Тектонический пот
Самая распространенная горная порода на континентах – это гранит. Как мы уже знаем, океаническая кора состоит из базальтовых пород – застывших потоков жидкой магмы, вытекавшей из рифтов – трещин, рассекавших морское дно. А гранит возникает, напротив, при конвергенции, на границах сталкивающихся друг с другом литосферных плит.
Когда происходит субдукция океанической коры, водоносные породы той плиты, которая оказывается внизу, плавятся под воздействием значительного давления и температуры на глубине 50–100 километров и одновременно подогреваются теплом от трения. Расплавленная магма поднимается в верхнюю часть коры и заполняет образовавшиеся в ней в процессе выщелачивания большие пустоты. Здесь она начинает остывать, и когда в этом расплаве кристаллизуются и оседают первые минералы – те, у которых температура плавления выше всех, – это постепенно меняет химический состав оставшегося расплава. В минералах, которые сформировались первыми, мало кремния (двуокиси кремния), поэтому с течением времени в оставшейся магме этого элемента становилось все больше и больше. Гранитная магма формируется и при столкновении континентов, когда возникает огромный горный кряж, а кора под ним утолщается и снизу плавится, а потом это расплавленное вещество частично поднимается сквозь верхнюю кору. Когда такая богатая кремнием магма остывает и затвердевает, образуются огромные подземные массы гранитной породы, зачастую в недрах горного кряжа, возникшего над ними в результате той же тектоники плит. Гранит – это тектонический пот.
Повторное расплавление и химическая переработка коры также означают, что гранит не такой плотный, как базальт. Поэтому при повторных столкновениях тектонических плит гранитные породы надвигаются поверх более тяжелого океанического базальта и не подвергаются субдукции – они сохраняются, сращиваются и превращаются в нижний уровень континентальной коры. Так гранит создает самую основу континентов – он залегает под вышележащим покровом осадочных пород и проступает на поверхности только в виде характерных, сурового вида обнажений, когда более мягкие осадочные образования подвергаются эрозии.
На этих страницах мы уже не раз видели, что стоит горной цепи вырасти к небесам, как на нее словно в наказание начинают действовать планетарные силы, стремящиеся стереть ее с лица Земли. Циклы застывания и плавления заставляют породы расширяться и трескаться, раскалывают и разрушают их, реки, струящиеся по их склонам, образуют сети глубоких ущелий и долин, а подвижные ледники истирают вершины, причем этому немало способствуют твердые и острые фрагменты вещества самой горы, вмерзшие в них. Но по мере эрозии гор снижается и вес, который давит на земную кору, лежащую в их основании, и, соответственно, на мантию, отчего горы чуть-чуть пружинят обратно. Поэтому уменьшающиеся пики постоянно поднимаются повыше и снова попадают под беспощадный наждак эрозии – подобно деревянному бруску в руках плотника, который понемногу пододвигает его к шлифовальному кругу и постепенно стачивает. В конце концов даже самая высокая горная цепь рассыплется песчинка за песчинкой, но на это уйдет огромный промежуток истории нашей планеты. Рано или поздно от гор останется лишь пенек – и все увидят их сердце из твердого гранита.
Поэтому, ступив на обнажение гранита, вы попираете ногами самое сердце древнего горного кряжа. Когда этот гранит только образовался, на нем лежал слой породы не меньше 10 километров толщиной, но вот прошло более 100 миллионов лет эрозии, и этого слоя больше нет. Именно так возникли и проступили на поверхности Земли скалистые вершины Дартмура, Эль-Капитан в Национальном парке Йосемити, гора Сахарная Голова в Рио-де-Жанейро и Торрес-дель-Пайне в Чили.
Гранит прочен и тверд, у него грубая зернистая структура, поскольку он состоит из крупных кристаллов, у которых было время вырасти и развиться по мере медленного остывания магмы в недрах планеты. Поскольку гранит – символ стойкости и вечности, мы на протяжении всей истории строим из него величественные памятники. Пожалуй, самая знаменитая гранитная достопримечательность на свете – гора Рашмор в Южной Дакоте. Эта гранитная глыба сформировалась 1,6 миллиарда лет назад, и в 1930-е годы на ее юго-восточном склоне высекли лица четырех американских президентов – Вашингтона, Джефферсона, Рузвельта (Теодора) и Линкольна. Место выбрано так, чтобы скульптурам доставалось больше солнца. (Первоначально предполагалось, что президенты будут высечены по пояс, но потом вышли деньги.) Гранит, из которого сделаны эти скульптуры, необычайно износостоек: он разрушается очень медленно – лишь на 2,5 миллиметра за тысячелетие, – так что монумент останется символом американских идеалов еще очень надолго. На самом деле создатель монумента это учитывал и высек черты президентов несколько грубее, чем нужно, а задуманную форму они примут через 30 000 лет.
