь в главе 8 и далее). Геологи начали понимать, что, когда дно океана расширяется за счет раздвижения океанических плит в стороны от оси срединно-океанического хребта, естественным продуктом такого процесса (спрединга) оказываются офиолиты (рис. 2.5). Верхняя часть расширяющейся коры должна состоять из подушечных лав, образующихся магмой, достигшей морского дна и застывшей под толщей воды. Под этими лавами будут располагаться вертикальные трещины, получившиеся в результате горизонтального раздвижения коры и заполнявшиеся лавой с образованием пластинчатых даек. А источником всего этого вулканического материала являлись глубоко расположенные магматические камеры с расслоенными габбро; некоторые офиолиты, встречающиеся еще ниже, могут содержать даже слайсы верхней мантии.


Рис. 2.5 Образование офиолитового комплекса в срединно-океанических хребтах. Составлено по нескольким источникам

Но как именно породы, образовавшиеся на самом дне океана, оказались на суше – например, на Кипре? Это тоже результат тектоники плит. Когда две плиты сталкиваются, одна из них (сложенная океанической корой) обычно сдвигается под другую и погружается в мантию в зоне этого столкновения (субдукции). Оконечность плиты (слэб) соскальзывает в мантию обычно плавно и спокойно, но покрывающие слэб осадочные породы океанического дна при этом в значительной мере срезаются, соскребаются и пристают к вышележащей плите, образуя аккреционную[12 - От лат. accretio – «приращение, увеличение». – Прим. ред.] призму или аккреционный клин. Иногда от опускающегося слэба отделяется и вдавливается в аккреционную призму слайс самой океанической коры. Это можно заметить в офиолитах Калифорнии, в западных предгорьях Сьерры, в горах Кламат и особенно в хребтах Тихоокеанского побережья, которые образовались, когда Калифорния была зоной субдукции. Офиолиты также образуются при столкновении двух континентов, когда разделявшая их океаническая кора захватывается и выдавливается вверх в формирующийся горный пояс. Именно так произошло на Кипре, когда Африканская плита столкнулась с Анатолийской плитой Евразии.

На дне океана
Возникновение офиолитов в срединно-океанической зоне спрединга было подтверждено многочисленными измерениями и наблюдениями за современными океаническими хребтами в 1970-х гг. Но почему офиолиты, подобные кипрским, богаты такими полезными ископаемыми, как медь? Эту загадку решили в 1977 г., когда на дне океана было сделано поразительное открытие. Используя небольшую исследовательскую подводную лодку «Алвин», которая могла погружаться почти на 4800 м, ученые Океанографического института Вудс-Хоул часами исследовали морское дно в пределах срединно-океанических хребтов.
На таких глубинах стоит сплошная чернильная тьма. Температура воды чуть выше нуля, а давление доходит до 400 атмосфер, то есть в 400 раз превышает атмосферное давление на уровне моря. Оно раздавило бы судно, если бы субмарина не была специально рассчитана на такие погружения. Специалистов, управлявших «Алвином», ждали не только обширные участки подушечных лав, но и гораздо больший сюрприз – они увидели перегретые струи (плюмы) черной, сильно минерализованной кипящей воды, которые вырывались из трубообразных формирований, состоящих из сульфидных минералов типа пирита (сульфида железа с формулой FeS
, известного также как «золото дураков») (рис. 2.6). Эти гидротермальные источники получили название «черные курильщики». Их трубы образовались, когда холодная морская вода просачивалась через трещины в горячую магму внизу, затем закипала и поднималась вверх в виде горячих черных струй, несущих сульфидные минералы. Они включали не только пирит, но и сульфиды меди (ковеллин, CuS; халькозин, Cu
S; халькопирит, CuFeS
), сульфиды цинка, сульфиды свинца, а также марганец, серебро, золото и другие рудные минералы. Перегретая вода, просочившаяся через трещины в земную кору, растворяла эти вещества, а затем они – при встрече с холодной морской водой – начинали кристаллизоваться и осаждаться из горячих растворов.


