Астрономы из Геттингенского университета (University of Gottingen) считают, что обнаруженная ими в самом центре обитаемой зоны «Супер-Земля» является главным претендентом на звание инопланетной колыбели жизни.

Планета, получившая название GJ 667Cc, обращается вокруг красного карлика и находится в созвездии Скорпиона, на расстоянии 22 световых лет от Земли, что делает ее ближайшей потенциально пригодной для жизни планетой.
Читать дальше>>

Недавнее падение российского космического аппарата Фобос-Грунт на Землю заставило общественность обратить свое пристальное внимание на проблему всевозрастающего количества космического мусора. Некоторые даже всерьез задумались над тем, становиться ли легче Земля в результате того, что мы отправляем в космос многотонные шаттлы или нет?”.

Ответить на этот вопрос попытались академики из Кембриджского Университета (Cambridge University).
Читать дальше>>

Гиполит гранатитовый и пиролитовый

Таблица 1. Нормативный минеральный состав гиполита.

Вместе с тем отнюдь не вся литосфера после ее полного окисления освобождалась от калия и прочих литофильных элементов. Они выносились только из верхней части литосферы, в которой преобладающими минералами были пироксены и оливин. В нижней ее части, где преимущественным минералом был гранат, литофильные элементы входили в его кристаллическую решетку в виде изоморфной примеси. И поскольку гранат в условиях высоких давлений является самым тугоплавким из породообразующих, то извлечение изоморфных примесей из его решеток весьма затруднено.

Минеральный состав глубинной фации пиролита, представленный в таблице 1, соответствует давлению примерно 30—40 кбар. Но при дальнейшем увеличении давления он меняется в сторону все большего содержания граната, состав которого становится также более сложным. К примеру, в нем начинает растворяться во все больших количествах гроссуляровая составляющая (Ca₃Al₂Si₃O₁₂), и малиновый цвет, свойственный магнезиальному пиропу, становится оранжевым. Такие оранжевые сверхглубинные гранаты обнаруживаются в виде ксенокристов в щелочно-базальтоидных трубках взрыва. Экспериментально показана возможность подмены пары Ca-Si на Na-P, что приводит к образованию в гранате раствора минала Na₃Al₂P₃O₁₂ (Thompson, 1975). Установлено также, что вхождение натрия в гранат может осуществляться по схеме CaAl ↔ NaSi или CaAl ↔ NaTi (Ringwood, Major, 1971).

В алмазоносных эклогитах пироксены постоянно обнаруживают примесь калия, тогда как в образцах меньшей глубинности этого не наблюдается. В экспериментах обнаружено, что только при давлениях свыше 40 кбар калий начинает входить в решетку пироксена, а при давлениях порядка100 кбар и больше, сами пироксены приобретают структуру граната и образуют в нем твердый раствор. По всей видимости, с увеличением давления различия в атомных радиусах элементов нивелируются, и это обусловливает отмеченные выше явления.

Но если Земля расширяется, то уменьшается сила тяжести, и, соответственно, давления в мантии тоже должны уменьшаться. Следовательно, в мантийных образцах должны существовать структуры распада твердых растворов. И действительно, такие факты существуют. К примеру, в глубинных нодулях кимберлитовых трубок были обнаружены закономерно ориентированные срастания ильменита и диопсида, которые в условиях высоких давлений превращались в гомогенный гранат (Ringwood, Lavering, 1970). А.Рингвуд и А.Мейджор (1968) обнаружили ориентированные вростки диопсида в гранате и связывают их с распадом твердого раствора. По мнению этих исследователей, такие данные «… свидетельствуют о существовании… гранатово-пироксеновых твердых растворов в природе в прошлом».

В свете сказанного у нас есть основания полагать, что с глубиной увеличивается роль граната, и с некоторого уровня давлений (глубин) он становится преобладающим минералом в составе мантии. Эту нижнюю, наиболее глубинную часть литосферной мантии можно назвать гранатитовой. Тогда как верхняя часть литосферы имеет преимущественно пироксен-оливиновый состав, и эту зону можно назвать пиролитовой (по первым слогам преобладающих минералов — пироксена и оливина). Следует отметить, что в нижней гранатитовой зоне литосферы гранаты способны удерживать в своих решетках гораздо больше разнообразных примесей в сравнении с оливином, пироксенами и гранатом из верхней пиролитовой зоны. Среди этих примесей присутствуют калий, рубидий, другие литофильные элементы, а также редкие металлы.

Вместе с тем если планета расширялась и сила тяжести уменьшалась, то пиролитовая зона должна была увеличиваться за счет сокращения объема зоны гранатитовой и граница перехода (скорее, это переходная область) должна была опускаться на большие глубины. При этом происходил сброс примесей, которые ранее входили в кристаллические решетки минералов гранатитовой зоны. Эти примеси оказываются в несвязанном виде и распределяются по границам зерен вновь образованных (при распаде твердых растворов гранатита) минеральных фаз пиролита, что способствует их мобилизации при селективном плавлении и промывке мантии глубинным флюидом.

Таким образом, зона пиролита является тем резервуаром, из которого происходила (и происходит) мобилизация литофильных элементов, необходимых для формирования континентальной коры с ее гранитным слоем. И если мы определим динамику расширения планеты во времени, то это даст нам возможность оценить потенциальную способность литосферы отдавать литофильные элементы (и многие редкие металлы в их числе) в различные периоды геологической истории. К сожалению, в настоящее время отсутствуют экспериментальные данные по сжимаемости гидридов в мегабарном диапазоне давлений, и по этой причине мы пока не можем определить динамику расширения теоретически, исходя из нашей модели планеты. Вместе с тем эту динамику мы можем вывести из особенностей строения океанов и поясов тектономагматической активности (разумеется, если рассматривать их в свете наших построений).

Динамика расширения планеты показана на рисунке № 1, там же отражено изменение силы тяжести на ее поверхности (соответствующее этому расширению). К этим графикам не следует относиться строго, они в значительной мере условны и показаны нами лишь с целью «обозначить числом» акселерацию расширения планеты во времени. Вместе с тем, в рамках нашей концепции, эта самая «акселерация» должна быть непременно. И следует напомнить, что «изначально гидридная Земля» вполне способна обеспечить такие масштабы своего роста.

Рис. 1. Темпы расширения Земли во времени и характер изменения силы тяжести на ее поверхности.

Построенный график изменения силы тяжести позволяет определить глубину залегания изобары в 100 кбар в недрах планеты на различных этапах ее геологической истории (см. табл. 2). В соответствии с данными таблицы 5, под древними докембрийскими платформами объемы пиролита и гранатита в литосфере закономерно менялись из-за расширения планеты. Характер этих изменений представлен на рисунке № 2. В протерозое изобара в 100 кбар располагалась на глубине примерно 110 км: ниже этого уровня состав литосферной мантии, по всей видимости, был чисто гранатитовый (или шпинель-гранатитовый); тогда как выше, на меньших глубинах, содержание граната уменьшалось, и в минеральном составе постепенно начинала преобладать пироксен-оливиновая (пиролитовая) ассоциация.

Таблица 2. Глубина изобары «100 кбар» в мантии Земли *.

* При средней плотности мантии, равной 3,33 г/см³.

К концу нижнего протерозоя (~ 2 миллиарда лет назад) вся зона существовавшего тогда пиролита была превращена в рестит в связи с формированием сиалической коры. В дальнейшем, по мере расширения Земли и погружения «изобары-100» под слоем рестита стал нарастать новый слой пиролита, по причине распада гранатита*.

————————————————————————————————————

* Следует еще раз пояснить наше понимание терминов, которые используются в этом разделе. Прежде всего, «пиролит» и «грана-тит» — это по химическому составу один и тот же «гиполит», но в разном минералогическом представлении. Напомню: гиполит представляет собой первичную недифференцированную (на кору и мантию) литосферу, и его состав соответствует смеси гранита, базальта и ультрабазита (в пропорции 1:2:5). Состав рестита можно представить смесью из базальта и ультрабазита (в про -порции 0,5:5), состав континентальной коры принимается нами в виде смеси гранита и базальта (в пропорции 1:1,5).

————————————————————————————————————

Рис. 2. Характер эволюции литосферной мантии под древними платформами. Под слоем рестита происходило накопление толщи пиролита за счет распада гранатита в связи с расширением Земли.

В областях тектономагматической активности, где литосфера периодически промывалась глубинным флюидом, этот слой пиролита являлся тем резервуаром, из которого извлекались литофильные элементы, необходимые для формирования континентальной коры в пределах эвгеосинклинальных трогов, заложение которых происходило на коре океанического типа. Однако под древними платформами, которые длительное время пребывали в состоянии тектонического покоя, слой пиролита (пиролитового гиполита) не расходовался, а увеличивал свой объем, и в мезозое, 150 млн. лет назад, его мощность местами могла достигать 90 км (рис. 2, последняя колонка).

Исследователи неоднократно отмечали особую металлогеническую значимость зон тектономагматической активизации, проявленных в пределах древних геологических структур, которые до этого (до активизации) длительное время находились в состоянии тектонического покоя. В рамках наших построений, богатая рудная минерализация этих зон обусловлена мощным слоем пиролитового гиполита, накопившегося под древними платформами в связи с расширением планеты. Этим же объясняется резко выраженный щелочной характер магматизма зон активизации.

Итак, в свете наших построений масштабы литофильно-редкометального оруденения должны зависеть от длительности тектонического покоя, предшествовавшего тектономагматической активизации и рудогенезу. Другими словами, чем древнее рудовмещающая структура и чем моложе рудогенез, тем выше должна быть потенциальная рудоносность зоны тектономагматической активизации. Этим выводом можно руководствоваться при перспективной оценке структур на литофильно-редкометальное оруденение фанерозойского возраста. Однако при этом следует учитывать акселерацию расширения Земли во второй половине фанерозоя и соответствующую неравномерность прироста пиролита во времени (см. рис. 2). В этой связи потенциальная рудоносность должна в большей степени определяться временем тектономагматической активизации, т.е. аспект «чем моложе руда…» более существенен, чем время стабилизации рудовмещающего блока, с которого в его пределах установился режим тектонического покоя.

