ские методы исследований могут
быть основой при решении многих задач теории и практики в области
геологических наук.


Глубинному теплу Земли --  геотермальной энергии --  до сих пор посвящается
немало более или менее фантастических гипотез и домыслов. Каковы
источники этой энергии? На каких глубинах располагаются ее
"генераторы"? Убедительных ответов на эти вопросы нет. Да и к разряду
каких ресурсов относить геотермальную энергию!  Как-то непривычно
именовать ее полезным ископаемым.


Действительно, с одной стороны, энергию, тепло --  хотя бы и подземное
--  вряд ли сочтешь ископаемым. С другой стороны, однако, носителями
геотермальной энергии являются, скажем, горячие (термальные) воды
и пар --  своеобразная продукция недр, извлекать которую обычно приходится
так же, как и другие жидкие или газообразные полезные ископаемые.


Гидрогеотермия --  наука очень перспективная как с теоретической, так и
с практической точек зрения. Она позволяет исследовать геотермальную
энергию в ее конкретном проявлениии --  в связи с динамикой термальных
вод.


До сих пор это обстоятельство недостаточно учитывается
теоретиками и практиками.  А ведь для народного хозяйства "даровая"
гидрогеотермальная энергия может приносить огромную пользу, особенно
в нашей стране, где на обширнейших пространствах Сибири и Заполярья
климатические "ресурсы тепла" весьма ограничены.


Вот, например, зона, примыкающая к трассе Байкало-Амурской
магистрали. Известно, что она на значительном протяжении проходит в
области сплошного или островного развития вечной мерзлоты. Казалось
бы, здесь суровые климатические условия усугубляются вековым холодом
недр. Однако такое мнение требует существенного уточнения.


По данным сибирских гидрогеологов, северо-западнее Байкала, по обе
стороны строящейся магистрали, прерывистыми цепочками тянутся горячие
источники. От берегов Байкала они переходят в долины рек Верхняя
Ангара, Муя, Куанда, Чара, Олекма и др. Еще более значительные запасы
геотермальной энергии в виде термальных вод приурочены к глубоким
частям межгорных впадин --  Кичерской, Верхнезейской. По прогнозам
гидрогеологов, здесь расположены крупные водоносные горизонты с
температурой воды около ста градусов.  Выходит, сибирская природа
щедра не только на лютые зимние морозы и вечную мерзлоту, но и на
круглогодичное тепло подземных вод. А вот используется геотермальная
энергия в Сибири пока еще плохо.


Однако очень важно, что мы начали обращать внимание на
гидрогеотермальную энергию, стали изучать ее, картировать. И нет
сомнения: в ближайшем будущем "водяное отопление" сибирских недр будет
подключено к жилым домам, хозяйственным и промышленным предприятиям,
теплицам, бассейнам...


Таков путь теоретической идеи до практической ее реализации. И надо
ли напоминать, что в гидрогеотермии первые, наиболее плодотворные
теоретические идеи были высказаны полвека назад В. И. Вернадским.


... Раз уж речь у нас зашла о Центральной Сибири и вечной мерзлоте,
в толще которой, подобно горячей крови, постоянно движутся термальные
воды, то следует упомянуть еще одну группу идей Вернадского, связанную
не с подземным теплом, а с вековым холодом земных недр.



МЕРЗЛОТОВЕДЕНИЕ

Имеются разные определения гидросферы --  водной оболочки Земли. С
учетом единства природных вод гидросферой следует считать не только
Мировой океан, но всю область вод атмосферных, наземных и подземных.


Еще в 1763 году М. В. Ломоносов справедливо и образно отметил
очень важную географическую закономерность: "Знатная обширность
поверхности земной занята льдами и снегами. Включая плавающие по морям,
склоняющимся к полюсам, густые льдов паромы и у берегов торосы, должно
принять в рассуждение по всему свету седые вершины гор высоких, вечною
зимой обладаемых, и некоторые ровные места, с которых никогда снег не
сходит, какие примечены между Леною и берегами Охотского моря... На
Южной половине света бывает стужа сильнее, нежели на нашей полуночной".


