Впервые о том, что из вулканов изливаются отнюдь не только «первичные вещества», а и такие, что в той или иной степени уже были частью земной коры, земной поверхности, например океанского дна, геологи робко и неуверенно заговорили лет тридцать назад, когда рождалась плитотектоника, представление о конвейере океанской литосферы, заталкиваемой в мантию в районе вулканических островных дуг по окраинам океанов, под торосами Кордильер, вздыбившимися на восточном, американском берегу Тихого океана. Находили косвенные геохимические подтверждения этим теоретическим догадкам.
Но время шло. Сейчас по всему миру замерены содержания в продуктах вулканических извержений бериллия-10, радиоактивного изотопа с очень подходящим периодом полураспада, около 1,6 миллиона лет, изотопа, которого просто не может быть в «эндогенных», исконных, никогда не побывавших на дневной поверхности веществах. Почему не может быть? Да потому что этот изотоп образуется в атмосфере только при ее обстреле космическими лучами, то есть заряженными частицами довольно больших энергий, которым в глубине Земли просто неоткуда взяться. Космические лучи в значительной своей части задерживаются радиационными поясами, а точнее геомагнитным полем Земли. Ими поэтому усиленно занимаются палеогеомагнитологи. В отложениях некоторых озер, например, они находят слои, где содержание этого изотопа гораздо больше, чем сейчас. Это означает, что найдена эпоха с сильно ослабленным или даже практически отсутствующим геомагнитным полем.
Подробнее об истории геомагнитного поля рассказано в другой главе этой книги. Здесь же важно подчеркнуть, что бериллий-10- абсолютно беспристрастный и очень точный свидетель: эта изверженная из вулкана порода на столько-то процентов состоит из осадков древнего океанского дна (сколько на океанском дне в глубоководном желобе, то есть в месте заталкивания, в среднем собирается бериллия-10, известно). Процент невелик, но и не равен нулю, но ведь и в составе, в толще литосферной плиты, затолкнутой когда-то в мантию, осадков было относительно немного. Результат: как правило, в лавах и выбросах вулканов есть определенный процент веществ, побывавших уже на поверхности земли раньше, бывших когда-то и донным илом и живыми организмами. Впрочем, почему «когда-то»? Можно и посчитать, когда. Плита заталкивается в мантию со средней скоростью около 5 сантиметров в год. На глубину 100 километров (а в среднем с этой глубины черпают из тонущей бывшей океанической литосферы материал для своих извержений вулканы островных дуг и Кордильер) осадки океанического желоба проходят путь примерно 150 километров (плита погружается под углом). 150 км : 5 см/год = 3 миллиона лет. Наверх, в вулканическое жерло, на волю, путь не близкий, но гораздо быстрей, он проторен. Итак, три миллиона лет - и завершен малый круговорот вещества через мантию и вулканы. Пропущенное через это горнило бывшее дно океана участвует в строительстве вулканических островов, горных цепей, наращивает континентальные окраины, образует месторождения полезных ископаемых.
Уже давно геологи заметили, что месторождения руд металлов по берегам Великого океана расположены узкими полосами параллельно берегам, причем эти полосы расположены как бы рядами, «кольцами», и в каждом следующем кольце встречаются другие руды металлов. В целом для обрамления Тихого океана от берега в глубь континента характерна такая последовательность руд: ближе всего к океану - железо, ртуть, медь (иногда с золотом и молибденом), дальше - свинец, цинк, серебро и, наконец, олово, опять-таки с молибденом.
Представим себе транспортер, движущийся издалека и долго, на ленте которого насыпана тонким слоем металлическая пыль. Там, где транспортеру надо заворачивать вниз, в недра механизма, приводящего его в движение, стоит щетка, счищающая пыль (чтобы она не попала в движущиеся шестерни). Ясно, что, чем дольше движется транспортер, тем богаче «месторождение» металлической пыли, скопившейся у щетки, даже если на самом транспортере этой пыли будет совсем мало.
