Хотите выиграть миллион или даже два, не отходя от своего компьютера? Тогда вас определенно точно заинтересуют игровые автоматы на деньги на сайте www.slotsbox.com, благодаря которым Вы сможете испытать свою удачу и улучшить свое материальное положение!

Геофизические особенности океанов

Рассмотрим рисунки 16г и 18. В рамках того, что изображено на них, верхняя часть выступа металлосферы под срединными хребтами должна обладать существенно меньшей плотностью в сравнении с перекрывающей ее силикатной литосферой (рис. 20). Этим объясняется само существование срединных хребтов, которые приподняты над глубоководными зонами на 2,5 — 3 километра. Геофизическим выражением этого выступа металлосферы является глубокая отрицательная аномалия, в поле силы тяжести (в редукции Буге).

Рис. 20. Линза малой плотности под срединным хребтом и высокоскоростные блоки в верхней части этой линзы (подрифтовой долиной). На врезке: 1 — зона высоких скоростей, возможно, до 9 км/с; 2 — зона низких скоростей, порядка 6 км/с. Скорости продольной волны во вмещающих силицидах (крап «лапшой») на глубине 10 км — порядка 7км/с.

Скорости прохождения сейсмических волн в силицидах меньше, чем в мантийных силикатных породах (см. рис. 18). Поэтому наша модель предполагает в сейсмическом разрезе существование низкоскоростного канала, своеобразие которого в том, что он имеет исключительно резкую верхнюю границу (по подошве силикатно-окисной оболочки), тогда как нижняя отсутствует. Более того, с погружением от оси хребта этот волновод будет постепенно терять свою резкость и должен сойти на нет на глубинах порядка 110—120 км, что соответствует давлениям 35—37 кбар, при которых скорости в силицидах (нашего сплава) и мантийных силикатных породах уравниваются (снова рис. 18).

В ряду петрогенных элементов (Si -Mg -Ca -Al -Na -K — Fe) железо имеет наименьшую энергию связи с кислородом. Поэтому при образовании силикатной корки в зоне перехода от силикатов к силицидам, где степень окисления постепенно спадает, именно железо должно оставаться в виде самородного металла. Температура, при которой железо теряет способность к намагничиванию (точка Кюри), равна 770 ⁰С. Это достаточно высокая температура, у природного магнетита она всего лишь 350 ⁰С. По нашей модели, интерметаллические диапиры внедряются под дно рифтовых долин в холодном виде. В результате происходит быстрое остывание и новообразованной силикатной корки, и переходной зоны от силикатов к силицидам. Температура падает ниже 770 ⁰С, и появляется магнитная аномалия, обусловленная намагничиванием железа, которое является гораздо более сильным ферромагнетиком в сравнении с магнетитом (отсюда интенсивность аномалии). В дальнейшем в процессе силикатизации силицидов (из-за выноса кислорода водородными струями) железо окисляется, превращается в магнетит, и интенсивность магнитной аномалии резко падает. В срединных частях океанических хребтов действительно иногда наблюдается осевая магнитная аномалия, интенсивность которой на порядок выше других, более древних полосовых аномалий.

Внимание! Озвучим некоторые следствия, которые можно подвергнуть экспериментальной проверке, используя современные методы геофизических наблюдений.

Поскольку поперечные волны не проходят через жидкую среду, то я надеюсь, геофизикам не составит труда установить существование на небольшой глубине расплавных «шляп», из которых питаются параллельные дайки, а также наш категорический запрет на существование более глубинных магматических очагов под рифтовыми долинами океанов.

В металлах и их сплавах отношение скоростей продольной волны к поперечной заметно больше, чем в силикатах. Следовательно, если замерить это отношение до глубины 150 км под рифтовыми долинами океанов и сопоставить с тем, что мы имеем в литосфере на континентах, то обнаружится разница, так как под континентами мы имеем силикаты, а под рифтовыми долинами океанов — интерметаллические соединения и сплавы.

Высокие тепловые потоки в рифтовых долинах обусловлены экзотермическими реакциями окисления интерметаллических силицидов, и эти реакции идут непосредственно в зоне спрединга (раздвига), где вода по зияющим трещинам проникает вглубь. Но как только эта зона отодвигается за пределы рифтовой долины, где уже нет раздвига, тепловой поток должен аномально быстро спадать, поскольку он в срединной части океана не поддерживается внутренним теплом планеты.

В пределах выступа металлосферы, подпирающего срединный хребет, могут быть (вернее, должны быть) струи водорода. Мы все время говорили о пластичности металлов в связи с растворением в них водорода. Теперь пора вспомнить о водородной хрупкости металлов, которая сохраняется в интервале от нуля до 5,5 — 6 кбар при повышении давления. При уменьшении давления (т.е. при внедрении из глубины) пластичность исчезает при 3—3,5 кбар. Такие давления достигаются на глубинах порядка 10—12 км от дна рифтовых долин. И если интерметаллические сплавы в осевых зонах начинаются с глубины полутора — двух километров, то до глубины в 12 км они должны быть «охрупчены» в зоне действия водородной струи. «Охрупчивание» металлов сопровождается резким повышением модуля упругости и соответственным увеличением скорости прохождения сейсмических волн, вплоть до значений порядка 9 км/с.

Таким образом, в пределах низкоскоростного выступа металлосферы, в самой верхней его части, не глубже 10—12 км от дна рифтовой долины, могут быть обнаружены отдельные высокоскоростные блоки, чаше всего вытянутые вдоль хребта, длина которых варьирует в пределах 100—170 км, при ширине порядка 10,15-20 км. Эти блоки имеют ту же плотность и поэтому не вносят никаких возмущений в отрицательную (в редукции Буге) гравитационную аномалию.

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.

Хотите провести незабываемые выходные со своей семьей или просто порыбачить и подумать о жизни в одиночестве, тогда вашим выбором станет уникальная и самобытная природа Приморья, чья красота не имеет в мире аналогов. Узнать все, что Вас интересует о природе Приморья ‘из первых рук’ Вы сможете на сайте blogotshelnika.ru.

Поначалу мне казалось невозможным проверить это, потому как диапиры везде должны контактировать с водой, и не только в океанах, но и на континентах, поскольку кора повсеместно обводнена в той или иной степени. Однако потом сообразил, что Байкальская зона рифтогенеза* вся поражена вечной мерзлотой и там везде отрицательные среднегодовые температуры. Под долинами в этой области вечная мерзлота прослеживается на 300—400 метров, а под хребтами ее мощность не менее километра. Разумеется, в мерзлоте могут быть проталины («талики», на языке мерзлотоведов). Однако они располагаются в основном под крупными реками и озерами, и площадь их распространения мала среди ареала ненарушенной мерзлоты. Вода не может проникать сквозь слой вечной мерзлоты, она попросту замерзает. Следовательно, кора этого региона должна быть обводнена в меньшей степени, а это как раз то, что нужно, и можно было надеяться, что тепловой поток здесь будет ниже среднего (фонового) для геологических провинций подобного рода (для древних платформ).

———————————————————————————————————

* Байкальская зона рифтогенеза имеет ширину около 200 км и протягивается на 1500 км. Озеро Байкал является лишь одной из впадин этой зоны.

———————————————————————————————————

Согласитесь, такой сумасшедший прогноз можно было сделать только на основе концепции «изначально гидридной Земли». Ведь Байкальская зона рифтогенеза повсеместно подперта диапиром «аномальной мантии», в котором отмечаются пониженные плотности и скорости сейсмических волн. В рамках традиционных представлений, все привыкли это связывать с высокими температурами, а посему тепловой поток просто обязан быть выше фонового.