Рис. 2.6 Перегретая морская вода в срединно-океанических хребтах создает струи (плюмы) кипящей воды, насыщенной растворенными минералами, которые выпадают в осадок и образуют трубы «черных курильщиков». Источник: Wikimedia Сommons

Еще более удивительным было то, что «черные курильщики» поддерживали целое сообщество организмов, ранее совершенно неизвестных науке. Там обитали гигантские моллюски величиной более метра, длинные трубчатые черви, странные крабы-альбиносы и другие существа, которых никогда раньше не видели. Я хорошо помню, как посетил один семинар в Вудс-Хоуле в 1978 г., когда работал над дипломом, и увидел этих диковинных животных, которых ученые впервые показывали своим коллегам.
Со временем специалисты поняли, что все эти необычные создания представляют собой уникальное биологическое сообщество, встречающееся только в глубоководных источниках срединно-океанических хребтов. В отличие от большинства экологических сообществ, у которых пищевая цепь основана на растениях, преобразующих солнечный свет в органическое вещество с помощью фотосинтеза, обнаруженные ассоциации живых организмов существовали в мире без солнечного света. Их пищевая цепь начиналась с сульфатредуцирующих бактерий, которые живут в перегретой морской воде, богатой серой, и преобразуют энергию горячих источников в углерод с помощью хемосинтеза. Все животные, находящиеся выше в этой пищевой цепи, питались либо непосредственно этими бактериями, либо более мелкими организмами, которые данных бактерий поедали. Таким образом, школьное утверждение, что в основании всех пищевых пирамид лежат растения, неверно для дна океана. Там вместо фотосинтетических сообществ, основанных на растениях, существуют сообщества хемосинтетические, основанные на бактериях.
«Черные курильщики» также дали разгадку богатых медью офиолитов Кипра. Они естественным образом концентрируют минеральные вещества, такие как железо, медь, цинк, свинец, марганец, сульфиды других металлов. Перегретая вода растворяет эти соединения, а затем они осаждаются в трубах. Стало быть, древние добытчики меди на Кипре, не ведая того, получали свои богатства от какого-то фрагмента юрского морского дна с древними «черными курильщиками» – фрагмента, который был поднят на вершины гор Троодос в результате тектоники плит.

03. «Оловянные острова» и Бронзовый век
Касситерит
Бронза была таким же ценным сырьем, как нефть сегодня.
    Археолог Кристиан Кристиансен

На край земли
В древние времена морские плавания были опасным делом. Корабли не могли уходить далеко от берега; небольшие паруса или команда рабов на веслах не позволяли двигаться быстро; карты у мореплавателей были плохими. Большинство древних цивилизаций относились к сухопутным и отправляли в сражения армию, а не флот. Масштабную морскую культуру развили только несколько народов – например, финикийцы в восточном Средиземноморье или греки, плававшие между своими многочисленными островами. Но даже такие морские народы, как финикийцы, у которых появились первые приличные карты, не имели возможности определять свою долготу и тем самым точно устанавливать собственное местонахождение. Поэтому в открытом море они перемещались только на небольшие расстояния, по мере сил стараясь прижиматься к берегу.
Римляне завоевали все земли, окружавшие Средиземное море, и называли его Mare nostrum, «наше море», потому что правили на всех его берегах. Появившееся в III в. латинское название Mare Mediterraneum буквально означало «Море посреди земли» из-за расположения в центре Римской империи. Тем не менее военный флот использовали ограниченно; римляне больше полагались на свои хорошо обученные легионы.
Очень немногие средиземноморские корабельщики осмеливались заходить в неведомые воды Атлантического океана, который для народов того времени был краем Земли. Действительно, название океана происходит от древнегреческого мифа о титане по имени Атлант или Атлас, который держал на своих плечах небесный свод; его же имя носят горы Атлас к югу от Гибралтарского пролива. Две скалы, обрамляющие этот пролив (Гибралтар в Испании и Джебель-Муса в Северной Африке), известны как Геркулесовы столбы, что отражает греческий миф о Геракле, который во время одного из своих 12 подвигов ненадолго принял ношу Атланта. Все, что располагалось дальше этих коварных вод, считалось царством неизвестного. Это одна из причин, почему Платон поместил свою мифическую Атлантиду за Геркулесовыми столбами.
Однако морские нации, открывшие месторождения меди на Кипре (см. главу 2), отчаянно нуждались и в другом металле – олове. В древнем мире оно имело колоссальное значение: при соединении с медью (5–20 % от ее доли) образуется бронза – сплав, который тверже, чем любой другой металл, известный в то время, и который проще обрабатывать, чем олово или медь по отдельности. Этот первый металлический сплав можно было превратить в превосходные инструменты и оружие. Так начался бронзовый век.
Олово настолько редко встречается в Европе, что спрос на него был крайне велик. Многие торговцы преодолевали в его поисках большие расстояния – особенно после того, как истощились месторождения в Средиземноморье. Финикийцы первыми добрались до месторождений олова на юго-западе Британии, а источник их оловянных богатств стал строжайшей тайной. По легенде, капитан корабля из Карфагена (финикийского города-государства, расположенного на территории современного Туниса) предпочитал разбить свое судно, нежели рисковать тем, чтобы его выследили греческие, а позже и римские корабли, обнаружив утаиваемый источник этого драгоценного металла. Греки, сражавшиеся с финикийцами за контроль над Средиземным морем, знали о легендарных «Оловянных островах», которые они называли Касситеридами, но не представляли их местоположение (рис. 3.1). Как показывают многие карты, мореплаватели считали, что Касситериды – это острова, а не часть той суши, которую затем открыли восточнее и нарекли Бреттанией. Впервые в истории о Британских островах упоминается именно как об «Оловянных островах».


