Предыдущая страница реферата | 9  10  11  12  13  14  15  16  17  18  19 | Следующая страница реферата

В этих превращениях, способных, казалось бы, вызвать у геофизи-ка лишь академический интерес, Сорох-тин увидел решение трудной задачи.

В принципе железо очень благосклонно к агрессивности кислорода. Кто не знает, с какой жадностью ржавчина пожирает все сотворенное из этого металла—от гвоздей до корабельных корпусов! Ржавчина — это гидроокись железа (заметьте, на поверхности Земли она буквально вездесуща), в ней каждый атом металла удерживает атом кислорода (а то и больше).

Но такая связь, как выяснилось, прочна только в обычных условиях. При сильнейшем сжатии и нагреве уже нужны усилия Двух атомов железа (сделавшегося одновалентным), чтобы удержать атом кислорода.

А коль скоро теперь на два атома железа приходится лишь один атом кислорода, плотность окиси возрастает, причем точно на ту величину, которой не хватало для модели ядра. Таким образом, идея земной сердцевины, состоящей из окиси железа, получила убедительное теоретическое обоснование.

На нижней границе мантии окись одновалентного железа вполне может расплавиться и, следовательно, образовать жидкое ядро.

Как известно, недра Земли состоят главным образом из сложных минералов, а отнюдь не из парных соединений элементов. Не создает ли это обстоятельство непреодолимого препятствия модели Сорохтина? Вовсе нет. Достаточно вспомнить о другом, вполне доказанном превращении вещества в нижней мантии — о расщеплении минералов (в основном силикатных) на простые окислы, среди которых есть и окислы железа.

Сорохтина интересовала и чисто химическая сторона дела. Поскольку часть кислорода в момент фазового превращения освобождается, он отправляется на поиски другой «жертвы», в том числе и не связанного железа (при образовании Земли в ее состав входило и оно). И отправляется не куда-нибудь, а вверх, так как он элемент сравнительно легкий. Со временем, нагрузившись этим железом, кислород снова в составе простой окиси (или минерала) совершит очередное путешествие к центру Земли.

В своей модели Сорохтин прослеживает и дальнейшую судьбу вещества, оказавшегося в ядре. Убывающая способность железа к химическим связям рано или поздно должна привести к распаду окислов с выделением чистого металла. А значит, и с еще одним этапом высвобождения кислорода и последующего подъема его вверх. На этот раз с границы между жидким ядром и находящимся внутри него твердым ядром. Твердым потому, что изменившееся вещество уже требует для своего плавления более высокой температуры, чем существующая на сегодня в самой земной сердцевине.

Поверхность же жидкого ядра — это место, где первичная смесь веществ освобождается от тяжелой фракции. Но не полностью. Большая ее часть еще остается химически связанной. Однако и сравнительно малой потери железа достаточно, чтобы возникла та разность в плотностях веществ, благодаря которой более легкое поднимается.

В верхней мантии оно растекается в стороны, растягивая кору и растаскивая ее плиты. Так шютностная конвекция становится движущей силой дрейфа континентов. Они, увлекаемые мантийными течениями, стремятся расположиться вблизи нисходящих потоков.

Характерен результат химического анализа базальтов разных возрастов: чем они старше, тем больше в них железа.

Сегодня справедливость теории тектоники плит при-1н«на во всем мире. Перемещение материков подтверждено наблюдениями с космических аппаратов. Наро-ждмие океанской коры исследователи увидели своими глазами, когда побывали в рифтах Атлантики, Красного моря, на дне Тихого и Индийского океанов. Советские, американские и французские акванавты едины в своих рассказах о том, как трескается растягиваемое дно, и о молодых вулканчиках, которые поднимаются из таких щелей.

А вот еще одно косвенное подтверждение справедливости той же неомобилистской модели. Довольно неожиданное.

Возраст Луны, как известно, близок к возрасту Земли (4,6 млрд. лет). Сейчас ночное светило находится от нас на расстоянии 60,3 земного радиуса и медленно удаляется на 3,8 см в год (установлено лазерной локацией). Ученые более или менее единодушны в том, что в самом начале Луна была раза в три ближе. Однако скорость ее убегания не оставалась постоянной, иначе, чтобы выйти на нынешнюю орбиту, ей потребовалось бы 6,3 млрд. лет. В Институте физики Земли АН СССР сделали расчет изменений лунной орбиты и установили, что своими метаморфозами она немало обязана столкновениям и расколам континентов.