Во времени литофильно-редкометальная минерализация обладает отчетливо выраженным бимодальным характером распределения. Судя по запасам, можно наметить два основных этапа оруденения. Первый (ранний) проявился в протерозое, одновременно с формированием континентальной коры, на фоне мощнейших процессов гранитизации и калиевого метасоматизма. Второй (поздний) начался в верхнем палеозое и особенно интенсивно проявился в мезозое. Причину появления второго — позднего этапа мы только что обсудили. Она связана с появлением мощного слоя пиролита под структурами, пребывавшими длительное время в состоянии тектонического покоя. Но, по сути, эта же причина (появление мощного слоя пиролитового гиполита) обусловила первый (раннепротерозойский) этап литофильно-редкометального оруденения. Однако этот слой пиролита, мощностью в 110 км, образовался к концу архея не в результате распада гранатита, а в связи с формированием силикатной оболочки планеты по силицидам, и эту проблему мы уже обсуждали. И в нижнем протерозое этот слой пиролита превратился в кору и рестит (первая колонка на рис. 2).

Следует отметить, если Земля расширяется, и если этот процесс имеет акселерацию во времени, то в рамках предлагаемой концепции литофильно-редкометальное оруденение в истории планеты обязательно должно иметь бимодальный характер распределения. Конкретные цифры, принятые нами для иллюстрации этого явления (см. рис. 1 и табл. 2) могут уточняться, но суть явления (бимодальность) от этого не изменится.

Поздравляю, Вы наконец-то решили покинуть родительское гнездо и сняли однокомнатную квартиру и все, что вам осталось сделать, для того, чтобы стать независимым человеком, это заказать газель на сайте taxed.ru и перевезти все вещи в свою новую холостяцкую берлогу.

ОБРАЗОВАНИЕ КОНТИНЕНТАЛЬНОЙ КОРЫ

На протяжении многих лет группа исследователей методично собирала данные по содержанию калия и натрия по всем типам широко распространенных пород на всех континентах и по всему доступному интервалу геологического времени (Engel et al., 1974). Результаты этого кропотливого труда представлены на рис. 35, который, по сути дела, отражает динамику формирования континентальной коры во времени. Как мы видим, континентальная кора образовалась в нижнем протерозое, и в данной связи возникает два трудных вопроса (по сути, два парадокса). Первый связан с очевидным дефицитом калия в исходной мантии (согласно традиционной точке зрения). Вопрос второй: что удерживало калий и прочие литофильные элементы в мантии почти 2 миллиарда лет и почему они не вовлекались в корообразующие процессы вплоть до начала протерозоя? Обсудим причины появления этих парадоксов.

Рис. 35. Эволюция отношения K₂O/Na₂O в земной коре во времени: 1 — метаморфические и осадочные породы; 2 — изверженные породы.

Проблема дефицита калия

Проблема дефицита калия является следствием метеоритной модели Земли. В метеоритах мало калия, и если исходная мантия имела такой же состав, как и метеориты, то чтобы собрать калий, содержащийся в земной коре, необходимо было бы очистить от него мантию до глубины примерно в 1200 км. Однако на континентах имеют место мантийные интрузии и вулканиты с нормальным и даже высоким содержанием калия, внедрение которых происходило уже после формирования сиалической коры. Вместе с тем генерация этих интрузий заведомо происходила в верхней мантии, и в них часто отсутствуют признаки ассимиляции корового материала. В рамках традиционных представлений (ядро — железное, мантия — силикатная) накопилось много противоречий подобного рода. И чтобы понять, откуда они проистекают, давайте вернемся к исходным посылкам метеоритной модели Земли.

К концу XIX века ученое сообщество пришло к окончательному выводу, что камни, падающие с неба, являются планетарным веществом нашей Солнечной системы. Метеориты стали рассматривать как «строительный мусор», оставшийся после завершения грандиозного проекта формирования планет.

В начале ХХ века появилась наука сейсмология, и очень скоро сеть станций оказалась достаточной, чтобы обнаружить «сейсмическую тень» от ядра планеты. Таким образом, были подтверждены догадки математиков-механиков (основанные на определении момента инерции планеты) о существовании большого и плотного ядра в недрах Земли. На уровне знаний того времени ядро планеты, конечно же, могло быть только железным, поскольку железо — единственный тяжелый элемент, широко распространенный в природе. Более того, среди «строительного мусора» много железных метеоритов (как раз для ядра), а остальные силикатные (из них якобы и была составлена мантия). Среди силикатных метеоритов наибольшее распространение имеют хондриты, и поэтому в науках о Земле уже давно укрепилось понятие «хондритовой мантии».

В данной связи метеориты привлекли к себе особое внимание исследователей и были подвергнуты тщательному и всестороннему изучению. Вместе с тем и геологи за прошедшее столетие собрали громадный фактический материал и в настоящее время могут кое-что сказать о составе континентальной коры и подстилающей ее мантии.

Но если мантия планеты действительно изначально имела хондритовый состав, то из определенного объема хондритов мы легко должны были бы получить состав континентальной коры и состав обедненной мантии, т.е. мантийного рестита, который остается после того, как из хондритов были извлечены коровые элементы. На роль рестита можно определить породы типа дунит-гарцбургитов, которые хорошо изучены. Однако попытка свести баланс по этой схеме (хондриты = кора + мантийный рестит) обнаруживает в исходной (якобы) мантии дефицит одних элементов и явный избыток других. В таблице 3 эта ситуация отражена на малых и следовых элементах (калий для хондритов не является петрогенным элементом).

Таблица 3. Распределение элементов по группам при хондритовом составе мантии Земли.

Таким образом, калий попадает в большую группу дефицитных элементов, и если его все же можно набрать для континентальной коры, очистив преобладающий объем мантии, то хондритовые содержания некоторых других элементов (например, урана) оказываются недостаточными даже при полном их извлечении из всего объема планеты.

С другой стороны никак не меньшая проблема возникает в связи с избыточными элементами, которых в метеоритах в десятки, сотни и даже тысячи раз больше, чем в коре и подстилающей ее мантии. Сторонники изначально хондритовой мантии решают эту проблему допущением дифференциации, которая якобы обусловила захоронение этих элементов на недоступных для нас глуби -нах (в ядре Земли, например). В рамках традиционных представлений (ядро — железное) такое предположение может показаться оправданным для тяжелых сидерофильных элементов, таких как платина, палладий, осмий, иридий и др.

Однако среди избыточных есть легкий бериллий, у которого ярко выражены литофильные свойства. Его максимальные концентрации отмечаются в грейзенах, пегматитах, щелочных метасоматитах, которые, в свою очередь, проявляются только в блоках континентальной коры с хорошо развитым гранитным слоем. Не возможно предположить, что этот литофильный элемент в процессах дифференциации опускался вглубь планеты вместе с тяжелыми сидерофилами.

Кроме того, среди избыточных есть германий, который (в силу своей гомеофильности) относится к геохимическому классу рассеянных элементов. У этого элемента нет склонности концентрироваться в какой-либо петрогенетической формации. Так вот, в метеоритах его на порядок больше в сопоставлении с любой породой коры или мантии. Спрашивается: куда он подевался, если мантия изначально была хондритовая? *

———————————————————————————————————

* В мае 1975 года в Москве в Институте геохимии и аналитической химии прочитал лекцию А.Рингвуд, широко известный своими исследованиями по проблемам коры и мантии Земли. В своем сообщении этот очень авторитетный исследователь демонстрировал практически такую же таблицу с дефицитными и избыточными элементами. Однако он «постеснялся» показать в ней германий и бериллий среди избыточных элементов. Я же постеснялся спросить его о причине такой забывчивости, поскольку понимал, что вразумительного ответа (в рамках хондритовой мантии) не может быть в принципе.

———————————————————————————————————

Такой же гомеофильной, по сути дела, является ртуть, которой в метеоритах в 1000 раз больше в сопоставлении со всеми известными породами Земли. Если бы изначально мантия была хондритовой, то под слоем рестита (в основном оливинового) мы были бы вправе ожидать озера ртути с растворенным в ней золотом, которого в метеоритах в 100 раз больше.

Помните авантюрную эпопею инженера Петра Гарина, который с помощью гиперболоида пробился сквозь «оливиновый пояс» (мантийный рестит) к ртутным озерам с растворенным в них золотом. Интересно, кто подсказал эту дерзкую идею русскому писателю Алексею Толстому. Безусловно, это был человек, хорошо осведомленный в области геохимии, но он почему-то не рискнул опубликовать ее в научной печати. Может быть, сомневался в ее обоснованности, а возможно, его испугали вероятные последствия (мировая революция), так красочно представленные Толстым в его талантливом романе.

Рис. 35.1. Содержание элементов в поясе астероидов относительно их распространенности на Земле.

В свете наших построений выявленные группы элементов являются следствием различий в исходных составах Земли и метеоритного вещества (пояса астероидов). Эти различия были обусловлены магнитной сепарацией элементов по их потенциалам ионизации в процессе формирования протопланетного диска. Дорогой читатель, сравните таблицу 3 с рис. 35.1 и вам сразу станет понятным, почему метеориты не могут приниматься в качестве исходного вещества нашей планеты. Однако весь фактический материал по метеоритам не только не теряет своего значения, а, напротив, приобретает особую актуальность, поскольку его можно использовать для оценки исходного состава Земли, но с учетом магнитной сепарации элементов на протопланетной стадии.

Положение калия на общем тренде (см. рис. 35.1) позволяет утверждать, что его концентрация на Земле должна быть примерно на порядок выше, чем в метеоритах. Соответственно, при нашей оценке исходного (среднего) содержания калия на планете (К₂О = 0,6%) исчезает проблема дефицита этого элемента. Для образования коры мощностью 37,5 км, составленной из 1 части гранита и 1,5 частей базальта, зона рестита (с содержанием К₂О = 0,05%) в литосфере должна быть развита до глубины всего лишь 120 км. Согласно распространенности эклогитов и дунит-гарцбургитов в коллекциях глубинных нодулей из кимберлитовых трубок, состав рестита можно представить смесью из 0,5 части базальтов и 5 частей ультрабазитов. Отсюда следует, что состав первичной силикатно-окис-ной оболочки планеты (а равным образом и состав исходной неистощенной мантии) может быть задан смесью из 1 части гранита, 2 частей базальта и 5 частей ультрабазитов (дунит-гарцбургитов).

