В глубь земли – в глубь веков

 

Есть два разряда путешествий:

Один – пускаться с места вдаль;

Другой – сидеть себе на месте,

Листать обратно календарь…

А. Твардовский

 

На бугре, в центр которого сегодня врезан карьер, в прошлые годы геологи не раз устанавливали буровые станки. Они хотели выяснить, что находится ниже пластов известняков, кое‑где проглядывавших по склонам возвышенности. Керны, цилиндрические куски пород, извлеченные из скважин, позволяют совершить интересную» прогулку в недра 3емли.

 

 

…Представь, что мы вошли в кабину лифта и начали, медленно опускаться сквозь каменную толщу, лежащую ниже дна Тепловского карьера.

…50, 100, 150 метров пройдено вниз, а за окном в; свете прожекторов все те же светло‑серые слои чередуются с буроватыми, зеленоватыми, черными, темно‑коричневыми.

 

 

Светло‑серые, сложенные известняком, нам знакомы. Они отмечают наиболее широкие разливы моря, когда его берега на сотни километров отодвигались к западу. Буроватые, из мергелей, рассказывают о приближениях береговой линии. Зеленоватые слои – это песчаники.

Они – памятники тех тысячелетий, когда берег оказывался совсем близко и на месте Тепловки находились прибрежные песчаные мели и устья рек. Ну а черные – свидетельства отходов моря на восток, когда соленые воды уступали место болотам, заросшим древовидными древними хвощами, плаунами, папоротниками и населенным стегоцефалами. Слои эти состоят в основном из глин, песков и обуглившихся остатков растений.

Что же касается темно‑коричневых прослоев, то цвет им придает нефть. Откуда она в них, до конца пока не ясно. Одни специалисты склонны считать, что «черное золото» образовалось когда‑то из остатков многочисленных обитателей морских мелководий карбоновых морей. Другие предполагают, что темно‑коричневые пески и известняки – только хранилища нефти, поднявшейся сюда из более глубоких слоев. Так или иначе, но резервуаров и с «черным», и с «голубым золотом», как иногда называют природный горючий газ, в древних слоях под Тепловкой немало.

Любопытно, что, остановив лифт и присмотревшись к слоям известняков и мергелей, мы обнаружили бы в них уже знакомые нам окаменелости. Это значит, что перед нами проплывает все еще летопись московского геологического века. Но вот на счетчике глубины спуска высвечиваются цифры 200… 250… 300 метров… Пошли «страницы», написанные в начальных веках карбона. Состоят они почти из тех же пород, а это значит, что моря, создавшие их, были во многом похожи на Московское.

Внимание!.. Мелькнула цифра 547!.. За окном кабины ничего, в общем‑то, не изменилось, однако это важный рубеж. Ниже расположены «документы», составленные уже в четвертом периоде палеозойской эры, девонском, или – девоне.

В Англии, на берегах речки Дэвон, где геологи впервые «прочитали» эту часть земной летописи, граница между отложениями двух периодов видна очень четко. Известняки с остатками плеченогих и морских лилий – это карбон, а лежащие ниже озерные песчаники с отпечатками рыб – это еще девон. У нас же 360 миллионов лет тому назад на грани этих двух больших этапов истории обстановка так резко не менялась. И в конце девона, и в начале карбона саратовские края покрывало практически одно и то же море. Поэтому границу между двумя периодами удается заметить только по смене в слоях пород «маяков времени» – окаменелостей.

А лифт наш между тем продолжает опускаться все глубже и глубже. 1000… 1500… 2000 метров… Обрати внимание, уже полтора километра, как пошли девонские слои, а им и конца не видно! Точнее, начала, так как движемся мы сейчас «против хода времени». Можно подумать, что этот этап истории был очень продолжительным, раз столько осадков за него накопилось. Однако причина в другом. Девонские моря «писали» в шесть раз примерно быстрее, чем, скажем, карбоновые. По «резвости» они превосходили многих «летописцев», когда‑либо «работавших» в наших краях.

Секрет такой продуктивности в том, что в начале девонского периода во многих местах планеты поднялись новые горные хребты. И естественно, сразу же началось их интенсивное разрушение. Реки стали сносить в низины, заполненные морями, массы гравия, песков, глин. Поэтому‑то и накопление осадков в морских бассейнах тогда шло очень быстро. Особенно в середине периода.

