Олівіновий пояс або перидотитовий шар ()Перидот (перидотит) — це майже точний французький синонім англійського терміна олівін, який представляє велику групу ізоморфних мінералів. Олівін — один із найпоширеніших мінералів на Землі. — гіпотетична теорія, висунута геофізиками в другій половині XIX століття, згідно з якою «барисфера» ( — важка, σφαιρα — куля) або розплавлене залізне (металеве) ядро землі відокремлене від твердої літосфери або верхніх шарів земної кори деякою «піросферою» ( — вогонь, жар, σφαιρα — куля) або шаром розплавленої магми дуже високої температури. Цей шар і назвали перидотитовим. За сучасними уявленнями про будову Землі, перидотитовий шар мантії залягає під поверхнею Мохоровичича, що відокремлює його від літосферних шарів, які лежать вище, базальтового і гранітного.
Наприкінці 1910-х — на початку 1920-х років, коли теорія перидотитового шару вже досить проникла в науковий обіг, два письменники у своїх науково-фантастичних творах надали їй масової популярності. Спочатку — Володимир Обручев, який написав 1915 року науково-фантастичний роман «Плутонія» (виданий 1924 року), а потім — Олексій Толстой, який опублікував 1927 року сатирико-фантастичний роман «Гіперболоїд інженера Гаріна», основна фабула якого ґрунтується на спробі проникнути крізь олівіновий пояс до необмежених запасів розплавлених дорогоцінних металів, насамперед золота, які залягають під ним.
Дослідження надр Землі, проведені за кілька десятиліть, показали, що гіпотеза вчених про олівіновий пояс мантії може бути повністю підтверджена, хоча й може бути визнана повністю хибною. Дослідження порід із Кольської надглибокої свердловини показали наявність певної кількості вкраплень золота в надрах земної кори (і саме кори, а не мантії, як припускалося раніше), але сам олівіновий пояс у тому вигляді, як його уявляли на початку XX століття, все-таки не існує.
Гіпотеза олівінового поясу Згідно з теорією, що панувала, перш за все, у французькій науці і більш менш докладно оформилася на кінець XIX століття, під літосферою Землі лежить піросфера, високотемпературний шар, що складається з розплавленої магми. Не маючи змоги перевірити припущення дослідним шляхом, французькі геофізики будували теорію на непрямих даних. Насамперед до висновку про таку будову мантії привело вивчення регіонального метаморфізму та хімічного складу вивержених порід; крім того, її підтверджували також геотермічні дані.Гюстав Эмиль Ог. Геология. Том первый. Геологические явления (пер. с фр. под ред. и с предисл. проф. А. П. Павлова). ― Москва: Типо-лит. В. Рихтер, 1914 г. — 595 с.
Склад магми, що утворює піросферу, ймовірно, змінювався тільки в її верхніх частинах завдяки місцевій асиміляції різних порід, що опускаються на ці глибини внаслідок осідання дна геосинкліналей або поступового опускання окремих ділянок земної кори вздовж тріщин чи розломів. За припущеннями вчених, на великій глибині склад мантії має бути більш однорідним, наближаючись до середнього хімічного складу силікатних порід, які становлять більшу частину літосфери. У всій масі піросфери, ймовірно, відбуваються масштабні явища ліквації, причому розплавлена магма виділяє гази, наявні в ній у розчиненому стані. За теорією французького геолога Мішеля Леві, так найімовірніше утворюються магнезіально-залізна і лужна магми. Зі збільшенням глибини магнезіально-залізиста магма має ставати все більш основною і щільною, поки нарешті її склад не наблизиться до складу перидоту (олівіну).
Важливим непрямим доказом теорії піросфери стало те, що мінерали олівінового ряду систематично зустрічаються як включення в багатьох основних вулканічних породах і особливо в базальтах. З нього, як відомо, складаються ядра багатьох бомб, що викидаються під час вивержень типу Стромболі. Не маючи можливості проникнути вглиб землі на такі великі глибини, обидва згадані випадки дають змогу ознайомитися з уламками породи, що утворилася внаслідок затвердіння на великій глибині вкрай основної магми. Під час вулканічного виверження ці уламки, піднімаючись угору, захопив і виніс на поверхню землі розплавлений базальт.
