Каким же образом образовались в земле запасы поваренной соли? Почему мощные пласты каменной соли встречаются в толще горных пород?
Нам известно, что соль отлагается в изолированных участках земной поверхности, которые имеют ограниченную связь с морем, куда все время или периодически поступают новые порции морской воды и где благодаря сухому климату, а следовательно и сильному испарению, рассол делается все более насыщенным.
Там, где эти участки поверхности постепенно опускались, благодаря тектоническим движениям земной коры, и образовались мощные отложения поваренной соли.
Но каким образом соль попала в море? Почему залежи каменной соли находятся или в глубине горных пород, или выступают на поверхность земли, или образуют иногда так называемые соляные купола?
Чтобы ответить на эти вопросы, надо прежде всего немного рассказать о геологическом прошлом нашей Земли.
С момента своего возникновения земной шар постепенно изменял свой лик.
По-видимому, миллиарды лет назад нашу планету окружала густая непроницаемая завеса водяных паров. Они постепенно охлаждались, сгущались в облака и выпадали на землю ливнями. Вода заполняла впадины земли, образуя моря и лагуны. В них вливались дождевые воды, потоки с горных цепей и изверженные горячие воды.
«Нужно думать, — писал академик В. А. Обручев,— что вода первобытного моря была уже соленая, так как среди газов, выделяющихся из магмы, были составные части различных солей».
Химические соединения, которые вымывались из горных пород и были в атмосфере, увлекались вместе с водой в растворенном виде. По-видимому, поваренная соль так и попала в первобытный океан. По словам академика А. Е. Ферсмана, «Отсюда начинается история ее странствования над землей, под землей и в самой земле».
Вода, вступившая в свой постоянный кругооборот на поверхности земного шара, на протяжении всей последующей геологической истории земли приносила в моря и океаны все новые и новые запасы солей.
По подсчетам геологов, реки и теперь ежегодно приносят в моря с суши 2735 миллионов тонн разных солей. Из них 157 миллионов тонн приходится на хлористый натрий. По одному этому можно судить о том, насколько велики запасы растворенной в океане соли.
Распределение материков и океанов на поверхности Земли менялось не один раз. Это происходило во время горообразовательных процессов и от чрезвычайно медленных колебаний земной коры, которые наблюдаются и в наше время. Земная кора в разных местах то медленно опускается, и тогда морская вода заливает сушу, то поднимается, и тогда море отступает и обнажается морское дно.
Из геологического прошлого нашей Родины известно, что больше двухсот миллионов лет назад, в так называемый пермский период истории Земли, на громадной поверхности Европейской части России, достигавшей миллиона квадратных километров, разливались воды древнего Пермского моря. Оно простиралось от берегов Ледовитого океана до Каспийской низменности.
Пятьдесят миллионов лет существовало это море. Оно охватывало весь восток Европейской части страны. Отдельные его заливы и языки на севере заходили под самый Архангельск. На юге длинные рукава протягивались к Донецкому бассейну и к Харькову. На юго-востоке оно уходило далеко на юг.
На протяжении сотен тысяч лет это море меняло свои очертания. Оно то отступало, то снова заливало огромное пространство суши. Это громадное море постепенно мелело, образуя по берегам отдельные озера. Влажный климат сменялся ветрами и солнцем пустыни.
«Молодые уральские хребты разрушались мощными горячими ветрами — все сносилось к берегам умиравшего Пермского моря. Море отходило на юг. На севере в озерах и лиманах накапливался гипс, поваренная соль»,— писал А. Е. Ферсман. А на юго-востоке нашей страны Черное море то соединялось с Каспийским морем, то разъединялось, пока, наконец, их окончательно не отделило друг от друга последнее поднятие Кавказских гор.
Бесплодная, песчаная пустыня с разбросанными по ней соляными озерами между Каспийским и Аральским морями тоже была когда-то морским дном. Почва пустыни до сих пор пропитана солью, и в ней попадается множество морских раковинок, живших когда-то в древнем, исчезнувшем море.
А на тех участках, где были лиманы и заливы, имевшие ограниченную связь с морем, где был сухой климат и где происходило опускание земной коры, мы теперь находим залежи каменной соли.
Как известно, формирование земной коры не всегда происходило спокойно. Исполинская сила подземных давлений не один раз сминала в складки земную кору. Выпячивались горные цепи, происходили провалы и опускания. Во время этих смещений горных пластов на поверхность земли иногда выходили толщи осадочных пород, отложившихся на дне бывших морей. Также выходили на поверхность и пласты каменной соли, тогда как в других местах соль оставалась погребенной на большой глубине.
Взглянем на просторы СНГ. Здесь богатейшими соляными месторождениями славятся Поволжье, Приуралье и Средняя Азия. Отложения каменной соли тянутся между Уралом и Эмбой, от Соликамска вплоть до Каспийских степей на протяжении шести тысяч квадратных километров мощностью в 450—500 метров. Богата в этом отношении и Украина — в Донецкой впадине залегают соляные пласты, образуя крупные скопления в районе Артемовска и Славянска.
При разности вертикальных давлений в земных пластах, благодаря пластичности соли образовались так называемые «соляные купола» — мощные месторождения соли. Соль настолько пластична, что под давлением течет, как смола, и образует штоки и куполы в несколько километров высотой. В Прикаспии, на Украине и в низовьях реки Хатанги имеется свыше тысячи соляных куполов, образовавшихся в период формирования Уральских гор.