Для данного состава мы предлагаем использовать термин «гиполит» (в переводе с греческого — «глубинный камень»), который отражает глубинное положение этого недифференцированного субстрата под континентами в настоящее время (рис. 36). Кроме того, этот термин имеет отчетливую фонетическую импликацию со словом «гипотеза», что придает ему смысловой оттенок, соответствующий характеру наших рассуждений.

При расчете состава гиполита использованы кларки, по К.Турекьяну и К.Ведеполю, у которых ультрабазиты по главным компонентам близки к шпинелевым и пироповым перидотитам из кимберлитов. Кроме того, эти авторы выделили обогащенные кальцием граниты, весьма сходные по петрохимии со средним составом кристаллических пород сиаля (по Р.Дели). Результаты расчета обнаруживают большое сходство гиполита с верлитами (среднему, по Р.Дели), и, таким образом, его состав не является чем-то экзотическим.

Рис. 36. Характер распределения калия в литосфере, основанный на оценке содержания этого элемента в свете магнитной сепарации.

Результаты пересчета гипотетического мантийного субстрата на нормативный минеральный состав (по методу П.Ниггли) приведены в таблице 4. Они показывают, что в условиях малых давлений гиполит может быть плагиоклазовым вебстерит-лерцолитом, тогда как его глубинная фация должна соответствовать гранат-оливиновым пироксенитам.

Таблица 4. Нормативный минеральный состав гиполита.

Бороздите бескрайние просторы интернета в поисках ответа на свой вопрос: “как сделать куклу своими руками?”, тогда я настоятельно рекомендую Вам незамедлительно посетить сайт azzbuka.ru, где подробно описана методика по изготовлению куклы, которая станет идеальным подарком, как для взрослого человека, так и для ребенка.

Несколько лет назад со мной связался Дмитрий Селивановский — физик из славного города Нижнего Новгорода и поведал мне, что при облучении воды шумами в ней резко увеличивается концентрация перекиси водорода — Н₂О₂. Сие означает, что шумовая встряска (всего-то порядка 60 децибел в экспериментах) вызывает диссоциацию части молекул воды, водород быстро уходит (благодаря своей способности к диффузии), а кислород остается в воде, и какая-то его часть идет на образование перекиси водорода. Концентрация перекиси легко определяется, только измерять нужно быстро, поскольку это соединение нестойкое и быстро распадается с выделением того же кислорода. Мировой океан постоянно наполнен шумами от штормов, грозовых разрядов, сейсмичности планеты, и когда Селивановский с коллегами оценили возможный приток кислорода в атмосферу от этого явления, то оказалось, что он примерно в 100 раз эффективнее фотосинтеза.

Водород утекает в космическое пространство*, а кислород пополняет атмосферу и активизирует реакции окисления на поверхности планеты, вплоть до появления красноцветов. Причина периодичности этого явления, видимо, связана с циклическим характером водородной дегазации планеты, которая (помимо «водородной продувки») активизирует эндогенную активность планеты, и в том числе ее вулканическую деятельность, влияющую на климат Земли.

———————————————————————————————————

* У водорода имеется два стабильных изотопа: протий — ¹H (99,9844%) и дейтерий — ²D (0,0156%). Поскольку протий в два раза легче, то его диссипация в космическое пространство происходит в несколько раз быстрее. По этой причине гидросфера обогащена дейтерием на 75%с относительно глубинного флюида. Эта величина определяется по формуле: (К_океана/К_флюида -1) • 1000 = 75%, где R = ²D/ ¹H. Данный факт (обогащение гидросферы дейтерием) со всей очевидностью указывает на диссипацию водорода от Земли в космическое пространство.

———————————————————————————————————

Выше мы говорили про образование «шляп силикатного расплава» в верхних частях интерметаллических диапиров, нагнетаемых в осевые части океанических структур. Как вы помните, это происходит при контакте силицидов диапиров с водой гидросферы и со -провождается высвобождением водорода, изотопия которого должна соответствовать смеси глубинного водорода (присутствующего в диапирах) и водорода гидросферы, обогащенного дейтерием. Вместе с тем, по нашим представлениям, масса водорода, дегазированного за всю историю планеты, в сотни раз больше его суммарного количества в коре и гидросфере. В данной связи должны существовать струи чисто ювенильного водорода (идущего от ядра планеты и обедненного дейтерием), выносящие водород в атмосферу, из которой он утекает в космическое пространство. Масштабы этого явления должны быть грандиозными, однако следует помнить о его периодичности, прежде чем выказывать претензии в связи с тем, что оно якобы не наблюдается в настоящее время в должном объеме.

Кроме того, водород — это газ без вкуса, цвета и запаха, и поэтому его выходы трудно обнаружить. К тому же из-за своего малого веса он не задерживается на дневной поверхности, а очень быстро уходит в верхние слои атмосферы и далее, т.е. водород — это трудноуловимая субстанция. И тут еще срабатывает психологический фактор: мы не привыкли искать то, чего не может быть, по нашему разумению. В рамках традиционных представлений (ядро — железное, мантия — силикатная) глубинного водорода не должно быть. А если так, то кто будет искать эти водородные струи? Иногда помогал «его величество» случай. Как-то геологам удалось прибыть в эпицентр землетрясения (на Кавказе) сразу после сейсмического толчка, когда еще не осела пыль. У одного из них была бутылка с водой, он вытащил пробку, вылил воду, бутылка заполнилась пыльным воздухом, и ее закупорили. Анализ показал, что содержимое этой бутылки отличается от обычного воздуха аномально большим содержанием водорода.

Впрочем, неуловимости водорода, похоже, приходит конец. Сейчас появились компактные приборы для определения концентрации водорода в атмосфере: загоняете щуп в землю, прокачиваете почвенный воздух в анализатор прибора, и через несколько минут считываете готовый результат. Я не видел публикаций по результатам использования данного прибора. Но весьма показательно, как изменилось отношение к моей концепции у специалистов, которые тестировали этот прибор на природных объектах, от нейтрального или негативного до явно заинтересованного и позитивного. Видимо, они намерили что-то очень интересное и очень неожиданное (в смысле — «неожидаемое») для традиционной точки зрения.

Вместе с тем бывали случаи, когда водород сам себя обнаруживал, и весьма эффектно. В конце 50-х годов XX века в Якутии бурили кимберлитовую трубку «Удачная». С глубины 375 метров ударил фонтан газа, и это оказался водород с небольшой примесью метана. Буровики не были готовы к такому повороту событий, фонтан вспыхнул, и буровая сгорела полностью. Факел горел две недели, затем его потушили взрывом и скважину затампонировали. Судя по пламени, за сутки водорода извергалось не менее 50 тысяч кубометров (более 600 литров в секунду), и за все время горения дебит оставался неизменным. Поразительно, но этот факт никак не обсуждался в научной литературе, а так и остался невостребованным в производственном отчете. В этом же отчете отмечалось, что при проходке шурфов водород часто выходил из трещин «со свистом и плевался щебенкой». Интересно бы знать, сколько подобных невостребованных фактов имеется в производственных отчетах по другим регионам, особенно на площадях альпийского орогенеза и на сопредельных территориях.

Дорогие геологи, коллеги, настало время вытащить все эти факты на свет божий. Нам необходимо знать планетарные масштабы этого явления, чтобы определить, в какой фазе цикла дегазации (и тектоно-магматической активности) находится наша планета на современном этапе своего развития. От этого зависит полнота нашего понимания ее сегодняшней геодинамики, характера сейсмичности и вулканизма, возможных вариаций климата, магнитного поля и др. И все это, как вы понимаете, жизненно важно. Мы ведь знаем, что в прошлом биосфера неоднократно попадала в глобальные катастрофы, и далеко не все эти события можно связать с падениями астероидов, что-то происходило и в связи с внутриземными процессами.

Однако мы отвлеклись и давно пора вернуться к теме изложения. Итак, в рамках нашей модели объем гидросферы на Земле регламентируется не количеством водорода, а той долей кислорода, которая остается после окисления петрогенных элементов при формировании (точнее, при доращивании) литосферы. Несколько ниже, в этом же разделе, мы вернемся к данной проблеме, поскольку нам следует объяснить, каким образом акселерация расширения планеты одновременно обусловила резкое увеличение объема гидросферы, т.е. объяснить, почему гидросфера именно с конца палеозоя и в мезокайнозое стала прибывать в объеме и океанические структуры, в процессе своего заложения, разрастания и углубления, оказались заполненными водой.

Сокращение экзотермических реакций окисления к концу архея обусловило падение температуры в пределах силикатно-окисной оболочки и консолидацию литосферы. В результате в ней стали появляться поля направленных деформаций и создались условия для заложения линейноориентированных структур — нижнепротерозойских зеленокаменных поясов. Начавшийся в нижнем протерозое процесс расширения планеты определил всю дальнейшую эволюцию ее геодинамического режима. Помните, где-то выше мы обсуждали опыты на «клизматроне», показавшие, что с расширением планеты (и увеличением мощности металлосферы) количество структур растяжения на ее поверхности должно уменьшаться, а их протяженность должна увеличиваться. Вместе с этим параллельно во времени, происходила дифференциация потока водорода от повсеместного в архее до разделенного, в последующие эпохи на отдельные струи, которые к концу палеозоя стали собираться в крупные «реки». В данной связи становятся понятными: повсеместность тектономагматической активности в архее, стягивание ее во множественные зеленокаменные пояса нижнего протерозоя, а также трансформация последних в верхнем протерозое и фанерозое во все более протяженные складчатые пояса и закономерное сокращение их количества в каждом последующем цикле.

Сбор водорода в крупные изолированные струи и, наконец, в «реки» обусловливает все большую степень насыщения тектоно-генов водородом и, следовательно, все большую глубину зоны заглатывания. Соответственно, должны возрастать и масштабы последующего разуплотнения, определяющего рельеф орогенов. Это является причиной увеличения контрастности тектонических движений во времени, которое проявляется в возрастании интенсивности тектонического скучивания и горообразования от ранних геотектонических циклов к поздним. Как вы помните, моласса появляется в результате эрозии рельефа и отложения обломочного материала в краевых прогибах, межгорных впадинах и прочих депрессиях складчатых поясов. И поскольку тектоническое скучивание и орогенез сопровождаются возведением рельефа, то об интенсивности этих процессов можно судить по относительной распространенности молассы среди других осадочных формаций тектонического цикла. В данной связи можно отметить, что моласса начинает фиксироваться в разрезах складчатых поясов с рубежа примерно 1,65 миллиарда лет назад (т.е. с конца среднего протерозоя), и с каждым новым тектоническим циклом ее относительная распространенность закономерно возрастала.