Ще одним непрямим доказом стало порівняння хімічного складу земних порід із космічними зразками. Як відомо, багато метеоритів також містять перидот (у більшій чи меншій кількості), який зустрічається в них разом із самородним залізом, а також піроксеном і хромистим або нікелистим залізом (камаситом). Перидот разом із піроксеном зустрічається в різних породах гранітної структури, що не містять білих елементів, і в цих породах переважно зустрічається хром і нікель. З іншого боку, єдиними доступними для людини земними породами, що містять самородне залізо, є перидотитові породи. Великі включення цього металу знайдено в перидотитових базальтах родовища Овіфак (острів Діско, Гренландія); алмазоносне залізо каньйону Діабло в Аризоні, брили якого розкидані навколо кратера, має також вулканічне походження.
Більш ніж наочна подібність між складом метеоритів і земних елементів глибинного походження привела одного з прихильників теорії піросфери, французького геолога до висновку про принципову єдність хімічного складу сонячної системи. На його думку, всі метеорити, що випадково впали на нашу планету, були уламками якогось небесного тіла, що розпалося, а надра землі повинні мати однаковий склад із метеоритами. І нарешті, ще нижче, під перидотитовим шаром, має лежати така зона, де залізо та близькі йому метали перебувають у неокисленому стані. Таким чином, перидот є не лише шлаком металевого ядра землі та всієї Сонячної системи, а можливо, світовим шлаком.
Особливого блиску цій теорії надав своїми дослідами майбутній нобелівський лауреат Анрі Муассан. Прагнучи синтезувати штучні алмази, він дав ще одне непряме підтвердження цієї гіпотези. На думку цього авторитетного хіміка, під силікатною магмою піросфери повинні міститися потужні розплавлені маси заліза, багаті вуглецевими сполуками заліза та інших металів. Раптові припливи води через розломи з розташованих вище шарів викликають колосальні вибухи всередині мантії, які супроводжуються виділенням вуглеводнів і зумовлюють утворення діатрем. Як результат вибуху, в алмазоносний канал піднімаються і тверднуть у ньому у вигляді перидотиту магнезіально-залізиста магма та вуглецевий сплав, який при раптовому охолодженні під тиском утворює алмаз. Умови його утворення виходять приблизно такі, за яких Муассан отримував синтетичні алмази в електричних печах. Таким самим мало бути й походження брил алмазоносного заліза, викинутих у каньйоні Діабло.
Хоча гіпотеза барисфери, залізного ядра землі, суперечила старішій фундаментальній теорії розплавленої вогняної чи газоподібної маси, що тягнеться до центру Землі, зате її підтверджено багатьма фактами, що у рубежі століть зазначили кілька авторитетних учених. Особливо важливими для її підтвердження стали досліди Муассана і висновки шотландського хіміка лорда Кельвіна.
На середину 1920-х років теорія барисфери не витримала появи даних наукових вимірювань, заснованих на нових технічних досягненнях, і вже вважалася застарілою. Однак багато з її положень витримали випробування часом і увійшли до сучасних уявлень про структуру мантії Землі.Тріщини в земній корі (в літосфері) існують, і через них можна припустити проникнення поверхневих вод углиб земної кори. Але ці тріщини не виходять за межі земної кори (літосфери) і не досягають металевого ядра Землі (барисфери), оскільки за попередніми уявленнями між корою і ядром лежить серединний пояс, який, за припущенням Лазо, близький за складом до олівіну і тому його можна назвати олівіновим. Припускається, що олівіновий пояс перебуває не в повністю твердому стані, а в так званому віскозному <в'язкому> або пластичному стані.Губкин И. М. Учение о нефти. ― Ленинград: Гос. науч.-техн. нефт. изд-во, 1932 г. — 443 с.