К чести Ломоносова, он не остановился на перечислении фактов
существования обширных областей, где господствует стужа. Он обобщил эти
сведения и написал о "морозном слое атмосферы" --  слое "вечной зимы",
господствующей над нашими головами. Этот слой "около полярных поясов,
то есть на 66 1/2 градуса, лежит уже на Земле".


В последующие десятилетия географы достаточно подробно "учили районы,
где господствуют снега и льды. Однако забылась мысль о единстве
на планете слоя вечной зимы, который охватывает часть атмосферы,
а к полюсам опускается на земную поверхность, сковывая льдами воды и
проникая в земные недра. Идея Ломоносова оставалась в забвении до 1923
года, когда польский ученый А. Добровольский предложил выделить ледяную
оболочку планеты --  криосферу. Впрочем, и после этого понятие криосферы
не закрепилось в науке. Ученые продолжали все более детально и полнее
исследовать различные природные льды порознь. В частности, советские
мерзлотоведы достигли немалых успехов в изучении подземных льдов.


В 1931 году на заседании Академии наук СССР Вернадский сделал
доклад об областях охлаждения в земной коре, упомянув о криосфере
А. Добровольского. И хотя доклад был, судя по названию, посвящен
подземным льдам (ведь речь шла о земной коре), Вернадский остался
верен себе: он говорил о всех основных видах природных льдов, об их
единстве, о криосфере. Позже ученый не раз возвращался к этой теме,
разрабатывая ее отдельные аспекты.


Советские мерзлотоведы связывают обычно начало своей науки с именем
М. И.  Сумгина. Вернадского называют основателем учения о криосфере,
природных льдах, о зоне охлаждения планеты.


Вернадского интересовала не только география и строение
криосферы. Взгляд геолога устремлялся в далекое прошлое, как бы ускоряя
попятное движение времени: за минуты пролетают тысячелетия. Воображение
ученого стремилось воссоздать историю природных льдов.


Как известно, за последний миллион лет в приполярных областях не раз
начинались нашествия ледников. Поначалу снег и лед накапливались в
горах, прилегающих к берегам Ледовитого океана. Отсюда ледяные реки
начинали свой путь к югу.  Лед становится текучим, когда скапливается в
больших объемах. Ледники --  ледяные потоки --  действительно напоминают реки,
текущие чрезвычайно медленно. Как и река, ледник наиболее мощен на
стрежне, в центральной полосе. При движении он увлекает с собой камни,
песок, пыль, глину. Обломки, передвигаемые ледником, бывают огромны,
иногда больше многоэтажного дома. И понятно: помимо вязкости льда,
надо учитывать масштабы ледяных рек, ширина которых нередко достигает
десяти, а "глубина" - двух километров.


В горных и приполярных странах ледники-обычное явление. Но только
в современную эпоху. Десять, сто миллионов лет назад в Заполярье не
было постоянного снежного или ледового покрова. Следовательно (и это
отметил Вернадский), мы живем в особенную, нечасто повторяющуюся эпоху
в истории Земли, когда криосфера приближается к поверхности планеты. В
масштабе миллионолетий криосфера представляется пульсирующей оболочкой:
она то отступает от земной поверхности, касаясь ее лишь на вершинах
высоких гор, то опускается вниз, точнее сжимается, стягивая Землю и
проникая в областях вечной мерзлоты на сотни метров ниже поверхности.


Учение о криосфере в изложении Вернадского объединило несколько наук,
изучающих льды Земли, с палеогеографией, которая восстанавливает
природные условия прежних эпох, и с четвертичной геологией --  отделом
палеогеографии, изучающим природные условия четвертичного периода
(называемого еще ледниковым, а также антропогеновым и плейстоценовым).


