Неразгаданные тайны нашей планеты
Происхождение Земли. Этот вопрос всегда волновал умы человечества. Стоит заглянуть в прошлое, чтобы понять, сколько нам еще отмерено, что нас ждет впереди. Наша планета неохотно открывает свои тайны. Судить о том, что произошло миллионы и миллиарды лет назад, мы можем умозрительно и с большой осторожностью.
О других планетах обращающихся вокруг Солнца нам сейчас известно больше, чем о центре Земли. Проникновение вглубь требует в миллионы раз больше энергии и средств, чем отправка кораблей в космос. Наша голубая планета кажется раем, только вулканы и землетрясения напоминают нам, о том, что глубоко в недрах Земли протекают процессы колоссальной, разрушительной силы. И они кардинальным образом влияют на нашу жизнь. Одна из волнующих тем – источник тепла, что миллиарды лет идет из глубин. Именно он формирует современный облик планеты: создает горные цепи, двигает континенты, очищает океаническое дно, создает кругооборот углекислого газа в атмосфере, вносит весомую лепту в формирование климата.
Считается, что на начальном этапе возникновения нашей планеты температура на ее поверхности достигала температур – около 1000 градусов Цельсия!!!
Первичный разогрев нашей планеты?
В двадцатом столетии учеными были выдвинута теория, предполагающая наличие большого количества радиоактивных элементов в первичном теле Земли. При распаде они выделяли много энергии, которая разогревала недра и ее поверхность. Период полураспада радиоактивных элементов в частности урана 238 составляет 4,4 млрд. лет. Уран-238 составляет более 99% всего природного урана. Из-за его огромного периода полураспада радиоактивность этого элемента мала. Поток тепловой энергии по мере расходования урана должен был постепенно уменьшаться. Поскольку ничего подобного не наблюдается, ученые считают, что основная часть урана сосредоточена в тонком слое земной коры. Вот мнение член-корреспондента РАН В. П. Трубицына: «И уран, и торий – очень тяжелые элементы, которые в процессе дифференциации первичного вещества планеты могут опуститься к центру Земли. Но на атомном уровне они увлекаются с легкими элементами, которые выносятся в земную кору, поэтому все урановые месторождения и находятся в самом верхнем слое коры. То есть если бы и эти элементы были сосредоточены в виде скоплений, они могли бы опуститься в ядро, но, по сложившимся представлениям, их должно быть небольшое количество».
Вообще если использовать модель мантии, которая разогревается за счет радиоактивного распада долгоживущих изотопов – разогрев мантии и ядра Земли должен был бы дать температуру в три раза меньше, чем есть на самом деле. И он должен был бы привести к радиоактивному загрязнению Земли, что также не наблюдается.
В качестве источника разогрева выдвигались также предположения об энергии от соударений комет и астероидов на ранних стадиях развития и твердые приливы, осуществляемые за счет Луны. Интенсивная бомбардировка, расплавившая нашу планету? Внезапный дождь космических тел?
Интенсивная бомбардировка Земли?
Пролетают мимо Юпитера, который в 318 раз тяжелее, мимо Солнца (в 332946 раз) и устремляются на Землю!? Даже если предположить такую фантастическую возможность, стоит задуматься, как энергия и тепло верхних слоев опустилось и растопило тысячи километров недр Земли, а не ушло в космос? Это физически невозможно из-за высоких теплоизолирующих свойств внутренних слоев Земли и невозможности конвекции в обратную сторону к центру планеты. Вопрос стоит по-другому. Был ли вообще разогрев!? Как сохранились вода, океаны, если поверхность Земли была раскалена!!!?
Механизм воздействия твердых приливов от воздействия нашего ближайшего спутника существует только гипотетически. Как может, твердая кора толщиной в десятки километров изгибаться вслед за движением Луны, становиться сферической, вытянутой?
Ее поверхность не цельная, а как тришкин кафтан поделена на большие и мелкие плиты не связанные между собой. Опять же, возвратимся к предыдущему абзацу, как тепло с поверхности могло попасть в центральную часть Земли? Куда оно исчезло в настоящее время? Сильного разогрева поверхностных слов континентальных плит и вод мирового океана не наблюдается. Температура донных слоев океанов редко поднимается выше 2—3 градусов Цельсия.
Но не будем нагнетать. Скажем мягче. В данный момент все эти предположения и теории не бесспорны. Но впрочем, читатель сам должен сделать выводы. Итак, начнем.
Солнечная система расположена в одной плоскости
Практически все планеты солнечной системы вращаются вокруг Солнца не разнонаправлено, а в виде космического диска, в одной плоскости. Как я уже обращал внимание, это не может быть случайностью, а указывает нам на общую модель возникновения.
Большинство ученых сходится на том, что существовала обширная космическая туманность, которая совершала медленное вращение вокруг собственной оси. На ранних стадиях возникновения солнечной системы, она представляла собой пылеобразную дисперсию межзвездного вещества с включением мелких и крупных фракций, слипшихся пылинок, молекулярных соединений и ледяных образований.