За сучасними уявленнями геофізики, верхня мантія складена переважно з перидотитів, здебільшого — олівіну, піроксенів (клинопіроксену та ортопіроксену) та глиноземистих мінералів у змінних пропорціях. У найвищій частині мантії глиноземиста фаза є плагіоклазом, нижче — шпінель і шпінеліди, а потім, нижче від глибини 100 км — гранатити.
Своєю чергою верхня мантія розділена на дві частини, розділені поверхнею Мохоровичича. Твердіша і ламкіша частина, яка лежить вище від цієї межі, називається літосферною мантією і складена з «холодних» перидотитів. А нижня, гарячіша і пластичніша частина, звана астеносферною мантією, складена з «розігрітого» перидотиту.
В художній літературі Оскільки основні розробки теорії барисфери належали французьким ученим, які називали цю мінеральну групу перидотом або перидотитом, термін «олівіновий пояс» тривалий час майже не вживали. Проте, в 1900-х роках у Росії стали відомі роботи німецьких та англійських учених, які говорили про олівін та групу олівінових силікатів. Крім того, саме по собі слово перидот або перидотит у російській мові виглядає не надто милозвучним, що важливо для художньої прози.
Першим поняття «олівінового пояса» в літературну мову ввів російський геолог і географ Володимир Обручев, який написав 1915 року науково-фантастичний роман «Плутонія», виданий лише за дев'ять років, 1924 року. Попри те, що обговорення теми геологічної будови мантії не займало в романі центрального місця, проте вона очевидно привертає увагу читача, оскільки стосується міркувань героїв про походження тієї фантастичної країни, в яку вони випадково потрапили.— Чи знаєте ви, з чого складаються ці скелі? Вони мають такий самий склад, як і аероліти із ряду мезосидеритів, півзалізних, з олівіновою основною масою і включенням нікелевого заліза.
— Що це значить? — запитав Макшеєв.
— А це значить, що гіпотези геологів про склад більш глибоких частин земної кори справджуються. Ми, очевидно, перебуваємо в межах так званого олівінового поясаОлівіновий пояс, існування якого припускають вчені-геофізики, залягає на значній глибині під товщею більш легких порід земної кори; він складається з важчих мінералів (в тому числі і — в значній кількості — мінералу олівіну) і відокремлює легкі, поверхневі шари від металічного ядра Землі. — (прим. від автора) — пояса важких кам'яних порід, які багаті на залізо і за складом є тотожні з кам'яними метеоритами, що падають на нашу Землю з міжпланетного простору, являючи осколки дрібних планет. Треба думати, що ми натрапимо ще на суцільні металічні гірські породи. <…> Взагалі, за характером усіх порід, що на них ми натрапляємо в Плутонії, дуже важких, багатих на олівін і метали, важко сподіватися, щоб тутешні вулкани могли виливати легку кремнеземисту лаву.Володимир Опанасович Обручов. Плутонія. — К.: Радянська школа, 1955.
Від імені одного з персонажів роману автор детально і аргументовано обговорює кілька історичних і актуальних версій будови надр Землі, починаючи з теорії німецького професора Штейнгаузера, який поділяв погляди Бертрана і вважав, що планета всередині порожня і може містити інші світи. Наприкінці докладного історичного огляду Обручев підводить читача до «четвертої гіпотези», яка виникла у другій половині XIX століття і здобула багато прихильників. Згідно з цією теорією, Земля має тверду і не товсту кору, тверде ядро, а в проміжку між ними більш-менш товстий шар розплавлених порід — так званий олівіновий пояс. Тверде ядро припускається на підставі того, що ближче до центру Землі через величезний тиск усі тіла, попори високу температуру, яка значно перевищує їх точку плавлення (за нормального тиску), повинні бути у твердому стані. Земна кора складається з витиснутих угору легких порід, а в олівіновому поясі зосереджені щільніші й важчі, багаті олівіном і залізом. Зрештою, в ядрі переважають найважчі речовини, наприклад, метали. Припускають, що залізні метеорити, які складаються переважно з нікелевого заліза, є уламками планетних ядер, а кам'яні метеорити, що складаються з олівіну й інших багатих на залізо мінералів зі вкрапленням нікелевого заліза, дають нам уявлення про склад речовини олівінового поясу.