В свете наших построений, пониженные плотности и скорости обусловлены не высокими температурами, а тем, что «аномальная мантия» представлена интерметаллическими сплавами. Был изготовлен сплав из кремния, магния и железа, взятых в пропорции, как ее определила магнитная сепарация (см. табл. № 1)*.

———————————————————————————————————

* В пересчете на 100% сплав содержал: кремния — 51, магния — 35,5 и железа — 13,5 % вес. Навеска была изготовлена из порошков металлов. Плавление проводилось в алундовом тигле в электровакуумной печи при степени разрежения порядка 10^-5 — 10^-4 мм ртут. ст. Температурный режим: нагрев до 1600 ⁰С — 2 часа (с задержкой в области плавления магния на 0,5 часа), выдержка при 1600 ⁰С — 5 мин. Охлаждение — 2 ч. Для предупреждения разбрызгивания при плавлении тигель накрывали плотной крышкой, а для уменьшения пористости проводилось повторное плавление.

———————————————————————————————————

Для данного образца были определены сжимаемость и скорости прохождения сейсмических волн в диапазоне давлений до 27 килобар (рис. 18).

Рис. 18. Скорости прохождения сейсмических волн и сжимаемость железо-магний-кремниевого сплава в диапазоне давлений до 27 кбар, за пределами этого интервала — экстраполяция. Точками показаны скорости и плотности в породах типа оливиновых габроноритов.

Согласно этим данным при давлении 11 килобар, что соответствует глубине 35 км, плотность становится равной 3,1 г/см³, а скорость 7,6 км/с, что полностью соответствует значениям в аномальной мантии на этих же глубинах. Более того, в «аномальной мантии» геофизики отмечают аномально высокие (для силикатов) градиенты нарастания плотности и скоростей с глубиной, но именно это свойственно исследованному образцу. Таким образом, все геофизические аномальности в глубинном диапире, подпирающем Байкальскую рифтовую зону, становятся нормой, если считать, что в основание коры внедряются не силикаты, а интерметаллические силициды. Мне оставалось только ждать, что покажут исследования теплового потока.

Следует отметить, уже в 70-х годах ХХ века стало ясно, что в Байкальской рифтовой зоне (БРЗ) складывается парадоксальная ситуация — отсутствует региональная тепловая аномалия. Согласно бытующей точки зрения, такого быть не должно. Последовали новые энергичные исследования, и вот, через 30 лет, получен еще более парадоксальный результат — тепловой поток в БРЗ существенно ниже среднего для Забайкалья. Весной 2002 года в Иркутске в Институте земной коры состоялась защита докторской диссертации В.А.Голубева, в которой было объявлено «что средневзвешенное по площади БРЗ значение теплового потока, учитывающее все полученные к данному моменту величины, составляет лишь 46,1 мВт/м²». Среднее для Забайкалья равно 52± мВт/м². Фоновое значение для областей этого типа, не затронутых рифтогенезом, составляет 60—65 мВт/м². Как мы видим, среднее для Забайкалья меньше фонового значения, и это свидетельствует об охлаждающем влиянии глубинного диапира на сопредельные территории. Таким образом, мой сумасшедший прогноз подтвердился (этот прогноз был опубликован в 1992 году в книге, изданной на английском языке в Канаде — «Hydridic Earth…»).

Мы не случайно отклонились от темы «образование океана», это было необходимо для объяснения специфики вулканизма в зонах спрединга. В осевых частях океанов под рифтовыми долинами также располагаются холодные диапиры интерметаллических силицидов. Однако в этих зонах они подходят совсем близко к поверхности планеты, на расстояние порядка 1,5—2-х километров от дна океана. Выше мы уже говорили о том, что на подходе они непременно контактируют с водой и в своей головной части покрываются «шляпой» силикатного расплава, т.к. реакции окисления сопровождаются выделением большого количества тепла. Вместе с тем сами силициды в существенном объеме не плави -лись, поскольку у них достаточно высокие температуры плавления (Mg₂Si — 1102 ⁰C, Si — 1430 ⁰C, FeSi — 1410 ⁰C), высокая теплопроводность (примерно на порядок выше, чем у силикатов), и, кроме того, они ведь холодные. При такой теплопроводности отток тепла из зоны нагрева будет столь эффективен, что просто не возможно поднять температуру в существенном объеме до точки плавления. Это все равно, что пробовать расплавить железный лом, нагревая его кончик, торчащий из ледяной воды.

Отсюда следует, что силикатный расплав в зоне контакта диапиров с водой может существовать лишь весьма непродолжительное время, пока идут экзотермические реакции. Но как только трещинная зона, открывшая воде путь к силицидам, залечивается расплавом, реакции тут же прекращаются, и все быстро остывает, поскольку это все не поддерживается внутренним теплом планеты, а, наоборот, «замораживается» из-за эффективного охлаждающего воздействия глубинного диапира. Скорее всего, каждая дайка и связанное с нею излияние базальтов в осевой зоне являются следствием отдельного акта плавления. Итак, расширение планеты вызывает появление трещинных зон, через которые вода гидросферы проникает в интерметаллические силициды. Последние в зоне контакта с водой бурно окисляются, силикатная оторочка диапиров плавится, расплав извергается через те же трещинные зоны и залечивает их дайками, доступ воды в зону реакции прекращается, остатки расплава быстро охлаждаются и кристаллизуются в виде силикатной корки. Если расширение продолжается, то образовавшаяся корка и дайка (дайки) вновь рвутся трещинной зоной и весь цикл раз за разом повторяется, покуда идет процесс разрастания океана, т.е. этап расширения планеты, сопровождаемый нагнетанием «клиньев» интерметаллических силицидов в осевые части зоны спрединга. Именно так формируется «комплекс параллельных даек».

В свете сказанного можно понять, почему дайки имеют столь малую протяженность по вертикали (примерно 1,5 км) и обнаруживают исключительную распространенность по горизонтали. Кроме того, при нашем понимании этого явления, нет необходимости предполагать существование крупных, скрытых на глубине, магматических очагов, питающих дайки. Следует сказать более категорично: на этапе формирования «комплекса параллельных даек» таких очагов на глубине быть не должно. Все, что может быть расплавного, это силикатная «шляпа» на головной части интерметаллического диапира, на глубине 1,5—2-х километров от дна рифтовой долины. И обнаружить ее можно в тех местах, где в настоящее время происходят излияния лав; там, где излияний нет, расплавная «шляпа», скорее всего, уже превратилась в силикатную корку. И еще, расплавы, если они образуются по нашей модели, должны быть «сухими», т.е. в них не должно быть воды, что можно установить при исследовании свежих закаленных стекол. Более того, в этих силикатных стеклах могут быть включения самородных металлов.

