Кто разбросал по всему миру огромные каменные шары?

МОСКВА, 6 мая — РИА Новости, Владислав Стрекопытов. 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.

Валуны Моераки

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.

CC BY 2.0 / James St. John /

Конкреция с раковиной двустворчатого моллюска, которая послужила "затравкой"

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.

CC BY-SA 2.0 / Karsten Sperling /

Валуны Моераки

Каменные шары Коста-Рики

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.

© Фото : CC BY-SA 3.0 / Axxis10 - AFP 2020/Yuri Cortez

Каменные шары Коста-Рики

Широкая география каменных шаров

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.

© РИА Новости / Ольга Головко

Перейти в медиабанк

Шароподобные конкреции в урочище Торыш в Мангистауской области

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.

© РИА Новости / Рамиль Ситдиков

Перейти в медиабанк

Сферолиты (шаровые конкреции) на острове Чампа

Научные разгадки

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.

© Scientific Reports, 2018

Концептуальная схема образования сферических конкреций. Перекрестная диаграмма диффузии и скорости роста

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.