Вернемся к проблеме резкого увеличения объема гидросферы в течение мезокайнозоя, синхронного с акселерацией расширения планеты. Многим это представляется либо весьма загадочным, либо нереальным, не правда ли? Однако ничего нереального здесь нет, поскольку, в рамках нашей концепции, именно акселерация расширения планеты обусловила прирост гидросферы. Для пояснения этого тезиса мы предлагаем проследить за целой цепью взаимообусловленных явлений. Прежде всего, вспомним, что кислород из внутренних сфер планеты выносится водородными струями. В результате над тектоногенами интерметаллические силициды превращаются в силикаты, т.е. на подошве литосферы формируются выступы из вновь образованных силикатов. Расширение планеты сопровождалось увеличением мощности металлосферы. С увеличением мощности металлосферы число тектоногенов сокращалось, и они становились гораздо более узкими в поперечном сечении. Отсюда следует, что объемы, в которых происходило окисление петрогенных элементов, со временем также сокращались. И по всей вероятности, резкий скачок в этом сокращении произошел в мезокайнозое, когда мощность металлосферы приросла настолько, что водородный поток стал собираться в обособленные «водородные реки» с узкой устьевой зоной. Резкое сокращение объемов, в которых только и могло происходить образование силикатов (в связи с тектоногенами), приводило к тому, что кислород начинал поступать в эти объемы в избытке, т.е. сверх того количества, которое требовалось для полного окисления петрогенных элементов. Из этого избытка кислорода производилась вода, благо, что водорода в данной зоне (в устье «водородной реки») более чем достаточно.

Резкое увеличение объема гидросферы в мезокайнозое находит подтверждение по данным изотопии кислорода. Многочисленными исследованиями установлено, что отношение ¹⁸O/¹⁶O в воде мирового океана сохранялось постоянным на протяжении всего мезозоя и кайнозоя. Величине δ¹⁸O в современной морской воде приписывается нулевое значение, т.е. она используется в качестве стандарта. При образовании осадков в морской воде карбонаты, глины и кремни обогащаются тяжелым изотопом кислорода с величиной δ ¹⁸O = +30‰ (в среднем). За мезокайнозой в океанах на -копилось примерно 200 метров осадков. В молодых складчатых поясах накопились километры морских отложений и сотни метров на платформах. И все эти осадки также обогащены тяжелым изотопом кислорода. Но если при этом отношение ¹⁸O/¹⁶O в воде мирового океана сохранялось постоянным, то спрашивается, ка -ким образом восполнялась потеря ¹⁸O. Ответ может быть только один — в мезокайнозое был приток ювенильной воды с повышенным содержанием ¹⁸O. Глубинные ювенильные воды (их еще называют магматическими) имеют усредненное значение δ ¹⁸O= +6‰. Расчеты показывают: для удержания изотопии океана в мезокайнозое на нулевом уровне, его объем должен был удвоиться за счет притока ювенильной воды из недр планеты.

Дорогой читатель, я чувствую, что вам это кажется, мягко говоря, фантастическим. Мне также трудно было смириться с таким выводом. Трудно было представить, что такая огромная субстанция, как океан, может легко менять свои параметры. Но потом я попытался осознать масштабы мирового океана в соответствии с размерами планеты, и мое неверие тут же исчезло. Если представить Землю в виде шара-глобуса диаметром в 2,5 метра (в квартире это будет под потолок), то 5-километровая глубина океана на этом глобусе сократится до одного миллиметра. По сути, океан в масштабах планеты — это тонкая пленка.

Теперь пару слов относительно того, есть ли достаточно эффективные процессы вывода ювенильной воды на поверхность планеты в необходимых количествах. Разумеется, есть, и прежде всего это магматизм, вулканизм и сопутствующие им постмагматические и поствулканические явления. Много лет назад, мои друзья геологи-вулканологи пригласили меня на Камчатку и поселили одного в прекрасном доме на склоне знаменитого вулкана «Мутновский». И надо было такому случиться, что расположенный рядом вулкан «Горелый», как по заказу, стал проявлять свою вулканическую активность. «Горелый» — это небольшой щитовой вулкан, и поэтому не было никаких проблем с восхождением на его вершину. Первые три недели его активность выражалась в газовой продувке, и я постарался ничего не пропустить из того, что происходило. А происходило следующее. На вершине (в верхней части щитового свода) была воронка диаметром в 400 метров и глубиной около 120 метров, с плоским дном и почти вертикальными стенками. Она образовалась во время предыдущих лавовых извержений. Небольшая периферическая камера опорожнилась от магмы через боковой отвод, в образовавшуюся пустоту произошло обрушение кровли, и на поверхности появилась эта самая воронка. Ко времени моего прибытия на ее дне открылась дырка диаметром в 50 метров, имеющая на выходе небольшой раструб до 70 метров. Из этой дырки вырывалась струя раскаленных газов. Совершенно отчетливо было видно, что струя при попадании в раструб не заполняла его, а отрывалась от стенок и сохраняла свой диаметр в 50 метров. Такое происходит с газовыми струями только на сверхзвуковых скоростях (более 330 м/сек). Разумеется, все это сопровождалось весьма впечатляющими звуковыми эффектами. При выходе наружу струя превращалась в столб белого пара, который поднимался на высоту нескольких километров. Струя в основном состояла из водяного газа, и подсчеты показали, что в одну секунду из этой дырки в атмосферу выбрасывалось почти 100 тонн воды. Так вот, всего пять дырок такого типа за 50 миллионов лет способны доставить на поверхность планеты половину объема современной гидросферы. Но ведь это только небольшая дырка диаметром около 50 метров, тогда как вулканические кратеры измеряются сотнями метров и даже километрами. Существует ареальный тип извержений с множественными эксплозивными центрами и т.д. и т.п. Короче говоря, не может быть никаких проблем с доставкой воды на поверхность планеты в необходимых (в рамках нашей модели) количествах.

В свете сказанного выше можно утверждать, что объем гидросферы на Земле будет прирастать и в будущем до тех пор, пока существует водородсодержащее ядро планеты. Причины этого были уже названы. И если, дорогой читатель, перечисленное выше не выстраивается у вас в логическую цепь, приводящую к выводу о неизбежности грандиозных трансгрессий в будущем в связи с поднятием уровня океана, то подождите сразу возводить хулу на автора, может быть, стоит еще раз пробежать глазами по некоторым уже прочитанным местам. Мне кажется, сказанного выше достаточно, чтобы модель «ожила», заработала и показала неизбежность именно такого ближайшего геологического будущего.

30 января 2012 года жители и гости города Нью-Йорк были шокированы, когда увидели трех парящих над Гудзоном людей. Читать дальше>>

Вы считаете себя деловым человеком и пристально следите за состоянием мировой экономики, подчерпывая информацию со станиц сайтов, любезно предоставленных Вам Яндексом по запросу “бизнес онлайн деловые новости”.
Однако даже это не помогает Вам находиться в курсе самых последних новостей, т.к. все ваши источники предоставляют в большинстве случаев либо неактуальную, либо просто недостоверную информацию. Чтобы исправить эту прискорбную ситуацию, я советую внести Вам в закладки вашего браузера сайт www.kurs.ru.

«Спрединг» против «Тектоники плит»

Дорогой читатель, надеюсь, вы уже поняли, что моя концепция является полной альтернативой бытующим ныне геолого-тектоническим представлениям, основанным на «Тектонике плит». Исходной посылкой для этих представлений явились полосовые магнитные аномалии, выявление которых в срединных частях океанов породило идею спрединга*.

———————————————————————————————————-

* Как только выяснились масштабы спрединга в осевых частях океанов, то первое, что приходило в голову, это расширение Зем-ли. Но поскольку планета с железным ядром и силикатной мантией этого не допускает, стали думать, как все это может быть при постоянном объеме планеты, и придумали «Тектонику плит» с ее субдукцией. Нет, чтобы задаться вопросом: а чем доказано, что ядро нашей планеты железное, а все остальное — силикаты?

———————————————————————————————————-

Таким образом, спрединг считается «краеугольным камнем» «Тектоники плит». Вместе с тем тот же самый спрединг должен быть при наших масштабах расширения Земли. Однако у нашего спрединга, если он от расширения планеты, должны быть свои специфические черты, которых не должно быть в рамках «Тектоники плит». Обсудим этот вопрос.

Если правомерна «Тектоника плит», то трансформные разломы должны быть чистыми сдвигами с плотно притертой плоскостью смещения, и такая притертость должна усугубляться по мере удаления от оси хребта, поскольку протяженность зоны генерации новой коры (осевые части срединных хребтов и зоны рифтогенеза) намного превышает суммарную длину зон Беньофа.

В случае увеличения объема Земли, наряду с расширением хребта в обе стороны от его рифтовой долины (поперечная составляющая), хребет должен одновременно вытягиваться вдоль своей протяженности, т.е. должна быть и продольная составляющая, равная поперечной. В противном случае при увеличении объема планеты срединные хребты океанов не могли бы сохранять свою непрерывность.