Мне довелось видеть в нескольких местах на континентах современный вулканизм, связанный с рифтогенезом. Это очень интересная тема, и о ней стоило бы поговорить более подробно, но не в этой книге. Здесь только отмечу, что поражает полнейшее отсутствие поствулканической деятельности. К примеру, на западе США в штате Айдахо современными базальтами залита громадная территория. Извержения происходят из множества центров, и крупные вулканические постройки отсутствуют. На местности относительный возраст лав легко определяется по характеру растительности. Более ранние потоки уже имеют кое-где кармашки с почвой и соответственно траву и кустики. Однако сплошного растительного покрова нет. Более поздние потоки абсолютно лишены и почвы, и растительного покрова, а на самых молодых нет даже пыли. Ходишь по ним с опаской, все мерещится, что они еще не остыли, но нигде ничего не булькает и не парит, ничем не пахнет, нет ни одной фумаролы, ни одного грязевого котла. Ощущение такое, как будто все внезапно было заморожено. И учтите, что этот вулканизм ныне действующий, он не закончился, и новые извержения могут произойти в любой момент. Этому месту американцы дали название «лунные кратеры», видимо, по причине отсутствия растительности, преимущественно черного цвета излившихся пород и какой-то угнетающей безжизненности ландшафта.

В районах современного вулканизма, где вулканическая деятельность поддерживается внутренним теплом планеты (Курилы — Камчатка и др. островные дуги или зоны альпийского тектогенеза), такого не увидишь. Да что за примером далеко ходить, в 300 км к северо-востоку от «лунных кратеров», в Йелоустонском парке, где также современный вулканизм, но поддержанный глубинным теплом планеты, все совершенно иначе. Тут тебе и гейзеры, и фумаролы, и горячие источники, и сероводородом воняет так, что хоть противогаз надевай, породы раскрашены гидротермами во все цвета радуги, и на этом фоне буйство жизни, как растительной, так и животной. Бывало так, поставишь машину на асфальтированную площадку, отойдешь выпить кофе и покурить, возвращаешься, а под бампером твоей машины появилась трещинка в асфальте, и из нее уже пробивается фумаролка. Даже беглого взгляда достаточно, чтобы увидеть нарастание эндогенной активности в данном регионе. Интересно, чем все это завершится? И не дай бог здесь случится извержение игнимбритов, которые способны заливать одноактно площади в десятки тысяч квадратных километров.

Мне как геологу бывать в таких местах чрезвычайно интересно. Но хотел бы я жить постоянно на этих территориях? Одному — с превеликим удовольствием, с семьей — ни за что на свете. А они — американцы живут, правда, не плотно. Видимо долгое существование в комфорте и достатке притупляет чувство самосохранения и усыпляет бдительность. Представьте себе, в Айдахо (где «лунные кратеры») одновременно с последними излияниями базальтов обширные площади более древних извержений были превращены в «крошево» множественными мелкими взрывами. В результате верхний слой, на глубину нескольких метров, представляет собой хаотическое нагромождение остроугольных обломков (преобладающие размеры от 0,4 м и более) и глыб (размерами с автомобиль), которые, по всей видимости, неоднократно перебрасывались с места на место. Среди этого хаоса можно разглядеть взрывные воронки диаметром до 10—15 м, которые сохранили свою форму, потому что оказались последними.

Ходить по этому «крошеву» абсолютно невозможно, можно перебираться на четвереньках, и то с особыми мерами предосторожности. Многие глыбы еле держатся, чуть тронешь — она поехала, и хорошо, если ты сверху. Базальты, по большей части, ошлакованные, их ноздреватые сколы хорошо сцепляются, в результате сохраняются очень крутые откосы и даже вертикальные стенки. Сначала я не понял, откуда такое взялось, и полез внутрь этого хаоса, не жалея рук и ног. Сгоряча залез далеко, наконец, сообразил «что к чему» и затем долго и нудно выбирался назад, проклиная свой дурацкий энтузиазм и переживая за кроссовки, которые, прямо на глазах теряли свой фирменный вид. Более «мертвого» места невозможно себе представить, там не было даже насекомых, и это в июне месяце.

В данном регионе протрузии интерметаллических силицидов внедряются в кору. Они содержат примесь водорода. Кроме того, в результате реакций с водой, проникающей в силициды сверху по трещинным зонам, также выделяется большое количество водорода. Это приводит к образованию и отделению из зоны реакции резко восстановленных флюидов, состоящих преимущественно из водорода и силанов. Силаны (кремний-водородные соединения) сильно ядовиты и, смешиваясь с кислородом атмосферы, взрываются. Вряд ли кто пожелает оказаться в том месте, где все это может случиться снова. И нет никаких сомнений, что это произойдет в ближайшем будущем, поскольку уже несколько лет, как вода из реки Snake River, протекающей по этой территории, по большей части уходит под землю. Ниже мы еще будем обсуждать некоторые другие явления, связанные с отделением силанов.

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 .

Если игральные карты – это ваша страсть и ради хорошей игры с большими ставками Вы готовы отправиться хоть на край света, тогда Вам следует знать, что в покер рум на сайте www.pokerstars.com Вы сможете улучшить свои навыки игры и бросить вызов самым опытным игрокам в покер со всего мира, не отходя от вашего компьютера!

МЕТАЛЛОСФЕРА ЗЕМЛИ

Переходный слой мантии

По сейсмическим данным, на глубинах 400, 670 и 1050 км установлены скачки в скорости прохождения сейсмических волн (рис. № 9). Геофизики связывают это с трансформацией кристаллических решеток в более плотные модификации по мере возрастания давления. По нашим данным, эти уровни находятся в пределах металлосферы, которая на 90% сложена силицидами магния и железа, а также металлическим кремнием — Si. Относительную распространенность этих фаз можно представить пропорцией — Mg₂Si : Si : FeSi = 6 : 3 : 1.

Рис. 9. Три скачка в скорости распространения сейсмических волн в верхней мантии.

Естественно было предположить, что объемные эффекты связаны с трансформациями кристаллических решеток, преобладающих по объему фаз (Mg₂Si и Si). По этой причине я обратился к соответствующим специалистам в надежде уговорить их определить сжимаемость силицида магния до давлений порядка 450 кбар. Но они (специалисты) не согласились, ссылаясь на то, что соединение Mg₂Si разлагается во влажной атмосфере и это создает большие сложности в работе. Они же порекомендовали мне только что опубликованную работу американских физиков по сжимаемости кремния до 510 кбар (рис. № 10). Я не очень надеялся обнаружить сразу все три скачка в плотности в одном кремнии, но и не очень удивился этому, поскольку уже привык, что концепция сама себе помогает.

Рис. 10. Три полиморфных перехода у кремния при статическом сжатии до 510 кбар на алмазных наковальнях.

Разумеется, давления переходов в эксперименте с кремнием (при комнатной температуре) разнятся с давлениями переходов в недрах планеты, где температуры существенно выше, так и должно быть. Однако давайте представим, как может выглядеть диаграмма фазовых состояний кремния на основе известных данных (рис. 11). Мы знаем температуру плавления кремния при атмосферном давлении — это 1430 ^оС на оси температур. Из эксперимента американских физиков нам известно положение точек А-В-С по оси давлений при комнатной температуре (20 ^оС). Мы не знаем закона, по которому происходит смещение фазовых границ в зависимости от температуры, т.е. не знаем, каковы градиенты dP/dT. Эти градиенты можно определить, повторив эксперимент американских физиков при более высокой температуре. Допустим, этот эксперимент покажет давления фазовых переходов при температуре 400 ^оС, и это будут точки X-Y-Z (разумеется, сейчас мы не знаем положение этих точек по давлению, и на рисунке они показаны чисто условно, с тем чтобы обозначить возможный ход рассуждений). Если эти точки будут определены, то мы сможем провести фазовые границы.

