Формирование ядра

0
893

В последнее время получила популярность гипотеза формирования ядра Земли из металлизованных силикатов в результате гравитационной конвекции, которая исходит из того, что существование жидкого ядра, более плотного, чем мантия, означает, что происходит (или происходила) интенсивная дифференциация первичного вещества Земли и все вещества, более тяжелые, чем вещество внешнего ядра, должны тонуть в нем, а все вещества, более легкие, чем первичное вещество Земли, должны подниматься во внешние слои. Однако, как следует из расчетов В. Н. Жаркова и В. А. Магницкого (1970 г.), процесс дифференциации вещества Земли может происходить лишь при наличии области, где происходит разделение вещества с разной плотностью. Дифференциация любой породы по плотности оказывается возможной только после ее эффективного разжижения. Это означает, что должно быть расплавлено примерно от нескольких десятков процентов до половины объема породы. При меньшей концентрации жидкости основная доля частиц лишена возможности двигаться в твердой среде, и скорость их движения в поле силы тяжести мала. Таким образом, и эта гипотеза не находит объяснения предварительному расплавлению вещества Земли, а только лишь декларирует его. Более того, в силу установленной твердой природы нижней мантии конвекция вещества через всю оболочку Земли идти не может.

Следует иметь в виду, что вычисления В. Рамзея, допускающие металлизацию силикатов, не подтверждены экспериментально и противоречат температурам, рассчитанным другими исследователями на границе ядра. Как показали в 1970 г. В. Н. Жарков и В. А. Магницкий, гипотеза металлизации силикатов не может быть принята по следующим причинам: а) в экспериментах с мощными ударными волнами большинство силикатов было сжато до давлений, намного превышающих давление на границе земного ядра (1,4-1021 Па), а соответствующий фазовый переход обнаружен не был; если даже этот переход «медленный», то все равно он должен был произойти, так как фактор, определяющий неравновесность AVAp (AV — скачок объема, Ар — передавление), столь велик, что он практически «занулит» любое конечное время перехода; б) металлизация силикатов в условиях земного ядра не может сопровождаться уменьшением объема примерно в два раза, как того требуют геофизические данные; в) свойства железа (по лабораторным данным) очень близки к свойствам земного ядра (по геофизическим данным), что дает возможность предполагать существенно железный состав ядра с добавкой некоторых достаточно распространенных легких элементов (например, кремния).

Наконец, допущение столь значительных давлений на больших глубинах Земли (порядка 1,5-1011 Па) геологически совершенно не обосновано, так как все расчеты об увеличении давления с глубиной основаны на гидростатическом законе, т. е. на предположении, что никаких боковых давлений не существует и что верхние слои давят на нижние своим полным весом. То, что это предположение не соответствует действительности, вытекает даже из факта существования сверхглубоких шахт и скважин и, в частности, Кольский сверхглубокой (эффект «свода»). Энергия связи в кристаллической решетке при относительно низких температурах достаточна для того, чтобы противостоять давлению со всех сторон в п-1011 Па, на что в 1930 г. указали П. Н. Чирвинский и В. К. Черкас, согласно данным которых следует, что если отдельные зоны Земли (геосферы) на большой глубине отвердели, то вообще не будет никакого градиента давления, а геосферы Земли в этом случае подобны стальным сферам. К выводу об отсутствии сверхвысоких давлений в пределах, в частности, нижней мантии в 1968 г. пришли В. А. Магницкий, а в 1969 г.— и Ф. Стаей. С определенностью можно говорить о гидростатическом давлении лишь в отношении внешнего ядра, поскольку оно находится в пластичном состоянии, но давление пластичного ядра на твердое внутреннее никак не может превысить 1,5- 1011 Па, в связи с чем гипотеза металлизованных силикатов не находит подтверждения и с этих позиций.

ОСТАВЬТЕ ОТВЕТ