Вернадский рассматривал криосферу не саму по себе, а в сочетании с
другими оболочками планеты, главным образом с биосферой, атмосферой,
с земной корой и природными водами. Криосфера интересовала его прежде
всего в связи со строением и развитием Земли, а также живых существ.


"В общем, с учетом тропосферы и стратосферы, криосфера занимает
оболочку в несколько десятков километров мощностью. Ее образование
представляет проблему, которая раньше не ставилась: криосфера лежит
на нашей планете между двумя оболочками высокой температуры --  между
высокой атмосферой и базальтической геосферой, в которой начинающееся
повышение температуры --  на суше уже в биосфере, а в гидросфере ниже
--  достигает максимума. Объяснения климатического характера для
их существования представляются недостаточными. К криосфере надо
прибавить область охлажденных вод, каковой является вся гидросфера и
которой отвечают пластовые (только верховодка?) воды суши. Вероятно,
в современной картине сказывается недавний ледниковый период, еще не
закончившийся в своем замирании...


Но чем вызваны ледниковые периоды, периоды расширения криосферы? Этого
мы пока не знаем".


И вновь, как часто мы встречаем у Вернадского, он заканчивает описание
криосферы вопросом, на который наука еще не нашла ответа.


Читаешь иные научные работы, учебники, научно-популярные произведения
и начинаешь испытывать удовлетворение с некоторым оттенком
самодовольства. Еще бы: все ясно, все объяснено и понятно, на все
есть утвердительный (а то и повелительный!) ответ. Нечего искать,
незачем сомневаться --  достаточно лишь запомнить некоторые факты, формулы,
мысли. Духовная пища приготовлена полностью, а то и разжевана.


Вспоминается картина Брейгеля Старшего --  страна лентяев: лежат пухлые
сытые люди, а вокруг изобилие, и жизнерадостно бегают недоеденные
поросята... Нечто подобное представляется для умственной пищи, где
пирующим достаточно только пальцем поманить, и жареный цыпленок,
посыпанный перцем, сам прискачет к столу.  В действительности все
совсем иначе. Наука предоставляет искателю бесконечные ряды нерешенных
проблем. Эту перспективу и старался показать Вернадский.



ГЕОХРОНОЛОГИЯ

О геологическом времени до сих пор пишут главным образом специалисты
по геохронологии. Согласно названию эта наука исследует именно
геологическое время.  Таков перевод термина. Сущность науки несколько
иная. Геохронологи заняты определением продолжительности геологических
эпох, определением возраста горных пород, минералов, окаменелостей,
очень редко касаясь проблем, относящихся к познанию сущности времени.


Что такое время вообще и геологическое в частности? Абсолютная
геохронология исчисляет продолжительность прошлых эпох в годах:
а существует ли действительно абсолютное время, напоминающее
равномерный всемирный поток Ньютона? Допустимо ли говорить о
предельном геологическом возрасте нашей планеты и жизни на Земле?
Подобные вопросы ставил перед учеными Вернадский. Окончательных ответов
нет до сих пор. Имеет ли время какую-то структуру? Как проявляется
оно в минимальных порциях энергии --  квантах? Если имеются античастицы,
то нет ли антивремени (частиц, для которых время течет вспять)?..


Достижение Вернадского не в том, что он решил эти вопросы: он
поставил их, привлекая к ним внимание ученых. Однако до сих пор теория
геохронологии (определение сущности, особенностей, закономерностей
геологического времени) остается неразработанной.


Вряд ли разумно возвращаться к абсолютному времени (а ведь геологи
неявно предполагают реальность абсолютной геохронолоии). И
время Эйнштейна (теория относительности), связанное с движением
объектов, для Земли не имеет существенного значения. Согласно
Эйнштейну, оно замедляется при скоростях, приближающихся к скорости
света, или в сильных полях тяготения. На Земле нет ни того, ни
другого. Геологическое время требует особого подхода, иных теорий.
Вернадский не раз писал о принципе единства пространства-времени:
каждый вид пространства обладает своим временем. Другими словами,
каждый геологический объект существует в своем масштабе времени.


