Кто разбросал по всему миру огромные каменные шары
В Поволжье, республике Коми, а также на пляжах Калифорнии и Новой Зеландии, островах Земли Франца-Иосифа и в Коста-Рике находят скопления огромных шаров — сферических конкреций. Люди всегда приписывали им магические свойства, порой их связывали с таинственными древними цивилизациям. РИА Новости рассказывает, откуда они взялись на самом деле. Пожалуй, самыми знаменитые, благодаря эффектным фотографиям в интернете, — сферические валуны Моераки на побережье Отаго в Новой Зеландии. Наиболее крупные весят несколько тонн и достигают в диаметре 2,5 метра.
Местная легенда гласит, что здесь потерпело крушение мифическое каноэ Араи-Те-Уру, возвращавшееся из дальних стран с тыквами и прочими дарами природы. Море выбросило на берег окаменевшие овощи и корзины с товарами. У геологов более прозаическая версия — это гигантские карбонатные конкреции, сформировавшиеся 50-60 миллионов лет назад в илистых отложениях прибрежной зоны морского бассейна. Внутри, как правило, находится "затравка" — окаменелость, древняя раковина или скопление углистого вещества, к которой стягивался карбонат кальция или кальцита.
Органика при разложении создает вокруг себя щелочную среду, и содержащийся в поровых водах кальций осаждается в виде кальцита, который цементирует песок и ил вокруг "затравки". В итоге в толще песчаников, сланцев и аргиллитов формируются запечатанные конкреции — сферические образования, более прочные, чем окружающие породы. В конце концов слои аргиллитов размыл прибой, а конкреции оказались на поверхности. Волны обработали их, придав идеально сферическую форму.
Широко известны также петросферы Коста-Рики. Одна из них даже изображена на местной банкноте. В дельте реки Дикис на тихоокеанском побережье насчитали более трех сотен каменных шаров. Диаметр — до 2,57 метра, вес — до 20 тонн. Часть представляют собой карбонатные конкреции, как валуны Моераки, но есть и рукотворные, сделанные из более твердых пород, — габбро и гранодиоритов.
Археологические раскопки поселений, существовавших в дельте Дикис с IV века до нашей эры до XVI столетия, показали, что петросферы связаны с так называемым периодом Чирики (IX-XVI века). Даже нашли каменные инструменты, которыми обрабатывали камень. Археологи установили, что каменные шары размещали перед входом в жилище, иногда с двух сторон. Видимо, это свидетельствовало о высоком социальном статусе. В захоронениях попадались также небольшие шарики — диаметром семь-десять сантиметров.
Возможно, говорят ученые, индейцы, увидев природные сферические карбонатные конкреции, сделали их предметом культа и сами принялись изготавливать шары из округлых валунов более твердых пород. Но рукотворные шары Коста-Рики — исключение. Обычно речь идет именно о карбонатных конкрециях. На планете немало мест, где накапливались осадочные отложения, а в их толще вокруг органических остатков формировались агрегаты из твердых минералов.
Сферические валуны есть в урочище Торыш на полуострове Мангышлак, Прибалхашье в Казахстане, Лунной долине в Аргентине, районе Гулу в юго-западном Китае, Кеттл-Пойнте на озере Гурон в Канаде, национальном парке Рок-Сити в штате Канзас, на пляже Боулинг-Боллс-Бич в Калифорнии и в парке Шэйл-Холлоу в штате Огайо, США. В России — на острове Чамп архипелага Земля Франца-Иосифа, в Волгоградской области, на реке Ижма в республике Коми, в Красноярском крае, Кузбассе, Якутии и еще много где. И везде это песчаник, пропитанный карбонатным цементом.
Хотя общий принцип формирования карбонатных конкреций понятен, во многом еще предстоит разобраться. Как быстро они растут? Почему такая правильная форма? Из-за чего рост прекращается? Ученые Нагойского университета в Японии под руководством Хидэкадзу Йосиды не один год занимаются этими вопросами. Исследования в Японии, Англии и Новой Зеландии продемонстрировали, что даже самые большие конкреции образуются очень быстро — за несколько десятилетий. Основной механизм — встречный диффузионный перенос ионов гидрокарбоната HCO3–, возникающих при разложении органического вещества, и кальция Са2+ из морской воды, которой пропитан еще не затвердевший донный осадок.
Ранее с помощью метода сканирующей аналитической рентгеновской микроскопии выяснили, что растущая конкреция отделена от вмещающей породы так называемой реакционной зоной, в которой и происходят диффузионные обменные реакции. Если на ее пути нет препятствий, она равномерно смещается во всех направлениях от центра. Отсюда и сферическая форма. А рост прекращается, когда в ядре заканчивается углерод.
Самые крупные из известных на сегодняшний день карбонатных конкреций — валуны Рок-Сити в Канзасе диаметром от трех до шести метров. Но они и наименее плотные, поэтому больше подвержены эрозии и выглядят не так эффектно, как их идеально отполированные собратья из Новой Зеландии или с острова Чамп. В недавнем исследовании японские ученые предложили определять возраст каменных шаров по изотопам стронция — примеси кальцита, основного минерала карбонатных конкреций. Это особенно актуально, когда материнские породы, в которых находились конкреции, полностью размыты или уничтожены эрозией.
