Гіпотези про походження Землі

Відповідно до сучасних уявлень Земля сформувалася в результаті акреції (процесу падіння різних фрагментів речовини в напрямку центра ваги утворюється планети, ср п. 6.3 Частини 1) газово-пилових частинок протопланетної хмари (модель “холодного” походження Землі, перший варіант якої належить Лапласу ). У результаті цього поступово збільшувалася її маса і росла сила тяжіння, а отже, і швидкості частинок і космічних тіл, що падали на формировавшуюся планету. Кінетична енергія частинок і тіл перетворювалася в тепло, і Земля все сильніше розігрівалася. Чим крупніше були падали тіла, тим сильніше вони нагрівали Землю в епоху великої бомбардування (близько 4 млрд. Років тому), коли Земля, як і Місяць, піддавалася ударам досить численних і дуже великих (сотні кілометрів у поперечнику) метеоритів. На Місяці і сьогодні можна побачити свідоцтва метеоритного бомбардування – численні кратери і моря (області, заповнені вилилась магмою). На нашій планеті активні тектонічні процеси і вплив атмосфери і гідросфери практично стерли сліди цього. Енергія удару цих метеоритів звільнялася не на поверхні, а на глибині, рівній приблизно двом поперечникам внедрившегося тіла, тобто ця енергія виділялася в шарі товщиною порядку 1000 км. Цей механізм утворив перший гравітаційний джерело нагрівання Землі.
Енергія, що виділялася в ударних процесах в період акреції планет, була, ймовірно, достатня для часткового проплавления планети. Оскільки температура плавлення заліза і його сплавів нижче, ніж силікатів, важкий розплавлений метал міг відділятися від навколишнього матеріалу і опускатися до центру планети, формуючи ядро. При цьому потенційна гравітаційна енергія перетворювалася в тепловую2. Цей механізм “гравітаційної диференціації надр” утворив другу гравітаційний джерело нагрівання Землі, який сьогодні є головним. Суть його полягає в наступному.
У початковій стадії утворення Землі “важкі” і “легкі” елементи та їх сполуки були перемішані. Розраховуючи тепловий баланс Землі за всю її історію, геофізики дійшли висновку, що наша планета ніколи не була повністю розплавленої і впродовж усієї своєї історії являла собою тверде тіло. Але при характерних часах в сотні мільйонів років Земля поводиться як в’язка рідина (цим пояснюється і її форма: “еліпсоїд з трохи випнутих Північним полюсом і трохи втисненим Південним – ідеально відповідає тій, що повинна приймати рідину в стані рівноваги”). І в цій в’язкої рідини поступово важкі елементи (в першу чергу залізо) опускаються до центру Землі, а легкі піднімаються на поверхню. Виділяється при цьому гравітаційна енергія (типу енергії падаючого важкого тіла) за розрахунками геофізиків складає “жахливу величину 4 – 1030 калорій (або 1030 Дж. – А. Л.) (що еквівалентно триллиону сумарних ядерних боєзапасів всіх країн світу) … У товщі цієї” рідини “постійно відбуваються надзвичайно повільні, але немислимо потужні рухи колосальних мас речовини, з якими пов’язані вулканізм, горотворення, горизонтальні переміщення континентів і т. д… Джерелом енергії для всіх цих процесів є в кінцевому рахунку… гравітаційна диференціація речовини в надрах планети. Відповідно, коли цей процес завершиться повністю, наша планета стане геологічно неактивною, “мертвої” – подібно Місяцю. Згідно з розрахунками геофізиків, до справжнього моменту вже 85% наявного на Землі заліза опустилося в її ядро, а на “осідання” залишилися 15% потрібно ще близько 1,5 млрд. Років “[Єськов, с. 30- 31]
Ще одним джерелом внутрішньої теплової енергії є радиогенное тепло, пов’язане з розпадом радіоактивних довгоживучих елементів 238U, 235U, 232Th, 40K, 87Rb (за сучасними оцінками він дає не більше 15% енергії розігріву). Періоди напіврозпаду цих ізотопів сумірні з віком Землі, тому досі вони залишаються важливим джерелом теплової енергії. У початкові етапи розвитку Землі могли бути постачальниками тепла і короткоживучі радіоактивні ізотопи, такі, як 26Al, 38Cl та ін.
Додатковим джерелом внутрішнього тепла може бути приливне тертя, що виникає при уповільненні обертання Землі через приливної взаємодії з Місяцем і меншою мірою з Сонцем.


1 Star2 Stars3 Stars4 Stars5 Stars (2 votes, average: 5.00 out of 5)

Гіпотези про походження Землі