Сейсмологи дают нам глубины (суть, давления) фазовых переходов в недрах планеты, эти уровни показаны вертикальными пунктирными линиями (130 кбар, 240 кбар и 400 кбар). И если эти переходы обусловлены полиморфизмом кремния, то, проведя фазовые границы до пересечения с этими уровнями (точки D-E-F), мы сможем определить температуры в мантии на глубинах 400, 670 и 1050 км. Таким образом, здесь открывается возможность определить температуры в недрах планеты на глубинах фазовых переходов. Для этого нужно всего лишь повторить эксперимент американцев, но при более высоких температурах. Технически это не составляет проблемы.

Геофизиков весьма интригует необычный характер скоростей сейсмических волн ниже и выше раздела у 400 км. Под этим разделом градиент нарастания скоростей почему-то ощутимо выше, чем над ним. Получается, что сжимаемость вещества после полиморфного перехода (т.е. в области более высоких давлений) становится выше. Для силикатов и окислов это совсем не свойственно, но не так уж редко случается при переходах типа «полупроводник → металл», как в нашем случае с кремнием. Более плотная металлизированная фаза может обладать большим градиентом сжимаемости в связи с разрушением жестких ковалентных связей кристаллической решетки полупроводника. И если вы посмотрите на рис. 10 под острым углом «с юго-востока», то увидите это сами, отрезок № 2 кривой сжимаемости идет гораздо круче вниз в сравнении с отрезком № 1.

Рис. 11. Возможная диаграмма фазовых состояний кремния, римскими цифрами показаны фазы.

Геофизики также отмечают в «нижней мантии» (глубже 1000 км) аномально низкие градиенты нарастания скоростей сейсмических волн и сжимаемости. Но это опять же аномально только для силикатов и окислов и, напротив, свойственно металлам, у которых при давлениях более 400 кбар резко сокращается приросты сжимаемости и модуля Юнга (он же модуль упругости).

Теперь о плотности. Кремний при давлении в 500 кбар уплотняется в два раза (см. рис. 10), и, следовательно, его плотность на глубине 1250 км должна быть равной 4,66 г/см³. Плотность мантии на этой же глубине (по модели Буллена) достигает 4,67 г/см³. Согласитесь, совпадение более чем удовлетворительное. Однако кремний не является преобладающей по объему фазой, и мы не знаем характера уплотнения фазы Mg₂Si (главной по распространенности). Известно лишь, что при давлениях порядка 60 кбар она претерпевает переход типа «полупроводник → металл», и ее металлизированная модификация оказалась устойчивой при комнатных температуре и давлении, и в этих (комнатных) условиях она имеет плотность 2,35 г/см³. Плотность кремния при этих параметрах 2,33 г/см³, и остается только надеяться, что фаза Mg₂Si с набором давле -ния уплотняется так же, как кремний. Для фазы FeSi данных по сжимаемости также нет, ее плотность в обычных условиях равна ~ 5,20 г/см³. Любопытно отметить: расчет плотности вещества, состоящего из фаз: Mg₂Si + Si + FeSi (взятых в пропорции — 6:3:1), показывает величину — 2,64 г/см³, что соответствует плотности гранито-гнейсов верхних горизонтов континентальной коры. Следовательно, если языки силицидов проникли кое-где на континентах близко к поверхности планеты, то это не должно сопровождаться резкими аномалиями в гравитационном поле.

Как видите, дорогие физики-экспериментаторы, для вас есть работа.

У каждой современной женщины возникает естественное желание избавиться от нежелательных волос на теле. В салонах красоты качественное исполнение этой процедуры стоит немалых денег и может очень серьезно ударить по семейному бюджету, поэтому я советую каждой бережливой хозяйке всерьез задуматься о приобретении домашнего фотоэпилятора MS Westfalia HPLight, который быстро и безболезненно удалит нежелательные волоски.
Более подробную информацию о фотоэпиляторе и условиях его приобретения Вы сможете узнать на сайте www.hplight-shop.ru

Внешнее ядро планеты Земля

1. Поперечные волны не проходят через внешнее ядро, что свидетельствует о его жидком состоянии.

2. Магнитное поле Земли генерируется во внешнем ядре, и поэтому оно должно иметь высокую электропроводность.

3. Плотность на подошве мантии примерно 5,5 г/см³, на поверхности ядра — 9,9 г/см³, т.е. при переходе через границу плотность увеличивается примерно в 1,8 раза.

В рамках наших построений внешнее ядро представлено металлами, содержащими водород в основном в виде раствора. И оказывается одного этого (водорода, растворенного в металлах) абсолютно достаточно, чтобы внешнее ядро было жидким, электропроводящим и более плотным в сравнении с металлосферой, из которой водород был дегазирован в прошлые эпохи. Однако по порядку.

Технологам хорошо известно охрупчивание металлов при растворении в них водорода. Причину этого явления выясняло уже не одно поколение специалистов по физике твердого тела. Теперь представьте себе, как к этим специалистам приходит неотесанный геолог (ваш покорный слуга) и заявляет, что если металлы с растворенным в них водородом подвергнуть всестороннему (гидростатическому) сжатию, то с некоторого уровня давлений охрупчивание исчезнет, проявится способность к пластической деформации, а при дальнейшем повышении давления металлы потекут, как будто бы они расплавлены. И все это, по нахальному мнению «неотесанного», должно быть при комнатной температуре.

Можете представить, что тут началось. Физики ринулись доказывать, что это абсолютно исключено. Рисовали формулы, но это меня не впечатляло по причине моей якобы полной неосведомленности. Они это легко приняли и перешли на более доступные способы убеждения, что, мол, нужно хоть что-то знать в той области, в которой предсказываешь неизвестное ранее физическое явление. Я соглашался с ними, скорбел по поводу своей неотесанности, но уходить не торопился. Наконец, самый маститый из присутствующих, окончательно потеряв терпение, сказал: «То, что вы предлагаете, звучит для Нас так же, как если бы Мы стали уверять вас, что сейчас перед входом в Наш институт на скамейке сидит семейство питекантропов. Вы бы Нам поверили?!». Невозможно было не увидеть в этом заявлении намека на то, что (по их разумению) я сам из этого же семейства. Я резко встал. Физики вздохнули с явным облегчением. Но вместо того, чтобы вежливо исчезнуть, я радостно предложил им пойти и посмотреть на ту скамейку, если сидят, то прогноз верен, а если нет, то, стало быть, нет. Такой реакции они явно не ожидали. Повисло гробовое молчание, но я заметил, что они устали и почти готовы сдаться и проверить предсказанное мной явление хотя бы потому, что такого никто никогда не делал. Они — экспериментаторы, а это чрезвычайно любопытная публика, на что я и рассчитывал.

Почувствовав критический момент, я вытащил «бумагу», оформленную на фирменном бланке Академии наук СССР, с подписью академика-секретаря. Он тоже геолог и не мог «не порадеть родному человечку». В письме была настоятельная просьба оказать мне всяческое содействие. Физики заворчали, что, мол, надо было начинать с этого, столько времени зря потеряли. Вопрос был решен.

Непосредственные исполнители нашлись в одном академическом институте на Урале, там была подходящая аппаратура. Состоялась встреча, на которой исполнители разочаровали меня своими техническими возможностями, они могли определять пластичность металла только до 12 тысяч атмосфер (при комнатной температуре). Но мне нужен был гораздо больший интервал давлений. Без всякой надежда: на успех я согласился и передал им образец состава TiH_0,14 (при такой концентрации водород находится в титане исключительно в виде твердого раствора). На вопрос: «Какой ожидается результат?», я тут же от руки нарисовал график (см. рис. № 8). Нарисовал, разумеется, «от фонаря», но держался при этом столь уверенно, что произвел определенное впечатление на исполнителей, и вопросов они больше не задавали.