Рис. 3.1 Карта античного мира из «Географии» Страбона (примерно 18 г. до н. э.), на которой Касситериды показаны в виде островов, отделенных от «Бреттании» – именно так в древности воспринимали Корнуолл. Источник: Wikimedia Сommons

Тем не менее античные авторы активно обсуждали легендарные источники финикийского олова. Уже в 500 г. до н. э. Гекатей Милетский писал о землях за Галлией, где добывали этот металл. Около 325 г. до н. э. Пифей из Массалии добрался до Британии, где, согласно сообщениям о его путешествии[13 - Книга Пифея «Об океане» до нас не дошла; сохранились лишь упоминания о ней у других авторов.], обнаружил процветающую торговлю оловом. Греческий астроном и географ Посидоний упоминал о торговле оловом с Британией около 90 г. до н. э.
Многие ученые позже размышляли, где располагались реальные Касситериды. Некоторые авторы отождествляли их с островами Силли и видели в этом доказательство того, что финикийцы торговали с Британией. Однако на архипелаге Силли нет добычи полезных ископаемых – если не считать небольшие разведочные работы. Позднее стало ясно, что «острова Касситериды» в действительности были полуостровом Корнуолл на западной оконечности Британии, а не островами.
Древнегреческий историк Диодор Сицилийский так описывал в I в. до н. э. добычу олова в Британии:

