Самые большие кристаллы на Земле

В апреле 2000 года два шахтера горнодобывающей и металлургической компании Peñoles — братья Хуан и Педро Санчес — бурили новый туннель на глубине около 300 метров под мексиканской пустыней Чиуауа.

Внезапно бур пробил стену, за которой оказалась просторная полость. Внутри, при температуре 58 °C и влажности воздуха под 100%, росли гигантские кристаллы — зрелище, поразившее даже видавших виды горняков.

Эти образования, о которых пойдет речь в статье, признаны крупнейшими природными кристаллами из когда-либо обнаруженных на Земле.

Параметры

Самый крупный из задокументированных кристаллов имеет длину 11,4 метра, диаметр около одного метра и вес примерно 55 тонн. Все кристаллы в этой пещере состоят из селенита — полупрозрачной разновидности гипса с характерным молочным оттенком. Форма — идеальные шестигранные призмы с острыми гранями.

Полость с кристаллами-гигантами, получившая название "Пещера кристаллов" (исп. Cueva de los Cristales), располагается в руднике Найка на территории мексиканского штата Чиуауа. До этого открытия рекорд принадлежал "Пещере мечей" (исп. Cueva de las Espadas) в том же штате. Она находится на глубине около 120 метров, а ее открытие состоялось в 1910 году. Длина обнаруженных там экземпляров варьируется от одного до двух метров.

Формирование

Под пещерой находится магматический очаг — остывающее тело расплавленной породы, которое нагревало подповерхностные воды, насыщенные ангидритом (безводной формой гипса), до высоких температур. Эта вода постепенно заполняла подземные полости, и около 600 000 лет назад ее температура стабилизировалась в диапазоне 58 °C.

Это критическое значение: выше этой температуры ангидрит растворяется, а ниже — образуется селенит. И вот раствор начал медленно остывать, что запустило механизм роста кристаллов со скоростью около 0,001 миллиметра в год. Изотопный анализ показал, что возраст находок в "Пещере кристаллов" составляет от полумиллиона до миллиона лет.

Примечательно, что в 1985 году компания Peñoles начала откачивать грунтовые воды из шахты. Уровень воды упал, пещеры осушились, и рост кристаллов остановился — но, как вы узнаете дальше, лишь на время.

Адские условия и находки

Температура в пещере составляет 58 °C, но в некоторых участках достигает 60 °C. Влажность — 90–100%. При такой комбинации факторов человеческий организм теряет способность охлаждаться через испарение пота. Без защитного костюма человек может находиться внутри не более десяти минут: затем наступает тепловой удар, потеря сознания и вечный покой.

Исследователи, работавшие в "Пещере кристаллов", использовали костюмы с ледяными жилетами и автономными системами охлаждения. Но даже в этом случае пребывание ограничивалось 30–40 минутами.

С 2000 по 2017 год пещеру посетили несколько международных научных экспедиций. Химический анализ показал высокую чистоту селенита и минимальное содержание примесей. Была подтверждена датировка кристаллов.

В жидких включениях внутри кристаллов были обнаружены живые микроорганизмы возрастом около 60 000 лет, захваченные растущими кристаллами из первичного раствора. Они находились в состоянии анабиоза, но, оказавшись в лабораторных условиях, пробудились и начали стремительно размножаться. Это открытие, важное для астробиологии, расширило научные представления о границах существования жизни в экстремальных условиях.

Текущий статус

В 2015 году компания Peñoles прекратила откачку воды из шахты, так как добыча руды стала нерентабельной. Из-за этого подповерхностные воды начали возвращаться и заполнять полости. В 2017 году "Пещера кристаллов" оказалась полностью затоплена, а ее уникальное содержимое вновь погрузилось в горячий минеральный раствор. Таким образом, теоретически возможно возобновление роста кристаллов.

Сегодня доступ к пещере закрыт, и нет планов по превращению ее в туристический объект. Однако сохранились фотографии, видеоматериалы, научные данные и несколько небольших образцов для музеев.

Как появился Глаз Сахары: загадочная структура посреди пустыни

В Сахаре есть место, которое с высоты выглядит так, будто кто-то поставил гигантскую печать, или будто наша Земля открыла глаз и смотрит в космос.