Через несколько дней зазвонил телефон: «Здравствуйте, это мы с Урала! Помните нас?» Голос веселый, но вместе с тем какой-то немного прокурорский. Просят о встрече. Ну, думаю, физики хотят позабавиться над бедным геологом… Встретились, они дают мне чертеж и говорят: «Это результат эксперимента». Смотрю и вижу, что этот чертеж один к одному совпадает с моим рисунком (от фонаря!). Озвучил свое наблюдение. Они повторяют, что это результат эксперимента: «просто все получилось именно так, как вы нарисовали». «Но так же не бывает!» — вырвалось у меня. Физики-экспериментаторы посмотрели на меня какими-то странными взглядами и согласились: «Мы тоже думаем, что такого быть не может, и хотели бы знать, где Вы про это прочитали?»… Так вот в чем причина странности их взглядов — они подозревали меня в плагиате.

Рис. 8. Появление пластичности в титане, содержащем растворенный водород, в условиях гидростатического (всестороннего) сжатия.

В голове был полнейший сумбур, все вертелся вопрос: как же такое (?!) могло случиться? Наконец, я успокоился, а что, собственно, произошло? Просто концепция сработала на предсказательность, и немного улыбнулась фортуна в том, что для первого опыта был выбран именно титан, у которого переход от водородной хрупкости к пластичности оказался при таких низких давлениях. Выбрал бы какой-нибудь другой металл и сидел бы сейчас с постной рожей. Как водится у мужиков, страшно захотелось глотнуть «освежающего», однако времена были «застойные», и пришлось удовлетвориться сигаретой.

Между тем физики сидели и ждали, когда же я буду «колоться» по поводу плагиата, и, судя по выражениям на их лицах, совершенно неадекватно понимали мои душевные муки. Пришлось рассказать им про новую концепцию, постепенно подводя к выводу, что в рамках этих построений предсказанное мной явление просто обязано быть. Показал на эту тему книгу, опубликованную мною несколькими годами раньше, где все это было обосновано.

Смотрю, поверили и уже не слушали, а внимали. Кроме того, при своих прежних контактах с физиками, как с этими ребятами, так и с теми учеными мужами, что записали меня в питекантропы, я немного лукавил, бравируя своей неотесанностью. На самом деле было потрачено много времени на ликбез в данной области, и я мог вести разговор на их профессиональном языке, чем в данный момент постарался воспользоваться в полной мере. Ребята поняли, что перед ними «никем не паханное», загорелись энтузиазмом и, действительно, затем много и быстро сделали.

Оказалось, как я и предполагал, переход от водородной хрупкости к водородной пластичности при гидростатическом сжатии наблюдается во всех металлах, если только в них удается создать твердый раствор водорода и сохранить его при комнатной температуре. А титан вообще начинает течь при давлении в 10—12 тыс. атм., как будто бы он расплавлен, и это при комнатной температуре (справка — температура плавления титана 1665 ^оС)*.

————————————————————————————————————

* Более того, с помощью некоторого «know how» я могу заставить титан (состава, примерно TiH_0,1) течь, как будто бы он расплавлен, при давлении порядка одной тысячи атмосфер и температуре, мало отличающейся от комнатной (напоминаю, температура плавления титана 1665 ^оС). Эти опыты я проводил на установке, которая не позволяла сделать давление меньше 1—1.5 тыс. атм. Однако у меня полная уверенность в том, что титан (с применением моего «know how») потечет и при меньших давлениях, что открывает новую возможность в технологии обработки металлов. Ау! Инвесторы, где вы? Есть возможность кое-что организовать и хорошо заработать.

————————————————————————————————————

Вместе с тем кремний в обычных условиях не металл, а полупроводник, и в нем не удается сохранить истинный твердый раствор водорода при комнатной температуре. Поэтому с кремнием эксперименты не проводились. Однако в интервале давлений 112—125 килобар решетка кремния трансформируется в более плотную модификацию, и при этом происходит переход типа «полупроводник → металл», т.е. кремний в недрах нашей планеты с уровня 375 км и глубже становится металлом по всем физическим свойствам. И поскольку в таблице Менделеева он стоит непосредственно над титаном, то свойства металлизированного кремния должны быть очень сходными со свойствами титана.

Работа уральских физиков весьма укрепила мою уверенность в собственной правоте, и с этой уверенностью я вновь отправился к ученым мужам, которые так неласково меня приняли поначалу.

Разумеется, я жаждал реванша и ждал покаяния. Но ни того, ни другого не получил. У них, у физиков-экспериментаторов, нет жестких канонов, с которыми они за долгое время сосуществования могли бы сродниться душой и телом и воспринимать их крушение болезненно. У них все быстро меняется, и только захочешь что-нибудь возвести в догму, как она рушится в связи с новыми результатами. Они к этому привыкли и восприняли реальность предсказанного мной явления как в общем-то рутинное событие. И все же им было любопытно узнать, какая модель физического процесса позволила предсказать неизвестное ранее физическое явление.

Эта модель удивительно проста. Все основано на сопоставлении размеров голого протона и атомов металлов, слагающих кристаллическую решетку. Они различаются на 5 порядков, т.е. в сто тысяч раз! Если представить протон в виде зернышка мака размером в 1 миллиметр, то атомы будут шарами с диаметром в 100 метров, в сечении это будет больше футбольного поля. При уплотнении металлов в 5 раз диаметр этих шаров будет 60 метров, т.е. будет все та же разница в 5 порядков между размерностью протона и атомами многократно сжатого металла. Теперь представьте себе, что практически вся масса атома сосредоточена в ядре (масса покоя электрона примерно в 1850 раз меньше массы протона или нейтрона), и ядро металла, в наших модельных представлениях, будет небольшой горошиной, которая затерялась где-то в центре футбольного поля. Получается, что весь объем заполнен электронами, представляющими собой непонятно что, но только не корпускулы, а скорее какие-то энергетические волны-вихри с эфемерной массой, да еще сильно растянутые по своим орбитам. Среди этих «футбольных полей» гуляет миллиметровая бусинка-протон с точечной концентрацией заряда и массы.

Вспомним, что внешняя электронная оболочка металла занимает преобладающую (в несколько раз) долю объема атома, а электронов в ней на порядок меньше. Что запрещает протону заходить в эту сравнительно слабо заселенную зону? «Кулоновский барьер» ядра (?), но он практически полностью экранирован внутренними плотными электронными оболочками. Диффузия водорода в металлах может на 7 порядков превышать скорость диффузии других элементов. Только представьте: водород за секунды проходит расстояние, на преодоление которого другому элементу требуются годы. И все это потому, что водород диффундирует в виде протона, размеры которого исчезающе малы в сравнении с атомами, составляющими решетку (маковое зернышко на футбольном поле).

Металловеды также установили, что скорость диффузии водорода одинакова, что через монокристалл, что через образец, в котором после холодной прокатки «набито» великое множество дислокаций, вакансий, границ зерен и др. несплошностей решетки, обычно являющихся путями ускоренной диффузии примесных атомов. Чтобы примесному атому переместиться в соседнее междоузлие, ему нужно преодолеть потенциальный барьер в виде плотно окружающих его атомов кристаллической решетки, на что требуется энергия (энергия активации диффузии). Поэтому примесные атомы для ускорения диффузии используют различные нарушения решетки, где эти барьеры ослаблены или отсутствуют. И совершенно очевидно, что протону эти барьеры не создают никакой преграды, он способен проходить сквозь сами атомы металлов, поскольку для него внешние электронные оболочки, по сути, пустота.