Что же есть там, на дне океана, на ленте нашего транспортера? Не так уж и мало. Миллионы тонн железомарганцевых конкреций, их неустанно выделяют из морской воды колонии морских бактерий, еще кое-что. В колоссальных толщах осадков масса органического вещества, потенциального сырья для производства углеводородов, то есть нефти, да и просто морской воды, в которой, как известно, растворено все, что нужно человеку, вплоть до золота. Просто еще не научились так обрабатывать морскую воду, чтобы выгодно было это из нее извлекать.
Примерно так действуют зоны пододвигания транспортеров океанических плит под окраины Тихого океана. Как бы мало ни несло на себе океаническое дно конкреций с высоким содержанием металла, после того как оно завернуло в глубину и стало медленно наклонно погружаться под материк, на определенной глубине те или иные вещества будут или расплавлены, или растворены окружающей мантией. Ну а поскольку над зонами погружения плит всегда есть восходящие струи газов и потоки расплавов, частично выносящие по трещинам погрузившиеся вещества к очагам вулканов, то в некоторые из этих потоков вовлекаются и руды, соскребаемые с ленты океанического дна, выжимаемые из морской воды. Конечно, тут надо иметь в виду и материал самой «транспортерной ленты», пододвигающейся плиты, родившейся за десятки миллионов лет до этого в районе срединно-океанического хребта, в результате тамошней и тогдашней вулканической деятельности. Эта бывшая вулканическая порода снова перерабатывается в зоне субдукции, под сдвигания, в ней уже есть прослойки и сгустки тех или иных веществ, которые снова проходят стадии плавки, обогащения, разных химических реакций, растворения в горячих водах, гидротермах вулканических недр. И таких веществ много, их больше, чем тонкого слоя осадков морского дна.
Американский геолог Р. Силлитое заметил, что в Северной и Южной Америке последовательность месторождений руд металлов от берега в глубь континента связана очень простой зависимостью с тем, на какой глубине в данном поясе проходит пододвинутая под континент плита. Каждая следующая группа металлов (и золото в их числе), «снимается» с более глубокого участка конвейера, вот и все. Впрочем, не все, и там есть свои сложности. Геолог заметил: в некоторые эпохи с «конвейера» поступало много руд, в другие - меньше, и это, очевидно, связано с тем, сколько полезных веществ выпало (с помощью бактерий или самостоятельно) на движущееся дно океана (вариант: зародилось в толще океанической плиты в предыдущую вулканическую фазу).
Так или иначе, но геологи уже пробуют направлять поиск новых месторождений, руководствуясь новым прогностическим признаком. Силлитое проследил очень похожие последовательности месторождений везде, где происходит или происходила субдукция - пододвигание океанического дна. Медно-порфировые руды очень схожего генезиса есть в Румынии, Ираке, Пакистане (там проходили островные дуги древнего океана Тетис, от которого сегодня нам осталось одно воспоминание в виде Средиземного, Черного и Каспийского морей), в Кордильерах, на Тайване и на Новой Гвинее. Силлитое предсказал открытие таких же комплексов руд в Турции, на островах Фиджи и на Окинаве (прогноз подтвердился почти сразу). Дальше в прогнозе перечисляется еще целый ряд стран, где пока больших запасов не обнаружено, но они должны быть, - это острова Индонезии и Филиппин, Алеутские, Камчатка, Новые Гебриды, Бирма, Таиланд, Греция, Афганистан, Марокко, Алжир.
Это все ныне действующие или недавно действовавшие зоны пододвигания.
Ученые давно заметили, что вулканы островных дуг, расположенные ближе к линии поворота литосферного транспортера вниз, а значит, и собирающие свою дань с меньшей глубины наклонно падающей под континент плиты, обычно более, «взрывные», чем их собратья посреди океана. Это означает, что в них гораздо больше «легких составляющих», газов, а среди газов на первом месте, конечно, перегретый водяной пар. Тысячи, миллионы тонн воды, около 4 весовых процентов всех извергаемых этими вулканами веществ. В основном это, видимо, захваченная тонущей плитой морская вода.