Жители Британии, обитающие у мыса Белерий, отличаются исключительным гостеприимством, нравы же их по причине присутствия иноземных купцов мягкие. Олово они получают, умело обрабатывая рудную породу. Порода эта каменистая с землистыми прожилками, из которых посредством обработки и плавки удаляют руду. Придав олову форму бабок, его доставляют на остров, который находится перед Британией и называется Иктис, причем во время морских отливов дно здесь обнажается, и олово в огромных количествах перевозят сюда на повозках[14 - Диодор Сицилийский. Историческая библиотека. Книга V, глава 22. Пер. О. П. Цыбенко. Белерий – современный мыс Лендс-Энд на оконечности Корнуолла. Бабка – кость надкопытного сустава. Иктис – скорее всего, нынешняя гора Святого Михаила: это островок в заливе Маунтс-Бэй в Корнуолле, который соединяется с материком во время отлива.].
Олово на юго-западе Британии (в Девоне и Корнуолле) добывали еще в 2100 г. до н. э., в основном этим занимались местные кельтские племена. Они торговали с финикийцами, прибывшими из мест, где сейчас находятся Ливан и Сирия. Позднее торговлей оловом из Корнуолла занимались венеты – кельтское племя с полуострова Бретань на северо-западе Франции, которое тоже пользовалось древним корнским (корнийским) языком и имело общую с Корнуоллом культуру. Юго-запад Великобритании никогда не покрывался ледниками, поэтому рудные залежи находятся близко к поверхности: их не сносил натиск льда и не закрывали ледниковые наносы. Руда встречалась даже в галечнике ручьев и рек: именно этими месторождениями люди стали пользоваться раньше всего, но со временем горняки начали делать короткие траншеи прямо в рудных телах.
Добыча олова продолжалась здесь в Античности, в Средние века и вплоть до ХХ столетия. Она была настолько важна, что в 1305 г. король Эдуард I учредил специальные станнарные[15 - От лат. stannum – «олово». Имеется в виду так называемое Станнарное право (англ. Stannary law), распространявшееся начиная со Средневековья исключительно на добытчиков олова в Корнуолле и Девоне. Все труженики этой отрасли в королевстве выводились из-под судов любой другой юрисдикции. Формально свод этих правил до сих пор остается частью законодательства Великобритании, хотя практически уже не имеет значения. – Прим. ред.] суды и станнарные парламенты только для управления деятельностью оловянных рудников и ее регулирования. На протяжении веков эти органы были основными формами управления в Девоне и Корнуолле. Металл добывали так: соскребали поверхностные отложения из глубоких траншей и дробили их в штемпельной мельнице с приводом от водяного колеса. Затем измельченную руду плавили и заливали в емкости из гранита, получая грубые слитки олова. Их доставляли в станнарные суды для взвешивания и определения пробы.
Богатство оловянных рудников сделало их заманчивой мишенью, и в 1497 г. король Генрих VII поднял налоги на добычу для оплаты своих войн в Шотландии, что нарушило предыдущие правила, установленные станнарными судами. Разгневанные горняки Корнуолла подняли восстание против короля, их силы в течение нескольких недель прошлись по южной Англии, практически не встречая сопротивления. Они двинулись на север в Бристоль, затем на восток и отступили только после сопротивления в Кенте на юго-востоке Англии. Наконец, 17 июня 1497 г. корнуоллские повстанцы столкнулись с 25-тысячной армией, поддерживавшей короля, в битве у Дептфордского моста. Этого моста и поля боя давно нет, здесь сейчас юго-восточные районы Лондона. Войско повстанцев было намного меньше сил противников и, не имея кавалерии и артиллерии, оказалось в явно невыгодном положении. Корнуоллские лучники какое-то время сдерживали королевские войска, пытавшиеся перебраться по мосту, однако из-за неопытности бунтовщики оставили подкрепления вдалеке от переправы, поэтому после захвата моста королевская армия легко разрезала войско повстанцев на части: погибло до 2000 человек.

Корнуоллские оловодобытчики
Эта битва была последним открытым восстанием корнуоллцев против короны, однако жители Корнуолла поныне остаются полным достоинства и несгибаемым народом, со своим особым диалектом и местной культурой. Они всегда отделяли себя от других жителей Британии, и их собственный черный флаг с белым крестом гордо развевается по всему Корнуоллу. Множество укромных бухт и местечек в Корнуолле делали его превосходным местом для контрабандистов, пытавшихся уклониться от королевских налогов и пошлин, поэтому здесь хватало моряков, не ладивших с законом. Они послужили источником вдохновения для «Пиратов Пензанса» – знаменитой комической оперы Артура Салливана и Уильяма Гилберта.
В XVIII и XIX вв. олово требовалось уже не для бронзового оружия. Оно использовалось в пьютере – сплаве, где к олову (85–90 % состава) добавляли медь, сурьму или свинец; из пьютера изготавливали миски, кружки, блюда и другую утварь. Однако больше всего олова требовалось для консервных банок и оловянной фольги, которые были необходимы для герметичного хранения продуктов. Фактически, можно сказать, олово изменило ход современной войны и позволило появиться великим империям в эту эпоху. Жестяная тара обеспечивала питание армии и флоту во время дальних плаваний и походов, а ведь именно получение достаточного количества продовольствия всегда было проблемой для военной логистики. Собственно, жестяные банки были изобретены по запросу самого Наполеона Бонапарта. Как говорил Наполеон, «армия марширует на своем животе»[16 - Фраза в такой форме, приписанная Наполеону, впервые появилась только в 1862 г. в американской газете The Springfield Daily Republican. До этого в 1858 г. Томас Карлейль приписал Фридриху Великому близкий по выражению афоризм: «Армия, как змея, двигается на своем животе».].
Олово использовали для множества других орудий и предметов, поскольку этот металл было легко плавить, разливать и обрабатывать и он не подвергался коррозии. Целые поколения европейских мальчишек играли с оловянными солдатиками; один из них описан в сказке Ганса Христиана Андерсена «Стойкий оловянный солдатик». До распространения алюминиевой фольги именно оловянная фольга применялась обычно как для герметизации контейнеров, так и в электротехнических устройствах. За это время «корнуоллский оловодобытчик» стал распространенным мемом британской культуры, сравнимым с «валлийским угольщиком». Сейчас олово в ограниченных количествах по-прежнему в ходу – особенно в качестве стойкого к коррозии покрытия для стальных контейнеров и припоя для электроники. Например, в Apple iPad используется от 1 до 3 граммов олова: ведь всего лишь в двух его компонентах 7000 точек пайки. Олово по-прежнему является самым важным металлом для большинства производимых сегодня электронных устройств.
Однако замена оловянной жести и фольги алюминием уменьшила значимость олова в современном мире. Месторождения Корнуолла слишком истощились, чтобы обеспечить рентабельность в условиях снижения цен и падения рынка, поэтому его рудники с 1920-х гг. начали закрываться. Кроме того, колоссальные месторождения олова нашли в Перу и Боливии, что сделало этот регион мировым лидером в добыче олова на протяжении большей части XX в. Затем значительные месторождения были найдены в Китае, Австралии, Малайзии и других странах. Огромные залежи этого металла нашли в Конго, и в результате за их эксплуатацию взялись разнообразные агрессивные повстанческие группировки, сражающиеся со своими правительствами в Африке. В настоящее время большая часть мирового олова поступает из Индонезии, Китая и Малайзии.

