При определенных химических изменениях из бурого образуется битумный уголь. Он легко горит и встречается на земле в больших количествах. В дальнейшем битум при благоприятных условиях постепенно превращается в каменный уголь, или антрацит. Это лучший сорт угля. Он горит почти без дыма, дает много тепла. О нем говорят – высококалорийный уголь. Торф менее калориен, но он намного дешевле каменного угля. И к тому же может использоваться не только в качестве топлива, но и как удобрение.
У нас в стране большие залежи торфа имеются в болотах Западной Сибири и на севере европейской России.
Приключения «черного золота»
Нефть и газ – горные породы, хотя одна из них жидкая, другая – газообразная. Вместе с торфом и углем горючие породы образуют особое семейство, получившее название каустобиолитов (от греч. «каустос» – горючий, «биос» – жизнь, «литос» – камень).
Все каустобиолиты содержат углерод, водород и кислород, но в разном соотношении. В угле углерод преобладает над водородом. В нефти их соотношение примерно равное. В угле кислорода больше, чем в нефти.
При поисках нефти геологи используют способность разных видов нефти светиться под воздействием ультрафиолетовых лучей. Легкие виды нефти светятся голубым светом, тяжелые – бурым и желто-бурым. С помощью этого свойства можно отыскать «следы» нефти даже в горных породах. Бурить начинают в том месте, где, по мнению геологов, должна быть нефть. И бурят до тех пор, пока из скважины не вырвется черный фонтан.
По своей ценности нефть вполне соизмерима с золотом. В истории человечества ей принадлежит огромнейшая роль.
Нефть была известна уже в Древнем Египте – ее добавляли в состав для бальзамирования мумий. Применялась нефть и в военных целях. Был известен, например, «греческий огонь», состав которого хранился в строгой тайне.
Лишь во второй половине XIX в. нефть стали называть «черным золотом». Именно нефть дала развивающейся промышленности многие смазочные материалы, более дешевое и калорийное, чем уголь, топливо, новые источники света.
Из всего разнообразия полезных ископаемых пока нет таких, которые могли бы заменить нефть.
Карстовые пещеры
Причудливые лабиринты с камерами, галереями, величественные гроты и «бездонные» пропасти, каменные «сосульки» сталактитов, свисающих с потолка, колонны сталагмитов на дне пещер – такова картина, которую обычно видят спелеологи, исследователи подземного мира. Бурные потоки, водопады и озера, особый животный мир вечной тьмы – все это встречается в карстовых пещерах. Расположенная в среднем течении Днестра Озерная пещера имеет длину 21,6 км, а знаменитая гипсовая Кунгурская пещера на Урале протянулась на 5,6 км. В ней находится 58 больших гротов и около 60 озер. Одна из самых больших в мире – Мамонтова пещера (США, штат Кентукки) – образована в известняках, а суммарная длина всех ее полостей – 76 км. В ней 225 проходов, 23 глубоких колодца, подземные реки. Летом 1979 г. спелеологи, исследовавшие кавказскую пещеру Снежную, опустились на глубину 1190 м.
Пещеры изучает специальная наука – спелеология. Слово это можно перевести как «пещероведение».
Коварные карстовые породы
Часто в горные породы бывают включены легко растворяющиеся вещества, вымывающиеся текущими водами. Явления, связанные с этими процессами, называют карстовыми, т. к. впервые они были изучены на известковом плато Карст в Югославии. Там, где распространены каменная соль, гипс, мел, мрамор, известняки, доломиты, поверхностные и подземные воды вымывают в них большие и малые полости. В результате образуются провалы – карстовые пещеры, гроты, воронки различных размеров и форм, котлованы, канавы, щели, борозды. Карстовые пропасти, образованные несколькими соединенными друг с другом полостями, достигают глубины 1,5 км и более.
Если где-то земная кора сложена из карстовых пород, то не удивительно, что вдруг уходят с поверхности, проваливаются под землю реки, ручьи, озера. Существуют легенды о внезапно исчезающих, проваливающихся под землю городах, о невидимом граде Китеже например. Немало подобных событий произошло в действительности.
Неоднократно происходили карстовые провалы по железной дороге Москва – Нижний Новгород. Одна из возникших воронок имела диаметр 50 м. Известны случаи, когда дома в городах проваливались в карстовые полости, разрушались целые кварталы. Большие трудности создает карст для строительства электростанций, плотин, водохранилищ.
Несмотря на это, строительство в карстовых районах ведется. Плотины многих электростанций построены в местах, где развит карст. С «коварством» карста можно успешно бороться: в подземные пустоты нагнетают по скважинам цемент, заполняют грунтом воронки и карстовые колодцы.
Лёсс
Эта необычная горная порода распространена на юге Белоруссии, почти везде на Украине, в Северном Предкавказье, а также на юге Западной Сибири, в Средней Азии. В условиях умеренного или даже недостаточного увлажнения на лёссах развиваются плодородные почвы, а в степях даже черноземы.