И вот опять: мы употребляем слово "время", не определив его сути. Для
геолога время --  показатель скорости изменений, превращений из одних форм
в другие. Если бы существовал объект, неизменный вовсе, то для него
отсутствовало бы время. Как отделить и чем измерить отрезок времени,
на протяжении которого ничего не происходит? Может, прошел миг,
а может быть, вечность, как узнать?


Имеет смысл сравнивать между собой объекты, существующие приблизительно
в одинаковых масштабах времени. Горные породы в масштабах жизни
человека (сто лет) безусловно твердые. В масштабе тысячелетий некоторые
из них обладают свойством текучести и могут быть уподоблены вязким
жидкостям, в особенности если они находятся под давлением. Так текут
льды, пластичные глины.


В масштабах миллионолетий (мы вынуждены пользоваться условной общей
единицей времени --  астрономическим годом, так как иначе потеряется
всякая возможность для сравнения объектов, изменяющихся с разными
скоростями), то есть за длительные интервалы (с нашей точки зрения),
любые горные породы обладают свойством пластичности. Следы течения
встречаются в прочных мраморах и в еще более прочных гранитах даже в
тех случаях, когда эти породы не находились в расплавленном состоянии.


Если время --  показатель изменчивости, то надо учитывать, что изменяются
геологические объекты по-разному. Радиоактивные элементы разрушаются
равномерно.  Осадочные горные породы создаются на земной поверхности
и проходят цикл подземных превращений, заметно преображаясь. Живые
существа постоянно изменяются. В отличие от распада радиоактивных
элементов и минералов формы жизни, в общем, постоянно усложняются.


Возможно, имеет смысл разделять геологические объекты по направлению
их изменений: для одних время показывает скорость разрушения, для
других --  созидания.


Для отдельного организма существует старение и смерть (с силами
разрушения живое существо активно борется --  этим оно тоже отличается
от неживого). "Время не только проявляется в старении и в смерти
отдельного индивидуума и в смене поколений, но в течение геологического
времени оно проявляется в эволюционном процессе... в переходе старых
видов и родов в новые виды и роды".


Направленное изменение живых существ --  необычайно интересный и важный
процесс.  Наиболее ярко он проявился в феномене цефализации. Можно
сказать, что цефализация --  своеобразные геологические часы, отмечающие
необратимые изменения, усложнение организации живого вещества.


Цефало --  голова. Смысл термина "цефализация" --  увеличение объема
головного мозга, числа нервных клеток, усложнение и централизация
нервной системы.  Вернадский, ссылаясь на идею американского биолога
и геолога Д. Дана, высказанную в 1851 году и не получившую должного
отзвука в науке, писал: "... В эволюционном процессе мы имеем в ходе
геологического времени направленность. В течение всего эволюционного
процесса, начиная с кембрия, то есть в течение пятисот миллионов
лет... идет увеличение сложности и совершенства строения центральной
нервной системы, т. е. центрального мозга".


В масштабе миллионолетий развитие нервной системы животных происходило
с удивительным постоянством, как бы целенаправленно. Сначала
появились отдельные нервные клетки, сравнительно быстро реагирующие на
раздражение и проводящие сигналы. Затем они стали соединяться, образуя
подобие сети, пронизывающей организм. В узлах этой сети скапливалось
все больше нервных клеток, образуя нервные узлы (ганглии). Наконец,
из узлов обособились два главных. Один из них со временем превратился
в головной мозг, а другой --  в спинной.


У гигантских рептилий преобладал спинной мозг, а головной был совсем
крошечным.  У млекопитающих это соотношение стало изменяться в пользу
головного мозга. Для человека цефализация стала ведущим процессом: за
миллион лет (малый интервал в геологической истории) объем черепной
коробки увеличился почти вчетверо, а количество нервных клеток и
усложнение мозга --  в десятки раз.


