Образование зародыша Земли

0
1151

Зародыш Земли, как отмечалось выше, складывался из крупных реликтовых фрагментов, обладавших ничтожной относительно друг друга скоростью и не содержащих радиоактивности. При достижении зародышем Земли определенной критической массы начали захватываться тела с такой орбитальной скоростью, которая обеспечивала выделение тепла, достаточное для расплавления близповерхностного для того времени слоя верхнего ядра. Таким образом, наиболее вероятной причиной пластического состояния внешнего ядра может быть аккумуляция кинетической энергии падавших тел в соответствии с механизмом, предлагаемым В. С. Сафроновым для верхней мантии, а нами, К. К. Турекяном и С. П. Кларком — также для зародыша Земли. По мере вычерпывания крупных реликтовых тел уменьшался вызывавшийся ими общий термальный эффект на поверхности растущей Земли. Над расплавом, почти отвечавшим в пространстве верхней части современного пластического ядра, образовывалась термоизоляционная покрышка, роль которой играли существенно силикатные и алюмосиликатные породы (каменные метеориты) нижней мантии. В результате образовались твердое холодное внутреннее ядро и твердая холодная нижняя мантия, между которыми, как в термосе, сохранялся и сохраняется до сих пор расплав существенно железо-никелево-кремниевого состава с примесью Mg, Al, Са, S и кислорода и признаками ядра находится, по-видимому, в наиболее плотной упаковке за счет давления, обусловленного веществом пластического ядра. Возможно, поэтому не наблюдается слой разуплотнения на границе внешнего и внутреннего ядер; это же обстоятельство представляет собой косвенное доказательство того, что оба ядра не являются продуктами дифференциации гипотетического праядра, а возникли в процессе аккреции. В то же время на границе нижняя мантия — внешнее ядро сейсмограммы фиксируют слой разуплотнения, который может быть обусловлен разогреванием вещества внешнего ядра и эффектом «свода» вещества вышележащей твердой нижней мантии. Не исключено, что слой разуплотнения представляет собой своеобразную кору внешнего ядра — «слой» более легких продуктов гравитационной дифференциации расплавленного вещества этого ядра, который по сравнению с нижележащим веществом пластического ядра обогащен салическими элементами, в том числе ураном и торием.

Изложенные выше основные положения о формировании Земли из неоднородного вещества протопланетного облака, обусловленного неполнотой переработки материала протосолнечной газо-пылевой туманности, не могут быть удовлетворительно объяснены конденсационной моделью гетерогенной аккреции Земли, развиваемой С. П. Кларком и его коллегами, предусматривающей физико-химическую дифференциацию остывающей плазмы протопланетного облака. Предполагается, что при охлаждении планетарной туманности первыми конденсировались магнезиально-силикатные и железо-никелевые расплавы, которые и образовали центральную часть Земли, а поскольку силикатный и металлический расплавы — жидкости несмешивающиеся, то возникла резкая граница между ядром и перекрывающей его мантией.

Важной особенностью модели С. П. Кларка и его коллег является то, что последний поверхностный слой, который в настоящее время охватывает земную кору, верхнюю мантию и, возможно, часть переходной зоны, никогда не контактировал с ядром. Это является прямым следствием предположения о коротком периоде времени главной фазы аккреции, вследствие чего у ядра появилась возможность обосноваться в центре планеты и окружить себя нижней мантией, прежде чем произошло существенное прибавление вещества внешних слоев. Учитывая, что на все время аккреции Земли отводится максимум 100 млн. лет (105—10б лет, по Т. Хенксу и Д. Л. Андерсону), остается непонятным, как могла бы нижняя мантия («шлак» над металлическим ядром) успеть затвердеть до того времени, когда она перекрылась термоизоляционной «покрышкой», представлявшей собой низы нынешней верхней мантии. Если принять, что подобная модель соответствовала действительности, то следовало бы значительно увеличить время аккреции, допустив по крайней мере перерыв в «росте» Земли где-то после того, как она набрала около 50 % своей современной массы, который необходим для того, чтобы будущая нижняя мантия смогла бы остыть при помощи лучеиспускания. А этот процесс даже в условиях отсутствия термоизоляционного слоя занял бы не одну сотню миллионов лет.

ОСТАВЬТЕ ОТВЕТ