поверхности планеты им легче остывать. Так возникла литосфера и твёрдая земная кора, на которой мы живём. По весу она состоит на 99 % из восьми химических элементов: кислорода (47 %), кремния (29,5 %), алюминия (8,1 %), железа (4,7 %), кальция (3 %), натрия (2,5 %), калия (2,5 %) и магния (1,9 %). Под корой всё ещё кипит расплавленная магма, а в центре нашей планеты собрался раскалённый металлический шар радиусом в три с половиной тысячи километров, который называется ядром планеты. Это ядро жидкое снаружи и твёрдое внутри, но мы очень мало о нём знаем, потому что добраться туда с приборами невозможно. Лишь по отражению звуковых волн мы можем как-то судить о его состоянии.
– Но если ядро Земли – железное, то это значит, что в среднем на нашей планете гораздо больше железа, чем в коре? – спросил быстро считающий Андрей.
– Верно, в общем составе Земли в восьмёрке самых распространенных элементов лидирует именно железо – 38 % от общей массы планеты. На втором месте кислород – 27 %.
– То есть железо и кислород составляют две трети веса Земли? – уточнил педантичный Андрей.
– Да, а если добавить сюда кремний, то получится самая распространенная тройка элементов, которые дают 80 % от состава планеты.
– Ты сказала, что расплавленное золото утонуло вместе с железом и застряло в этом самом ядре, – сказала, хитро сощурившись, Галатея. – Но ведь золотоискатели находят золото на поверхности! Кроме алмазной лихорадки, были ещё и золотые – например в Калифорнии и на Аляске! Я читала про них в книгах.
– Верно. В настоящее время золота в земной коре в тысячу раз больше, чем тогда, когда юная земная кора только всплыла из магмы и застыла. Оказывается, золотой запас Земли пополняется падением небольших астероидов и метеоритов.
– То есть золото на земной поверхности – это космический металл второго поколения?
– Да. Первый золотой запас возник в космосе при взрыве сверхновых или при соударении нейтронных звёзд. Он долетел до юной Земли, утонул в магме и собрался в центре планеты. А когда твёрдая земная кора сформировалась, то мелкие астероиды уже не могли её пробить и распыляли своё вещество по поверхности Земли. Это золото не утонуло в магме, и часть его досталась людям. К 2015 году на Земле добыто 186 тысяч тонн золота, которое хранится в сейфах банков, украшает пальцы, руки и шеи модников и модниц, а также используется в электронных приборах, потому что золото – прекрасный нержавеющий проводник.
– А к какому виду пород надо отнести космическое вещество, выпадающее на Землю? – спросил Андрей. – Оно не осадочное, не магматическое, не метаморфическое.
– Да, это хороший вопрос, – задумалась Дзинтара. – Было бы логично отнести космическое вещество к новому сорту пород – первичным. В геологии немало непонятного и непознанного. Мы ещё учимся тому, чтобы уверенно находить в толще земли полезные ископаемые: золото, алмазы, никель и уголь, газ и нефть.
– А нефть – это что такое? – спросила Галатея. – Тоже минерал?
– Да, это минерал, который возникает в толще осадочных пород, как уголь и газ. Растения, зоопланктон и водоросли, умирая, давали огромное количество органического материала. Если он в процессе геологической эволюции попадал в глубину, где в течение десятков, а то и сотен миллионов лет подвергался нагреву в условиях отсутствия кислорода, то образовывался газ, который горит в кухонных плитах, а также нефть, из которой сейчас делается бензин.
– Значит, мы ездим на жидкости, которая выделилась из трупов и гнили? – скривилась Галатея. – И даже еду готовим на газе из этого… – она не нашла подходящего слова.
– Да, – сказала Дзинтара. – Если тебя смущает гниль с возрастом в сто миллионов лет, могу напомнить, что фрукты, которые ты поглощаешь по утрам, выросли на удобрениях, которые были навозом совсем недавно.
– Ты хочешь испортить мой аппетит? – фыркнула Галатея.
– Я уверена, что твоему здоровому аппетиту ничего не грозит, – усмехнулась Дзинтара. – Твои природные инстинкты верно оценят прекрасную грушу, которую тебе дают на завтрак, и победят рассуждения незрелого разума о том, откуда возникли молекулы этой груши.
– А какой минерал на Земле самый… – Галатея задумалась, – загадочный. Ну… непонятно, откуда взявшийся? Золото?
– Нет, происхождение золота понять гораздо легче, чем происхождение такого минерала, как вода.
– Вода – это тоже минерал? – удивилась девочка.
– Да, и если тебя смущает то, что она – жидкость, вспомни о ледяных горах, айсбергах и ледниках.
– И о снежинках… – добавил Андрей.
– Верно – это прекрасные примеры кристаллов. Лёд – это такой же минерал, как и кварц, только температура его плавления заметно ниже. Он имеет несколько разновидностей, отличающихся кристаллическим строением или отсутствием такового. Во льду и в воде много неизученного, но главная проблема, которую не могут решить учёные – откуда взялась вода на Земле. На Венере воды практически нет, а на Марсе её мало. Почему на Земле так много воды, и откуда она взялась? Попала ли она на Землю с первыми астероидами и уцелела во всех превращениях пород и минералов? Или она была принесена на Землю позже – кометами? Каждая из этих гипотез имеет своих сторонников и противников. Так что вода – это самый загадочный минерал Земли.
Твёрдая часть Земли, собранная из сотен минералов, сложным образом взаимодействует с океанами воды и с воздушной оболочкой, которая окружает нашу планету. Всё вместе – это целый клубок загадок и нерешённых проблем. Как меняется климат? Какова роль человеческой цивилизации в этих изменениях? Какова динамика уровня океана, и что ждёт океанические течения при изменениях климата? Не поменяет ли своё течение Гольфстрим, отапливающий Европу? Мы не можем предсказывать землетрясения и цунами, ураганы и смерчи. Мы даже не можем уверенно предсказывать погоду на несколько дней вперёд, не говоря уж о том, чтобы управлять ею. Науки о Земле – это огромный фронт, на котором работает целая армия учёных, но загадок там по-прежнему более чем достаточно. Земля – наш дом, мы должны понимать и беречь его.
Сказка о графене и пользе твёрдого тела
Дзинтара начала новую историю так:
– Что одному – мусор, то другому – чистое золото. Жизнь нередко подтверждает эту истину, и сегодня я расскажу о Нобелевской премии, в буквальном смысле вытащенной из мусорной корзины.
Эта история началась, когда молодой экспериментатор Андрей Гейм, закончив Московский физико-технический институт в 1982 году и получив степень кандидата физико-математических наук в 1987 году, поехал в 1990-м в Англию на стажировку. Потом он поработал в Дании, и в 1994 году осел в голландском университете, в лаборатории, где был установлен мощный сверхпроводящий магнит. К сожалению, проект,