Более плотную среду — гидросферу — пробить оказалось сложнее, и когда воздухоплаватели уже летали в стратосфере, подводники осваивали всего лишь километровую глубину. Когда космонавты витали в невесомости, океанографам наконец-то покорилась одиннадцатикилометровая, давящая колоссальным прессом бездна.
А как быть с неколебимой крепостью скал? Какая сила способна пробиться в земную твердь?
По стародавним сказаниям выходило, что самое главное на свете — слово. В Библии — в священном сборнике древнееврейских легенд, в книге Бытия утверждается, что создал всемогущий владыка мир лишь силой словесной.
Велика сила слова. Мир, который создают люди в своем воображении, выстроен из кирпичей слов. В слова одеты наши мысли.
Заговором, верилось, можно и скалы разверзнуть.
Вспомните удачливого Али-Бабу. Простое заклятье: «Сезам, откройся!» — и, послушные слову, раздвигаются скалы, открывая в глубинах своих семицветный блеск алмазов, тусклые отсветы золота, лунное мерцание опала, красные гроздья граната.
Но не слово открыло путь в недра, а дело: трудный труд, порой мучительный и опасный. Прежде всего люди стали добывать из земли простой камень — кремень, воду (самый драгоценный минерал) и каменную соль.
Человек вступил в единоборство со скалами почти безоружным.
Много тысячелетий назад люди, одетые в шкуры диких животных, каменными топорами и мотыгами из оленьего рога стучались в недра земли. Они искали материал для каменных орудий — кремень. С помощью кремневых орудий они выкапывали глубокие ямы — ловушки для мамонтов и носорогов.
История человечества неразрывно связана со скромным химическим элементом — кремнием (греческое слово, означающее «скала»). В химии употребляется его латинское имя — силициум (si).
После кислорода это самый распространенный элемент на земле. Вес его атомов составляет чуть меньше одной трети всего веса земной коры.
Из кремня (соединение кремния с кислородом) некогда изготовлялись прочные орудия труда первобытных людей. Благодаря кремню огромный этап в развитии человечества назван «каменным веком». С таким же успехом его можно было назвать «веком кремня».
И поныне служат людям многие соединения кремния (обычно их называют силикатами). Соединяясь с кислородом, элемент этот превращается в оборотня. Он может принимать более двухсот обличий, оставаясь все той же окисью кремния (SiO2), как и прежде. Одно из них широко распространено в природе. Это кварц.
«Показывают мне самые разнообразные предметы: прозрачный шар, сверкающий на солнце чистотой холодной ключевой воды; красивый, пестрого рисунка агат; яркой игры многоцветный опал; чистый песок на берегу моря; тонкую, как шелковинка, нитку из расплавленного кварца или жароупорную посуду из него; красиво ограненные груды кристаллов горного хрусталя; таинственный рисунок фантастической яшмы; окаменелое дерево, превращенное в кремень; грубо обработанный наконечник древнего человека — и о чем бы я ни спросил, мне ответят: это состоит из кварца и близких к нему по составу минералов», — писал А. Ферсман.
Из кварца делали шумерийцы первые свои украшения, из кварца выплавлялось стекло. Люди дивились прозрачности кварца (горного хрусталя). Греки считали его окаменевшим льдом. Множество красивых имен дали его разновидностям: оникс, агат, аметист, халцедон, опал, аквамарин, сард.
Но вода еще важней, чем кремень. Для добычи ее копают колодцы, отыскивают родники, бурят скважины.
И золото издавна манило к себе людей.
Во времена Римской империи в одних лишь рудниках Нового Карфагена в Испании работало до сорока тысяч человек. Тогда редко кто задумывался над тайнами Земли: привлекали ее сокровища.
Но еще важнее золота было железо.
Легенда говорит, что когда полчища германских народов, свергнувших иго Рима, после победного боя пировали в долине, с вершины горы раздался громовой голос горного духа: «Чего хотите вы — золота на сто лет или железа навечно?»
