Гипотеза Камерона

0
697

Как указывалось ранее, А. Камерон и его коллеги предложили гипотезу образования Солнечной системы из вращающегося дископодобного облака посредством его сжатия с такой скоростью, которая при массе облака, вдвое превышавшей солнечную, приводила к нагреванию его вещества в области существования планет земной группы до 1000—1700° С. В этих условиях находящиеся до этого частицы, в том числе и планетозимали, должны были полностью испариться. Последующее остывание газовой фазы облака создавало условия сложного физического и химического фракционирования посредством конденсации вещества в определенной последовательности. Именно эти результаты были положены в основу конденсационно-гетерогенной модели формирования Земли Турекяна — Кларка — Гроссмана.

А. Е. Рингвуд  приводит целый ряд фактов, не укладывающихся в развиваемую А. Камероном концепцию высокотемпературной модели аккумуляции вещества в протосолнечной туманности, а также аргументы в пользу аккреции планет в холодном протопланетном облаке. Это представляется обоснованным и потому положено в основу развиваемой нами модели полихронно-гетерогенной аккреции Земли.

Согласно современным данным период аккреции Земли оценивается в 103—108 лет. При этом формирование планет в указанных граничных условиях сопровождается выделением огромного количества гравитационной энергии аккреции, которая, в свою очередь, контролирует химическое равновесие в аккумулирующемся материале. Гравитационная потенциальная энергия (ГПЭ), выделяемая в процессе аккреции массы М в тело радиусом г из рассеянного пылевого облака, описывается уравнением: ГПЭ=3/5 GM2/r, а температура Т на расстоянии R от центра растущего тела при условии, что темп аккреции пропорционален площади, на которую она распространяется, будет отражаться уравнением: (ot/dR) • Г4—Го) = G 7WR/R, где G — гравитационная постоянная, Т—^ начальная температура аккрецируемого тела, о — постоянная Стефана — Больцмана, t — продолжительность аккреции тела радиусом R, d — плотность, с — удельная теплоемкость, Mr— масса тела, заключенного в сферу радиусом R.

Для Земли величина ГПЭ достигает 9000 кал/г, что достаточно для испарения всей ее массы. А кто такие животные. Реализация этой энергии для нагревания Земли обусловлена временем ее лучеиспускания в космическое пространство: чем меньше время t, тем большая часть величины ГПЭ идет на нагревание Земли. Как правило, в течение большей части процесса аккреции ее скорость резко увеличивается с ростом радиуса R, но в начале и в конце аккреции она приближается к нулю. При длительности t аккреции Земли менее 105 млн. лет температура ее поверхности составляет более 1500° С, а для Луны Т= 1500° С при /=1000 лет. В моделях кон-денсационно-гетерогенной аккреции Кларка — Турекяна — Гроссмана первоначально принималось, что /=10 000 лет — Земля в этом случае полностью расплавлялась. В более позднем варианте этой модели начальное время аккреции таково, что происходило расплавление вещества ядра и мантии с испарением и удалением летучих, а наружный слой Земли массой около 20% от массы Земли рос в течение дополнительного периода времени /=105— 107 лет, так что его 7^400 К . При этом допускается, что температура планетарной туманности к началу роста Земли превышала 1200 К, с тем чтобы объяснить быстрый рост температуры Земли, еще не обладавшей в силу малой величины М первоначально твердого ядра достаточно высоким выделением ГПЭ.

В модели гомогенной аккреции Земли А. Е. Рингвуда  время аккреции t принимается столь коротким (допускает даже t= 1 млн. лет), чтобы температура поверхности планеты превышала 1000° С, повышаясь на последних стадиях до 1500° С и больше— во внешней мантии до 2200° С. А. Е. Рингвуд дальнейшее наращивание Земли «осуществляет» путем медленной аккреции, называя ее «хвостом аккреции», в течение 4,6—3,9 млрд. лет назад с тем, чтобы нарастить поверхностные слои Земли холодным материалом. «Хвост аккреции» отрывается от быстрой начальной аккреции временем формирования ядра — от 105 до 10sлет (с нагреванием недр Земли до температур 3500° С, а поверхностных слоев Земли и ее протоатмосферы до 2000° С)—и временем остывания поверхностных слоев примерно до 1400° С.

ОСТАВЬТЕ ОТВЕТ