Як виник Світовий океан?

Походження вод Світового океану тісним чином пов’язане з першими етапами історії Землі. Ще зовсім недавно уявлення про виникнення і перших етапах земної еволюції грунтувалися головним чином на припущеннях. Сьогодні в науці про Землю умоглядні гіпотези поступилися місцем теоріям, заснованим на фактичних даних. Сучасні уявлення про походження Землі вдягнулися у струнку систему доказів, що підтверджують всі основні сторони цієї складної проблеми.

Згідно з однією з найбільш обгрунтованих теорій, висунутої академіком О. Шмідтом, Сонце і всі планети сонячної системи утворилися з холодного, повільно обертаються газопилової хмари. Коли частина первинного газопилової хмари ущільнилась і утворила щільний земну кулю, на ньому ще не було водної оболонки. У момент формування нашої планети вода майбутнього океану перебувала у зв’язаному стані у вигляді гидроокислов.

Про перший мільярді років існування Землі, який вчені називають катархея, відомо не дуже багато. Однак можна з упевненістю стверджувати, що принаймні у другій половині катархея вже мала місце активна вулканічна діяльність. У цей період надра нашої молодої планети розігрілися в результаті гравітаційного стиснення і радіоактивного розпаду довгоживучих ізотопів, яких тоді було в 4 – 7 разів більше, ніж тепер. Це призвело до розплавлення верхньої мантії планети і викликало потужні вулканічні процеси.

Відомо, що при виверженні сучасних вулканів поряд з твердими частинами (попелом, вулканічними бомбами) і рідкої гарячою лавою в достатку виділяються гази. Зазвичай над кратером “живого” вулкана навіть у відносно спокійний період його діяльності піднімається хмара. Ця характерна особливість відбилася в назві вулканічних островів – Курильські; вершини їхніх гір постійно димлять, куряться. Газові хмари над вулканами на 75 – 80 відсотків складаються з парів води, крім того, в них є окис вуглецю, аміак, метан, сполуки сірки, хлору і деякі інші речовини. Більшість цих газоподібних сполук надходить в атмосферу, а пари води конденсуються і падають вниз у вигляді дощу.

Як тільки на Землі почали діяти вулкани, вона оповилась хмарами, у неї з’явилася оболонка з газів і диму. Сучасні тонкі і дуже точні методи аналізу дозволили встановити склад первинної атмосфери, для чого були досліджені крихітні порожнини в найдавніших кварцитах. Як показав аналіз, маленькі бульбашки газу, які перебували в ” законсервованому ” стані 3,5-4 мільярда років, абсолютно позбавлені вільного кисню, але містять двоокис вуглецю, сірководень, двоокис сірки, аміак, соляну і плавиковую кислоти, а також невелику кількість азоту й інертних газів.

Якщо не вважати відсутність води, то вміст бульбашок, впаяних в стародавні кварцити, за хімічним складом майже не відрізняється від сучасних вулканічних газів. Але куди в такому випадку поділася вода? Пояснюється це вкрай просто. Обчислення показали, що до кінця катархея температура на поверхні Землі в середньому дорівнювала 15 градусам тепла і водяні пари вулканічних газів повинні були негайно перетворюватися в рідку воду.

Коли історія Землі вступила в наступну фазу і на зміну катархею прийшов архей (він також тривав цілий мільярд років окремі калюжі і озера злилися воєдино і утворили первинний океан. Правда, він був ще зовсім невеликим: за глибиною і за загальним обсягом уп’ятеро менше сучасного.

Як це не парадоксально, але океан з перших днів свого існування був солоним, хоча і утворився з абсолютно чистою дистильованої води. Справа в тому, що у воду негайно переходили деякі інші складові частини вулканічних газів, головним чином галоїдні кислоти і двоокис вуглецю, а також сірководень і аміак. Розчинені у воді кислоти реагували з гірськими породами, витягуючи з них відповідні кількості натрію, калію, кальцію та інших елементів з утворенням солей, завдяки чому в розчині підтримувалося кислотно – лужну рівновагу.

Ось чому солона океанська вода завжди була нейтральною. Положення про те, що всі аніони морської води виникли з продуктів дегазації мантії Землі, а катіони із зруйнованих гірських порід, найбільш детально обгрунтовано в працях найбільшого фахівця в області геохімії океану академіка А. Виноградова.

В результаті переходу частини вулканічних газів в розчинений стан атмосфера Землі продовжувала залишатися дуже тонкою, і тому температура на поверхні планети весь час трималася нижче 100 градусів, але вище нуля, тобто такий, при якій вода перебуває в рідкому стані. Таким чином, Земля в усі часи свого існування, починаючи з кінця катархея, володіла рідкою оболонкою – гидросферой, в чому і полягає її головна відмінність від інших планет сонячної системи. Вкрай розріджена атмосфера Марса (її щільність в 500-800 разів менше, ніж на Землі) сприяє випромінюванню тепла в світовий простір, і тому на червоній планеті панує вічний холод. Причому температура поверхні вдень навіть на екваторі тільки на короткий термін піднімається до 25 градусів вище нуля, але незабаром опускається до мінус 55, а вночі навіть до мінус 100.

Зрозуміло, що ні про яку рідкій оболонці на Марсі не може бути й мови. Щільність атмосфери на Венері перевершує земну приблизно в 90 разів. Це призвело до сильного збільшення так званого парникового ефекту, в результаті чого температура у поверхні нашої сусідки становить близько 460 градусів вище нуля. Стало бути, рідкої води там теж немає, а де немає води, немає і життя. Земля, розташована між гарячою Венерою і холодним Марсом, за температурними умовами опинилася в ” золотій середині “.

Океан створив умови для зародження і підтримки життя на нашій планеті, для утворення її біосфери, в чому полягає друга істотна відмінність Землі від інших відомих небесних тел.

Є декілька доказів існування океану протягом усієї геологічної історії Землі. Ще в катархее завдяки кругообігу води між океаном, атмосферою і сушею почали утворюватися осадові породи. Англійські геологи С. Мурбат, Р. О’Найон і Р. Панкхерстон нещодавно знайшли на південному заході Гренландії осадовий бурий залізняк, вік якого оцінюється в 3760000000 років. Мабуть, це найдавніше свідчення існування гідросфери.

Радянський вулканолог Е. Мархінін підрахував, що при виверженні вулкана на частку водяної пари припадає приблизно 3 відсотки маси вивержених речовин. Співвідношення між масами сучасної гідросфери і земної кори майже точно відповідає цій величині, в чому полягає другий доказ постійної присутності гідросфери на земній кулі. Можна уявити собі, що в міру потовщення земної кори пропорційно збільшувався і океан, поки він не досяг сучасного стану.

Оскільки вулканічна діяльність на Землі не припинилася, обсяг гідросфери продовжує поступово наростати.

Третім доказом одвічного і безперервного існування океану служать знахідки останків і відбитків тіл живих організмів. Життя на нашій планеті, ні на мить не перериваючись, існує протягом трьох мільярдів років, і її процвітання забезпечується океаном.


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

Як виник Світовий океан?