Продольное хребту расширение лож океанов осуществляется по множеству трансформных разломов, число которых, например, в Атлантическом океане исчисляется многими десятками. Соответственно раздвиговая составляющая должна быть в десятки раз меньше сдвиговой (на трансформном участке), поэтому она не выявляется при исследованиях сейсмических очагов. Однако за пределами трансформного участка, там, где сдвиговая компонента отсутствует, разлом должен быть чистым раздвигом. При этом чем дальше тот или иной участок отстоит от оси хребта, тем больше в нем должно быть накоплено «зияния». Поясним эту ситуацию простым расчетом. Примем среднюю скорость спрединга для Атлантики равной 2 см/год, а число трансформных разломов равным 100. Отсюда скорость продольной раздвиговой составляющей каждого разлома будет равна 0,02 см/год. При такой скорости раздвига за 10 млн. лет зияние составит 2 км, а за 50 млн. лет — 10 км. Участок разлома с возрастом в 10 млн. лет отъедет от оси хребта на 100 км, а за 50 млн. лет — на 500 км. Таким образом, при расширении Земли поперечные разломы за пределами трансформного участка должны быть раздвигами, и «зияние» в них должно постепенно увеличиваться с удалением от осевой зоны спрединга. Морфологическим выражением раздвига на поверхности всегда является грабен, и, следовательно, трансформные разломы на расширяющейся Земле должны быть впадинами, ширина которых постепенно увеличивается по мере удаления от оси хребта (рис. 19а).

Более того, по этим поперечным разломам, если их причина — расширение Земли, совсем не обязательно должна смещаться ось хребта (рис. 19б). И наконец, поперечный разлом (если это раздвиг и его причина — продольное расширение хребта) может быть односторонним, т.е. у него может отсутствовать продолжение с другой стороны рифтовой долины (рис. 19в). В рамках тектоники плит всего этого (рис. 19а, б, в) быть не должно. Итак, специфические черты поперечных разломов срединных хребтов океанов по «Тектонике плит» и с позиций расширяющейся Земли должны быть диаметрально противоположными, что может служить критерием истинности при решении альтернативы: или расширение планеты, или «Тектоника плит».

В начале 90-х годов ХХ века я докладывал некоторые свои идеи, и этот аспект в их числе, на заседании ученых мужей в одном академическом институте, в котором я тогда работал и который являлся головным по проблемам геологии и тектоники. Среди слушателей присутствовал весьма авторитетный исследователь геоморфологии океанов со своими сотрудниками. У них мой доклад вызвал неподдельный интерес. Через несколько дней этот неутомимый исследователь и его группа отправились в очередной рейс в Атлантику, и уже через три месяца в том же конференц-зале и при той же аудитории они показывали прекрасные карты различных участков срединно-океанического хребта, на которых было все то, что я предсказал (рис. 19а, б, в). Аудиторию особенно заинтересовали односторонние разломы (рис. 19в). Она потребовала объяснить как такое вообще может быть, и если это действительно существует в природе, то в чем причина столь необычного явления. Докладчик с некоторым недоумением оглядел аудиторию, затем указал на меня и ответил, что, мол, нужно спрашивать у того, кто все это предсказал три месяца назад на этом самом месте и уже объяснил, почему такое должно быть. Повисла гнетущая недоброжелательная тишина. Один маститый академик, считавший себя ответственным за тектонику океанов, покраснел от негодования, встал и демонстративно вышел, одарив меня отнюдь не ласковым взглядом, и потом в течение полугода старательно делал вид, что меня не существует на свете. Поразительно, но никто тогда не поздравил меня со столь явным успехом.

Рис. 19. Возможные типы поперечных разломов на срединных хребтах при их образовании за счет расширения Земли.

Я не следил за литературой и не знаю, нашли или нет объяснение этому сторонники «Тектоники плит», наверное, нашли, если только не проигнорировали сам факт. Но одно дело — правильно предсказать неизвестное ранее явление, это значит, что теория работает. И совсем другое — объяснять задним числом факты, обнаруженные вопреки твоей теории, внося при этом некоторые усложнения в свои теоретические представления, это означает, что теория не работает.

Скорее всего Вы не в курсе, что первым самолетом-невидимкой был снятый к настоящему времени с производства F-117, больше известный как ночной ястреб. Посетив блог про военную технику, Вы узнаете, почему, невзирая на присутствующую букву F в его названии, он не является вооруженным истребителем.

Модель образования океанов

Модель образования океанов можно строить только после того, как мы обсудим состояние металлосферы. В нашем понимании, развитие Земли выражается в уменьшении массы ядра и увеличении объема металлосферы в связи с дегазацией водорода. При этом водород должен проходить через всю толщу металлосферы, что отнюдь не является проблемой. Атом водорода (в виде протона) проходит от ядра до литосферы менее чем за 1000 лет. Проблема в том, что металлосфера, с растворенным в ней водородом, обязана быть столь пластичной, что ни о какой генерализации структур растяжения в единую общепланетную систему рифтогенных зон не может быть и речи. Однако не будем торопиться с выводами, давайте сначала рассмотрим эволюцию характера дегазации водорода во времени.

Мы уже знаем про высокую теплоемкость протонированного водорода и знаем о феноменально высоких скоростях его диффузии сквозь металлы. Добавим к перечисленному экспоненциальную зависимость скорости диффузии водорода в металлах от температуры (рис. 14). Все это приводит к тому, что водород, отделяющийся от ядра в виде достаточно равномерного (и разреженного) облака, быстро разбивается на отдельные струи, которые на выходе собираются в более крупные русла (рис. 15в). Это слияние обусловлено перехватом слабых струй более мощными, так как последние должны быть более прогретыми и, следовательно, в них выше скорость диффузии (водород как теплоноситель прогревает зону своей инфильтрации). Данное явление можно сравнить с притяжением и перехватом мелких рек крупными, поскольку последние имеют больший врез долин. Кроме того, возможно магнитное стягивание струй протонного газа, подобно проводникам электричества с однонаправленными токами.

Рис. 14. Экспоненциальная зависимость скорости диффузии водорода в металлах от температуры: а — в никеле (при Р=1 атм.), б — в платине (Р=0,1 атм.).

Таким образом, металлосфера планеты, по мере увеличения своей мощности, одновременно очищается от водорода, теряет пластичность и начинает реагировать на расширение как «относительно хрупкая среда». Взятое в кавычки означает, что в металлосфере не могут образовываться разрывы сплошности с зиянием, как в наших «экспериментах на клизматроне». В моем понимании, «относительная хрупкость» лишь обеспечивает концентрацию растягивающих напряжений в узких зонах. В лексиконе геологов есть выражение «тектонически ослабленная зона», вероятно, здесь можно использовать это расплывчатое понятие.

На рисунках 15а, б, в изображена принципиальная схема постепенной канализации потока водорода сквозь металлосферу в процессе развития планеты. И эта схема также говорит о невозможности существования в прошлом океанов, подобных современным, но уже по причине пластичности металлосферы, насыщенной водородом. В прошлом (нижний палеозой и глубже) из-за этой пластичности расширение не могло проявиться в виде единой планетарной системы рифтогенных зон.

Выше было обещано объяснить природу слоя D», который располагается непосредственно над границей с внешним ядром, имеет мощность порядка 200—300 км и в котором заметно уменьшаются скорости прохождения сейсмических волн. В нашем понимании, этот слой обусловлен облаком водорода, обволакивающим ядро планеты (см. рис. 15в). Здесь водорода недостаточно, чтобы обусловить существенное уплотнение, но его хватает для проявления эффекта пластичности.

С каждым циклом расширения планеты тектонически ослабленные зоны появлялись в низах металлосферы. Отсюда они распространялись вверх с одновременным заполнением пластичным веществом из слоя «D»». Таким образом, по тектонически ослабленным зонам (зонам растяжения) происходило нагнетание протрузивных клиньев. Когда эти протрузии доходили до литосферы, в коре начинали формироваться зоны рифтогенеза (эмбриональная стадия, рис. 16а).

При дальнейшем расширении планеты и увеличении объема протрузивных клиньев литосфера постепенно утонялась, континентальная кора раздвигалась, и закладывались протяженные моря типа Красного моря (с корой океанического типа), которые с поверхности трассировали глубинные зоны растяжения. Это «детская стадия» (рис. 16б) в развитии океанов.

Рис. 15. Эволюция характера дегазации водорода от ядра во времени. 1 — литосфера, 2 — металлосфера и потоки водорода в ней, 3 — внешнее ядро, 4 — внутреннее ядро (гидриды). Этапы: поздний протерозой (а), палеозой(б), мезозой и кайнозой (в).

Рис. 16. Модель образования океана. 1 — Новейший диапир интерметаллических силицидов, точечный крап отражает присутствие водорода; 2 — молодой «силикатный матрас», образованный при силикатизации силицидов и покрытый сверху молодыми базальтами; 3- астеносфера, обусловленная скоплением водорода; 4- древняя литосфера; 5 — древняя металлосфера.

Следующая стадия знаменуется появлением срединного поднятия. На этой «юной стадии» (рис. 16в) срединные поднятия обусловлены выдавливанием блоков древней литосферы, которые как бы «выштамповывались» глубинными диапирами из перекрывающей их силикатной оболочки. Это результат формирования все ближе и ближе к поверхности планеты «частокола» сверхглубинных диапиров.

Наконец, наступает момент, когда глубинные диапиры выходят на поверхность океанического дна и начинают формировать срединно-океанический хребет. Это «зрелая стадия» в развитии океанов (рис. 16г).

Вещество интерметаллических диапиров берется из слоя D», непосредственно прилегающего к ядру и, следовательно, совсем недавно находилось в ядре планеты. По этой причине оно не могло потерять изначального содержания кислорода, поскольку не подвергалось длительной водородной продувке, как более древние объемы металлосферы. Вместе с тем оно должно содержать какую-то концентрацию водорода (он всегда есть в слое D»), истечение которого непременно вызывало перераспределение кисло -рода. В результате в головной части диапира интерметаллические силициды постепенно трансформировались в силикаты из-за «водородной продувки» и выноса кислорода из более глубинных зон. Следовательно, раскрытие океана, по нашей модели, сопровождается как растяжением и утонением древней литосферы, так и некоторым наращиванием ее мощности в связи с трансформацией силицидов в силикаты в головных частях диапиров. Последний процесс представляется весьма масштабным, и, кроме того, он идет не только в рифтовой долине, но и далеко за ее пределами, на разных глубинах, в соответствии с положением головных частей интерметаллических диапиров (см.рис. 16а, б, в, г).

Данные по геохимии (глава 13) заставляют нас считать, что диапиры силицидов еще в процессе внедрения (на подходе к поверхности) уже приобретали «оторочку» из силикатов в своей головной части.

