Через какое-то время, дав выход внутриземной энергии, края понижений начинали сходиться, сминая пласты осадков, накопившихся в море, выдавливая их вверх. На местах недавних низин образовывались новые горные хребты. А земная кора лопалась где-то рядом, открывая очередное вместилище для морских вод, осадков и лавовых потоков.
Во время исчезновения понижений и роста гор слои осадочных и изверженных пород сминались в складки, рвались, дробились, оплавлялись. Кроме огромных, в несколько тысяч атмосфер, сжатий, они подвергались нагревам в несколько сот градусов, на них действовали пары и растворы активных химических веществ. В результате прежние породы «меняли свое лицо». Они претерпевали, как говорят геологи, метаморфизацию. («Метаморфозус» по гречески — «превращение».)
Из песков при этом получались полупрозрачные или чуть окрашенные кварциты. Из мягких глин — жесткие серые пли зеленоватые, состоящие из мельчайших кристалликов, уложенных тонкими слоями, гнейсы, или кристаллические сланцы. Из известняков, доломитов и мергелей — мраморы и роговики.
Вот такие превращенные породы мы и видим с тобой в стенках нашей воображаемой шахты на глубине свыше 2000 метров от поверхности земли под Тепловским карьером. А черные и серо-розовые, местами кристаллические, местами стекловидные жилы — это магма, которая по трещинам когда-то проникла в исковерканные слои.
«Документы» эти свидетельствуют о том, что 2500 миллионов лет тому назад и в наших краях земная твердь рвалась, раздвигалась, сдвигалась вновь. И у нас грохотали вулканы, выбрасывая в небо тучи пепла, изливая огненные потоки лав. И у нас содрогалась окутанная дымом я паром земля, а на ее поверхности то образовывались провалы, то громоздились горы.
Затем постепенно грозные стихии утихомирились и слои складчатых пород образовали тут прочный, устойчивый участок земной коры. Он стал частью гигантской каменной глыбы, протянувшейся на 5000 километров в длину и ширину, а в толщину достигавшей 35–40 километров. Еще позже приходившие на поверхность глыбы моря сложили на ней мощный чехол из многочисленных слоев осадочных пород.
Это «двухэтажное» каменное сооружение, составляющее в настоящее время одну из основ нашего континента, геологи называют Восточно-Европейской или Русской платформой. Мы живем с тобой на «крыше» этой «постройки», в ее юго-восточном углу.
Таких платформ, как Русская, в земной коре планеты насчитывают свыше десятка. Все они сложились примерно в одно время, в конце архея и в протерозое. Это устойчивые места земной тверди, на которых не бывает сильных землетрясений или катастрофических извержений вулканов.
И раз уж мы оказались на поверхности кристаллического основания нашей платформы, на ее фундаменте, давай поближе познакомимся с ним.
«ГИМАЛАИ» ПОД НАМИ
…Недвижные, как бы являют горы застывшее волнение земли…
Рабиндранат Тагор
Поверхность саратовской земли в настоящее время представляет собой равнину. То, что мы привыкли у себя называть горами и ущельями, по меркам географов, не более как незначительные поднятия и понижения земной поверхности.
Ну, на самом деле…
Высшая точка нашей области гора Беленькая, что около Хвалынска, имеет высоту 387 метров. Сравни ее, скажем, с кавказским Эльбрусом (5633 м), я уже не говорю, что с Эверестом (8848 м).
Заволжье у нас и совсем ровное. Только на севере и востоке его земля слегка морщинится грядами пологих холмов, представляющих собой отроги Общего Сырта. И очень трудно предположить, что основанием этой равнины служит горная страна, по масштабам высот превосходящая знаменитые Гималаи! Однако это так. И если бы слои глин, песков, известняков, оставленных в наших краях древними морями, вдруг стали прозрачными, то открылась бы удивительная картина…
На западе мы увидели бы неровный скалистый склон, ведущий к обширной возвышенности высотой в два с половиной километра, стоящей под воронежскими землями. На севере — две горы. Одна — под Базарно-Карабулакским районом; другая, двуглавая, — под Хвалынском и Балаковом. На северо-востоке мы обнаружили бы целую горную цепь, которая, начинаясь под селом Каменная Сарма, протянулась по линии Чапаевка — Пугачев — Ивантеевка — Куйбышев.
Но самое грандиозное зрелище ожидает нас на юго-востоке. Здесь кристаллический фундамент гигантскими ступенями опускается на несколько километров в гигантский провал, за пределами области под Прикаспийской низменностью достигающий глубины 15–20 километров. В этой «подземной яме» легко можно было бы поместить высочайшую вершину нашей планеты — Эверест!
Если внимательно присмотреться, то в рельефе каменного основания саратовской земли можно заметить еще немало гор и низин, менее масштабных, но значительно превосходящих по размерам те, которые мы привыкли видеть на поверхности земли.
Так, по линии Саратов — Аткарск, под селами Куликовка и Языковка тянется хребет, отдельные высоты которого достигают 700 метров. Две гряды расположены под поселками Советское и Степное в Заволжье. А вот под Марксом видна котловина глубиной почти в 800 метров. Еще две протянулись под речками Карамышом и Медведицей.