Но подземные залежи каменной соли не единственные источники поваренной соли.
Огромное количество соляных озер и лагун — остатков высохших или ушедших когда-то морей — также служит богатыми хранилищами соли. Здесь, в испаряющихся лиманах и озерах, кристаллики хлористого натрия, выпадая из раствора, оседают на дно и с течением времени образуют пласты соли.
В пустынных и полупустынных областях лагуны, отрезанные от моря, под палящими лучами солнца иногда превращаются в своего рода природные «химические лаборатории». В них происходят превращения различных веществ и образуются разные соли, в том числе и хлористый натрий.
Одной из самых величественных природных «лабораторий» является залив Каспийского моря — Кара-Богаз-Гол.
Этот залив отделен от моря длинной косой, и только, узенький пролив еще соединяет его с морем. Ни одна река не впадает в Кара-Богаз. Кругом лежит безводная степь. Сухой степной ветер и палящее солнце быстро испаряют воды, и если бы в залив не притекала вода из моря, то Кара-Богаз давно бы высох. Вода его не похожа на обычную морскую воду. Это густой соляной раствор, в котором концентрация солей в двадцать четыре раза больше, чем в Каспийском море. Установлено, что в залив вместе с морской водой ежегодно вносятся сотни миллионов тонн разных солей, вода же из залива быстро испаряется, и, таким образом, в нем получается густой рассол, из которого на дно залива выпадают в виде кристаллов главным образом мирабилит (глауберова соль) и галит (поваренная соль). Огромные запасы мирабилита создали Кара-Богаз-Голу славу как месторождению мирового значения. Кроме мирабилита и поваренной соли, здесь получаются также сульфат магния, хлористый магний и другие соли.
Соляных озер, связанных с морем, много в Крыму и в Молдавии. Одни из них еще не совсем отделились от моря, другие отделены от моря лишь узкой косой.
Крымские соляные озера отличаются не только богатством и разнообразием солей, но и неистощимостью своих солевых запасов. Это в полном смысле слова «неисчерпаемые» источники поваренной соли. Большинство из них обязано своим происхождением морю, от которого они постепенно отделялись косами и пересыпями.
Сильное испарение воды привело к тому, что уровень воды в озерах по сравнению с уровнем моря сильно понизился и рассол в них сгустился. Но море продолжает обогащать эти озера солью, так как морская вода просачивается через песчаные косы и пересыпи и попадает в озера.
Однако не все соляные озера отделились от моря. Многие озера возникли иначе. Они никогда не были связаны с морем и называются поэтому континентальными. Так, в Прикаспийских степях встречается много глубоких впадин, в которые устремляются весенние потоки и скапливаются дождевые воды. А так как почва в этих местностях пропитана солью, то стекающая вода размывает эту соль, растворяет ее, и озеро становится соленым. Так образовались среднеазиатские, забайкальские и сибирские соляные озера.
Среди степей и пустынь соляные озера резко выделяются своей белизной. Кристаллы соли от лучей солнца переливаются разноцветной радугой.
Пласт солевых отложений в некоторых озерах достигает нескольких десятков метров в толщину. Это относится в первую очередь к озерам, которые связаны своим питанием с глубинными солевыми отложениями, например, Эльтон, Баскунчак, Индер.
Самое большое озеро, из которого теперь добывается поваренная соль в России, — это Баскунчак. Оно, по-видимому, связано с находящимися в глубине соляными куполами. Некоторые озера постоянно питаются солью, которая поступает в них из почвы, окружающей пустыни. Оттого так велики и неистощимы их соляные богатства. Это предположение подтверждается на примере некоторых небольших озер, соляные запасы которых истощаются иногда после нескольких лет разработки. Проходит, однако, некоторое время, и воды озера снова насыщаются солью. Очевидно, соль растворяется в почве дождевой водой, и, стало быть, эти озера и впрямь питаются солью из окружающей солончаковой пустыни.
В южных сухих странах много солончаков. Здесь палящее солнце накаливает почву летом до 70—79 градусов, и малейшие запасы почвенной влаги испаряются; при сильном испарении поднимаются по капиллярам в песке соленые грунтовые воды. Вода испаряется, а соли отлагаются в верхних слоях почвы. Так образуются солончаки там, где подпочвенная соленая вода находится на глубине 1—2 метров.
В давние времена земледельцы не могли бороться против засоления почв. Неграмотная эксплуатация и чрезмерный полив вызывали подъем уровня соленых грунтовых вод, и при сильном испарении вызывалось засоление. Поэтому многие земли в Средней Азии превратились в площади так называемых вторичных солончаков.
Третий источник соли — это минеральные воды, выходящие на поверхность земли из ее глубин.
Протекая под землей среди различных горных пород, вода растворяет в них легкорастворимые соли и снова втягивает их в круговороты подземных и надземных странствований.
Сложны и запутанны эти странствования солей. Они путешествуют из океана на сушу и в атмосферу, оттуда — в реки и дальше — опять в океан; и второй путь: из подземных осадочных толщ — на поверхность земли и снова в глубь земли...
Но это не все.
Тонкая соленая пыль, сметаемая ветрами с поверхности сухих солончаков, малейшие, подхватываемые ветром капельки морской воды, извержения действующих вулканов, испарения соляных озер — все это вносит свой вклад в круговорот солей на поверхности планеты.
Человек, животные и растения, поглощая необходимую им соль, также участвуют в этом круговороте.
До недавнего времени соление было основным способом длительного хранения пищевых продуктов