Откуда взялось олово?
Основным источником олова в Европе были территории вокруг Девона и Корнуолла. Олово здесь непосредственно связано с интрузиями[17 - Интрузия – внедрение магматического расплава в твердые породы, а также само тело, образовавшееся при застывании такой магмы.] каменноугольных и пермских гранитных пород (например, в Дартмуре и в Лендс-Энде). Это произошло во время Герцинской складчатости[18 - Герцинская (варисцийская) складчатость – период тектонических процессов с середины девона до начала триаса.], когда части микроплиты, известной под названием Арморика, столкнулись с южной Англией, сминая ее породы, в которые затем проникала магма, выплавляемая в корневых частях воздымавшегося горного хребта.
Эти интрузии сопровождались многочисленными близповерхностными жилами, образованными обогащенной рудным веществом магмой. Они также перегревали подземные воды, которые просачивались через окружающую девонскую породу, захватывали редкие элементы, а затем осаждали их в жилах, обогащенных этими минеральными веществами, создавая гидротермальные месторождения. Такие жилы богаты медью, свинцом, цинком и серебром, но больше всего район известен как одно из крупнейших в мире месторождений олова, представленного касситеритом (оксидом олова, или SnO
) – минералом, название которого восходит к древней легенде об островах Касситеридах. Касситерит – поразительный металлический серебристо-серый минерал, который может образовывать кристаллы сдвоенные, а иногда и бипирамидальной формы, выглядящие как две пирамиды, соединенные друг с другом основаниями (рис. 3.2).


Рис. 3.2 Кристаллы касситерита (оксида олова) в форме двойников. Источник: Wikimedia Сommons

Хотя сегодня оловянные рудники Корнуолла большей частью закрыты, их можно посетить и получить представление о некогда преисполненной гордости мощной отрасли, которая способствовала развитию промышленного могущества Британии. Исторический оловянный рудник, открытый для экскурсий, – шахта Гивор в Корнуолле, которая находится к северу от Лендс-Энда, самой западной точки Британии. Она функционировала с 1840-го по 1990 г., выдав за это время более 50 000 тонн олова, и в период своего расцвета была одной из крупнейших в отрасли шахт Великобритании. В 1880-х гг. на одной этой шахте работало почти 200 оловодобытчиков; на пике же здесь трудилось 270 человек. Сегодня этот участок живой истории признан ЮНЕСКО объектом Всемирного наследия[19 - Объектом Всемирного культурного наследия ЮНЕСКО признан Горный ландшафт Корнуолла и Западного Девона. С 2006 г. частью этого комплекса стал и бывший рудник Гивор. – Прим. ред.]; экскурсии по бывшим местам добычи проводят люди, которые сами некогда здесь работали, а также их сыновья.
Добыча олова всегда была опасным и грязным занятием. Даже открытый способ приводил к спорам из-за леса, воды и пастбищ. Все подземные работы велись в узких шахтах, которые уходили глубоко в землю, следуя за рудными жилами. Самая заметная достопримечательность оловянной шахты Гивор – надшахтный копёр (рис. 3.3), на котором крепятся машинное оборудование и шкив с тросами. С их помощью под землю опускали клети с шахтерами и оборудованием, а поднимали на поверхность вагонетки с добытой рудой. Когда-то люди вгрызались в твердую породу, используя кирки и лопаты, но со временем с помощью гидравлических буров и молотков стали делать отверстия-шпуры для размещения в них динамита. Такое бурение порождало огромное количество каменной пыли, и шахтеры жили недолго, потому что их легкие поражал силикоз. Постепенное внедрение буров с водяным охлаждением решило проблему каменной пыли и снизило уровень смертности у горняков.