Речь идет о структуре Ришат, более известной как Глаз Сахары. Она представляет собой огромное кольцевое образование, затерянное среди песков и каменистых равнин пустыни на территории Мавритании.

Средний диаметр Глаза Сахары составляет 40 километров, так что, находясь на поверхности, едва ли можно понять, что перед вами необычный геологический объект.

А вот с орбиты все становится очевидно.

От центра структуры расходятся концентрические кольца, напоминающие круги на воде. Глаз Сахары настолько нетипичное образование, что привлекает внимание не только астронавтов и ученых, но и, конечно, любителей альтернативной истории и теорий заговора.

Изначально люди из мира науки связывали Глаз Сахары с падением метеорита. А вот другие приписывали ему связь с Атлантидой, потому что "Платон описывал ее столицу как город из чередующихся концентрических водных и сухопутных колец". Кто-то и вовсе видел в структуре нечто внеземное, непостижимое для человеческого разума.

На первый взгляд версия с метеоритом кажется логичной. Структура почти круглая, большая, хорошо заметная из космоса. А значит, почему бы ей не быть древним ударным кратером?

Проблема в том, что настоящие ударные кратеры оставляют после себя характерные следы: породы, пережившие чудовищное давление, расплавленные ударом материалы, специфические разрушения и другие признаки катастрофического столкновения. У структуры Ришат такой картины не нашли.

Поиски истинного объяснения привели к пониманию того, что Глаз Сахары — это не шрам от удара космического камня, а разрушенный геологический купол. В очень далеком прошлом под этим участком земной коры поднялась магма. Она не смогла прорваться наружу, породив полноценный вулкан, но зато внедрилась в породы снизу и приподняла их, образовав огромный купол. Получилось что-то вроде вздутия в земной коре.

А затем в игру вступило время.

Ветер, вода и перепады температур миллионы лет разрушали этот купол. Разные породы сопротивлялись этому необратимому процессу по-разному: мягкие стирались быстрее, а более твердые сохранялись лучше. Так постепенно и возникли те самые концентрические контуры, которые сделали структуру Ришат настолько узнаваемой на спутниковых снимках.

Интересно, что если бы вы внезапно оказались на территории Глаза Сахары, то не поняли бы, что находитесь внутри одного из самых узнаваемых геологических объектов планеты. Вы могли бы часами бродить среди холмов, камней разного размера, сухих равнин, песков и редкой растительности, так и не выделив для себя что-то необычное.

Только вид сверху собирает все детали в единую картину, позволяя оценить истинную природу структуры.

И, несмотря на естественную природу Глаза Сахары, налет загадочности и таинственности никуда не делся. Не потому, что в этом замешаны пришельцы или давно исчезнувшая цивилизация, а потому, что в человеческом сознании с трудом укладывается масштаб геологических процессов.

Читайте также:

• Откуда на Луне кратеры со стороны Земли.
• Что стало с флагами «Аполлона» на Луне?
• Юджин Шумейкер — единственный человек, похороненный на Луне.

Зелёный свет на этом снимке Земли из космоса

это рыбацкие лодки вдоль западного побережья Индии

Зелёный свет используется для привлечения кальмаров, креветок, сардин и скумбрии. Снимок сделан с борта МКС. Над Землёй видно собственное свечение атмосферы.

Здесь видны звёзды, поскольку в кадре только ночная сторона планеты. В отличие от дневной, она достаточно тусклая, чтобы некоторые звезды можно было увидеть в одном кадре с Землёй.

Верхней границей земной атмосферы считается т.н. линия Кармана

проходящая на высоте в 100 километров над поверхностью Земли.

Примерно на этой высоте плотность атмосферы падает настолько, что управлять движением летательного аппарата посредством аэродинамических эффектов уже невозможно.

При этом фактически атмосфера Земли распространяется в космос куда дальше: её следы можно обнаружить на расстоянии в тысячи и даже десятки тысяч километров от поверхности нашей планеты.

А самый верхний слой нашей атмосферы, т.н. водородная геокорона вытянута в пространство в виде направленного от Солнца эллипса, длина которого достигает 630 тысяч километров, т.е. с лихвой перекрывает орбиту Луны.

Бентонитовые холмы (Bentonite Hills)

Ночная сторона планеты.

Граница между днем и ночью, видимая из космоса.

солнечное затмение с поверхности Луны.