Как ни странно, столь необычайное явление до сих пор остается слабо
изученным.  Если согласиться, что эволюция живых существ шла только
путем отбора наиболее приспособленных из числа случайно появившихся
разновидностей, то цефализация совершенно необъяснима. Усложнение
нервной системы шло неуклонно, закономерно (несколькими этапами),
с ускорением (наиболее быстро у предков человека).  Случайность
тут исключена. Случайно нельзя соорудить космическую ракету или
счетно-решающую "умную" машину. А ведь наш мозг устроен сложнее,
чем любая космическая ракета или машина.


С точки зрения биолога можно было бы предположить, что если миллионы
лет шла неуклонная цефализация, то мозговитые твари отбирались
из общего числа, имели некоторые преимущества (были наиболее
приспособленными).


И это не совсем так. "Биогеохимический эффект живого вещества на
нашей планете наиболее велик... для одноклеточных микроскопических
организмов... --  справедливо отметил Вернадский. --  Они создают планетную
атмосферу, играют первостепенную роль в других геологических процессах
планетарного характера, резко меняя всю химию биосферы, а через
нее и химию планеты... Только в ноосфере многоклеточный организм
человека начинает входить как заметная геологическая сила..."
Простейшие организмы, бактерии наиболее приспособлены к земным
условиям, существуя несколько миллиардов лет почти без изменений.


Почему животные встали на путь цефализации? Что заставило их после
долгих превращений образовать сложнейшее и упорядоченное переплетение
нервных клеток --  мозг человека? Ведь именно цефализация позволила нам
осмысливать мир, познавать его тайны и перестраивать его.


На эти вопросы Вернадский и не пытался ответить. Лишь в самой общей
форме ответ вытекает из ряда его произведений. Правда, сам ученый не
свел эти ответы воедино и не счел нужным посвящать особую работу или
даже главу в книге проблеме причин цефализации.


Вернадский писал, что люди по справедливости считаются с древности
детьми Солнца. Солнечные излучения поставляют на Землю значительно
больше энергии, чем все остальные источники, вместе взятые.


"По существу, биосфера может быть рассматриваема как область земной
коры, занятая трансформаторами, переводящими космические излучения в
действенную земную энергию --  электрическую, химическую, механическую,
тепловую и т. д.  "Жизнь является, таким образом, не внешним,
случайным явлением на земной поверхности. Она теснейшим образом
связана со строением земной коры, входит в ее механизм и в этом
механизме исполняет величайшей важности функции..."


Следовательно, можно предположить (исходя из идей Вернадского), что
загадка цефализации может быть решена только с учетом особенностей
развития всей Земли и области жизни (биосферы), где действует особый
механизм геосфер --  трансформатор солнечной энергии.



МЕХАНИЗМ ГЕОСФЕР

Оценивать творческое наследие Вернадского очень сложно: кому-то
покажутся важными одни идеи ученого, кому-то --  другие. Например,
замечания Вернадского о механизме геосфер не популярны, но очень
возможно, что они еще будут оценены по достоинству.


"Земная кора, --  писал Вернадский в 1924 году, --  для нас есть
область нашей планеты, чрезвычайно сложная по своему строению... Ее
происхождение нам неясно.  По-видимому, она в своей основе сильно
переработана постоянно в нее проникающими космическими излучениями. Она
представляет не случайную группу явлений, но совершенно закономерное
явление в истории планеты, своеобразный планетный механизм".


Несколько позже в своей работе "Биосфера" Вернадский пояснил,
что солнечные излучения проникают в земную кору из живого
вещества. Жизнь --  есть форма накопления солнечной энергии. Остатки
жизни погружаются на километровые глубины, перенося сюда накопленную
энергию Солнца.


"Как мог образоваться этот своеобразный механизм земной коры, каким
является охваченное жизнью вещество биосферы, непрерывно действующий в
течение сотен миллионов лет геологического времени, --  мы не знаем. Это
является загадкой, так же как загадкой в общей