Среди древних народов наибольшего мастерства в работе с гранитом достигли египтяне, которые добывали материал в верховьях долины Нила, в нубийских каменоломнях на территории нынешнего Судана. Из него они высекали самые прочные свои колонны, саркофаги и обелиски, в том числе «Иглы Клеопатры», которые теперь стоят в Лондоне, Париже и Нью-Йорке (хотя назвали их так напрасно, поскольку созданы они были за 1000 лет до царствования Клеопатры).
Повторное открытие древнеегипетских монументов и их экспозиция в Британском музее вдохновили европейских каменщиков начала XIX века на попытки воспроизвести их шедевры и резать по граниту, однако это стало возможным только с появлением паровых механизмов для резки и шлифовки гранита в Абердине. Основная часть гранита, используемого в Британии, добывается в Абердине, где он сформировался под Грампианскими горами 470 миллионов лет назад – достаточно давно, чтобы эрозия стерла километры покрывавших его горных пород и обнажила гранитный слой.
Однако даже самый прочный гранит не защищен от воздействия безжалостных стихий. Он медленно реагирует с водой, химически разлагается и претерпевает едва ли не волшебное превращение. Кристаллы кварца выпадают и превращаются в песчинки, а другой минеральный компонент – полевой шпат – химически преобразуется в каолин, разновидность глины. Вода вымывает остальные включения разлагающегося гранита, и остаются только тонкие хлопьевидные частицы каолина – чистейшей из глин, белой как снег. Такое бывает и тогда, когда глубинный гранит постепенно проступает на поверхности и подвергается воздействию выветривания, и тогда, когда он еще под землей и его собственное тепло запускает процессы гидротермического преобразования минералов в трещинах и разломах.
Каолин не только чистый и белоснежный. Благодаря тому, что он состоит из мельчайших круглых плоских частичек, он восхитительно мягок и пластичен, то есть обладает высокой вязкостью. Эту глину можно обжигать при высоких температурах и создавать прочные и при этом очень тонкие, почти что просвечивающие гончарные изделия. Поэтому каолин служит сырьем для самой изысканной керамики – фарфора.
Фарфор был изобретен в Китае около 1,5 тысячи лет назад и в IX веке попал в мусульманский мир. Когда китайскую посуду начали продавать в Европе, ее по-английски стали так и называть – china, от слова «Китай». Обжиг фарфоровых ваз, кувшинов, мисок и чайных сервизов при высокой температуре делает их прочными, несмотря на очень тонкие стенки, и придает им изысканность и почти неземную полупрозрачность. Именно поэтому фарфор так высоко ценится по сравнению с другой керамикой – фаянс и глиняная посуда не просвечивают и сохраняют грязноватый оттенок, даже если покрыть их красочной глазурью.
Английские гончары в попытках воспроизвести фарфор добавляли в глину жженые кости со скотобоен, но такой костяной фарфор, хотя и был белым, все равно уступал китайскому. В конце концов мастера открыли секретный ингредиент каолин, и первое коммерчески успешное производство фарфора в Англии наладили в Стоук-он-Трент в последние годы XVIII века. Здесь было в избытке угля для гончарных печей, а сырье стаффорширдские гончарные мастерские первоначально брали из залежей глины между угольными пластами: из нее делали строительные кирпичи, плитки для пола и большие горшки для перевозки масла в Лондон на лошадях-тяжеловозах. С развитием методов изготовления костяного фарфора Стоук-он-Трент стал главным в Европе центром производства посуды, способной конкурировать с китайским фарфором. Но хотя у гончарных мастерских в Стоук-он-Трент не было недостатка в угле для печей, а впоследствии там стали применять паровые механизмы, чтобы разминать и смешивать сырье и вращать гончарные круги, главный компонент – каолин – приходилось возить из Корнуолла. В Корнуолле, как и в Абердине, есть обнажения гранита, но здесь камень в результате гидротермических процессов превратился в мягкий каолин. Фарфоровые фабрики в Стоук-он-Трент нуждались в привозном каолине из Корнуолла, а кроме того, требовалось еще и развозить хрупкий готовый фарфор по всей Британии, и это стало важнейшей движущей силой, которая еще на первых этапах Промышленной революции привела к созданию сети длинных каналов.
Вот как гранит – медленно остывавший пот, выделившийся из-за сокрушительного давления и высоких температур тектоники плит, – одновременно дарит нашим монументам прочность и долговечность и превращается в самую изысканную, самую хрупкую посуду – фарфор.