Это, если что, Земля закрыла собой Солнце

Почему ядро Земли горячее поверхности Солнца?

Солнце кажется символом абсолютного, запредельного жара. На него невозможно долго смотреть без защиты, его свет нагревает планеты и поддерживает жизнь на Земле, а внутри него уже около 4,6 миллиарда лет непрерывно идут термоядерные реакции.

Поэтому фраза "ядро Земли горячее поверхности Солнца" может показаться ошибочной.

Однако ошибки тут нет.

Видимая поверхность Солнца — фотосфера — имеет температуру около 5 500 °C. А температура в центре Земли составляет примерно 6 000 °C. То есть самые глубокие области нашей планеты действительно горячее солнечной поверхности.

Ключевое слово здесь — "поверхность". Солнце не одинаково горячее во всех слоях. Его фотосфера — это лишь внешняя видимая оболочка, и она относительно "холодная". А вот в солнечном ядре температура достигает 15 миллионов градусов, что не идет ни в какое сравнение с температурой ядра нашей планеты.

И все же вопрос, озвученный в заголовке, остается интересным. Объем Земли примерно в 1,3 миллиона раз меньше объема Солнца — так откуда у небольшой каменной планеты в центре такая температура?

Часть тепла Земля хранит с момента своего рождения. Около 4,54 миллиарда лет назад наша планета начала формироваться из пыли, слипшихся фрагментов и обломков планетезималей, которым повезло меньше, чем будущей Земле. Столкновения в процессе формирования были чудовищными: энергия ударов превращалась в тепло, а молодая Земля постепенно разогревалась.

Позже тяжелые вещества, прежде всего железо и никель, начали опускаться к центру планеты. Так формировалось металлическое ядро. Этот процесс тоже выделял энергию и сделал внутренние области Земли еще горячее.

Но древнее тепло — не единственный источник. В недрах планеты продолжают распадаться радиоактивные элементы, такие как уран, торий и калий. Их распад сопровождается высвобождением энергии, которая пополняет тепловой запас земных глубин.

При этом наша планета, разумеется, остывает, но делает это очень неохотно: тысячи километров горных пород работают как мега-эффективная теплоизоляция. Солнечная система прекратит свое существование раньше, чем недра нашей планеты остынут до хоть сколько-нибудь ощутимых значений.

Не менее интересен и тот факт, что внутреннее ядро Земли остается твердым. На первый взгляд это странно: температура огромная, железо должно плавиться. Но на глубине более 5 000 километров давление достигает миллионов атмосфер. Оно настолько сильно сжимает атомы железа, что им трудно свободно смещаться относительно друг друга. А плавление — это как раз переход в состояние, при котором атомы могут двигаться гораздо свободнее. При таком давлении для плавления нужна намного более высокая температура, поэтому внутреннее ядро остается твердым даже при экстремальном нагреве.

Выше находится внешнее ядро — оно жидкое. Здесь давление ниже, чем во внутреннем ядре, поэтому железо-никелевый расплав сохраняет подвижность. Движение этой проводящей жидкости участвует в создании магнитного поля Земли.

Раскаленное ядро — не странный пережиток прошлого, а "сердце" всей планеты. Оно хранит тепло древней Земли, поддерживает внутреннюю динамику и помогает создавать магнитный щит, без которого на нашей планете никогда не было бы всего того разнообразия флоры и фауны, что мы наблюдаем сегодня.

Предвкушая заявления "экспертов во всех областях науки" о том, что есть только Кольская сверхглубокая и никто глубже 12 километров не был, заранее отвечаю: температуру земного ядра ученые определяют косвенными методами.

Они изучают, как сейсмические волны от землетрясений — а в прошлом и от подземных ядерных испытаний — проходят сквозь планету. Скорость этих волн меняется в зависимости от плотности, температуры и состояния вещества. По этим изменениям можно понять, что происходит в глубинах Земли. Для подтверждения оценок используют и экспериментальный способ: ученые берут железо и никель, сжимают их до давлений, сопоставимых с давлением в земном ядре, и нагревают, чтобы определить, при какой температуре металл начинает плавиться.

Так оценки температуры ядра опираются не на фантазии, а на сейсмологию и физику вещества в экстремальных условиях.

Полумесяц Луны и голубая атмосфера нашей планеты с борта МКС