Зарождение солнечной системы
Такие туманности не редкость во Вселенной. С образованием в центре Солнца, на что было затрачено 99% космического строительного материала, на периферии в большом разряжении, остались остатки космической пыли. Она постепенно стала собираться в небольшие конгломераты. Они росли тем быстрее – чем становились больше в размерах. При достижении размеров в 800 метров, они стали обладать достаточной гравитацией, чтобы как пылесос собирать и очищать окружающее пространство от других включений. Этому способствовало перемешивание столкновение и медленное вращение первичного материала вокруг Солнца. Круговые движения породили вихреобразное внутреннее закручивание протопланеты Земля с запада на восток. Процесс ускорялся, и стали происходить процессы первичного уплотнения пылевых частиц под действием силы тяжести. Уменьшение объема привело к эффекту «фигуриста». Вращение планеты убыстрилось.
Процессы сдавливания сопровождались выделением энергии. (Ударьте молотком по свинцовым пластинам, пытаясь их уплотнить – почувствуете разогрев. Кинетическая энергия превратилась в тепловую). Сжатие, перемещение вещества первичной Земли и придания ей формы шара привело к выделению огромного количества тепловой энергии, которая разогрела планету и частично расплавила ее центральные области. При этом верхние слои в малой степени подверглись сжатию и нагреву. Теплопроводность земли 0,67 Вт/мК. В этом отношении она почти не уступает полнотелому строительному кирпичу. Образовалась конструкция подобная термосу, укрытая повсеместно теплой многокилометровой шубой. Можно сказать – своеобразная облицованная кирпичом печь. Температура на ее поверхности не поднималась выше ста градусов, а внутри росла. Роль радиоактивного разогрева в тепловом балансе, очевидно, была невелика. Он не смог первоначально разогреть звездную пыль, растопить космический лед. Ни в спутниках планет, ни в кометах, ни в астероидах – ученые пока не обнаружили ничего подобного.
Размягчение внутренних слоев привело к явлению сепарации. Тяжелые элементы стали тонуть, погружаться в центр, вытесняя к поверхности более легкие фракции.
Тысячи километров пришлось преодолевать им на своем пути. Так возник вторичный разогрев, который поддерживал и усиливал первоначальную температуру, возникшую от сжатия. Избытки тепла от разогретой до пластичного состояния материи стали искать выход. Тысячекилометровые стенки «печи» препятствовали этому. В результате появились конвективные потоки, направленные к поверхности Земли. Это были первые вулканы. Изливающаяся магма на большой высоте охлаждалась и стекала в долины, заполненные водой древних океанов. Вулканы, лава осуществляли терморегуляцию планеты и препятствовали перегреву внутренних слоев.
Состав Земли неоднороден. Если бы не сейсмология, мы немного могли бы сказать о ее внутреннем устройстве.
Внутреннее устройство Земли
Послойное залегание было определено с помощью измерения времени распространения преломлённых и отражённых сейсмических волн. Волны регистрировались в процессе землетрясений.
Исследователей, прежде всего, волнуют загадки земного ядра, но его изучение сталкивается с непреодолимым препятствием – добраться и взглянуть воочию на него невозможно. Колоссальная температура и чудовищное давление (давление в центре Земли составляет 3 млн. атм.) не оставляют ученым ни единой возможности на то, чтобы посмотреть на него вблизи. Известно о ядре очень мало – вся информация получена косвенными геофизическими методами. И, тем не менее, геофизики стали проникать в тайны ядра благодаря новым технологиям.
Земное ядро – центральная, наиболее глубокая часть планеты. Оно открыто сравнительно недавно – в 1936 году. Получить данные о нем было трудно из-за небольшого числа сейсмических волн, отражавшихся от его поверхности, хотя объем земного ядра превышает объем планеты Марс. Средний радиус сферы – 3500 км. Имеет деление на твердое внутреннее ядро радиусом около 1300 км и жидкое внешнее ядро толщиной около 2200 км. Оно главным образом состоит из тяжелых элементов, плотность вещества – около 12 г/см3. Около 15% объема Земли приходится на ядро, но оно дает 30% массы планеты.
Изучают его с применением объемных волн. Они проходят через центр Земли и выходят на противоположную сторону. Именно они дают самую полную информацию для тех, кто пытается изучать ядро Земли.
Ядро состоит преимущественно из металлов. Это можно заключить из наличия магнитного поля Земли. Намагниченность свойственна металлам с кристаллической решеткой. При расплавлении намагниченность пропадает. То есть магнитное поле нашей планеты говорит о том, что ядро Земли твердое и состоит из металлов.
Научные исследования подтверждают этот вывод. На основании волновых исследований установлено, что внутренне ядро находится в твердом состоянии (диаметр его около 2500 км.). В твердом веществе могут распространиться оба типа волн, а вот в жидкостях – только продольные. Ядро не пропускает поперечные волны, но продольные волны проходят его с высокой скоростью. И это, не смотря на расчетную температуру, определяемую в 6000—7000 градусов Цельсия. Это самая высокая температура, но и самое высокое давление, которое препятствует его расплавлению. Ученые склоняются, что оно состоит, скорее всего, из железо-никелевого сплава с примесями других элементов.
Конец ознакомительного фрагмента.