Рис. 3.3 Надшахтный копёр в музее оловянной шахты Гивор (Корнуолл). Фото автора

В конце дня шахтеры укладывали заряды в шпуры, затем покидали шахту и взрывали динамит. За ночь пыль оседала, и на следующее утро они возвращались к работе, загружая всю руду и пустую породу в небольшие вагонетки для транспортировки на поверхность. Чтобы добраться до рудных жил или удалить воду, приходилось прорывать множество горизонтальных туннелей (штреков), а эти туннели горняки соединяли вертикальными стволами, которые помогали им добираться до более скрытых жил и использовались для дренажа. От главного ствола шахты надо было пройти несколько коротких горизонтальных туннелей, чтобы достичь рудоносной жилы и обработать ее методом обрушения. С годами Гивор добиралась до все более глубоких жил, некоторые из них находились уже под Атлантическим океаном и за много миль от входа в шахту. В конечном итоге общая длина системы туннелей составляла почти 85 миль (примерно 135 км); многие из этих туннелей следовали за оловянными жилами под дном океана и требовали постоянной откачки морской воды. Другие шахты – например, Долкоат, уходившая на 1067 м вниз от земли, – относились к числу глубочайших в мире в 1920-е гг.
Когда вагонетки с породой поднимали на поверхность, сырую руду отправляли в штемпельную мельницу, которая измельчала породу и превращала ее в подобие песка. Затем требовалось отделить ценную руду от бесполезного материала. Большую часть времени сырье промывали водой, которая отсеивала более плотные металлосодержащие минералы от легкой по сравнению с ними пустой породы. На старых рудниках использовалось несколько больших, заполняемых водой промывочных ям; их выкладывали глиной и использовали для отделения плотных металлов от более легких минералов.
Чтобы добраться до олова, требовалось переработать огромное количество рудной породы. На рудниках Корнуолла концентрация металла обычно составляла 1 % или меньше, так что для получения одной тонны чистого олова необходимо было добыть сто тонн сырья.
На более современных оловянных шахтах, таких как Гивор, имелось здание с сотнями магнитных сепараторов (рис. 3.4), которые управляли движением измельченной руды на рифленом промывочном столе. Магнитное поле под верхней частью стола удерживало магнитные минералы, входящие в состав руды, в то время как немагнитные минералы смывались в зону сбора отходов. Затем концентрированный металлический остаток собирали и отправляли на плавильный завод, где его плавили и разделяли на отдельные металлы (олово, медь, цинк), а затем изготавливали из них слитки, которые шли на рынок. Одним из недостатков корнуоллского горнодобывающего района было отсутствие угля и другого топлива, необходимого для плавильных заводов, поэтому для конечной плавки приходилось отправлять переработанную руду в другие места.