Стоп!.. Обстановка за окном нашей кабины резко изменилась. Только что там проплывали горизонтальные слои песков и глин с остатками рыб, раковинами плеченогих, отпечатками трилобитов, а сейчас видны какие‑то складки, клочки из серых, зеленоватых, розоватых пород, посверкивающих гранями то мелких, то крупных кристаллов. Местами все это пронизано черными клиньями каких‑то включений.

Еще больше бы нас удивили показания «атомных часов», если бы мы измерили возраст верхних, горизонтальных слоев и этих, смятых и кристаллических. В первых мы увидели бы – «387 миллионов лет», а во вторых… «2500 миллионов»!

Что же произошло? Почему из девонского периода палеозойской эры мы вдруг мгновенно как бы провалились в архейскую эру, миновав разделяющую эти два крупнейших этапа земной истории протерозойскую? Ведь если показания «часов» верны, то в недрах саратовской земли отсутствуют «страницы» с записью событий, происходивших в течение огромного промежутка времени почти в два миллиарда лет!

И еще… Что за «документы» перед нами? Что в них «написано»? Почему они в таком «неприглядном состоянии»?

Давай обо всем по порядку…

Ты согласишься со мной, что едва ли поверхность Земли когда‑либо представляла собой совершенно плоскую равнину. Процессы, происходившие внутри земного шара, постоянно вызывали поднятия и опускания коры то в одном, то в другом месте. Издавна существовали и силы, действовавшие на каменную оболочку планеты и снаружи. Главная из них была связана с водой. Поднимаясь с поверхности морей, влага обрушивалась дождями на сушу, размывая ее. Реки сносили размытое в низины, где, как правило, находились моря. Таким образом, на суше всегда шло разрушение земных слоев, в морях – образование новых.

Из всего этого само собой напрашивается очень полезное правило. Если в недрах данной местности есть «страницы», отображающие какой‑то этап истории, это значит – в то время тут была низина, скорее всего заполненная морем. Если же этих «страниц» нет, то была суша, где «летопись» не велась. Или – было море, но «написанные им документы» позже были уничтожены, когда данная местность стала сушей.

Вот это‑то «или» очень усложняет все дело…

Из‑за него, обнаружив очередной «пробел», а такое встречается очень часто, геологам приходится проводить очень нелегкое «следствие», выясняя, сколько «страниц» тут просто «не было написано», а сколько «написано» морями, но позже «вырвано» водой и другими разрушителями.

 

 

В некоторых случаях восстановить картины прошлого позволяют «улики», оставшиеся «на месте преступления» в виде окатанных водой кусков породы из размытых слоев, остатков наиболее прочных окаменелостей. Иногда приблизиться к истине помогает знакомство с историей соседних местностей. А порой приходится и просто «вычислять» происходившее когда‑то, прикидывая в уме, что же делалось в данной местности в те времена, о которых «документы похищены».

Что геологи говорят по поводу того значительного пробела в каменной летописи саратовской земли, с которым мы только что встретились на спуске?

По их мнению, всю протерозойскую эру, то есть примерно в течение 1800 миллионов лет, в наших краях были моря. «Обрывки страниц» их «сочинений» иногда встречаются глубоко в недрах Екатериновского и Пугачевского районов. А вот в течение следующих 200 миллионов лет, относящихся уже к началу следующей, палеозойской эры, саратовская земля была сушей. В это время на ней, естественно, ничего не «писалось», а шло очень интенсивное уничтожение «мемуаров» протерозойских морей.

Кстати, из сказанного следует, что в наших краях никогда не обитали такие замечательные существа, как археоциаты, гигантские трилобиты, чудовищные ракоскорпионы – гигантостраки, ортоцерасы – огромные головоногие с прямыми раковинами, описанные во многих книгах по истории Земли. Все эти животные обитали в морях планеты в первой половине палеозоя, как раз в то время, когда у нас была суша.

Соленые воды пришли в наши края только в середине четвертого периода палеозойской эры, девонского, то есть около 387 миллионов лет тому назад, и стали наметывать свои глины и пески поверх древних архейских пород, местами тоже изрядно разрушенных во время власти суши.

А что представляют собой эти самые архейские породы, достигнув которых мы прекратили наш «спуск»?

… Два с половиной миллиарда лет тому назад каменная оболочка планеты была еще очень непрочной. Очень часто то тут, то там она лопалась, и края земной коры расходились в стороны, открывая новое понижение. Его тотчас занимали морские воды. И туда же с более возвышенных мест начинали поступать обломки разрушающихся на суше горных пород.

