Горные породы — это твердые природные вещества, слагающие Землю. Ты можешь встретить их повсюду: в холмах и горах, в скалах на морском побережье, в стенах больших зданий, в битом камне, покрывающем поверхность дороги. Горные породы также лежат под океанами и морями и подо льдом в полярных районах. Минералы — это однородные по составу и кристаллической структуре вещества, служащие строительным материалом для горных пород. Каждая разновидность горных пород состоит из одного или нескольких минералов. В процессе метаморфизма огромные температуры могут расплавить твердую породу в жидкость. Когда жидкость остывает, примеси, содержащиеся в ней, концентрируются и образуют новые минералы. Довольно необычный пример этого — образование алмазов в пластах каменного угля, нагретых магматическими породами. Магматическая порода пемза первоначально была вулканической лавой, наполненной газами. Газы, улетучиваясь, оставляли крошечные отверстия, которые заполнялись воздухом, — вот почему пемза такая легкая, что не тонет в воде. Асбест — это материал, образованный мягкими, шелковистыми волокнами, которые получаются при дроблении горной породы, также называемой асбестом. С его помощью предметы изолируют от чрезмерного жара или огня. Асбест вплетают в защитную одежду пожарных. Он очень вреден для здоровья, поэтому при его использовании необходимо соблюдать строгие правила безопасности.

Существует три основных типа горных пород. Магматические породы формируются при высоких температурах из расплавленного материала (магмы) либо в глубинах Земли, либо на ее поверхности. Осадочные породы образуются из песка или ила (осадка), отложившихся на суше либо на дне древних рек, озер или морей. Метаморфические породы формируются из осадочных или магматических пород, погребенных глубоко под землей и нагретых до очень высоких температур либо подвергшихся огромному давлению (а также воздействию горячих растворов и газов, поднимающихся из мантии Земли. — Примеч. переводчика).

Магматические породы:

Магматические породы образуются из горячей расплавленной массы, которую называют магмой. Магма прорывается вверх с больших глубин сквозь кору Земли. Иногда она достигает поверхности в виде лавы (расплавленного материала), изливающейся из извергающегося вулкана. Остывая, магма затвердевает и образует горную породу. Какой именно вид магматической породы образуется, зависит от того, из чего состоит магма, где она охлаждается и как много времени ей нужно, чтобы остыть. После охлаждения минералы в магме приобретают кристаллическую структуру. Кристаллы, подобно крупинкам сахара, имеют особую форму, зависящую от их химического состава. Чем дольше остывают кристаллы, тем крупнее они становятся.

Магматические породы, образующиеся на больших глубинах в земной коре, называют плутоническими. Распространенный представитель этой группы — гранит, состоящий из кварца, слюды, полевого шпата и амфибола (роговой обманки). Зернистость магматических пород, образовавшихся ближе к земной поверхности, более мелкая; в них содержатся минералы оливин и магнетит, но значительно меньше кварца. Среди вулканических пород, формирующихся на поверхности, — базальт и пемза.

Осадочные породы:

Мягкие и подвижные песок, ил и остатки мелких животных и растений на дне рек, озер и морей образуют осадочные горные породы: песчаник, аргиллит и известняк. Эти породы — часть грандиозного кругового процесса разрушения и отложения материала, непрерывно происходящего в природе.

Наземные породы разрушаются под действием ветра, воды, льда и корней растений. Мелкие кусочки песка, суглинка или глины затем сдуваются ветром либо смываются водой в реки или озера. За долгие годы в одном месте могут отложиться (скопиться) миллионы таких зернышек, нарастая толстыми слоями на суше либо под водой. Самые обширные области отложения осадка находятся в море. Там осадок образуется еще и в результате разрушения берегов под воздействием самого моря.

Осадочные породы образуются также и в результате отложения, обычно на дне океана, остатков погибших в давние времена растений и животных. Такой материал называют органическими остатками. На суше растительные остатки затвердевали, превращаясь в отложения торфа и каменного угля. В море скелеты и раковины крошечных существ, затвердевая, образовывали меловые и известковые породы. Знаменитый пример подобных отложений — белые меловые скалы в районе Дувра на юге Англии.

Осадок преобразуется в горную породу, если происходят два главных изменения. Сначала на более глубокие слои осадка давит масса лежащего выше песка и ила, и вода из этих слоев выдавливается. На следующем этапе образуется нечто вроде цемента. Вода, остающаяся вокруг осадка, содержит растворенные в ней минералы. Теряя в дальнейшем воду, эти минералы образуют кристаллы, которые заполняют пустоты между зернами материала.

Метаморфические породы:

Слово «метаморфический» означает «имеющий более позднюю (или измененную) форму». Метаморфические породы изменялись под воздействием либо только высоких температур, либо еще и при высоком давлении. Когда магма прорывается вверх сквозь кору Земли, она нагревает окружающие породы. Песчаник, сквозь который проходит магма, может спекаться в твердый кварцит, а известняк — в мрамор. Этот процесс называют метаморфизмом. Он захватывает только небольшие участки породы вблизи поднимающейся магмы.

Широкомасштабный метаморфизм может происходить при горообразовании. Так, при столкновении крупных плит земной коры возникает колоссальное давление. И давление, и высокая температура могут преобразовывать осадочные породы на дне океанов (например, аргиллит и песчаник) в метаморфические породы (например, в глинистый или кристаллический сланец).

Минералы:

Если ты внимательно рассмотришь кусок какой-нибудь горной породы, например гранита, то заметишь более мелкие кусочки отдельных минералов, часто разнообразных по цвету и форме. К минералам относятся и обычные для нашей жизни каменная (поваренная) соль, асбест, графит (его используют как грифель для карандашей), тальк (идет на гигиеническую пудру), каолин (из него делают глиняную и фаянсовую посуду). Минералы — это также золото, серебро и руды металлов, например меди, олова и железа. Минералы, высоко ценимые за красоту и редкость, к примеру алмазы, называют драгоценными камнями.

Одни горные породы состоят из единственного минерала, другие же содержат их множество. Ученые обнаружили более 2500 различных минералов, однако многие встречаются очень редко. Минерал можно определить по форме его кристаллов, а также по цвету и блеску (то есть по тому, как он отражает свет). Можно также проверить минерал на цвет черты. Если проводить кусками минералов по грубой белой поверхности, то многие из них оставят отчетливую цветную черточку. Гематит, самая распространенная форма железной руды, всегда оставляет черту красного цвета.

Шкала твердости по Моосу:

Твердость минерала можно узнать, проверив, какие другие минералы он может царапать. Любой минерал царапает другой, который мягче его, но не тот, который тверже. Шкалу Мооса составил в 1812 г. немецкий ученый Фридрих Моос (1773—1839).

Мягче

• тальк
• гипс
• кальцит(известковый шпат)
• флюорит(плавиковый шпат)
• апатит
• полевой шпат
• кварц
• топаз
• корунд
• алмаз

Тверже