Толпа воинов, звеня мечами и латами, вскричала: «Дай нам железо! С ним добудем золото!» С той поры в долинах Штирии открылись богатые залежи железных руд.
Железо помогало не только отбирать золото, но и добывать подземные богатства. Полезнее воинственных мечей были лопаты, ломы, кирки, клинья, молотки. С их помощью горнопроходцы в средние века достигали стометровых глубин.
«Железо принадлежит к важнейшим металлам мироздания… Мы видим атомы железа, бурно мятущиеся на солнечной поверхности, они падают к нам ежегодно на землю в виде тонкой космической пыли, в виде железных метеоритов… Геофизики утверждают, что весь центр Земли состоит из никелистого железа и что наша земная кора есть такая же окалина, как те стекловидные шлаки, которые вытекают из доменной печи во время выплавки чугуна» (А. Е. Ферсман).
До изобретения Иоганном Гутенбергом книгопечатания все знания горняков передавались устно из поколения в поколение вместе с легендами, сказками, поучениями. Редкие рукописи были доступны немногим специалистам.
Но вот в 1546 году вышла в свет отпечатанная во многих экземплярах книга Георгия Агриколы «О природе ископаемых». В ней Агрикола, врач по профессии, знаток алхимии, изложил основы минералогии — науки о химических соединениях, слагающих Землю. Начался новый этап в развитии геологии и горного дела: печатные книги открыли путь к знаниям для многих людей.
В сказках путь к кладам стерегут страшные чудовища и духи. Они мешают смельчакам.
Истинные «подземные чудовища» — крепость скал, горное давление, подземные воды, ядовитые и взрывчатые газы. С ними вступили люди в трудный бой.
Бесформенным, многоголовым Змеем Горынычем врывалась в горные выработки вода. Она струилась из трещин ручьями. Вместо одной «отрубленной» головы-струи тотчас вырастала новая. Вода неистребимо сочилась из земли.
В XVI веке для борьбы с врагом решили люди использовать друга-великана — машину. Она была похожа на эскалатор метро: бесконечная, замкнутая лента транспортера, к которой были приделаны ковши. Машина черпала воду со дна и тащила ее наверх. Вся система приводилась в движение воротком. Вороток вращали кони.
Все больше коней кружилось вокруг шахт, вращая водяное колесо. В угольных шахтах Англии на откачках работало в XVII веке полтысячи лошадей! Но вода не сдавалась.
Прошло еще немного времени, и хитроумный человек сумел «стравить» два могучих чудовища: против воды он употребил… воду. Точнее, водяной пар. Появились первые механические насосы.
С тех пор сменилось несколько поколений насосов — истребителей воды. С каждым разом становятся они всё мощнее и мощнее. И хотя до сих пор остается вода опасным врагом шахт, добрые силачи-машины справляются с ней.
Есть под землей и другой враг людей. Невидимый, он стискивает выработки так, что трещат каменные своды. Он готов раздавить людей, машины — все, что проникает в подземелье. Он рушит своды, порой погребая заживо сотни горняков. Он сжимает стены, выдавливая вверх дно выработок. Этот враг — горное давление.
Оно появляется с глубиной. Чем глубже врезается шахта, тем мощнее слой горных пород над ней, тем сильнее давят они на выработку.
Миллионы лет дремлют под землей плотные, слежавшиеся слои. Они «привыкают» к мощному прессу вышележащих пород.
Человек нарушает подземное равновесие, высверливая искусственные пещеры — штреки, тоннели… В горных породах вокруг пустот появляются новые силы сжатия и растяжения. Под их действием породы трескаются, деформируются. Эти силы, еще очень мало изученные, и называются горным давлением.
Люди призвали себе на помощь деревья, железо, бетон. Колоннада подпорок выстраивается в галереях. Могучая крепь удерживает каменный потолок.
Крепость скал — неизбежный противник всякого, кто хочет пробиться в недра. Преодолевать прочные скалы трудно. Кое-как выдалбливали прежде люди узкие низкие щели. В забой приходилось вползать на коленях. Победители недр больше походили на рабов, на ничтожных подданных великого подземного бога.
