Меню

Эволюция Земли: гидридная теория В.Ларина

Вначаде был взрыв Сверхновой. Разбросанное взрывом вещество смешалось с космической пылью. Затем постепенно, под действием гравитации (а также, на первых этапах в большей степени, светового давления окружающих звезд) эта смесь стала стягиваться к новому центру тяжести. Чем больше сжималась туманность, тем быстрее она вращалась — как фигурист, который прижимает раскинутые руки, и тем самым резко увеличивает скорость своего вращения. Скорость вращения нашей туманности от практически нулевой в самом начале сжатия выросла до весьма ощутимых величин.

И, в конце концов, центробежные силы уравновесили силы гравитации и сжатие остановилось. В это время туманность напоминала двояковыпуклую линзу. Диаметр этого газопылевого образования аккурат укладывался в нынешнюю орбиту Меркурия — 100 миллионов километров. В середине холодной туманной линзы было сгущение, позже превратившееся в Солнце, а на периферии — более-менее разреженный газ. По-другому такую туманность астрономы называют небулой (здесь у Никонова неточность: небула (nebula) – это туманность вообще. Конкретно протопланетный диск астрономы называют проплидой). Температура в центре небулы была тогда всего ничего — несколько тысяч градусов.

гидридная теория Ларина alter science

Обычный физический нагрев сжимающегося газа. Газопылевые протопланетные диски на разных стадиях формирования в туманности Ориона, удалённой на 1,5 тыс. световых лет от Земли – в настоящее время это область зарождения молодых звезд. Эволюция каждой из них может привести к рождению планетной системы, подобной нашей. У четырех из пяти звезд на кадре, покрывающем 0.14 светового года, имеются проплиды - три яркие и одна темная - видимые на фоне светлой туманности. Всего в этой туманности среди исследуемых 110 звезд найдено 56, которые имеют проплиды. Объект в виде капли немного правее центра представляет собой необычно расположенный газопылевой диск.

tumannost-oriona-zarozhdenie-zvezd alter science

Размер этой капли равен примерно размеру нашей Солнечной системы. Со временем эта капля тоже сожмется, и в ней образуются планеты. Фоновая волокнистая структура представляет собой "ударные волны", в которых быстродвижущиеся вещество – останки сверхновых – сталкивается в межзвездном пространстве с медленно движущимся галактическим водородом. Через некоторое время после того как небула перестала быть хаотической кашей, «схватилась» и стала вращаться единым целым, от экватора крутящейся туманности рывком отделилась часть массы, образовав «дымное кольцо». Из этого кольца позже и появились планеты... Момент количества движения был сброшен — фигурист раскинул прижатые руки, и его вращение замедлилось. Туманность стала крутиться медленнее, поэтому силы Кориолиса в центре сгущения ослабли почти до нуля, струи плазмы перестали закручиваться в спирали, соленоид разрушился, а с ним отключилась генерация магнитного поля небулы.

Получается, что небула будто специально включила собственное магнитное поле, чтобы сбросить часть массы для формирования планетной системы. Сколько же длился этот космический миг сброса части лишней массы и формирования протопланетного диска? Ничтожных сто лет! Впечатляющий мгновенный аккорд после миллиона лет поначалу неспешного, а потом ускоряющегося сгущения! Ну а дальше пошло как по маслу. Поскольку скорость вращения центрального сгущения (протосолнца) упала, центробежные силы уже не могли противостоять гравитации, газ начал активно сжиматься, температура расти, и, в конце концов, в центре всей этой газовой кучи, состоящей в основном из водорода, начались термоядерные реакции — зажглась звезда.

молодая звезда a;ter idea

А что в это время происходило со сброшенным газовым бубликом, крутящимся вокруг звезды? Он начал жить своей жизнью. И жизнь эта была удивительной. Магнитное поле небулы до его отключения было довольно сильным. А внутренняя часть протопланетного диска, охваченная этим полем, была ионизированной, то есть токопроводящей. Когда рубильник был выключен (соленоид распался) и поле стало разрушаться, в токопроводящем диске навелись круговые электрические токи. Известное дело: вспомните школьный опыт — учитель размыкает цепь в индукционной катушке, и стрелка вольтметра делает мах, фиксируя скачок напряжения. Это происходит из-за того, что в катушке наводится ток, который стремится сохранить магнитное поле от распада.

В школьном опыте это явление (скачок напряжения) продолжается долю секунды. Но в небуле катушка соленоида была в тысячу миллиардов раз больше. Поэтому скачок напряжения растянулся на тысячи лет. И все это время во внутренней части протопланетного диска (где потом сформировались планеты земного типа) гуляли мощные электротоки. В результате газовый бублик стал разделяться на множество более тонких отдельных колец. Это произошло потому, что токи, текущие в одном направлении, притягиваются. (Опять-таки школьный опыт — притяжение друг к другу проводников с однонаправленным током.) Сначала этих тонких колец вокруг протосолнечной небулы было очень много, но потом они стали сливаться друг с другом. Причем слияние нескольких соседних тонких газовых колец в одно не приводило к его утолщению. Напротив, сечение колец уменьшалось, они становились все плотнее и плотнее по тем же самым причинам взаимопритяжения.