Выше было показано, что поток водорода, изначально равномерный по плотности, обязательно должен был обрести «струйный» характер. В соответствии с этим происходил и вынос кислорода. Поэтому сначала мощность литосферы под океанами наращивалась более или менее равномерно, но затем (по мере «старения» диапира) она начинала прирастать по отдельным зонам в зависимости от формы водородных струй.

Плотность силицидов примерно 3 г/см³. Плотность образующихся по ним силикатов того же порядка, но силикаты содержат до 45% (вес.) кислорода, поэтому почти в два раза должен увеличиваться объем вещества в процессе силикатизации силицидов. Это проявляется в особенностях рельефа дна океанов, который осложняется положительными формами (горстами), преимущественно в виде изолированных хребтов небольшой протяженности. Изолированность хребтов обязательна, поскольку водородные струи не могут идти рядом, они непременно сольются.

Уникальным и единственным примером рельефа этого типа на континенте является провинция Хребтов и Бассейнов, которая практически полностью сосредоточена в штате Невада США и частично заходит в западные части штатов Аризона и Юта.

Уникальность этой провинции обусловлена тем, что на планете это единственное место, где океанический хребет (зрелого океана), с его спредингом в осевой части, «ныряет» под континент, вызывая рифтогенное раздробление на обширной территории со всеми явлениями, сопутствующими этому процессу. И это место — запад Соединенных Штатов Америки.

На зрелой стадии в осевых частях океанов глубинные диапиры начинали подходить совсем близко к поверхности планеты. Здесь они вступали в контакт с гидросферой, что сопровождалось бурным химическим взаимодействием с кислородом воды. В результате на головах диапиров появлялись «шляпы» силикатного расплава, который, однако, быстро остывал и превращался в силикатную «корку». (Наша металлосфера представлена интерметаллическими соединениями и сплавами на основе кремния, магния и железа с добавками Ca, Al, Na и других металлов; и почти все они активно окисляются при контакте с водой с выделением большого количества тепла). С момента вступления океанов в «стадию зрелости» изменений в их структуре больше не предполагается, однако возможно дальнейшее увеличение размеров. На рисунке 17 показана глубинная структура зрелого океана в разрезе Земли.

Здесь мы вынуждены немного отклониться от темы, чтобы обсудить одно весьма необычное (можно сказать, парадоксальное) явление, которое должно быть в предложенном механизме. Сверхглубинные диапиры, нагнетаемые в осевые зоны океанов, должны быть холодными. Дело в том, что в процессе подъема они разуплотняются примерно в 1,7 раза. Разумеется, диапиры нагнетаются по тектонически ослабленным зонам, по которым растягивающие усилия снимают часть нагрузки от давления вьшележащих толщ. Но какова эта часть? Определить ее не представляется возможным, и отсюда большая неопределенность в оценках. Кроме того, нужно учитывать противоположный фактор — выделение тепла за счет внутреннего трения при вязко-пластичном течении протрузий, что усугубляет неопределенность оценки.

Рис. 17. Глубинная структура зрелого океана: 1 — литосфера, 2 — древняя металлосфера, 3 — молодая металлосфера, покрытая сверху молодым «силикатным матрасом», образовавшимся при окислении силицидов в головных частях диапиров, 4 — обогащенный водородом слой D», новейшая зона разуплотнения, из которой питаются (нагнетаются) диапиры.

Тем не менее разуплотнение «против давления» — процесс весьма энергоемкий. Расчеты показывают, что даже если растягивающие усилия в тектонически ослабленных зонах снимают 2/3 нагрузки от давления вышележащих сфер, то все равно разуплотнение способно «скушать» весь запас тепла при стартовой температуре порядка 2500 ^оС. Признаюсь, меня это сильно интриговало, поскольку я не видел возможности примирить холодные диапиры с высокими тепловыми потоками в рифтогенных зонах. Само собой, я мог связать высокие тепловые потоки с выделением большого количества тепла при контакте интерметаллических диапиров с водой гидросферы. Реакции окисления кремния, магния, алюминия, кальция весьма экзотермичны. Но как разглядеть за этим близповерхностным явлением температуру сверхглубинных диапиров, действительно ли они холодные? Или я что-то сильно напутал с этим прогнозом?

Если высокий уровень экономического развития государства является для Вас важнейшим фактором при выборе будущего места жительства, тогда я не сомневаюсь в том, что эмиграция в Германию является для Вас насущным вопросом.

Узнать обо всех плюсах и минусах, которые Вам принесет германское гражданство, а так же о подводных камнях, с которыми может столкнуться русский человек, решивший переехать на постоянное место жительства в ФРГ, Вы узнаете на сайте www.e-migration.ru.

Идея расширяющейся Земли

Идея расширяющейся Земли в геологии имеет давнюю историю. На этой основе можно было бы решить спор фиксистов и мобилистов, который с переменным успехом длится многие десятилетия. Трудно спорить с фиксистами, когда они указывают, как раз за разом на протяжении геологического времени в одни и те же локальные зоны происходят инъекции одних и тех же интрузивных серий, часто весьма специфического состава и явно мантийного генезиса. Очевидно, это свидетельствует о том, что земная кора стоит на месте относительно зон магмагенерации в мантии. Но с другой стороны, как отрицать то, что Атлантический океан образовался в результате гигантского раздвига. Ведь если его убрать, то континенты (по границе материкового склона) сложатся без зазоров и геологические структуры составят единый, легко читаемый рисунок. Кто-то образно заметил, что точно также становится понятным смысл написанного при правильном расположении разорванных частей текста. На расширяющейся Земле континенты продолжают стоять на месте относительно своих глубинных корней (это кредо фиксистов), но по мере расширения планеты они расходятся, и между ними появляются и растут океанические впадины (это кредо мобилистов).

Однако гипотеза расширяющейся Земли не пользуется широкой поддержкой среди геологов, поскольку не было реального механизма этого расширения. Господствующая догма в науках о Земле («ядро — железное, мантия — силикатная») позволяет планете изменять свой объем лишь в пределах долей одного процента. В рамках наших построений планета обязана испытывать существенное расширение, и поэтому рассмотрим те возражения, которые высказывались в адрес расширяющейся Земли как геологической концепции.

— Некоторые исследователи полагают, что расширение Земли должно было бы обусловить образование архипелагов мелких островов на месте современных континентов в связи с растаскиванием последних в процессе «разбухания».

— Если океаны считать структурами растяжения, то почему расширение Земли приобрело особенно бурные темпы с конца палеозоя и в мезозое, когда были заложены Атлантический, Индийский и Северный Ледовитый океаны и резко увеличилась площадь Тихого?

— Существует также мнение, что расширение Земли не согласуется с интенсивным горизонтальным сжатием коры, которое установлено в массивах кристаллических пород, и оно свидетельствует скорее о режиме контракции планеты на современном этапе.

— Весьма распространено мнение, что на фоне расширения Земли нельзя объяснить складчатость, требующую горизонтальных сжимающих напряжений.

Обсудим сначала первых три возражения, проблема складчатости будет рассмотрена ниже в соответствующем разделе.

Образование архипелагов мелких островов можно было бы ожидать, если бы разбухание было непосредственно под корой или под литосферой. Однако в нашем случае фронт разуплотнения находится в ядре и постепенно перемещается вглубь планеты в связи с увеличением мощности металлосферы. Чтобы понять, каков будет при этом характер изменения структур растяжения, был поставлен простейший эксперимент: небольшой резиновый мячик покрывали парафиновой оболочкой и затем надували при помощи насоса. Тонкая парафиновая оболочка реагировала на расширение мячика («ядра») образованием густой сетки мелких трещин, достаточно равномерно распределенных по поверхности модели (глобуса). Но с увеличением мощности парафинового слоя (мантии) возникала все более грубая трещиноватость. Наконец, когда толщина оболочки достигала 1/6—1/5 радиуса модели, расширение вызывало образование единой системы трещин, раскалывающих парафиновый слой на несколько (шесть — восемь) крупных плиток, которые по конфигурации в ряде случаев оказывались удивительно схожими с очертаниями континентов.

Разумеется, к этим экспериментам нельзя относиться серьезно. Их нельзя подвести под требования теории подобия. Мой сосед, талантливый математик, принимавший живейшее участие в этих «кухонных опытах», «уважительно» называл их «экспериментами на клизматроне» (поначалу мы использовали детскую клизму). Вместе с тем совершенно очевидно, что с увеличением мощности металлосферы расширение земного шара также должно выражаться в постепенном укрупнении структур растяжения при одновременном уменьшении их числа, пока, наконец, все это не предстанет в виде единой системы рифтогенных зон растяжения, положившей начало современным океанам. Отсюда однозначный вывод: в прошлом, в палеозое и далее вглубь веков, океанов, подобных современным, не было и быть не могло. Этот вывод наверняка «поставит на дыбы» многих тектонистов, но в данном вопросе, по-моему, следует больше слушать литологов, которые относятся весьма скептически к существованию в прошлом океанов, аналогичных нынешним. И дело даже не в том, что в осадках «палеоокеанов» отсутствуют красные глины, обогащенные железом и марганцем, а в уникальной фациальной выдержанности осадков современных океанов на расстояниях в тысячи километров. Тогда как в «палеоокеанах» протяженность слоев однотипных (фациальновыдержанных) осадков ограничивается первыми десятками километров. Совершенно очевидно, что палеогеография бассейнов осадконакопления в прошлые эпохи была совершенно иной, соответственно, иной была и тектоника.

Таким образом, наши «эксперименты на клизматроне» позволяют понять, почему океанообразование тяготеет к поздним этапам развития планеты. Дорогой читатель, если вас шокирует оскорбительно-примитивный уровень решения (с помощью «клизматрона») столь важных проблем, то давайте будем считать это моей неуместной шуткой, отражающей мой эстетический и интеллектуальный уровень. В конце концов, все это можно представить более благопристойно, в виде мысленного эксперимента со сферой, моделирующей расширение, и относительно жесткой оболочкой на ней, способной реагировать на это расширение проявлением систем разрывных нарушений.

На темпы расширения должна также влиять различная степень уплотнения гидридов по радиусу планеты. Совершенно очевидно, что по мере роста давлений, т.е. при движении вглубь изначально гидридной Земли, уплотнение гидридов нарастало. Из этого автоматически следует, что по мере передвижения фронта разложения гидридов вглубь планеты масштабы разуплотнения должны были увеличиваться. С этим можно связать акселерацию процесса образования океанов во времени. Более детально модель образования океанов рассмотрена ниже.