Постепенно на дне нового моря накапливались слои песка, глины, известняков. (Последние осаждались тогда в морских водах без помощи живых организмов, в результате химических реакций). В те же понижения из недр Земли изливались потоки вулканических лав. Застывая, они образовывали посреди водоемов цепи вулканических островов.

Через какое‑то время, дав выход внутриземной энергии, края понижений начинали сходиться, сминая пласты осадков, накопившихся в море, выдавливая их вверх. На местах недавних низин образовывались новые горные хребты. А земная кора лопалась где‑то рядом, открывая очередное вместилище для морских вод, осадков и лавовых потоков.

Во время исчезновения понижений и роста гор слои осадочных и изверженных пород сминались в складки, рвались, дробились, оплавлялись. Кроме огромных, в несколько тысяч атмосфер, сжатий, они подвергались нагревам в несколько сот градусов, на них действовали пары и растворы активных химических веществ. В результате прежние породы «меняли свое лицо». Они претерпевали, как говорят геологи, метаморфизацию. («Метаморфозус» по гречески – «превращение».)

Из песков при этом получались полупрозрачные или чуть окрашенные кварциты. Из мягких глин – жесткие серые пли зеленоватые, состоящие из мельчайших кристалликов, уложенных тонкими слоями, гнейсы, или кристаллические сланцы. Из известняков, доломитов и мергелей – мраморы и роговики.

Вот такие превращенные породы мы и видим с тобой в стенках нашей воображаемой шахты на глубине свыше 2000 метров от поверхности земли под Тепловским карьером. А черные и серо‑розовые, местами кристаллические, местами стекловидные жилы – это магма, которая по трещинам когда‑то проникла в исковерканные слои.

«Документы» эти свидетельствуют о том, что 2500 миллионов лет тому назад и в наших краях земная твердь рвалась, раздвигалась, сдвигалась вновь. И у нас грохотали вулканы, выбрасывая в небо тучи пепла, изливая огненные потоки лав. И у нас содрогалась окутанная дымом я паром земля, а на ее поверхности то образовывались провалы, то громоздились горы.

Затем постепенно грозные стихии утихомирились и слои складчатых пород образовали тут прочный, устойчивый участок земной коры. Он стал частью гигантской каменной глыбы, протянувшейся на 5000 километров в длину и ширину, а в толщину достигавшей 35–40 километров. Еще позже приходившие на поверхность глыбы моря сложили на ней мощный чехол из многочисленных слоев осадочных пород.

Это «двухэтажное» каменное сооружение, составляющее в настоящее время одну из основ нашего континента, геологи называют Восточно‑Европейской или Русской платформой. Мы живем с тобой на «крыше» этой «постройки», в ее юго‑восточном углу.

Таких платформ, как Русская, в земной коре планеты насчитывают свыше десятка. Все они сложились примерно в одно время, в конце архея и в протерозое. Это устойчивые места земной тверди, на которых не бывает сильных землетрясений или катастрофических извержений вулканов.

И раз уж мы оказались на поверхности кристаллического основания нашей платформы, на ее фундаменте, давай поближе познакомимся с ним.

 

«ГИМАЛАИ» ПОД НАМИ

 

…Недвижные, как бы являют горы застывшее волнение земли…

Рабиндранат Тагор

 

 

Поверхность саратовской земли в настоящее время представляет собой равнину. То, что мы привыкли у себя называть горами и ущельями, по меркам географов, не более как незначительные поднятия и понижения земной поверхности.

Ну, на самом деле…

Высшая точка нашей области гора Беленькая, что около Хвалынска, имеет высоту 387 метров. Сравни ее, скажем, с кавказским Эльбрусом (5633 м), я уже не говорю, что с Эверестом (8848 м).

Заволжье у нас и совсем ровное. Только на севере и востоке его земля слегка морщинится грядами пологих холмов, представляющих собой отроги Общего Сырта. И очень трудно предположить, что основанием этой равнины служит горная страна, по масштабам высот превосходящая знаменитые Гималаи! Однако это так. И если бы слои глин, песков, известняков, оставленных в наших краях древними морями, вдруг стали прозрачными, то открылась бы удивительная картина…

На западе мы увидели бы неровный скалистый склон, ведущий к обширной возвышенности высотой в два с половиной километра, стоящей под воронежскими землями. На севере – две горы. Одна – под Базарно‑Карабулакским районом; другая, двуглавая, – под Хвалынском и Балаковом. На северо‑востоке мы обнаружили бы целую горную цепь, которая, начинаясь под селом Каменная Сарма, протянулась по линии Чапаевка – Пугачев – Ивантеевка – Куйбышев.