Рис. 3.4 Магнитный сепаратор на оловянной шахте Гивор. Рифление стола помогает отделить тяжелое олово и другие металлы от пустой породы. Магниты под столом концентрируют металлосодержащие минералы в верхней части стола, а безрудный материал стекает с его нижней части. Фото автора


Крах оловянной империи
Оловянные шахты Корнуолла становились все менее и менее прибыльными к началу XIX в., когда, как уже говорилось, в Боливии и Юго-Восточной Азии нашли более богатые и рентабельные месторождения. Тем не менее добыча олова продолжалась в Корнуолле на протяжении большей части ХХ столетия. Цену на олово частично поддерживал мировой картель – Международный совет по олову, который регулировал производство этого металла по всему миру, чтобы сохранять его дефицит и повышать значимость на товарном рынке. При необходимости он скупал излишки в Корнуолле или Малайзии, поддерживая тем самым рентабельность продаж.
Однако спрос на олово неуклонно снижался, и во многих товарах его заменил дешевый алюминий. Добыча в Корнуолле обходилась дороже, чем в развивающихся странах. В конце концов у Международного совета закончились деньги, необходимые для скупки излишков олова, и в октябре 1985 г. картель внезапно распался, несмотря на несколько попыток его возродить. Сейчас цена на олово намного ниже – вследствие ограниченного спроса на него и дешевизны этого металла, добываемого в странах с низкой заработной платой. Эта ситуация опасна для горняков, особенно в Индонезии, где разрабатываемые месторождения находятся все глубже и все больше связаны с риском. Рудокопы, по-прежнему использующие кирки и лопаты, работают всего за 5 долларов в день, и никто не вводит правила техники безопасности – например, террасирование карьеров, предотвращающее обвалы. В 2011 г. на этих рудниках погибал примерно один рабочий в неделю, однако здесь по-прежнему не стремятся регулировать работу шахт или повышать их безопасность.
Крах мирового оловянного картеля привел к прекращению добычи олова в Корнуолле и Девоне. Последней работавшей шахтой Девона была шахта Хемердон недалеко от Плимптона, просуществовавшая до 1980-х гг. Последний оловянный рудник Корнуолла в Саут-Крофти закрылся в 1998 г. Во время экскурсии по шахте Гивор последняя и самая трогательная остановка – бывшая шахтерская раздевалка, где многие рабочие оставили снаряжение и одежду после своей последней смены, когда в 1986 г. хозяева без предупреждения закрыли предприятие. Горняки и экскурсоводы до сих пор жалуются, что богатые инвесторы, владельцы и торговцы из картеля извлекли прибыль благодаря инсайдерской информации перед внезапным обвалом цен, однако рабочих никто не уведомил о ситуации, а после закрытия предприятий у них не стало будущего. Надпись возле одной из шахт в Корнуолле, появившаяся примерно в 1999 г., гласит:
Корнуоллские парни руду добывают
Или тянут упорно рыбацкие сети.
Но когда здесь закончатся олово с рыбой,
Чем займутся тогда корнуоллские дети?
Путешествие по населенным призраками холмам Корнуолла и посещение давно заброшенных горнодобывающих предприятий – отрезвляющий опыт. Это заключительный этап в долгой истории металла, который положил начало бронзовому веку, помог промышленной революции, дал возможность прокормить большие армии и флоты с помощью консервов в жестяных банках и до сих пор остается одним из самых важных металлов в современной электронике. Мы живем не в бронзовом веке, но олово по-прежнему необходимо – даже в компьютерный век.

04. «Ни следов начала»: необъятность геологического времени
Угловое несогласие
Разум, кажется, кружился, заглянув так далеко в бездну времени…
    Джон Плейфер

В начале…
В течение почти 2000 лет многие ученые считали руководством по происхождению и истории Земли Библию, истолковывая ее текст буквально. Еще в середине XVIII в. естествоиспытатели полагали, что Земле всего несколько тысяч лет, она совершенна и неизменна – за исключением порчи, вызванной грехом Адама. Не случись этого грехопадения, согласно церковному догмату, мир был бы совершенен и неизменен. Выдающийся натуралист и геолог Джон Вудворд (1665–1728) высказал в 1695 г. типичное для той эпохи мнение: «Земной и водный шар до сих пор находится почти в том же состоянии, в котором его оставил Всемирный потоп; и это продолжится до времени его окончательного разрушения и распада, сохраняя ту же цель, для которой он был первоначально создан».
Библейские догмы диктовали представления о возрасте Земли. Например, в 1650 г. Джеймс Ашшер (1581–1656), архиепископ Армагский, использовал возраст патриархов в Библии, чтобы вычислить, что Творение произошло 23 октября 4004 г. до н. э. Другой ученый, Джон Лайтфут, определил и время – 9 часов утра. Ни тот, ни другой не объяснили, как можно установить дни и ночи до того, как появились Солнце и Земля. Конечно, Библия не дает согласованных сведений о том, сколько времени прошло между Творением и Всемирным потопом, не говоря уже о последующем времени, поэтому пришлось делать определенные предположения. Тем не менее оценка Ашшера являлась вершиной научного подхода для его эпохи и учитывала то, что было известно об истории евреев, вавилонян, персов, греков и римлян. Это была честная попытка, и мы должны ее уважать – хотя сегодня нам известно, что она занизила время существования Земли примерно в миллион раз.