Теперь обсудим, как в рамках изначально гидридной Земли объяснить интенсивное горизонтальное сжатие в массивах кристаллических пород, достигающее 1000 кг/см² на глубине 1 км (по данным многочисленных измерений), что в несколько раз превышает литостатическую нагрузку.

Выше мы говорили о падении температуры в зоне разуплотнения и прилегающих сферах. Это может вызвать небольшую «термическую усадку» и обусловить явление контракции во внешних сферах сразу после этапа разуплотнения. С другой стороны, при расширении планеты уменьшается кривизна литосферных блоков. Это также может обусловить горизонтальное сжатие верхних горизонтов литосферы (рис. № 13), которое должно закономерно уменьшаться с глубиной. В реальных условиях трещиноватость и пористость, свойственные приповерхностному слою, обеспечат быструю релаксацию этих напряжений. Поэтому максимальное горизонтальное сжатие в кристаллических массивах должно наблюдаться не на поверхности Земли, а на некоторой глубине, где горное давление начинает закрывать системы пор и трещин.

Рис. 13. Характер распределения напряжений (показан стрелками) при уменьшении кривизны литосферных блоков.

Здесь открывается возможность проверки реальности расширения нашей планеты на современном этапе, так как если оно происходит сейчас, то связанное с ним избыточное горизонтальное сжатие после достижения максимума, на глубине примерно 1 км, ниже должно вновь пойти на убыль. Если такое явление действительно имеет место, то трудно представить иное объяснение, кроме расширения планеты, которое уменьшает кривизну литосферных блоков, в результате чего и появляется горизонтальное сжатие. До глубины в 2,5—3 км боковое давление, связанное с передачей упругих напряжений от вертикальной литостатической нагрузки, можно игнорировать, поскольку оно на этих глубинах на порядок меньше избыточного горизонтального сжатия.

При увеличении объема планеты в 5 раз ее радиус увеличивается в 1,71 раза, а поверхность примерно в 3 раза. В будущем, когда Земля окончательно вырастет, она будет сравнительно мало отличаться от своего современного состояния. Ее радиус будет 6700 км (сейчас — 6371 км), длина окружности на экваторе прирастет на 2000 км и составит 42076 км, ускорение свободного падения уменьшится примерно на 10%.

Однако в прошлом при меньшем радиусе сила тяжести на планете была существенно выше, а ее вращение вокруг собственной оси было гораздо более быстрым (сутки были короче, а число дней в году больше). Расчеты показывают, что изначально наша планета вращалась в 3,5 раза быстрее, и в сутках было примерно 7 часов, а сила тяжести на поверхности была в 3,5 раза больше современной (3,5 g). В принципе это можно было бы, подтвердить (или опровергнуть) на данных по литологии и палеонтологии.

К примеру, угол естественного откоса в сыпучих грунтах зависит от характера частиц этих грунтов (их формы, размеров, плотности, шероховатости поверхности, влажности и чего-то там еще), а также от силы тяжести. Чем выше сила тяжести, тем положе естественный откос. Японские геологи провели массовые замеры углов естественного откоса в мезозойских песчаниках эолового происхождения. Вывод гласил: в нижнем мелу сила тяжести была в 2 раза выше современной.

Канадский палеонтолог Хант ухитрился выделить годичный ритм в строматолитах верхнего протерозоя и подсчитать количество дней в году того времени (в строматолитах в виде очень тонкой слоистости фиксируется суточный цикл жизнедеятельности организма). Дней в году оказалось в 3 раза больше, чем сейчас, соответственно, планета в верхнем протерозое вращалась вокруг своей оси в три раза быстрее.

Не нужно быть провидцем, чтобы понять, какое «признание» получили эти работы и их авторы, когда все вокруг полагали, что такого быть не может, потому что не может быть никогда, ибо Земля с «железным ядром и силикатной мантией» не способна сколь либо заметно менять свой объем. Интересно, сколько ярких пионерских работ загубила на корню эта «фундаментальная» догма в науках о Земле и сколько еще загубит, покуда научное сообщество не освободится от ее тиранического господства. И я надеюсь, что исследования в этом направлении будут расширяться.

Мне представляется, что если литологи включат изменение гравитации в арсенал причин, определяющих эволюцию характера седиментации во времени, то сразу многое станет понятным. К примеру, возьмем турбидиты (осадки, выпадающие из суспензионных или мутьевых потоков), для которых характерна градационная (отсортированная) слоистость. Совершенно очевидно, что если в прошлом сила тяжести была больше, то эта самая «отсортированность» осадка по фракциям (по размерности частиц) должна быть четче (вспомните, центрифугирование взвесей применяется для разделения их на фракции). Соответственно, должны быть более четкими границы между слоями. Должна уменьшаться мощность ритма (песчаник-алевролит-аргиллит), поскольку при большей силе тяжести чаще происходил срыв осадка со склона и муть поставлялась чаще, но меньшими порциями. Должно также сокращаться расстояние от зоны зарождения мутьевого потока до места отложения взвеси в виде осадка. Короче говоря, в современное время (когда сила тяготения в два с лишним раза меньше, чем в юре) исключено образование такого отсортированного флиша, как на горе «Шелудивая» (свита «Таврическая», Т₃ — J₁, Крым, полигон геологической практики). Я не знаю, как выглядят современные турбидиты (догадываюсь только, что они не литифицированы). Моя узкая специализация — петрология гранитоидных формаций фанерозоя, и у меня не было никакой нужды интересоваться такими тонкостями в литологии современного осадконакопления. Однако если современные турбидиты действительно отличаются от классического флиша юры (не только степенью окаменения), то в рамках предлагаемой концепции причину этого прежде всего следует связывать с уменьшением силы тяготения на поверхности планеты.

Скелет живого организма предназначен противостоять силе гравитации. Разумеется, речь идет о сухопутных организмах, обитатели водной среды при любой гравитации будут в состоянии невесомости. Пермская сухопутная рептилия — иностранцевия имела массу примерно равную массе современного медведя гризли. Но если поставить рядом скелеты этих двух животных, то эффект будет весьма впечатляющий. Скелет иностранцевии отличается такой массивностью, как будто природа явно перебрала с запасом прочности. Но природа ничего не делает сверх необходимости, и, скорее всего, это мы неправильно оцениваем условия на планете того времени. Я вижу в этом следствие большей гравитации.

Палеонтологи давно приметили, что скелеты у длительно существующих видов со временем становятся менее массивными и более ажурными. Они дали этому явлению термин — «грацильность» (от слова «грация»), намекая на стремление природы к изяществу и совершенству. Хороший намек, но в рамках нашей концепции в этом скорее просматривается целесообразность в связи с уменьшением силы тяготения. Господа палеонтологи, подумайте над этим, пожалуйста. И еще, я был бы очень признателен, если бы кто-нибудь из вашего сообщества сопоставил скелет варана с о-ва Комодо с пермской или юрской сухопутной рептилией сходной формы и размеров.

В некоторых приключенческих фильмах диплодоки, тиранозавры и другие гигантские монстры резво бегают по суше, чиня разбой и разрушения. У неискушенного зрителя может возникнуть впечатление, что и в свое мезозойское время они также населяли долы и веси и резво путешествовали по ним. Однако, на самом деле, тогда в своем мезозое они обитали в водной среде лагун и прочих мелководий, т.е. занимали очень узкую экологическую нишу, что всегда опасно для существования. Длительные прогулки по суше для них были невозможны из-за высокой силы тяжести.

Вас ложно обвинили в злодеянии, которое Вы не совершали и у Вас нет средств для того, чтобы нанять опытного юриста? Не отчаивайтесь, на сайте www.yurist-online.net Вы без труда сможете найти резюме юриста без опыта работы, который за разумную оплату отстоит в суде Вашу невиновность.

РАСШИРЕНИЕ ПЛАНЕТЫ ЗЕМЛЯ

Масштабы расширения

Надеюсь, все уже поняли, что развитие изначально гидридной Земли непременно должно сопровождаться существенным расширением планеты. Но как определить возможные масштабы этого процесса? Напомню, в изначально гидридной Земле металлосфера образовалась в связи с разложением гидридов и дегазацией водорода. Казалось бы, чего проще, мы знаем плотность гидридов во внутреннем ядре, это примерно 12,3 г/см³, и знаем плотность дегазированной металлосферы, на границе с ядром это порядка 5,5 г/см³. Делим первое на второе и получаем разуплотнение в 2,24 раза. Увеличение объема в два с лишним раза — много это или мало? Если впервые сталкиваешься с мыслью о реальности расширения планеты, то это кажется много, если же догадываешься о возможном диапазоне уплотнения металлов в виде ионных гидридов, то «два с лишним» представляется недостаточным.

Наши знания о глубинном строении планеты базируются в основном на данных сейсмологии, и эти данные дают нам только скоростные характеристики, но ничего не говорят о плотности. Распределение плотностей по радиусу планеты не определяется из геофизических данных, а подбирается таким образом, чтобы построенная модель строго соответствовала двум параметрам — суммарной массе Земли и ее моменту инерции. Эти параметры определены в астрономии с достаточной точностью. Многие десятилетия в справочной литературе кочуют одни и те же плотностные модели, построенные в середине прошлого века. В них строго соблюдаются указанные параметры. И хотя в этих моделях ничего не говорится о составе внутренних сфер планеты, а только о распределении плотности по ее радиусу, тем не менее все они отстроены под «железное ядро и силикатную мантию». Но у нас теперь другая Земля, и мы вправе отстроить свое распределение плотностей, разумеется, при сохранении массы и момента инерции планеты.

Плотность внутреннего ядра, приводимая в геофизических моделях, явно меньше той, что могут обеспечить ионные гидриды. Но, оказывается, в нашей модели мы можем (вернее, обязаны) удвоить плотность внутреннего ядра. Давайте обсудим, почему мы обязаны это сделать, и какие изменения при этом следует внести в остальной объем планеты, чтобы сохранить ее массу и момент инерции? Здесь важно помнить, что внутреннее ядро составляет всего 1.8% в общей массе планеты и что массы, расположенные близко к центру вращения, дают малый вклад в суммарный момент инерции. К примеру, вклад от одного килограмма, расположенного во внутреннем ядре на расстоянии 1000 км от оси вращения планеты, в 40 раз меньше вклада от килограмма на расстоянии 6300 км (согласно J= r² • ∆m).

