Замечательные геологические явления нашей страны

Курская магнитная аномалия

Свойства магнита известны с очень давних времен. Китайские путешественники 3000 лет тому назад брали с собой фигурку, стоящую на палубе легкой лодочки, в которой был скрыт магнит. Пущенная в миску с водой, она указывала направление на север. В Европе первый компас был построен более 600 лет назад итальянцем — Флавио Джойо, заимствовавшим его идею у арабов.

Обладавшие богатым воображением древние греки думали, что на полюсе высится магнитная гора, притягивающая к себе конец магнитной стрелки. По их легендам, мореплаватели, неосторожно приближаясь к этой горе, погибали, потому что притяжение гигантского магнита вытаскивало гвозди из деревянного корабля, и он рассыпался.

Но в XVI в. знаменитый физик Джильберт на опыте, выяснил причину того, что стрелка компаса показывает всегда одним концом на север. Он сделал из магнитного железняка модель земного шара. Она была круглым магнитом, имевшим два полюса. Помещая на его поверхности маленький, компас, Джильберт нашел, что стрелка всегда указывала одним концом на северный, а другим на южный полюс модели, т. е. вела себя так же, как и на поверхности земного шара. Отсюда он сделал вывод, что. Земля — огромный шарообразный магнит, имеющий два полюса — северный и южный, которые притягивают концы магнитной стрелки.

Однако магнитные полюсы земного шара не совпадают с географическими. Поэтому направление магнитной стрелки компаса всегда составляет некоторый угол с географическим меридианом (т. е. с линией север — юг), называемый склонением магнитной стрелки.

Это явление было открыто еще Христофором Колумбом во время его путешествия в Америку.

Если магнитная стрелка не подперта на — острие, как в компасе, а вращается на горизонтальной оси, она в любой точке северного полушария наклоняется концом, указывающим на северный полюс, вниз, составляя некоторый угол с горизонтальной плоскостью, который называется наклонением. Наклонение и склонение для одного и того же места не всегда остаются постоянными: они немного меняются в течение суток и в течение года, на них влияет количество солнечных пятен, вызывающих иногда такие сильные отклонения магнитной стрелки от нормального положения, что это явление называют магнитной бурей. Однако в среднем для каждого места существуют определенные средние величины склонения и наклонения. При перемене же места на земной поверхности склонение и наклонение магнитной стрелки постепенно изменяются. Путешественник, отправляющийся далеко на север, наблюдает очень интересные явления в поведении магнитной стрелки: наклонение ее все увеличивается, и на самом магнитном полюсе подвешенная магнитная стрелка станет вертикально.

Однако известны районы, где при незначительном переходе в несколько километров магнитная стрелка резко меняет свое направление, и компас может только сбить с верного пути. Это явление носит название магнитной аномалии.

Сильнейшая из известных магнитных аномалий была открыта во второй половине прошлого века в некоторых районах Курской области. Местным жителям давно было известно, что в районе Щигров, Старого и Нового Оскола, Белгорода и Кочетовки нельзя пользоваться компасом, стрелка которого указывает самые невероятные направления. Об этом знали также инженеры и техники, работавшие там по проведению дорог, но никто из них не отдавал себе отчета в значении этого замечательного явления.

Во второй половине прошлого столетия на территории России производились систематические магнитные наблюдения, и тогда обратили внимание, что показания магнитных приборов в двух точках Курской губернии резко отличаются от показаний в других местах той же губернии.

Через 15 лет в районе Белгорода нашли точки, где аномалия была еще больше. Когда опубликовали результаты этих изменений, они возбудили большой интерес. Русское географическое общество организовало под руководством директора Парижской обсерватории Муро наблюдения, которыми была обнаружена сильная аномалия на значительном протяжении.

Тогда многие заинтересовались причиной необычайной аномалии.

Всем известно, что отклонение магнитной стрелки от нормального положения можно произвести искусственно, положив вблизи нее кусок железа или магнитного железняка; он будет оттягивать в свою сторону один конец стрелки и делать неправильными показания компаса. Стрелка отклоняется также, как это доказал еще в начале прошлого века Ампер, действием проходящих вблизи электромагнитных токов. Поэтому аномалию под Курском можно было объяснить как притяжением магнитных масс, так и электромагнитными токами в земной коре.

Разрешить этот вопрос удалось в начале текущего века московскому профессору Эрнесту Лейсту.

Сын бедного ревельского ремесленника Лейст должен был унаследовать ремесло отца, но он не хотел примириться с этим. Сдав экстерном курс гимназии в том возрасте, когда уже кончают высшее учебное заведение, он стал студентом. Учась и работая одновременно, он блестяще окончил университет, получив за работу по математике золотую медаль.

