Вестник Кольского научного центра РАН. 2012, №1.
ядру. Но, с другой стороны, предполагается, что в основном U, Th вместе с K находятся в коре. Остается непонятным, почему в процессе образования Земли сначала аккумулировались только частицы железа, образовавшие ядро, а силикаты и окислы обособились на второй, более поздней стадии? С точки зрения физической химии, более вероятно, что металлы и все остальные вещества накапливались совместно, формируя гомогенную массу планеты. Из-за малой скорости диффузии в твердом веществе трудно ожидать, что гравитационное равновесие могло быть достигнуто без расплавления вещества. Вероятнее всего, что разделение гомогенной планеты на ядро и мантию произошло позже аккреции ее вещества, когда температура внутри Земли поднялась до точки плавления железа. Ученые не знают точно, за счет какого процесса произошло повышение температуры вещества Земли. В работе [3], например, говорится следующее: «Можно, однако, предполагать, что после образования Земли должно было произойти какое-то событие, обусловившее разогрев Земли и частичное расплавление ее вещества. Об этом свидетельствует существование расплавленного металлического (?) ядра». Авторы указанной работы предполагают такие источники тепловой энергии, как радиоактивность, приливное трение и гравитация. Результаты же расчетов суммарного количества тепла за счет указанных источников показывают, что тепла хватило бы только на частичное плавление. Что же касается гравитации, то до настоящего времени остается невыясненным, какая степень гравитационного равновесия достигнута в недрах Земли. Кроме того, должно достигаться концентрационное равновесие с температурным градиентом и устанавливаться соответствие (соотношение) этих равновесий. Гравитация и температурный градиент должны «работать» в одном направлении, что подчеркивается в работе [3]: «..и гравитационный, и температурный градиенты стремятся нарушить однородность состава, которая в противном случае будет сохраняться». Причем необходимо подчеркнуть, что дифференциация вещества при действии указанных факторов может осуществляться только в расплавленном состоянии и в присутствии молекулярных ассоциатов, различающихся по удельному и молекулярному весу. Вначале работает эффект Соре: молекулы с меньшим молекулярным весом концентрируются в зоне большей температуры, а молекулы с большим молекулярным весом - в области меньшей температуры. При последующей кристаллизации малые молекулы образуют более плотные структуры, приспосабливаясь к градиенту давления (глубине). По всей вероятности, планетарная раздифференцированность вещества обязана проявлению обоих явлений. После жидкостной дифференциации и потери тепла излучением в космос, при отсутствии процесса (явления), продуцирующего тепловую энергию, кристаллизация расплава, которая началась с поверхности планеты, а затем распространилась на глубину, должна была закончиться до геологической стадии. Остается непонятным, когда и почему процесс кристаллизации остановился на определенной глубине (2900 км)? На этот вопрос сторонники старой гипотезы не могут дать вразумительного ответа, поскольку потери тепла излучением происходят постоянно и никакими процессами не восполняются, за исключением незначительного количества тепла от радиоактивного распада в коре, трения вядре и приливно-отливных явлений. Необъяснимым остается вопрос, почему часть вещества нашей планеты находится в расплавленном состоянии и постоянно, на протяжении всей геологической истории, происходят тектонические, магматические и метаморфические процессы, требующие (потребляющие) огромного количества тепловой энергии. Допустим (предположим), что при аккреции выделилось такое количество тепловой энергии, которого хватило для расплавления всего вещества планеты и нагревания его до 2-2.5 тыс. °С. Поскольку предполагается, что со временем магматический океан начал кристаллизоваться сверху, то следует признать, что количество тепловой энергии, теряемой излучением с поверхности Земли, превышало количество энергии, поступающей кондуктивно из глубины. Остановка кристаллизации магматического океана на глубине «2.9 тыс. км может свидетельствовать о достижении ликвидус- солидусного равновесия, которое, по всей вероятности, сохраняется уже много времени, а это возможно только в том случае, если тепловая энергия, теряемая планетой в космос, компенсируется энергией, поступающей от ядра планеты. Если, согласно старой гипотезе, внешнее ядро (жидкое) и внутреннее ядро (твердое) состоят из железа с различными примесями, то генерация тепловой энергии может происходить только за счет кристаллизации жидкого ядра. Тепло кристаллизации внутреннего ядра, как и процесса дифференциации на оболочки - это неполная компенсация тепла, потраченного на разогрев исходного вещества до плавления. Остается тепло солнечно-лунных приливов и распада радиоактивных элементов, но этого количества тепловой энергии, при постоянной потере излучением, не может хватать даже для поддержания ликвидус-солидусного равновесия внешнее ядро - нижняя мантия. Можно допустить, что процесс кристаллизации жидкого 182
Made with FlippingBook
RkJQdWJsaXNoZXIy MTUzNzYz