Но если протон проникает внутрь атома, то это равносильно увеличению эффективного заряда ядра. Внешние электроны будут подтягиваться внутрь, и атомный радиус уменьшится. Этому атому, внезапно похудевшему, уже гораздо легче проникнуть в соседнее междоузлие, тем более что такому же внезапному похуданию подвержены также атомы, создающие барьер для перехода (схлопотал протон — похудел, потерял — поправился, протоны не связаны химическими связями и гуляют в объеме металла). Короче говоря, наличие протонов в металле разрушает барьеры, препятствующие атомам кристаллической решетки переходить в соседнее междоузлие. Кристаллическая решетка теряет свою жесткость, начинает «оплывать», т.е. становится пластичной. Отсюда водородная пластичность металлов, и эта пластичность обусловлена резким увеличением способности атомов к диффузии. Без водорода такая пластичность наблюдается лишь при сильном нагревании металла (до размягчения), когда колебания атомов становятся столь энергичными, что кристаллическая решетка уже не в состоянии удержать их на своих местах.

Все это я поведал физикам, но только более строго, они не любят образности. Реакция опять была абсолютно негативная. Они сказали, что диффузионной пластичности при комнатной температуре быть не может. Скорее всего, всестороннее сжатие образца приводит к резкому увеличению плотности дислокаций, и, по их мнению, появляющаяся пластичность имеет обычный дислокационный характер. Идею о том, что протоны способны проникать внутрь электронных оболочек, физики обсуждать отказались, полагая ее бредовой.

Разумеется, вынесенный вердикт меня никоим образом не устраивал. Допустим, я могу объяснить жидкое состояние внешнего ядра планеты присутствием в металлах растворенного водорода, возможность этого показали эксперименты. Но мне обязательно нужно было внедрение протонов в электронные оболочки, чтобы последние подтягивались внутрь и в результате сокращались бы размеры атомов. Ведь внешнее ядро Земли не только жидкое, но и более плотное в сравнении с окружающей его металлосферой. Я спросил физиков, что могло бы поколебать их уверенность в невозможности проникновения протонов в электронные оболочки атомов. Ответом было: «Ну, к примеру, если вы докажете диффузионный механизм водородной пластичности». Схема изящного эксперимента возникла у меня мгновенно, но я благоразумно не стал тут же обсуждать ее с оппонентами.

Я решил вырастить алмаз в твердом металле из атомов углерода, содержащихся в этом металле в виде твердого раствора. И если я прав в своих построениях, то алмазы у меня должны вырастать «мгновенно» в твердой среде (в твердой кристаллической решетке металла). Из специальной литературы мне было известно, что введение водорода в металл резко снижает растворимость в нем углерода. Т.е. если в металле имеется твердый раствор углерода и мы введем в решетку водород, то углерод должен «выпасть из раствора» в виде самостоятельной минеральной фазы. И если давления низкие, то это будет графит, а если высокие — будет алмаз. Вместе с тем присутствие водорода в виде протонов обеспечит столь быструю диффузию атомов углерода, что алмазы должны вырастать в твердой решетке металла очень быстро, можно сказать, «невероятно быстро».

На ближайшей помойке валялась пришедшая в негодность батарея водяного отопления. Она была чугунная, а в чугуне в виде твердого раствора находится примерно 8—9% (ат.) углерода (что сверх этой концентрации, то присутствует в чугуне в виде графита). Я отколол от этой батареи кусочек, из которого выточил исходные образцы для эксперимента. В одном подмосковном научном центре нашлись люди, увлеченные синтезом алмазов. Они предоставили мне свою технику для создания высоких давлений и терпеливо научили на ней работать. Они же снабдили меня сведениями, согласно которым при 750 ^оС область стабильности алмаза появляется при давлениях порядка 35 килобар и выше. Вместе с тем меня просветили, что это согласно термодинамическим расчетам, поскольку при данных параметрах никто не синтезировал алмаз, т.к. кинетика процесса при такой температуре столь мала, что никакой жизни не хватит дождаться результата. И поэтому алмазы выращивают при температурах порядка 1200—1250 ^оС, при которых кинетика становится ощутимой для синтеза кристаллов. Данная ситуация меня вполне устраивала, т.к. я собирался ускорить кинетику (по сути, диффузию) на несколько порядков введением протонированного водорода в решетку металла.

В образец чугуна я заложил источник водорода, который должен был сработать при повышении температуры, и этот «сэндвич» был помещен в установку высокого давления. Сначала его «задавили», потом нагрели до 750 ^оС, подержали несколько минут, отключили нагрев, отключили компрессор, вынули, положили в пакетик и написали № 1. Затем то же самое еще 4 раза проделали с другими идентичными образцами. Итак, у меня 5 пакетиков и большой скепсис относительно результата, особенно в связи с малой продолжительностью опытов. Однако держать дольше не имело никакого смысла, т.к. водород очень быстро уходил из образца. Через некоторое время я уже был в химической лаборатории, где под тягой на электроплитке стоят 5 стаканчиков, в них в кипящей царской водке постепенно исчезает железо, а из него вываливается какой-то темный мусор. Этот мусор был промыт спиртом, высушен, и вот он уже у меня в виде «дорожки» под бинокуляром.

Перебираю эту грязь и меланхолично отмечаю: это графит из чугуна, это карбиды железа, это вообще «не знамо что». И вдруг в поле зрения появляется октаэдр, чистый, играющий всеми цветами радуги, завораживающий своей формой с идеальными треугольными гранями. Безусловно, это алмаз! И его появление среди бесформенного темного мусора казалось нереальным. Чтобы насладиться зрелищем, стал поворачивать его с боку на бок стальной иголкой, неосторожно прижал к стеклу, раздался щелчок, и он выскочил за пределы поля зрения. Я готов был убить себя за неосторожность, проклиная все на свете, вытащил из гнезда осветитель и стал подсвечивать все вокруг. Кристаллик выдал себя своей игрой со светом. Я водворил его на место и стал быстро-быстро просматривать дорожку дальше. Обнаружил еще с десяток монокристаллов с формой куб-октаэдра, размером от 0,3 до 0,7 мм, и десятка два сростков столь занимательной конфигурации, что ими можно было любоваться до бесконечности. Примерно такой же набор был найден еще в двух опытах, а два оказались пустыми. Предположительно, в пустых опытах водород нашел лазейку и вытек, минуя основной объем металла.

При давлениях порядка 35 кбар чугун плавится около 1200 ^оС. Это температура эвтектической горизонтали (Fe—Fe₃C), и она на 450 ^оС выше температуры эксперимента, т.е. в моем опыте алмазы выросли заведомо в твердом металле, и выросли с такой скоростью, какой никто не ожидал, кинетика синтеза выросла на многие порядки. Кроме того, они (алмазы) не содержали включений железа, что также говорит о чрезвычайно эффективной диффузии.