Лёсс – порода светло-желтого или светло-коричневого (палевого) цвета. Он мягкий, легкий и содержит больше воздуха, чем твердого минерального вещества. В нем очень много пор, видимых невооруженным глазом.
Нога утопает в нем, как в пуху. В пальцах он рассыпается в порошок, потому что состоит из пылевидных частиц диаметром в сотые доли миллиметра. В нем довольно много извести (до 7 %), поэтому он вскипает от соляной кислоты. Высыхая, лёсс становится похожим на цемент, на нем можно строить дома. Однако лёсс боится воды. Если он увлажнен, следует опасаться просадок: он плохо выдерживает нагрузку.
На сухом лёссе дом (или другое не очень массивное сооружение) стоит прочно. Но вот, предположим, лопнула водопроводная труба. Началась утечка воды. И вскоре по стенам здания зазмеятся трещины: в лёссе рушатся тонкие перегородки между порами, и порода сжимается (в 2 или даже в 3 раза). От этого резко оседает часть здания, стоящая на увлажненном лёссе. Сооружение может выйти из строя.
Для того чтобы строить на лёссах, нужно предварительно провести работы с грунтом. В толще лёсса бурят скважины глубиной до 6–8 м, в них опускают горелки, и лёсс спекается, превращаясь в полускальную породу. Каждая скважина становится как бы прочной подземной колонной. И теперь уже, как на сваях, можно возводить сооружение.
Сель
Слово «сель» имеет древнеарабское происхождение. «Сайль» по-арабски – бурный поток. И в самом деле, более бурного потока, чем эта бешено несущаяся с диким грохотом смесь камней, грязи и воды, трудно себе представить. Жителям горных долин хорошо знакомо это явление. Сель возникает внезапно, подобно взрыву: небольшая горная речка в одно мгновение вздувается, превращается в могучий ревущий поток. Вырываясь из долины, сель сметает все на своем пути.
Обычно он возникает после периода затяжных дождей, обильных ливней или жаркой погоды, вызвавшей усиленное таяние снега и льда. В обоих случаях понижения рельефа в верховьях реки переполняются водой, и резко поднимается ее уровень. Дополнительное поступление воды может переполнить озеро у края ледника, огражденное обычно моренным валом. Огромные массы воды прорывают этот вал и вызывают особенно мощный сель. Разрушительная сила потока велика потому, что в нем много твердого материала. Вода ворочает обломки горных пород до 100–200 тонн. Сель легко перемещает их со скоростью до 40 км в час.
В нашей стране сели характерны для горных и предгорных районов Средней Азии, Южного Казахстана, Восточного Закавказья. Составлены карты селеопасных районов. Их насчитывается более 5 тысяч. Ученые исследуют сели, предсказывают их образование, разрабатывают меры предотвращения грозного стихийного бедствия.
Предотвратить сель можно, если закрепить почву на горных склонах, посадить там кустарники или заранее спустить воду из озер, которые уже начинают переполняться. Строятся также и специальные селезащитные плотины.
«Белые тигры» на склонах гор
Снежные лавины – одно из грандиозных разрушительных явлений природы. Название происходит от латинского слова «лабина», означающее «оползень». Лавина – это обрушение массы снега, происходящее внезапно и стремительно.
Объем лавины может достигать 2 млн м3, а сила удара – до 100 тонн на 1 м2. Эта сила так уплотняет снег, что он обычно не стаивает за лето, каким бы теплым оно ни было.
Лавина сокрушает все, что встретит на своем пути. Очень трудно бывает спасти людей, попавших в лавину. Их находят под снегом с помощью специально обученных собак. В горах Швейцарии выведена особая порода «лавинных собак» – сенбернаров, которые способны обнаруживать жертв лавины на глубине 2–3, а иногда и 5–6 метров.
В основных районах опасности располагается сеть лавинных станций, где ведутся наблюдения за накоплением снега в горах. Строятся противолавинные защитные сооружения, на склонах гор высаживают леса. Но самым лучшим способом борьбы с лавинами является артиллерийский или ракетный обстрел лавинных очагов. Еще до того как лавина внезапно двинется в долину, ее сбрасывают как бы «по заказу». Тем самым удается предотвратить огромный ущерб, наносимый внезапным прыжком «белого тигра».
Сеньор Кон-Тики и капитан «Калипсо»
Тур Хейердал, участник антифашистского Сопротивления в Норвегии в годы войны, позже стал мореплавателем, но совершенно необычным. Впервые в истории науки он провел экспериментальную проверку гипотезы о заселении островов Полинезии жителями Южной Америки. Была изготовлена точная копия плота древних индейцев из девяти бревен, скрепленных веревками из стеблей растений, с прямым парусом, на котором был изображен бог Солнца Кон-Тики. С пятью товарищами Хейердал совершил на нем в 1947 г. исключительное по смелости путешествие через Тихий океан – от берегов Перу до коралловых островов Полинезии. Они проплыли около 8 тыс. км: вдвое больше, чем Колумб во время своего первого плавания к островам Вест-Индии.