 

 

Но самое грандиозное зрелище ожидает нас на юго‑востоке. Здесь кристаллический фундамент гигантскими ступенями опускается на несколько километров в гигантский провал, за пределами области под Прикаспийской низменностью достигающий глубины 15–20 километров. В этой «подземной яме» легко можно было бы поместить высочайшую вершину нашей планеты – Эверест!

Если внимательно присмотреться, то в рельефе каменного основания саратовской земли можно заметить еще немало гор и низин, менее масштабных, но значительно превосходящих по размерам те, которые мы привыкли видеть на поверхности земли.

Так, по линии Саратов – Аткарск, под селами Куликовка и Языковка тянется хребет, отдельные высоты которого достигают 700 метров. Две гряды расположены под поселками Советское и Степное в Заволжье. А вот под Марксом видна котловина глубиной почти в 800 метров. Еще две протянулись под речками Карамышом и Медведицей.

Ну а северо‑западнее Саратова на поверхности фундамента находится целый горный район в миниатюре. Его два десятка вершин образуют почти замкнутую цепь диаметром около 60 километров. Каждой геологи дали имя по названию села, под которым она спрятана. Есть Елшанская подземная гора, Песчаноуметская, Сергиевская, Полчаниновская, Радищевская, Тепловская…

Но как образовался весь этот причудливый горный рельеф на кристаллическом основании платформы?

Что‑то в свое время сделали древние реки, когда во второй половине палеозоя врезались своими быстрыми водами в поверхность суши. Однако происхождение большинства гор и провалов связано с особенностями устройства самого фундамента. Дело в том, что эта гигантская каменная глыба – не сплошная, не монолитная. Глубокими вертикальными трещинами она разбита на множество массивных кусков, или, как принято говорить, блоков. Испытывая давление со стороны глубинных масс земного вещества, эти части фундамента могут подниматься. Когда же давление снизу ослабевает, то под действием собственной тяжести – опускаться.

Как правило, подъемы чередуются с опусканиями, и поэтому блоки, слагающие основание платформы, неторопливо колеблются около каких‑то средних положений. Но иногда, в отдельных местах, давление снизу становится более энергичным и долго не прекращается. Тогда какой‑то блок долгое время только поднимается. В результате на поверхности фундамента будто вырастает горный пик. Затянувшееся ослабление давления снизу вызывает глубокое опускание блока и появление низины. Если же одновременно поднимаются или опускаются несколько соседних каменных глыб, то это ведет к появлению подземного хребта или ущелья.

Мощная подземная гора, которую мы видим западнее границ нашей области, возникла потому, что обширная часть основания Русской платформы с центром под воронежскими землями и состоящая, надо думать, из множества блоков, в течение последних 300–350 миллионов лет чаще поднималась, чем опускалась. Процесс этот захватывал и край нашего фундамента. Вот почему в Балашовском и Романовском районах его кристаллические породы находятся от поверхности всего в 500–600 метрах.

 

Ну а под Прикаспийской низменностью в то же время фундамент платформы в основном опускался и поверхность его ушла на глубину 15–20 километров. Крутой склон, разорванный гигантскими разломами, ведущий в этот провал, расположен под Ровенским, Краснокутским, Питерским, Новоузенским и Алтайским районами и частично под соседними с ними. Здесь до фундамента от поверхности земли 5–6 километров и, следовательно, такова же толщина осадочных пород. Пробиться сквозь эту толщу морских отложений с помощью буровых установок геологам удалась пока далеко не везде, и об устройстве фундамента под юго‑восточной частью нашей области они пока судят в основном по той информации, которую им доставляют геофизические приборы.

Движения блоков фундамента, а стало быть и покрывающей их толщи осадочных пород, очень медленны. Мы их не замечаем. Однако с помощью точных измерений удалось выяснить, что Соколова гора, например, «едет» в настоящее время вверх со скоростью до 5 миллиметров в год. Пустяк? Не меняйся направление движения время от времени на противоположное – за миллион лет, например (срок по геологическим меркам небольшой), эта возвышенность могла бы почти сравняться с самыми высокими пиками Кавказа!

Показывая, как устроено кристаллическое основание саратовской земли, я не просто хотел удивить тебя. То, что мы узнали, поможет нам теперь найти ответы на два важных вопроса. Первый связан с «поведением» древних морей.

Ты уже мог заметить, что, описывая различные этапы истории планеты, я часто говорил: «море пришло» или «море отступило». А почему соленые воды то вторгались в наши края, а то уходили из них?..