На рисунке 12а точечным пунктиром показано распределение плотности в коре и мантии в рамках традиционных представлений о силикатной мантии (Haddon and Bullen, 1969). Здесь отражены скачки в плотности в верхней мантии, привязанные к сейсмическим данным. Градиенты нарастания плотности в нижней мантии (глубже 1050 км) приняты по результатам ударного сжатия окислов (из которых состоят силикаты). При данном варианте распределения плотности в мантии исследователи просто вынуждены приписать ядру плотность строго в интервале от 10 до 12,5 г/см³. В противном случае не удается сохранить суммарную массу и момент инерции планеты.

Рис. 12а. Распределение плотности в мантии: точечный пунктир — в свете традиционных представлений о силикатном составе мантии, обычный пунктир — согласно нашей модели. Ключевой момент — уплотнение астеносферы.

В рамках нашей модели мы можем принять такой же характер распределения плотности в верхней мантии (до глубины 1050 км), однако в нижней мантии наша металлосфера должна иметь существенно меньшие градиенты уплотнения (этим металлы отличаются от силикатов и окислов). Данная ситуация показана на рис. 12а обычным пунктиром. И при этом для сохранения массы Земли (так показывают расчеты) мы вынуждены увеличить вдвое плотность внутреннего ядра — до 25 г/см³. Расчеты также показывают: чтобы набрать суммарный момент инерции планеты, мы должны предусмотреть увеличение плотности астеносферы на 0,2—0,25 г/см³, а также несколько изменить характер распределения плотности во внешнем ядре при сохранении его массы (так, как показано на рис 12б). Что же касается астеносферы, то это вообще ключевой момент нашей модели. Если в нашей астеносфере не обнаружится тенденция к уплотнению, то рухнет вся концепция, поскольку без этого нам не набрать (в рамках нашей модели) суммарный момент инерции. Вместе с тем достижение давлений порядка 50—60 кбар не составляет проблемы для современного экспериментального оборудования, и эту «тенденцию» легко проверить.

Рис. 12б.
Распределение плотности в ядре планеты: точечный пунктир — в свете традиционных представлений (ядро железное), обычный пунктир — согласно нашей модели.

Итак, если у нас под литосферой залегает металлосфера (с ее малыми градиентами уплотнения глубже 1050 км), то уже одно это требует резкого увеличения плотности внутреннего ядра планеты. Проведенные оценки показывают, что мы действительно можем (должны) вдвое увеличить плотность внутреннего ядра. Плотность в 25 г/см³ многим может показаться невероятно высокой. Вместе с тем некоторые химические элементы имеют почти такую же плотность при атмосферном давлении. К примеру, плотность металла иридия — 22,65 г/см³. Да, конечно, у него большая атомная масса, но у металла висмута атомная масса существенно больше, а плотность в два с лишним раза меньше (9,84 г/см³). В общем, значение плотности 25 г/см³ для внутреннего ядра, диктуемое сжимаемостью металлов в виде ионных гидридов, не является чем-то фантастичным, и я надеюсь на скорое подтверждение этого в эксперименте (как уже не раз случалось при разработке данной концепции).

——————————————————————————————————-

* Существует корреляция — чем выше плотность, тем выше скорости прохождения сейсмических волн. И действительно, на сейсмических разделах, где скорости возрастают скачком, также возрастает плотность. Вместе с тем по физическому закону скорости и плотности в твердых телах находятся в обратной зависимости согласно выражению: V_p² = E/d, где E — модуль упругости, d — плотность. Если при фазовом переходе скорости возрастают, то это связано с резким увеличением модуля упругости, что перекрывает обратное влияние плотности. По этой причине не следует думать, что принимаемая нами высокая плотность внутреннего ядра должна была бы обусловить высокие скорости.

——————————————————————————————————-

При такой плотности гидридов в мегабарном диапазоне давлений, развитие изначально гидридной Земли должно было привести примерно к пятикратному увеличению ее объема (25 : 5 = 5, делитель здесь — это плотность металлосферы над границей с ядром).

Важное значение имеет своеобразие самого процесса расширения планеты. Вызвать разложение гидридов можно лишь тепловым нагревом. Для этого привлекается радиогенное тепло. Кстати, изначально на нашей планете урана и калия было на порядок больше, чем в метеоритах, тория больше примерно в 2 раза. Так определила магнитная сепарация согласно потенциалам ионизации этих элементов (см. рис. 4). При таких концентрациях урана, тория и калия Земля должна нагреваться на 100 ^оС примерно за каждые 7—10 миллионов лет в мезокайнозое, а в нижнем архее за каждые 2—3 миллиона лет (тогда радиогенного тепла выделялось больше).

Повышение температуры в определенной зоне глубин (в наружной сфере внутреннего ядра) до температурного предела устойчивости гидридов вызывает их разложение, и в данной зоне начинается разуплотнение и дегазация водорода во вне. Энергия для разуплотнения берется из тех энергетических запасов, которые были сделаны в виде химического потенциала водорода на стадии формирования (и уплотнения) твердого тела изначально гидридной Земли (в нашем понимании, потенциальная энергия при гравитационном сжатии планеты не выделялась в виде тепла, а трансформировалась в химический потенциал водорода).

Энергетический баланс этого процесса можно представить в следующем виде:

m + ∆QR = p ∆V + ∆QHT,

где m — химический потенциал водорода в гидридах,

∆Q_R — радиогенное тепло,

p ∆V — работа по разуплотнению (∆V) при давлении (p) в зоне разуплотнения,

∆Q_HT — тепло, уносимое из зоны разуплотнения протонированным водородом как теплоносителем.

Выше мы уже отмечали, что «изначально гидридная Земля» изначально была холодной. В рамках наших построений, работа по расширению планеты (p AV) целиком поглощает энергию химического потенциала и преобладающую часть радиогенного тепла (∆Q_R), а остаток уносится водородом-теплоносителем. Соответственно, у нас нет оснований предполагать существенный разогрев планеты, покуда у нее имеются запасы гидридов, идет расширение и происходит дегазация водорода. Далее
будет показано, что термодинамика Земли, по сути, такая же, как у живых организмов, которые способны поддерживать температуру на одном уровне на протяжении всей своей жизни.

Вместе с тем это слишком осредненная (во времени) картина, что-то вроде «средней температуры по больнице» за несколько лет. На самом деле, в пределах интервала времени каждого тектономагматического цикла земные недра, скорее всего, испытывали то сильный разогрев, то глубокое охлаждение. Рассмотрим, что будет, когда во внешней сфере внутреннего ядра температура (за счет радиогенного тепла) поднялась выше температурного предела устойчивости гидридов, и они претерпели диссоциацию. Сжимаемость гидридов много больше сжимаемости металлов с растворенным в них водородом (даже если водорода в них не меньше, чем в гидридах).

Следовательно, в сфере, где гидриды распались, сразу начиналось разуплотнение. Эта работа осуществлялась за счет энергии химического потенциала, которая выделялась при распаде гидридов. Но поскольку часть тепла уходила с водородом-теплоносителем во внешние сферы, то температура в зоне разуплотнения начинала понижаться.

В итоге зона разуплотнения присоединялась к внешнему ядру, и в нем увеличивалась концентрация водорода (становилась сверхравновесной). В результате этого начиналась дегазация водорода от ядра в металлосферу и далее. Процесс дегазации прекращался по мере распространения низких температур из зоны разуплотнения на объем внешнего ядра.

Теперь, чтобы все повторилось, надо ждать, пока вновь накопится радиогенное тепло, ядро согреется и в очередной сфере внутреннего ядра температура дойдет до разложения гидридов. И эта температура должна быть несколько выше, чем в предыдущем этапе, поскольку с глубиной (т.е. с увеличением давления) устойчивость гидридов повышается. Таким образом, расширение планеты должно иметь циклический характер. И в каждом цикле есть этап разуплотнения с последующей дегазацией водорода (когда температура зоны разуплотнения и сопредельных зон понижалась), и этап стабильного существования планеты (когда температура внутренних сфер планеты вновь повышалась за счет накопления радиогенного тепла).

Обратите внимание: цикличность определяется характером разложения гидридов внутреннего ядра планеты. Когда-то «изначально гидридная Земля», по сути, целиком состояла из гидридов. Но сейчас внутреннее ядро (гидридное) занимает примерно 1% объема планеты. Совершенно очевидно, что земные запасы гидридов близки к исчерпанию. В данной связи мы вынуждены полагать, что приходит конец привычной цикличности в характере развития планеты и, возможно, альпийский цикл будет последним полно проявленным тектономагматическим циклом *.

——————————————————————————————————-

* Однако здесь следует сделать оговорку. Изначально в Земле были сформированы разные гидриды. И вряд ли у них одинаковые температуры разложения и одинаковая зависимость этих температур от давления. Вполне возможно, что какие-то гидриды сохраняются во внешнем ядре наряду с металлами, содержащими водород в виде раствора. В таком случае следует полагать, что цикличность процессов разуплотнения и дегазации водорода может иметь место и во внешней сфере внешнего ядра по тому же сценарию, который мы предложили для ядра внутреннего. Как бы то ни было, но планета имеет два фронта разуплотнения: один — по границе внутреннего ядра, второй — по разделу ядра и металлосферы. Возможно, это связано с тем, что в составе нашей планеты резко преобладают два элемента — кремний и магний. Но прежде чем рассуждать на эту тему, надо получить экспериментальные данные по сжимаемости гидридов и их устойчивости от нагрева под давлением.

——————————————————————————————————-

Любопытно отметить, чтобы продолжительность циклов в фанерозое была порядка 100 млн. лет, температура в ядре Земли в связи с разуплотнением должна периодически понижаться примерно на 1000 ^оС (так показывают расчеты). Однако эту оценку не нужно воспринимать в качестве «reductio ad absurdum», поскольку в рамках наших построений внешнее ядро может быть жидким и электропроводящим даже при комнатной температуре .