Представления о первичных восстановительных атмосферах планет

0
492

Представления о первичных восстановительных атмосферах планет возникли на основе гипотезы гомогенной аккреции. При этом предполагалось наличие в теле Земли и на ее поверхности больших количеств металлического железа (впоследствии «стекавшего» в ядро). Это металлическое железо, реагируя с водой, превращалось в закисное, а то и в окисное, а выделявшийся при этом активный водород участвовал в синтезе СН4, других углеводородов, а также NH3, H2S и т. д. Теперь мы уже твердо убеждены в том, что металлическое железо никогда не было гомогенно распределено в Земле. Действительно, например, никеля в ультраосновных породах слишком много для того, чтобы можно было предположить его бывший контакт с металлическим железом. Он бы практически весь ушел вместе с железом, образовав железо-никелевый сплав. Или сображение о том, что отношение Fe203/FeO в ультраосновных породах и базальтах слишком велико для того, чтобы эти породы могли пережить контакт с металлическим железом. Нет смысла повторять аргументы против гипотезы гомогенной аккреции. С точки зрения модели полигенно-гетерогенной аккреции образование первичной восстановительной атмосферы Земли вообще невозможно. Атмосфера должна была быть не более восстановленной, чем современные вулканические газы, которые достигли равновесия с базальтовой магмой.

Таким образом, первоначальная атмосфера Земли, так же как у Марса и Венеры, по-видимому, состояла главным образом из СО2 с небольшой примесью азота, благородных газов и паров воды. Судя по огромному количеству карбонатов на Земле (породы земной коры и Мировой океан), углекислота все время выводилась из атмосферы, и последняя постепенно обогащалась другими компонентами. По-видимому, предположения Г. Юри в 1952 г. и К. П. Флоренского в 1965 г. об образовании существенно углекис-лотной атмосферы уже в ходе «строительства» Земли имеют обоснования. И действительно, когда Земля в ходе аккреции набрала массу, сравнимую с массой современного Марса, СО2 уже не мог теряться планетой. Он мог «вымываться» из атмосферы -только в результате взаимодействия с парами воды и материалом поверхности Земли, все время дробившимся и испарявшимся под действием падающих тел. Этот процесс зародился при достижении Землей примерно 0,1 своей современной массы, но в то время наращивавший Землю материал был беден летучими и, в частности, водой. Учитывая последнее обстоятельство и конкурирующие процессы диссипации, атмосфера Земли вплоть до заключительного этапа аккреции вряд ли была существенно плотнее, чем сегодня на Марсе. И лишь тогда, когда Земля стала захватывать наиболее мелкий и обогащенный летучими материал (согласно гипотезе полигенно-гетерогенной аккреции), начался интенсивный рост атмосферы и гидросферы.

Д. Э. Фишер, анализируя содержание и изотопный состав благородных газов в земной атмосфере, приходит к весьма любопытным заключениям: «современное отношение» 4Не/40Аг в недрах Земли представляет убедительные свидетельства против того, что ранняя катастрофа была единственным источником земной атмосферы, если не переходить достаточно строгих пределов отношения K/U в мантии. Любого рода дегазация хондритовой мантии как источник атмосферы исключается». Авторы придерживаются этой точки зрения, ибо согласно полигенно-гетерогенной модели формирования Земли основную роль в образовании атмосферы и гидросферы отводят дегазации существенно углистохонд-ритово-ахондритовой протокоры, первоначально обогащенной летучими (и радиоактивными) элементами  как за счет кинетической энергии падающих тел, так и за счет сравнительно поверхностного раннего магматизма. На общую древность атмосферы указывают определения и ее изотопного возраста. Судя по количеству 40Аг, определенному Д. Э. Фишером, М. Озима и другими исследователями, его накопление в атмосфере началось более 4,0 млрд. лет назад . Существование гидросферы на ранних этапах истории Земли доказывается наличием на Земле огромного количества древнего отдифференцированного материала, в том числе первичных хемогенных осадочных пород и образований коры выветривания (типа глиноземистых кварцитов) с радиологическим возрастом, приближающимся к 3,5 млрд. лет. А наличие гидросферы определило мощный буферный механизм, все время поглощавший и перерабатывавший СО2. Поэтому вряд ли следует ожидать сколько-нибудь плотной первоначальной атмосферы на Земле, значительно превышавшей современное удельное давление СО2.

ОСТАВЬТЕ ОТВЕТ