Таким образом, мне удалось показать, что протонированный водород в металле действительно резко облегчает диффузию атомов в кристаллической решетке, как своих собственных, так и примесных. И скорее всего, это связано с проникновением протонов в электронные оболочки металлических атомов. По крайней мере, предсказанные на этой основе неизвестные ранее физические явления были установлены экспериментально. А как еще доказывать правомерность сделанных предположений? Но если протоны способны проникать в электронные оболочки атомов и вызывать тем самым сокращение атомных радиусов, то следствием этого должно быть повышение плотности и сжижение металла. Именно это и наблюдается во внешнем ядре планеты.

Теперь относительно электропроводности внешнего ядра, которая должна быть высокой, чтобы обеспечить генерацию магнитного поля. С этим вообще никаких проблем, поскольку внешнее ядро в нашей модели состоит из металлов. Более того, при образовании раствора водорода его атомы отдают свои электроны в зону проводимости металла, при этом, естественно, возрастает электропроводность. К тому же растворение водорода в металлах можно рассматривать как образование в объеме металла полностью ионизированной водородной плазмы, высокая электропроводность которой обеспечивается как подвижностью электронов, так и подвижностью протонов.

Надо сказать, что синтез алмазов оказался настолько захватывающим делом, что я уделил ему гораздо больше времени, чем предполагал вначале. При этом выявились удивительные явления. Началось с того, что полученные мной кристаллы я показал большому специалисту по синтезу алмазов, не раскрывая особенностей их происхождения. Он посмотрел на них и сразу сказал: «Давление можно существенно снизить, тогда будет меньше сростков и больше монокристаллов». Я последовал совету и, сохраняя температуру синтеза в пределах 700—750 ^оС, стал последовательно снижать давление сначала до 25 кбар, затем до 20 кбар и, наконец, до 16 кбар. И при этих давлениях у меня все равно из твердого раствора углерода получался алмаз, т.е. синтез так и не вышел из области стабильности алмаза, хотя последнее значение давления (16 кбар) на 14—15 кбар ниже кривой равновесия графит — алмаз. Я не знаю, сказывается ли в этом присутствие протонов в решетке металла или это просто следствие сбора кристаллов алмаза по атому из раствора, а не в результате трансформации решетки графита в структуру алмаза? В специальной литературе мне встречались данные о том, что присутствие протонированного водорода в решетке металлов и сплавов резко снижает температуру и давление фазовых переходов. В общем, получается, что алмаз может и не быть показателем высокого давления.

В одной серии экспериментов, которая проводилась в цехе предприятия по промышленному производству алмазов, я использовал многокомпонентный сплав, температура плавления которого была около 700 ^оС. По технологии сборки опыта этот сплав удобнее было использовать в виде порошка. Многокомпонентные сплавы обычно содержат хрупкие интерметаллические соединения, так что издробить их в тонкий порошок не составляет труда. Я обнаружил, что этот сплав активно взаимодействует с атмосферной влагой, а выделяющийся водород растворяется в металле. Чтобы избежать этого, порошок сплава хранился в герметичной таре и открывался только на время сборки опыта. И все же можно было видеть, что со временем его частицы покрывались тончайшей белесой пленкой окисла, а сплав, естественно, насыщался водородом (у порошков большая активная поверхность). Я знал также, что под давлением этот сплав, насосавшийся водорода, может стать жидким и это неминуемо вызовет разгерметизацию и выброс сжиженного металла наружу, что чревато всякими неприятными последствиями. Опыты проводились на большом прессе, и объем испытуемой навески составлял что-то около 15 см³, так что неприятности могли быть немалыми.

Я настойчиво предупреждал участников эксперимента о возможных последствиях, предлагал надробить свежего металлического порошка. Но они делали свою рутинную работу, только с другим сплавом, все шло как обычно, и мои страхи казались им необоснованными. В конце концов по своей технологии они всегда после набора давления включают нагрев и плавят металл навески, и если все собрано нормально, без нарушений отработанной технологии, то никаких выбросов не происходит. Я пытался объяснить им, что в своих опытах они плавят после набора давления, т.е. после того, как у них по всем щелям, под нагрузкой, растекся уплотнитель, все запечатал, градиенты уравновесились и давление стало гидростатическим. В моем же случае сплав станет жидким не от нагрева, а в процессе набора давления (на холоду), когда градиенты еще не уравновесились и выброс будет неминуемым, и что все зависит лишь от того, когда сплав накушается достаточно водорода. Однако мне опять не поверили, да и как поверишь в то, что металл может расплавиться без нагрева, на холоду. Но мне и самому стало любопытно узнать, чем все это закончится. Вместе с тем с началом каждого нового эксперимента я стал методично закрывать защитные стальные дверки, предохраняющие окружающих от прямого попадания.

Ждать долго не пришлось. В процессе набора давления грохнуло, и так хорошо, как будто выстрелили из чего-то крупнокалиберного прямо над ухом. Работники цеха списали это на изношенность оборудования, поставили новые вкладыши из карбида вольфрама, тщательно провели сборку опыта и снова начали набор давления. Тут уж я стоял и неотрывно следил за стрелкой манометра, хотел знать, при каком давлении произойдет сжижение металла. Нужно было набрать 30 тыс. атм., набрали 20 тысяч, и опять грохнуло. На этот раз навеску выбило струей в сторону зрителей, она ударилась в защитную дверку, сползла вниз и застыла в виде лужицы на горизонтальной поверхности на виду изумленной публики. Забавно было видеть недоумение присутствующих, взгляды которых метались от рубильника (которым включался нагрев) к лужице металла. На лицах читался вопрос: «Как же так, нагрев не включали, а металл навески оказался расплавленным, вот же она, застывшая лужица?». Кто-то, не веря своим глазам, стал осторожно щупать эту лужицу, как щупают раскаленную сковородку, затем осмелел, накрыл ее ладонью и с изумлением произнес: «Но она же холодная!?».

Я же стоял и сокрушался по поводу силы стереотипов в нашем мышлении, ну почему раньше мне не приходило в голову, что внешнее ядро планеты тоже может быть холодным (временами) и вместе с тем будет оставаться жидким, электропроводящим и плотным, в рамках моей концепции, разумеется. Позже мы еще поговорим об этом.

Это глубоководное чудовище может с легкостью стать ночным кошмаром любого дайвера и по праву считается самой уродливой рыбой на планете Земля. Читать дальше>>

Внутреннее ядро планеты по геофизическим данным представляется твердым и, по бытующим воззрениям, имеет плотность порядка 12 г/см³. В рамках наших построений оно представлено гидридами металлов, среди которых резко преобладают кремний и магний (см. табл. 1). В настоящее время отсутствуют экспериментальные данные по сжимаемости гидридов при давлении порядка миллиона атмосфер и более (давление во внутреннем ядре от 3 до 3,6 мегабара). Я надеюсь, что они появятся в связи с моими публикациями. И в этих будущих экспериментах следует учитывать, что гидриды достаточно нестойкие вещества и могут разлагаться на фронте ударной волны (от резкого термического нагрева). Кроме того, они достаточно активно реагируют с влагой атмосферы, а некоторые при контакте с влажным воздухом взрываются. Поэтому следует предусмотреть сборку опытов в сухой инертной атмосфере и лучше направить свои усилия для создания статического сжатия.

И все же давайте обсудим некоторые аспекты сжимаемости кристаллических тел, и гидридов в их числе. Вдруг обнаружится что-нибудь принципиально важное?