С начала 80-х годов Лейст работал в Москве сперва физиком метеорологической обсерватории, потом профессором Московского университета. Он увлекался изучением земного магнетизма. Узнав о существовании замечательной магнитной аномалии под Курском, он с жаром принялся за исследование этого явления. В течение ряда лет каждый год во время каникул он уезжал туда и вместо отдыха бродил с инструментом в ящике за плечами по лугам, лесам и крестьянским межам. Крестьяне принимали его за землемера и надоедали просьбами об обмере участков, полиция подвергала аресту и требовала объяснений. Ночевать приходилось в крестьянских избах, питаться — одним молоком и черным хлебом. Но через несколько лет такой работы Лейст нашел множество точек, в которых магнитная стрелка сильно отклонялась от нормального положения. Он произвел измерения более чем в 4500, точках. На каждое такое наблюдение нужно было затратить несколько часов, и, кроме того, оно требовало последующей обработки.

Лейсту удалось установить, что существуют две линии сильнейших магнитных возмущений: одна проходит через Щигры, Коробково, Новый Оскол, другая — через Кочетовку, Белгород, Волчанск. Помещенный на восток от этих линий аномалии компас отклоняется одним концом на запад, а при переходе на другую сторону ее тот же конец стрелки оттягивается на восток. Если же магнитная стрелка вращается на горизонтальной оси, то на линии аномалии она становится вертикально.

Размышляя над причиной этого явления, Лейст пришел к выводу, что ее нельзя объяснить электрическими токами в земной коре, потому что они недостаточно сильны и непостоянны, завися от распределения дождевых вод, температуры и влажности почвы и воздуха и других причин. Поэтому он считал, что отклонение магнитной стрелки вызывается наличием под земной поверхностью магнитных масс.

Но и магнитные массы могут быть трех родов. Известны местности, где магнитные аномалии вызываются массивами вулканических горных пород. На это явление обращали внимание ученые, начиная с XVI столетия, и установили, что массивы базальта, диабаза, диорита и других горных пород в некоторых случаях могут, влиять на направление магнитной стрелки. Такие явления известны в Англии, Шотландии и Ирландии. На Урале в Билимбаевской даче также была известна магнитная аномалия, вызываемая вулканическими породами.

Отклонения магнитной стрелки наблюдались и вблизи горных цепей. Так, на южной стороне Гималайского хребта магнитная стрелка отклоняется от нормального положения на 2° влиянием массива гор.

Причина магнитных свойств некоторых массивов изверженных горных пород и горных хребтов остается неясной: одни видят ее — когда речь идет об изолированных скалах — в ударах молнии, другие считают причиной магнитных свойств горных пород электрические токи, распространяющиеся в среде с различной электропроводностью.

Наконец, были известны случаи, когда магнитная аномалия вызывалась залегающими под поверхностью земли скоплениями железных руд. Из них сильными магнитными свойствами обладает магнитный железняк, более слабыми — магнитный колчедан. В Швеции, начиная с 1900 г., производились систематические наблюдения показаний магнитной стрелки в тех местностях, где искали железную руду, но в дореволюционной России о них не знали.

Изучая магнитную аномалию под Курском, Лейст пришел к заключению, что наблюдаемые отклонения не могут быть вызваны сравнительно слабыми магнитными притяжениями горных пород, а только массами магнитного железняка, залегающего на большой глубине под поверхностью земли.

Весть о подземных «железных хребтах» произвела необычайный шум. Собственники имений засыпали Лейста вопросами, нет ли руды на их участках. Началась спекуляция землей. Даже земство заинтересовалось железной рудой под Курском и отпустило средства на разведочное бурение.

Лейст указал точку, где нужно заложить буровую скважину. Однако у него не было достаточно данных, чтобы безошибочно указать место для скважины. Пробурили более 300 м, а руды нет. После этого уже никто не хотел верить в «подземные хребты» железной руды под Курском. Геологический комитет также считал, что там не могут быть скопления магнитного железняка.

В 1918 г. Лейст уехал лечиться за границу и взял с собой для дальнейшей обработки материалы своих наблюдений.

К сожалению, он там умер, и все результаты его трудов для нас были потеряны. Но в Москве осталось общее описание его работы, без указания на карте положения отдельных точек, где были произведены измерения.

Владимир Ильич Ленин сразу же обратил внимание на необходимость немедленного разрешения загадки Курской магнитной аномалии. Железная руда под Курском могла нам очень пригодиться: намечалась постройка машиностроительных заводов, новых железных дорог, громадных электростанций, нужно было строить тракторы, танки, самолеты. Значит понадобится железо, и хотя его много на Урале, в Кривом Роге, на Керченском полуострове и в Сибири, но новое крупное месторождение в самом центре Европейской части Советской республики не было лишним.