Как в наши дни, так и в далеком прошлом в Мировом океане под действием лунного притяжения происходили приливы и отливы. При этом запаздывание приливных волн океана оказывается тем большим, чем сильнее они рассеиваются в мелководных бассейнах, то есть чем щедрее разбросаны по поверхности планеты краевые моря. И наоборот, меньшее запаздывание земных приливов говорит о том, что территории шельфовых вод невелики. Определение таких запаздываний позволяет судить о расположении континентов в давние геологические эпохи. На древнейшей Земле во времена, отстоящие От нас на 2,4—1,6 млрд. лет, формировались разрозненные протоматерики, что сопровождалось заметным ростом площади краевых мелководных бассейнов. Оттого и Луна отодвигалась от Земли сравнительно быстро.

Такая картина особенно убедительно выглядит рядом с другими расчетами ученых из Института геохимии и аналитической химии АН СССР. Здесь удалось проследить — от эпохи к эпохе — постепенное увеличение площади земной суши. Примерно 2,6 млрд. лет назад ее было раз в 10 меньше, чем сейчас. А спустя миллиард лет — уже лишь в 3 раза меньше. К началу же палеозоя (600 млн. лет назад) эта разница сократилась до 28 процентов.

Можно попытаться представить себе, как менялся облик Земли. Где-то 2,6 млрд. лет назад ее мозаичный, по-видимому, материковый надел был вкупе не многим более современной Антарктиды (возможно, в окружении островов). Оно и понятно. Ядро планеты еще маленькое, циркуляция вещества в мантии только набирает силу, протяженность рифтовых долин, где нарождается океанская кора, не так уж велика. Потому и зон под-двига плит пока немного.

Впрочем, строго говоря, сушу в то время представляли не только те протоматерики и соседствующие с ними острова. Мировой океан был в процессе образования, разрозненные бассейны еще не слились воедино, следовательно, срединный хребет, а наверняка, также часть будущего морского ложа оставались не залитыми водой. (Хотя, как вы теперь знаете, и сам хребет, и эти «заготовки» океанского дна слагала отнюдь не континентальная кора.)

И вот глубокие разломы, сквозь которые поднимается разогретое мантийное вещество, распространяются по все большей поверхности планеты. Существенно меняется и масштаб «производства» новой коры — океанской, материковой. Миллиард лет спустя общая площадь суши (истинно материковой, так как океан уже вполне стал Мировым) достигла размеров нынешней Евразии. Но эта суша еще не была единой, хотя столкновения шли, о чем говорит сокращение числа краевых мелководных морей.

К началу палеозоя (600 млн. лет назад) заметный «недостаток» суши сравним, пожалуй, с величиной обеих современных Америк, вместе взятых,— более 40 млн. км2. Близится время сверхконтинента Пангеи. Сократилась протяженность шельфов. Резко уменьшилось запаздывание приливных волн. Замедлился и «уход» Луны.

Тут, кстати, нетрудно вычислить темпы нарастания суши в разные времена. В течение палеозоя — по 0,007 кв. км в год. Только не нужно представлять это себе как ежегодное появление где-то на Земле целого «поля» в 7 га. Прибавка складывается из новообразований, разбросанных по планете. А на молодой Земле темп прироста суши, судя по всему, был почти вдвое меньше. Так по крайней мере видятся те далекие времена, высвеченные аналитическим поиском исследователей нашей планеты.

Однако какое все это имеет отношение к проблеме происхождения жизни на Земле? Сорохтин убежден: прямое, поскольку современный уровень знаний позволяет более достоверно, чем раньше, смоделировать условия ранней стадии эволюции Земли. На этот раз две колеи — геология и биохимия — благополучно совмещаются. Судите сами.

Представьте себе поверхность первичной Земли, вглядываясь в то далекое прошлое сквозь призму неомо-билизма.

Итак, время действия-— 4,6 млрд. лет назад. Планета безжизненна. Газово-пылевое вещество, послужившее для нее материалом и образованное взрывом сверхновых звезд, полностью стерилизовано жестким космическим излучением. Ни атмосферы, ни океана. Космический холод. Солнце светит на треть слабее, чем в наши дни.

Но в недрах планеты исподволь уже идет радиоактивный разогрев, отчего уменьшается вязкость всего заключенного в ней вещества. Позади полмиллиарда лет. Идет медленное, очень медленное расслоение этого вещества по плотности. Начало выделяться ядро Земли. Пришли в движение мантийные течения. Водяной пар, углекислый газ, азот вырываются из подземного плена. Большую часть пара поглощает разогретый оливин вблизи поверхности планеты. Океана все еще нет. Над Землей — оболочка азота и углекислого газа. Парниковый эффект. Температура поднимается до 50°С, местами до 100°С. Рифты охватывают все большую часть планеты. Их активность нарастает. Здесь работают не единичные «реакторы» по производству первичной органики, а множество по всей протяженности рифтовых зон.

Рекомендуем скачать другие рефераты по теме: архитектура реферат, диплом вуза.





Предыдущая страница реферата | 9  10  11  12  13  14  15  16  17  18  19 | Следующая страница реферата