Возникновение идеи о твердом ядре

В 1749 году Ж.Л. Л. Бюффон опубликовал работу под названием «Теория и история Земли», где он изложил свои космологические взгляды. Представления Бюффона о внутреннем строении Земли были тесно связаны с его космогоническими воззрениями. По его мнению, к современному состоянию Земля пришла в процессе образования из раскаленного вещества, что Земля остыла полностью от расплавленно-жидкого до твердого состояния. После того как Земля остыла, пары, окружавшие ее, сгустились, и вода покрыла всю поверхность Земли. Внутри Земли образовалось стекловатое вещество, подобное шлаку, которое составило ее ядро. Выше располагалась оболочка из песка, представляющего собой стеклянные крошки расплавленного ранее стекла образовала оболочку из глины. Таким образом, хотя Бюффон и не признавал существования в настоящее время огненного ядра внутри Земли, а, наоборот, видел внутренность ее уже застывшей, стекловатой, он считал, что Земля образовалась из огненного расплава и затем остывала с поверхности до центра. Под влиянием силы тяготения вещество Земли все больше уплотнялось, поэтому в начале своего образования Земля была менее плотной, чем сейчас.

Близкой к представлениям Бюффона о твердой внутренности охладившейся Земли была гипотеза члена Петербургской Академии наук П. С. Лапласа. 23июня 1777 г. на собрании Академии наук в Петербурге Лаплас произнес речь, озаглавленную «Наблюдения над образованием гор». Речь была опубликована в Петербурге на французском и немецком языке. В 1798 г. в Париже были опубликованы еще два издания этой статьи, она вошла также в оба издания французского перевода Путешествий Лапласа. Появление этой работы вызвало огромный интерес. По мнению Кювье, работа Лапласа произвела настоящий переворот в геологии. В работе Лапласа был намечен правильный путь рассмотрения всех имеющихся научных сведений. Со времени становления науки, писал Паллас, одна за другой предлагались различные гипотезы о строении Земли, о причинах образования гор и долин. Однако, ошибка предыдущих авторов состояла в том, что они, будучи ограничены национальными рамками и понятиями, полученными в пределах одной страны, объясняли строение всего земного шара, исходя из строения гор в своем отечестве. Таковы неправильные взгляды итальянских ученых, придававших, на основании наблюдений вулканов, слишком большую роль подземному огню, неправильные выводы Вудворда и даже Бюффона, ошибкой которого является, например, представление об осадочном граните. Сам же Паллас, обобщив большой материал по строению шведских, швейцарских и тирольских Альп, Анд, и, главное, на основе своих наблюдений над горными хребтами Сибири и Кавказа, пришел к заключению, что все высочайшие горы Земли состоят из гранита. Гранит встречается также в глубоких шахтах и колодцах, в ущельях, прорытых потоками. Гранит никогда не содержит остатков организмов, следовательно, он старше живой природы. Из этих фактов Лаплас сделал общий вывод о том, что из гранита состоит также и вся внутренняя часть Земли. Гранит — продукт застывания первоначально расплавленного вещества. Представление это совершенно исключало идею о современном центральном огне, тем более, что по наблюдениям Лапласа очаги подземного огня, связанного с горением серы и других веществ, никогда не располагаются ниже верхней поверхности гранита. Даже потухшие вулканы находятся выше этой поверхности. Гранитная срединная часть гор обычно бывает окаймлена «первозданными» сланцами, которые тоже возникли до появления жизни на Земле, так как не содержат органических остатков, но вместе с тем несколько моложе гранита. В них часто заключены минеральные жилы. Совершенно другого происхождения, по мнению Лапласа, вторичные и третичные породы. Вторичные горные породы сложены глинами и известняками с большим количеством остатков организмов и располагаются обычно по бокам первозданных гор. На известняки налегают третичные горные породы — продукт более поздний. Эти слои содержат остатки растений, стволы деревьев, кости слонов и т. п. Представления о твердом ядре Земли сближали Лапласа с Бюффоном. Гипотезе Лапласа о развитии рельефа Земли, не смотря на ее фантастичность, суждено было сыграть значительную роль в истории геологии. Общие правильные выводы о строении гор, подкрепленные его собственными наблюдениями, естественно, вызвали доверие и к другим гипотетическим предположениям Лапласа о преувеличенной роли вулканических извержений и катастрофических наводнений. Наряду с представлениями о твердых недрах Земли, во второй половине XVIII в. существовали также представления о том, что на большой глубине внутри Земли находится огненно-жидкая материя, которая в отличие от пассивного центрального огня предыдущих исследователей активно воздействует на поверхность Земли. Большим событием в истории науки было появление в середине XVIII в. Работ М. В. Ломоносова. Прямое отношение к геологии имеют работы Ломоносова: «О слоях земных» и «Слово о рождении металлов от трясения Земли». Основным в геологических воззрениях Ломоносова является идея о постоянной изменчивости и развитии Земли. И, во-первых, твердо помнить должно — писал Ломоносов в своей работе «О слоях земных, — что видимые телесные на земле вещи и весь мир не в таком состоянии были с начала от создания, как ныне находим, но великие происходили в нем перемены, что показывает история и древняя география, с нынешней снесенная, и случающиеся в наши века перемены земной поверхности. Та же мысль повторяется не раз. По сим основаниям не обинуясь заключать и рассуждать моем о состоянии земной поверхности, о ее фигуре и слоях, от зрения сокровенных, кои каковы ныне, не были так от сложения мира, но приняли со временем иной образ.

Строение нависающих над подземной хлябью сводов Ломоносов предложил определять по характеру землетрясений. По его мнению, во время землетрясений поверхность Земли может двигаться двояким образом: или весь участок поверхности сотрясается одинаково, или сотрясение наблюдается только по краям, середина же участка остается спокойной. В первом случае свод на данном участке одинаковой толщины. Во втором случае толщина свода в середине значительно больше, поэтому подземный жар не может его приподнять, и колебания ощущаются лишь там, где слой тоньше. Толщину свода Ломоносов считал пропорциональной пролету свода, висящего над подземным очагом горения. В качестве примера Ломоносов указал на то, что при пролете свода — поднятия в 3000 верст и толщине его лишь в 0,01пролета толщина составит 30 верст; для поднятая азиатского материка, при его поперечнике 7000 верст, при том же допущении — 70 верст. Эти величины удивительным образом оказались близкими к современным представлениям о толщине земной коры. Напомним, что Ломоносов считал историю Земли очень длинной, равной многим сотням тысяч, а возможно, и миллионам лет. В воззрениях Ломоносова лишь смутно угадывается предвидение будущих научных идей. Но именно в этом предвидении состоит гений М. В. Ломоносова, позволивший ему подняться выше современной ему науки и дать направление для дальнейшего развития научной мысли.