Конец ознакомительного фрагмента.
Текст предоставлен ООО «Литрес».
Прочитайте эту книгу целиком, купив полную легальную версию (https://www.litres.ru/pages/biblio_book/?art=71438770?lfrom=390579938) на Литрес.
Безопасно оплатить книгу можно банковской картой Visa, MasterCard, Maestro, со счета мобильного телефона, с платежного терминала, в салоне МТС или Связной, через PayPal, WebMoney, Яндекс.Деньги, QIWI Кошелек, бонусными картами или другим удобным Вам способом.

notes
Сноски

1
Здесь и далее перевод Е. Поникарова, если не указано иное.

2
Греки отождествляли этот район с Флегрейскими полями (от др.-греч. ????? – «гореть») – местом гигантомахии, в греческой мифологии сражения олимпийских богов и гигантов. – Здесь и далее примечания переводчика, если не указано иное.

3
В квадратных скобках здесь и далее примечания автора.

4
Античная поговорка, в разных вариантах встречающаяся у Эсхила, Вергилия, Теренция, Фукидида.

5
Письма Плиния Младшего / Изд. подг. М. Е. Сергеенко, А. И. Доватур. М.: Наука, 1982. Книга VI, письмо 16 (Серия: Литературные памятники). С. 105–106.

6
Там же. Письмо 20. С. 108–110.

7
Самолеты в момент извержения вулкана находились на аэродроме близ Помпеев, где они базировались. Это непоправимое повреждение бомбардировщиков от стихии стало самой крупной небоевой потерей союзников во Второй мировой войне. – Прим. ред.

8
Оригинальные немецкие названия ?tztal и ?tzi.

9
Слайс – пластина океанической коры, срезанная пологими тектоническими нарушениями и надвинутая на континент. – Прим. науч. ред.

10
Англ. pillow lava eruption. – Прим. ред.

11
В переводе с латыни gabbro – «ровный», «гладкий». – Прим. ред.

12
От лат. accretio – «приращение, увеличение». – Прим. ред.

13
Книга Пифея «Об океане» до нас не дошла; сохранились лишь упоминания о ней у других авторов.

14
Диодор Сицилийский. Историческая библиотека. Книга V, глава 22. Пер. О. П. Цыбенко. Белерий – современный мыс Лендс-Энд на оконечности Корнуолла. Бабка – кость надкопытного сустава. Иктис – скорее всего, нынешняя гора Святого Михаила: это островок в заливе Маунтс-Бэй в Корнуолле, который соединяется с материком во время отлива.

15
От лат. stannum – «олово». Имеется в виду так называемое Станнарное право (англ. Stannary law), распространявшееся начиная со Средневековья исключительно на добытчиков олова в Корнуолле и Девоне. Все труженики этой отрасли в королевстве выводились из-под судов любой другой юрисдикции. Формально свод этих правил до сих пор остается частью законодательства Великобритании, хотя практически уже не имеет значения. – Прим. ред.

16
Фраза в такой форме, приписанная Наполеону, впервые появилась только в 1862 г. в американской газете The Springfield Daily Republican. До этого в 1858 г. Томас Карлейль приписал Фридриху Великому близкий по выражению афоризм: «Армия, как змея, двигается на своем животе».

17
Интрузия – внедрение магматического расплава в твердые породы, а также само тело, образовавшееся при застывании такой магмы.

18
Герцинская (варисцийская) складчатость – период тектонических процессов с середины девона до начала триаса.

19
Объектом Всемирного культурного наследия ЮНЕСКО признан Горный ландшафт Корнуолла и Западного Девона. С 2006 г. частью этого комплекса стал и бывший рудник Гивор. – Прим. ред.