Материал: Гаврилов В.П. «Путешествия в прошлое Земли»

Внимание! Если размещение файла нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам

'

1

z 3 4

5

BNpat:m, to'Jtlm

Puc. 4. Выделение суммарного радиогенного тепла в течение жиз­

ни Земли (по Е.А. Любимовой).

Иэ рисунка следует, что активность термических процессов в недрах

нашей WJанеты резко сниэиласъ 2600 МJШ. лет назад, и в особенности

2000 МJШ. лет назад

витию rеологических процессов. Бьmи и другие источ­ ники тeiUia: гравитационная дифференциация, различ­

ные фазовые переходы вещества, пр:иливные трения и

т.д. Оrечественный rеофизик Е.Н. Люстих указывал, что

за счет перестройки первоначально гомогенной IUiанеты

с образованием ядра и мантии должно бьuю бы высвобо­ диться около 1,5·1031 Дж энергии, что существенно пре­

вышало радиоrенную энергию.

Внуrренний разогрев Земли проходил, очевидно, не­ равномерно. Первоначальная неоднородность распреде­

ления радиоактивного вещества приводила к тому, что

возникали локальные очаги расiUiавления, и происходи­ ло частичное IUiавление земного вещества при сохране­

нии основной массы пород в консолидированном состо-

~ янии. Такой механизмдифференциации в общем-тоxo-

g. лодного вещества Шiанеты бьш предложен академиком

~ А.П.Виноградовым под названием зонной IШавки. Уче­

~ ный полагал, что при большой разности температур на

границах зоны возникнет механически неустойчивое со-

стояние расrшава и в нем начнется конвекция. Перегре-

тое вещество нижних участков, поступая в верхтою часrь

зоны, будет переносить тепло, которое нагреет и распла­

вит расположенное выше вещество. В то же время внизу очага расплав начнет остывать и кристаллизоваться. Та­ ким образом, очаг расплавления сможет перемещаться,

подобно огоньку сигареты. Наиболее легкоплавкие ком­ поненrы будуr двигаться вверх быстрее тугоплавких и

скапливаться в одном месте.

Процесс зонной плавки был смоделирован в лабора­

торных условиях. Для эксперимента использовался ци­

линдрик, изготовленньm из каменноrо метеорита (хон­ дрита). Перемещая вдоль неrо высокочастотную печь и

проводя последовательное расплавление :каждоrо участ­

ка, ученые добились перемещения легкоплавких и лету­

чих компонентов от одноrо конца цилиндра к друrому.

В результате в начале цилющри:ка скопилось вещество,

отвечающее по составу ультраосновной породе типа ду­

нита или перидотиtа, а на друrом конце, к которому

перемещаласъ область прогрева, сконцентрировалось ве­

щество базальтовоrо состава.

Зонная плавка, охватившая верхнюю часть мантии,

привела к постепенному выплавлению базальтовых по­

род из мантийного материала и возrонке его к поверх-

ности Земли. Возможно, что в современных условиях

этот процесс протекает в пределах астеносферы.

s~

м

Под действием плавки начал формироваться «базалъ-

~

товъm)> слой земной коры. На поверхности планеть1 воз-

3

никали первичные вулканоплутонические кольцевые

с

Е-

структуры, заполненньiе базальтовой лавой. Рядом с ними

CD

соседствовали крупньiе и мелкие метеоритные кратеры. В

~

то время ландшафты Земли чрезвычайно напоминали со-

g

временную палораму Луны, Марса, Меркурия (рис. 5).

§

Вероятно, аналогичные процессы имели место и на этих

~

планетах. Так, 3,6-3,1 млрд. лет назад на Луне также про­

 

исходиЛо формирование областей, затопленных расплав-

8

47

ческой и магматической деятельности. С этого момента

на Луне прек.ратилось излияние базальтов, а rеологичес­

:кая жизнь теплится теперь лишь в ее глубоких недрах. О том, что термическая эвотоция Луны продолжается, сви­

детельствует довольно значительный тепловой поток,

равный приблизительно половине земного. Предполага­

ют даже, что на глубине температура Луны может со­

ставлять около 1000 ас.

Современнь1е Луну и Марс можно рассматривать как аналоги древней Земли. Земля вместе с ними проходила

одинаковый путь развития, однако ее эвотоция пошла

дальше. Луну можно рассматривать в качестве своеоб­ разной модели Земли в самом начале ее rеологической

истории. Поэтому ранний период жизни Земли, по пред­ ложению академика А.П. Павлова, вьщеляют как лун­

ную стадию развития.

Одновременно с выпламением базальтового слоя бу­

дущей земной коры происходит и дегазация мантийного

материала. Газообразные компоненты высвобождаются и

скапливаются в околоземном пространстве, удерживае­

мые силой земного тяготения. Луна и Марс, обладаю­

щие меньшей силой притяжения, не могли удержать око­

ло себя продукты дегазации своих недр, которые частич-

но (Марс) или практически полностью (Луна) диссипи-

ровались в космическом пространстве. Земля же начи-

нает приобретать атмосферу.

Согласно данным Г. Юри, в эти ранние периоды су­ ществования нашей планеты атмосфера ее отличалась значительно меньшей плотностью и обладала восстано­

вительным характером. Сравнение с планетами-гиrан-

тами (например, Юпитером, Сатурном) позволяетпред-

полагать, что в первичном составе земной атмосферы

преобладали метан, аммиак, в меньшей степени вода-

род, пары воды, двуокись и окись углерода. Кислород же

практически отсугствовал.

~

м

w

~

о

а. с:

~

g

~

~

49

Конденсация паров воды приводила к образованию

первых водных бассейнов на поверхности Земли. АП.

Вшюrрадов доказывает, что при зонной IШавке выдели­

лось 1,6·1024 г воды, т.е. почти столько, сколько содер­

жится ее в современных океанах и морях. Поэтому не­

удивительно, что уже в конце лунной стадии мог суще­ ствовать океан, который почти сiШошной пеленой по­

крывал IШанету. Другие ученые считают, что этот океан

по обьему значительно уступал современному. Как пред­

полагает Г. Юри, в нем бьшо лишь 10 % объема воды существующих морей и океанов. Глубина первичного

океана могла достигать 1,5-2 км. Кое-где над его уров­

нем возвышались участки cynm в виде вулканических

островов или архипелагов.

ОВМЬНЫЕ ВЗДУТИЯ В ТЕЛЕ ПМНЕТЬI

Очутившись на нашей IШанете примерно 4-3,5 млрд.

лет назад, мы застали бы качественно новую стадию ее

развития.

На Земле все еще отсуrствовали rеосинктrnали и IШат­

формы. Однако, по-видимому, уже существовал горный

рельеф вулканического происхождения, появились пер­

вичные атмосфера и гидросфера, которые, в свою оче­

редь, оказывали разрушительное (эрозионное) воздей­

ствие на рельеф поверхности Земли, сглаживая его не­

ровности, вследствие чего образовьшались обломки по­

род, и различные соли, растворяющиеся в воде молодых

океанов. Учитъrвая, что IШотность древней атмосферы

а:~ Земли бьша сравнительно мала, можно предположить,

~что вулканические горы разрушались медленнее, чем сей­ g. час, и могли быть значительно выше современных.

L:: используя еще раз метод аналогии, посмотрим, како-

~ва высота горных вершин на Марсе, близкой по своим

размерам к Земле IШанете? Судя по космическим сним-

8 кам, полный разброс высот на Марсе состаRТIЯет около

Источник: https://studfile.net/preview/16460670/