В условиях всестороннего (гидростатического) сжатия в кристаллических телах сначала закрываются поры и микротрещины, затем происходит трансформация кристаллической решетки до плотнейшей упаковки. Но когда эти возможности исчерпаны, а давление растет, то дальнейшее уплотнение происходит из-за уплотнения самих атомов (из-за уменьшения атомных радиусов). При этом наблюдается четкая корреляция чем более рыхлой является внешняя электронная оболочка атома, тем больше сжимаемость. В процессе сопоставления данных под «рыхлостью» мы принимали объем, приходящийся на электрон внешней оболочки, и, естественно, чем больше этот объем, тем больше рыхлость. Чемпионами в этом плане являются щелочные металлы, у них только один электрон во внешней оболочке, которая занимает внешнюю половину радиуса атома. Поэтому щелочные металлы обладают гораздо большей сжимаемостью по сравнению с другими элементами.

Здесь важен один момент, который обсудим на примере калия. У этого элемента объем, занимаемый внешним электроном, примерно в 5 раз больше того объема, в котором ютятся остальные 18 его электронов. При давлении в 100 кбар калий уплотняется в 2 раза, а при 200 кбар — только в 2,3 раза. При еще больших давлениях кривая вообще «выходит на плато» (см. рис. 6) и даже при давлении в 500 кбар уплотнение вряд ли будет больше 2,5 раз. Это ограничение на сжимаемость обусловлено тем, что при сокращении объема внешней оболочки ее электрон входит в кулоновское взаимодействие с внутренними электронными оболочками, которые полностью заполнены и практически несжимаемы.

Однако у гидрид-иона (протон с двумя электронами) нет внутренних оболочек. Это и есть то самое «принципиально важное», что отличает ионные гидриды по сжимаемости от всех других кристаллических тел. Итак, в ионных гидридах остов кристаллической решетки сложен из гидрид-ионов, в которых отсутствуют внутренние электронные оболочки, и поэтому ионные гидриды должны обладать аномально высокой сжимаемостью. Это полностью подтверждается экспериментальными данными (см. рис. 6). И буквально «бросается в глаза» то, что градиент сжимаемости гидрида калия остается постоянным (постоянно высоким!) вплоть до давлений в 250 кбар (далее к сожалению нет данных).

Рис. 6. Сжимаемость калия в виде металла и гидрида в условных единицах. За единицу принята плотность калия при нулевом давлении.

Кроме того, при одной атмосфере плотность гидрида калия в 1,7 раза больше плотности калия-металла. Казалось бы, парадоксальное явление, металл поглощает сотни объемов водорода на один свой объем и при этом не только не разбухает, а, напротив, существенно уплотняется. И это уплотнение происходит не за счет добавления атомов водорода в кристаллическую решетку, а в связи с уменьшением расстояний между атомами металла в решетке гидрида в сравнении с исходной металлической. Причина данного явления в электростатическом (катионно-анионном) сжатии решетки ионных гидридов, которое деформирует легко сжимаемые гидрид-анионы, сокращая тем самым расстояния между центрами металлических атомов.

Рис. 7.Характер трансформации кристаллической решетки ионного гидрида в условиях сверхвысоких давлений: знаками «-» помечены гидрид-анионы, знаками «+» помечены катионы металлов.

Аномальная сжимаемость гидрид-иона позволяет предположить, что в условиях мегабарного диапазона давлений гидрид-ионы будут иметь столь малые размеры, что плотнейшую упаковку ионного остова решетки будут создавать катионы металла, тогда как многократно сжатые гидрид-ионы займут пустоты (октаэдрические, тетраэдрические) между ними (рис. 7). Образование такой конструкции означает достижение предела сжимаемости ионных гидридов. При переходе Mg → Mg²⁺ радиус уменьшается от 1,6 до 0,66 ангстрема; у кремния, при Si → Si²⁺, от 1,34 до 0,55 ангстрема. При этих значениях плотность магния и кремния в виде ионных гидридов может увеличиться в 14 раз (это в пределе и в условиях сверхвысоких давлений).

В стандартных условиях плотности кремния и магния -2,33 г/см³ и 1,74 г/см³. Если эти значения умножить на 14, то получим плотности (соответственно 32,62 г/см³ и 24,36 г/см³), превышающие плотность внутреннего ядра в центре планеты (12,46 г/см³). Это показывает, что в рамках нашей модели Земли с гидридным внутренним ядром высокая плотность последнего не представляется неразрешимой проблемой. Скорее проблема в том, что внутреннее ядро имеет недостаточно высокую плотность.

В таблице № 2 приведен список элементов, которые уплотняются в виде гидридов в стандартных условиях (при комнатной температуре и атмосферном давлении). Приведенные здесь гидриды принято называть ионными. Однако расчеты показывают, что даже в солеобразных гидридах щелочных металлов тип связи имеет промежуточный ионно-ковалентный характер и связь является ионной лишь на 30 — 45%. Наиболее ионным из перечисленных является гидрид цезия. У цезия максимальная разница с водородом по электроотрицательности, и весьма показательно, что именно он обладает максимальным уплотнением в виде гидрида (при атмосферном давлении).

Таблица № 2

Уплотнение металлов в виде ионных гидридов при комнатной температуре и атмосферном давлении.

Вместе с тем, по нашей оценке, в составе планеты резко преобладают кремний, магний и железо. Эти элементы мало отличаются от водорода по электроотрицательности, и поэтому их гидриды имеют ковалентный тип химической связи и соответственно меньшую плотность в сравнении с плотностью металлов (отсутствует катионно-анионное сжатие решетки). Однако это при давлении в одну атмосферу. Теперь мы знаем об аномально высокой сжимаемости гидрид-аниона, и знаем так же, что в условиях повышения давления все большую устойчивость приобретают наиболее плотные фазы. Отсюда однозначный вывод: в условиях повышения давления характер химической связи в гидридах должен становится все более ионным, с тем чтобы могла реализоваться по максимуму потенциальная способность гидрид-иона к уплотнению.

Энергетический аспект. Изменение характера химической связи — процесс всегда энергоемкий, и эта энергоемкость измеряется сотнями килоджоулей на моль, т.е. для насильственной трансформации ковалентной связи в ионную необходимы большие энергетические затраты. Откуда поступала эта энергия? Выше (в разделе 4) уже упоминалось, что «в случае изначально гидридного состава потенциальная энергия, выделявшаяся при гравитационном уплотнении планеты, не приводила к ее разогреву, а преимущественно расходовалась на преобразование химических соединений в недрах Земли». Оценим эту энергию, выделявшуюся при гравитационном уплотнении изначально гидридной Земли. Допустим кремний уплотнялся от 2.33 г/см³ (плотность кремния при одной атм.) до 12.4 г/см³ (плотность внутреннего ядра). Предположим, что это уплотнение происходило в интервале давлений от 0 до 1 мегабара и что градиент уплотнения на всем интервале давлений был постоянным. Предположение о постоянном градиенте уплотнения не меняет сути явления, но очень упрощает счет, который показывает выделение энергии порядка 500 кДж/моль. Допустим, то же самое уплотнение происходило в интервале давлений от нуля до 2-х мегабар, тогда выход энергии был бы порядка 1000 кДж/моль. Таким образом, те самые «сотни килоджоулей на моль», необходимые для трансформации химической связи, получались автоматом в самом процессе уплотнения изначально гидридной Земли в связи с реализацией потенциальной энергии гравитационного сжатия планеты.

Эта энергия, запасенная в гидридах на стадии формирования твердого тела планеты, впоследствии являлась основным энергетическим источником тектонической активности планеты. Но об этом мы будем говорить позже.