Гипотезы разделения Земли на оболочки

0
534

Существует целый ряд геохимических и геофизических данных, которые не могут найти объяснения с позиций гипотезы о разделении Земли на оболочки во время ее геологической истории за счет каких-либо процессов дифференциации вещества планеты.

Например, рассмотрим вероятность выделения железного ядра в процессе дифференциации гомогенной Земли.  Для  этого  мы должны предположить достаточно высокие температуры молодой Земли, с тем чтобы относительно небольшая добавка радиогенного тепла могла бы вызвать образование  магматических очагов. При этом железо как более легкоплавкое и более тяжелое стекало бы к центру Земли. А.  Е.  Рингвуд — сторонник  гомогенной аккреции Земли, отмечая слабости этой гипотезы, в 1979 г. указывал на то обстоятельство, что, если бы Земля и другие планеты земного типа первоначально состояли бы из смеси металлической и силикатной фаз, которые впоследствии дифференцировались за счет постепенного нагрева земных недр, должно было бы установиться космохимическое равновесие между этими фазами. Тем не менее мы наблюдаем распространенность Ni, Со, Си, Аи и других сидерофильных элементов в пиролите в 10—100 раз выше, чем это можно было бы объяснить равновесием между металлом и силикатом. Отношения Fe3+/Fe2+ в верхней мантии в 10 раз выше, чем можно было бы ожидать в равновесных условиях, если бы металлическое железо «стекало» в ядро.

По расчетам Ф. Бэрча (1965 г.), процесс «стекания» железа к центру Земли сопровождался бы значительным повышением температуры (около 2500 Дж на 1 т вещества, что эквивалентно поднятию температуры на 2000° С) за счет превращения потенциальной гравитационной энергии в тепловую.  Учитывая,  что  запуск механизма дифференциации мог произойти при температуре от 1000 до 2000° (в зависимости от глубины залегания магматического очага), суммарная температура составляла бы 3000—4000° С. Не существует кристаллической породы, которая выдержала бы такую катастрофу. Глубины Земли были бы пластичными, а не твердыми, тем более, что нет достаточно приемлемого механизма теплоотвода. Как считает Ж. Гогель (1969 г.), в твердом теле теплопроводность осуществляется столь медленными темпами, что за 4 млрд. лет практически никакая часть скрытой тепловой энергии внутренних слоев, расположенных ниже глубин в несколько сотен километров, не могла бы достигнуть поверхности. Э. Андерс убедительно доказал, что тело радиусом более 1000 км не успеет заметно остыть даже за 5 млрд. лет. Что же говорить о Земле с ее радиусом в 6370 км?

Чтобы обойти это затруднение, ряд исследователей предложил различные конвекционные модели тепло-массопереноса. Однако, расчеты Ф. Вайнинг — Мейница (1945 г.) показывают, что глубина конвекционных течений не может превышать 1200 км, а другие исследователи — Ж. Гогель (1969 г.) — ограничивают зону их действия глубиной 475 км. Дж. Карр в 1968 г. на основании изучения физических свойств мантии, природы границы Мохо и других данных пришел к выводу вообще о несостоятельности гипотезы о современных процессах конвекции в мантии. Сравнение тектонической истории ряда континентов привело его к заключению о том, что по крайней мере в течение последних 900 млн. лет конвекция в мантии отсутствовала (этот вывод, естественно, не распространяется на потоки вещества незначительной мощности).

ОСТАВЬТЕ ОТВЕТ