Самое простое — представить себе, что на сферическое центральное ядро надето несколько тоже сферических оболочек. Отправляясь от такой упрощенной модели, ученые и вычисляли силу тяжести в любом интересующем их месте.
Чем же объяснить, что теория и опыт разошлись между собой? Только одним, — предположил венгерский ученый Д. Барт: ядро Земли сместилось в сторону от ее геометрического центра. Более того, оно и сейчас не остается на месте, потому что новые измерения дают всё новые и тоже отличные друг от друга результаты.
Другие ученые попытались прикинуть — какова же сила тяжести за прошедшие десять, двадцать, восемьдесят лет более чем в шести тысячах точек поверхности земли?
Ответ ошеломляющий! Ядро ползет со скоростью километра в год. Сейчас оно находится примерно в четырехстах километрах от центра в сторону Маршальских островов. Шестьдесят километров пройдено им ровно за шестьдесят лет. Жаль, что у нас нет результатов измерений еще более ранних! Может быть, мы смогли бы тогда узнать, как же движется это блуждающее ядро?
Так или иначе, но недра задали еще одну загадку. Хотя гипотеза Барта еще и не получила общего признания, но все же интересен сам факт. Внутри Земля как бы живая, и не только в ней клокочет магма, не только сотрясают ее землетрясения. Даже самые глубокие ее слои, вероятно, подвижны.
Приступим к дискуссии.
Кто первый? Австралийский ученый Зюсс.
— Соединения кремния, алюминия, магния — шкурка, под ней ядро — железо-никелевое, ядро формы испорченного шара, что, впрочем, тоже точно неизвестно.
— Спасибо, доктор Зюсс! С вами в общем согласен французский профессор Термье: железо и никель — вот что внутри. Мы живем, стало быть, на колоссальном руднике, и железный голод нам не угрожает, потому что до ядрышка когда-нибудь все-таки доберемся.
Однако профессор делает тут же еще оговорку. Либо это так, — говорит он, — либо там «звездная материя». Мы, выходит, в буквальном смысле слова жители звезды, запрятанной в твердую и холодную оболочку.
Германские ученые Кун и Риттман уточняют: ядро из раскаленного и ионизированного водорода, вдобавок сжатого до трех тысяч атмосфер.
Поправляет англичанин Джеффрис. Ядро — не водородное, а металлическое, в нем — тяжелые металлы либо оливин, состоящий из силикатов магния и железа.
Сколько людей, столько мнений!
Для полноты картины добавим еще предположение, правда, никогда не существовавшего человека — инженера Гарина из романа Алексея Толстого.
— Я пробился своим гиперболоидом сквозь оливиновый пояс, — сказал бы он. — И добыл… чистое золото… Вы не забыли, как мои золотые бруски вызвали панику на мировом рынке и я, увы ненадолго, стал диктатором.
Тут бы Пьер Гарри пустился, вероятно, в воспоминания о приятном для него времени золотой лихорадки, но мы помним роман и лишим его слова.
— А может быть, это совершенно неизвестное вещество? В конце концов, сколько уже было всяческих находок и неожиданностей? Почему бы не сделать еще одну? — вступает следующий спорщик.
— Не согласен, — перебивает другой. — Это самое простое, но не самое верное решение. Расписаться в своем незнании? Действительно, проще простого. Вероятно, «что» — какой-нибудь наш старый знакомый. Только температура и давление сделали его неузнаваемым. Несколько тысяч градусов и, допустим, три с половиной миллиона атмосфер… Где, кроме звезд, спрашиваю я, вы найдете такое сочетание? А до звезд далеко. И до глубин далеко. Мое предположение — лишь об отдаленном подобии звездного вещества — вернее.
И тут вмешается третий собеседник — опыт.
— Нет ли еще какого-нибудь пути, который помог бы узнать о свойствах ядра — твердое или жидкое оно?
По внешнему виду не отличишь сырое яйцо от сваренного вкрутую. Но, если заставить их вращаться, это выяснится сразу. У них разная начинка — у одного жидкая, у другого твердая, и вертеться они будут неодинаково.
Земля — яйцо, земная кора — скорлупа. А что внутри — скажет нам ее вращение. Твердое ядро — и земная ось неподвижна, отклоняться она никуда не будет. Жидкое ядро — и картину мы увидим иную. Ось станет смещаться, покачиваться, выписывая за сутки какую-то замкнутую фигуру.
Казалось бы, какое значение имеет это еще одно, новооткрытое колебание земной коры? Мы и так знали, что полюса перемещаются, что движение Земли-волчка очень сложно — ведь на него влияет множество всяких причин.
Достаточно взглянуть хотя бы в космос. Далекое Солнце и близкая Луна своим притяжением заставляют постоянно колебаться вязкое вещество земных недр. Подобно волнам в океане, приливы прокатываются сквозь всю толщу земли. Сквозь всю толщу — значит, они доходят и до поверхности. Значит, опять-таки, идя от конца к началу, можно по ним судить о том, какова та внутренняя начинка, каково же, в конце концов, ядро.
К разгадке тайн земных глубин привлекли математику. Лауреат Ленинской премии М. Молоденский рассчитал, что если ядро жидкое, то ось Земли должна совершать каждые сутки еще одно «лишнее» колебание. Оно, правда, не займет целые сутки: до полных двадцати четырех часов не хватит всего семи минут.