Ну а северо-западнее Саратова на поверхности фундамента находится целый горный район в миниатюре. Его два десятка вершин образуют почти замкнутую цепь диаметром около 60 километров. Каждой геологи дали имя по названию села, под которым она спрятана. Есть Елшанская подземная гора, Песчаноуметская, Сергиевская, Полчаниновская, Радищевская, Тепловская…
Но как образовался весь этот причудливый горный рельеф на кристаллическом основании платформы?
Что-то в свое время сделали древние реки, когда во второй половине палеозоя врезались своими быстрыми водами в поверхность суши. Однако происхождение большинства гор и провалов связано с особенностями устройства самого фундамента. Дело в том, что эта гигантская каменная глыба — не сплошная, не монолитная. Глубокими вертикальными трещинами она разбита на множество массивных кусков, или, как принято говорить, блоков. Испытывая давление со стороны глубинных масс земного вещества, эти части фундамента могут подниматься. Когда же давление снизу ослабевает, то под действием собственной тяжести — опускаться.
Как правило, подъемы чередуются с опусканиями, и поэтому блоки, слагающие основание платформы, неторопливо колеблются около каких-то средних положений. Но иногда, в отдельных местах, давление снизу становится более энергичным и долго не прекращается. Тогда какой-то блок долгое время только поднимается. В результате на поверхности фундамента будто вырастает горный пик. Затянувшееся ослабление давления снизу вызывает глубокое опускание блока и появление низины. Если же одновременно поднимаются или опускаются несколько соседних каменных глыб, то это ведет к появлению подземного хребта или ущелья.
Мощная подземная гора, которую мы видим западнее границ нашей области, возникла потому, что обширная часть основания Русской платформы с центром под воронежскими землями и состоящая, надо думать, из множества блоков, в течение последних 300–350 миллионов лет чаще поднималась, чем опускалась. Процесс этот захватывал и край нашего фундамента. Вот почему в Балашовском и Романовском районах его кристаллические породы находятся от поверхности всего в 500–600 метрах.
Ну а под Прикаспийской низменностью в то же время фундамент платформы в основном опускался и поверхность его ушла на глубину 15–20 километров. Крутой склон, разорванный гигантскими разломами, ведущий в этот провал, расположен под Ровенским, Краснокутским, Питерским, Новоузенским и Алтайским районами и частично под соседними с ними. Здесь до фундамента от поверхности земли 5–6 километров и, следовательно, такова же толщина осадочных пород. Пробиться сквозь эту толщу морских отложений с помощью буровых установок геологам удалась пока далеко не везде, и об устройстве фундамента под юго-восточной частью нашей области они пока судят в основном по той информации, которую им доставляют геофизические приборы.
Движения блоков фундамента, а стало быть и покрывающей их толщи осадочных пород, очень медленны. Мы их не замечаем. Однако с помощью точных измерений удалось выяснить, что Соколова гора, например, «едет» в настоящее время вверх со скоростью до 5 миллиметров в год. Пустяк? Не меняйся направление движения время от времени на противоположное — за миллион лет, например (срок по геологическим меркам небольшой), эта возвышенность могла бы почти сравняться с самыми высокими пиками Кавказа!
Показывая, как устроено кристаллическое основание саратовской земли, я не просто хотел удивить тебя. То, что мы узнали, поможет нам теперь найти ответы на два важных вопроса. Первый связан с «поведением» древних морей.
Ты уже мог заметить, что, описывая различные этапы истории планеты, я часто говорил: «море пришло» или «море отступило». А почему соленые воды то вторгались в наши края, а то уходили из них?..
ПОЧЕМУ ПРИХОДИЛИ И УХОДИЛИ МОРЯ?
…Дикая волна
Малейший холмик огибать должна;
Ей не под силу даже возвышенье
Малейшее: невольно в углубленье
Вливается покорная вода…
Гете. Фауст
Одну из причин, вызывавших эти важные события, мы теперь можем назвать легко: действие глубинного вещества на кристаллическое основание платформы. Когда это давление где-то ослабевало, соответствующие блоки фундамента опускались. Проседал под собственной тяжестью в этом месте чехол осадочных пород, а следовательно, на поверхности земли возникала низина. В нее из океана или из ближайшего моря входили соленые воды, заливая недавнюю сушу. Когда же давление Из глубин усиливалось, то один или несколько блоков шли вверх, приподнимая в данном месте дно моря, и вода покидала захваченную ранее территорию.
Однако движения отдельных частей фундамента — это, как я уже намекнул, не единственная из причин перемещений морских вод. Есть и еще несколько.
Одна из них считается бесспорной и связана с тем, что время от времени в полярных районах Земли нарастают гигантские шапки льдов. Вода для их образования забирается из главных резервуаров планеты — океанов. Естественно, что уровень влаги в них при этом основательно понижается, порой на 100 или более метров. В прошлом это не раз вызывало уход с континентов мелководных морей, связанных с океаном. Когда же при потеплениях полярные льды таяли, уровень океанов повышался и их воды снова вторгались на материки, проникая вдоль понижений порой на сотни километров в глубь суши.