Оставалось немногое — проверить, что же происходит на самом деле. Долго не удавалось это сделать. На наблюдения пришлось потратить почти четверть века! И, наконец, совсем недавно советский ученый Н. Попов получил ответ — ось действительно колеблется, повторяя свои движения почти за сутки. Еще одно доказательство — ядро жидкое!
— Я попробую изготовить модель земных недр, — скажет инженер из лаборатории сверхвысоких давлений. — Правда, моделька будет крошечной. Нетрудно догадаться почему. На кончике иголки развивается давление в десять тысяч атмосфер. А ведь на иглу нажимают пальцем. Чем меньше площадь, тем больше давление. Я должен сжать маленький образец, и тогда он подвергнется воздействию огромной силы.
Поршеньки сжимают стерженек, и в нем происходят неожиданные и совершенно удивительные превращения.
Из желтого фосфора получается черный. Бумага делается прозрачной, как стекло. Через сталь, как сквозь фильтр, проходит вода. Хрупкий мрамор становится пластичным. Твердое железо — мягким и тягучим.
Это не фокусы, не физические парадоксы. Мы воспользовались мощным средством перестройки вещества, которое, кстати, чуть ли не все состоит из пустоты. Давление уменьшило промежутки между частицами, между молекулами и атомами. И, как губка, из которой выжали воду, — хотя это сравнение грубое, — кусочек поддался, уступил сжимающей силе.
Нарушился привычный порядок. Ведь в каждом кирпичике материи все строго на определенных местах. Правда, молекулы могут покачиваться, а электроны — блуждать, меняться местами, но только лишь в исключительных случаях. Так бывает, когда происходит горение, когда вступают между собой в реакцию какие-либо вещества, когда действует электрический ток.
Здесь никакой реакции нет. И ни ток, ни горение ни при чем. Но давление оказывается способным делать такие чудеса, о которых и не помышляли раньше.
Инженер покажет нам прелюбопытный экспонат. Это невзрачные камешки, которые решительно ничем не привлекают, На стекле же они оставляют царапину-след! А ведь только алмаз и может сделать такое. В природной лаборатории, с помощью нагрева и сжатия, создается самое твердое вещество на земле. В ядре обыкновенный каменный уголь немедленно превратился бы в алмаз.
Алмазные россыпи… Сколько историй связано с камнями, чьи грани переливаются радужным светом и чья находка порой становится событием! У самых крупных из них даже свои имена. Они украшали сокровищницы королей, они переходили из рук в руки, нередко оставляя за собой кровь…
Но в наши дни по-иному ценится алмаз. Конечно, драгоценный камень быть драгоценным не перестал. Однако и маленькие безымянные камешки обрели цену — да еще какую! В них нуждается техника. Ей нужны алмазные резцы и буровые коронки.
Дитя недр, алмаз помогает проникать в недра. Алмазные буровые коронки вгрызаются в самые твердые породы, прокладывая дорогу нефти к поверхности земли. Они помогут добраться и до Верхней Мантии, когда сверхглубокие скважины начнут прорезать под материками кору — первые ее километры.
Алмаз грызет землю, он сверлит и режет металл, гранит и мрамор, помогает править инструмент в шлифовальных кругах.
Но не только для этого нужен алмаз. У него недавно обнаружили интересное свойство. Красивый голубой кристалл, родившийся где-то в земных глубинах, оказался не просто великолепным украшением, но и полупроводником. Да еще каким! Миниатюрные «алмазные» детали радиоприборов выдерживают сотни и даже тысячу с лишним градусов тепла.
Рекордсмен по теплостойкости, алмаз, кроме того, идеально чист. Чистота же — непременное условие для полупроводника: лишь один посторонний атом на миллион — не больше! И приходится затевать сложнейшую процедуру очистки. Этого не требует алмаз.
Поиски алмазов трудны, потому что земля бережно хранит и тщательно прячет ею созданные богатства. Поиски пошли потому и другим путем — путем соревнования с природой.
Как ни старались, впрочем, химики, долго успеха добиться не могли. Задача оказалась вроде пресловутого золота алхимиков. Призрак удачи исчезал, лишь только остывала лабораторная печь.
Крохотные крупинки разрушали большие надежды. Не мудрено: ведь сначала работу вели вслепую. Пока никто не знал тайны рождения алмазов настоящих, никто не мог уверенно делать искусственные. Их история — это история непрерывных заблуждений.
Французу Муассану как-то почудилось, будто он наконец напал на верный след. Но алмазы Муассана — фальшивка. Так показала проверка, которую устроили позднее. Нельзя, конечно, обвинить ученого в том, что он нарочно обманул мир. Он ошибочно посчитал алмазами полученные им какие-то твердые кристаллы. Когда его опыты повторили, ничего не вышло…
Однако неудачи не обескуражили других. Опыты продолжались.
Муассан действовал одной лишь температурой. Давление у него было невелико. Попытались пойти обратным путем: действовать одним лишь сжатием. В ход пошли мощные гидравлические прессы. В ход пошли… выстрелы, ибо при выстреле развивается огромное давление. Может быть, стреляя в графит, удастся получить алмазы?