А вот несколько других причин ученые называют пока предположительно.
Так, в определенные моменты истории скорость вращения Земли то увеличивалась, то уменьшалась. При ускорениях часть океанских вод должна была отливать к экватору за счет увеличения центробежной силы и вызывать там наступление морей на сушу, а у полюсов — уходить с континентов. При замедлениях могло происходить обратное.
Изучая данные, полученные с искусственных спутников Земли, специалисты обратили внимание на то, что поверхность океанов — не гладкая. В некоторых местах она приподнята более чем на сотню метров, в других — почти на столько же опущена. Это связано с тем, что сила тяжести в разных местах планеты неодинакова. Считают, что районы с повышенной или пониженной силой тяжести постепенно меняют свое положение, а следовательно, перемещаются и водяные неровности. Подходя в прошлом к берегам континентов, такие водные «горы» могли вызывать разливы морей по прибрежным низменностям, а впадины — способствовать оттоку вод с материков.
Среди причин, которые могли время от времени вызывать повышения уровня океанов, называют и приток воды из недр, где она постоянно рождается в результате химических реакций. И интенсивные вытеснения вод из морей и океанов на сушу поступающими в эти водоемы осадками — песками, глинами, вулканическими лавами — в периоды сильных размывов суши и усилений магматических процессов. И поднятия дна морей и океанов в результате вертикальных движений земной коры, так как внутренние силы Земли действуют на ее оболочку не только там, где суша. И обмеления над теми местами, где под водой сталкиваются литосферные плиты.
На уровень океанов могли довольно существенно влиять не только какие-то грандиозные, глобальные процессы, но и различные события меньшего масштаба, происходившие в отдельных местах планеты. Так, например, недавно было установлено, что 5–6 миллионов лет тому назад Средиземное море несколько раз почти полностью пересыхало. Его воды, перенесенные облаками, пополняли запасы влаги в океанах. Подсчитано, что это могло повышать их уровень на 12 метров. Для морей, связанных с океанами и находящихся на континентах, при их глубине всего в 50—100 метров такая прибавка уровня была значительной и наверняка заставила их продвинуть свои границы на десятки, а то и сотни километров в глубь суши.
Подобных событий в разных местах планеты в прошлом, надо думать, происходило немало. Так что уровень океана все время «пульсировал». Постоянно он изменялся и в морях, захвативших часть суши. И надо полагать, что между этими морями и сушей существовала какая-то полоса «ничейной земли», которая «переходила из рук в руки» через каждые несколько сот ила тысяч лет.
Итак, причин у морей не стоять на месте было в прошлом много. Встречая в каменной летописи следы вторжений и отходов соленых вод, далеко не всегда при современном уровне науки можно точно сказать, какая из них вызвала то или иное движение вод древнего бассейна. Но главной была, вероятно, все же та, которую я назвал первой…
ТЕПЛОВСКАЯ ПОДЗЕМНАЯ ГОРА
Ты глубоко, гора, в земле залегаешь корнями.
Но неудержимо стремишь к звездам вершину свою…
Джордано Бруно
А теперь — второй вопрос…
Он может показаться сначала менее значительным, чем предыдущий, но, не ответив на него, нам, пожалуй, не стоит торопиться покидать Тепловку. Итак… Подумай, не странно ли, что следы Московского моря вдруг оказались тут на поверхности земли?
Ну, на самом деле… Московское море отложило известковые илы, глины и пески 300 миллионов лет тому назад. После него в наши края приходило не менее двух десятков других больших морей. Они складывали свои осадки поверх отложений Московского бассейна.
Постепенно должна была образоваться солидная толща пород в сотни метров поверх «летописи» среднего карбона. И вдруг мы видим ее «страницы» в Тепловке на поверхности земли, когда их место — глубоко в недрах!
Почему?
Можно догадаться, что этому в какой-то степени способствовала речка Теплая. Она на какую-то глубину прорезала землю своими водами. Но не на сотни же метров!.. Значит, есть еще какая-то, более важная причина?
Есть… Вспомни, знакомясь с кристаллическим основанием саратовской земли, мы заметили северо-западнее Саратова «цепь подземных гор». Одна из них, между прочим, находилась как раз под Тепловкой. Теперь мы знаем, что выступы фундамента — это верхние части подвижных блоков, приподнятые давлением глубинного вещества планеты. Нам известно, что, выдвигаясь из основания платформы, эти каменные глыбы выгибают вверх лежащие на них слои осадочных пород. Из всего этого совсем не трудно сделать вывод, что именно блок фундамента, поднявшийся когда-то под тем местом, где сейчас стоит Тепловка, и выдавил к поверхности земли лежавшие в глубине древние породы, образовавшиеся в московском веке.
В том, что это так, можно убедиться, осматривая северо-западную и юго-восточную стенки карьера. Слои известняков тут сильно наклонены.
Буря разведочные скважины, простукивая недра упругими колебаниями, геологи выяснили, что известняки Московского моря были подняты здесь давлением блока с глубины свыше 900 метров!