А потом произошло необычное явление — крутящиеся вокруг протосолнца тонкие газовые обручи начали в отдельных местах словно перетягиваться невидимыми нитками, превращаясь в кольцевую связку «сосисок» неравной длины. В физике это явление называется пинч-эффектом: когда через плазменный шнур течет ток, на нем начинают образовываться кольцевые манжеты из магнитных силовых линий, которые вскоре пережимают проводник полностью. Позже под действием гравитации эти сосиски превратились в газовые шары — глобулы, из которых потом собрались планеты. Разновеликих глобул были десятки тысяч, а их диаметры достигали миллиона километров. Любопытно, что, как только в оторвавшемся от небулы газовом бублике навелись токи, бублик засветился мерцающим белым светом — по тем же причинам, по которым светится неоновая лампа. И чем больше потом уплотнялись тонкие плазменные кольца, получившиеся из распавшегося бублика, тем ярче они светились. При этом Солнца на тот момент еще не было, оно только-только раскочегаривалось и едва теплилось багрово-красным цветом.

Ионизация газа, которая постоянно поддерживалась короткоживущими радиоактивными элементами, не позволяла частичкам вещества собираться в твердые и потому упругие комки - электростатическое отталкивание положительно заряженных ионов противилось силам всемирного тяготения. Потому-то сбор планет происходил не из твердых частиц и тел, но из газовых протопланетных сгустков — глобул. По мере сбора протоземли ее масса увеличивалась и, соответственно, возрастали силы гравитационного стягивания. Это приводило к увеличению средней плотности. В результате радиус растущей протопланеты оставался в пределах миллиона километров. В таком же состоянии (газовых протопланет) находились первое время и другие планеты земного типа. И лишь затем началась конденсация, поскольку к этому времени подвымерли короткоживущие изотопы и стала спадать степень ионизации. В газовой протопланете, объединенной силами гравитации, рост крупных твердых тел был невозможен, и конденсация протовещества с последующим уплотнением его в твердую планету была подобна "мягкому пеплопаду" к центру тяжести. Происходила она довольно медленно — в течение следующего миллиона лет — и напоминала то ли слияние капель, то ли слипание крупных хлопьев пепла в медленном полете.

Из этого "пепла" и получилась Земля. Постепенная гравитационная конденсация вещества приводила к его разогреву. Тот же самый процесс мы уже наблюдали ранее в протосолнце, когда стискивание газа привело к его нагреву до полутора-двух тысяч градусов и легкому бордовому свечению. Однако дальнейшего нагрева — до двух-трех тысяч градусов на Земле не произошло. Потому что энергия гравитационного сжатия теперь расходовалась уже не на нагрев, а на создание химических связей между водородом и металлами. Дело в том, что реакции образования гидридов эндотермические, то есть идут с поглощением тепла. Получается, что тепловая энергия самым буквальным образом запасалась, аккумулировалась в гидридах. Чтобы потом высвободиться и дать толчок теперь уже не космической, но геологической истории планеты. Давление способствует проникновению водорода в металлы. А температура, напротив, способствует разложению металлогидридов. На первом этапе работало именно давление, формируя металлогидридное ядро планеты. Причем поскольку процесс шел с поглощением тепла, ядро не нагревалось до той температуры, при которой гидриды уже начали бы разлагаться, высвобождая водород обратно. Это случилось позже, когда радиогенное тепло разогрело недра новенькой, только что из-под пресса, планеты.

Радиогенное тепло — это тепло от распада радиоактивных элементов. Когда-то короткоживущие (время жизни около миллиона лет) радиоактивные элементы сыграли свою роль в эволюции небулы: ионизировали нейтральный газ, благодаря чему стала возможной магнитная сепарация элементов. А вот теперь уже «долгоиграющие» радиоактивные элементы типа урана сыграли свою роль в запуске геологического двигателя нашей планеты. Неспешный распад трансурановых начал постепенно прогревать планету изнутри по всему ее объему. И металлогидриды начали постепенно разлагаться. Химические связи металл — водород рвались, и освобожденный водород, для которого металл прозрачен, устремлялся наружу. Разумеется, сначала металлогидриды начали распадаться там, где их не сдерживало давление, - неподалеку от поверхности планеты. И постепенно этот процесс продвигался вглубь. Через какое-то время планета расслоилась на несколько геосфер, вложенных друг в друга, как матрешки. Внутри планеты оставалось тяжелое и очень плотное ядро из ме-таллогидридов. Его окружил пояс металлов, в которых гидриды уже разложились и теперь это были просто металлы с обильно растворенным в них водородом, который интенсивно утекал вверх.

С течением времени, по мере радиогенного прогрева, слой металлов расширялся, а металлогидридное ядро уменьшалось из-за распада гидридов. Заметьте важную деталь. Вот уже 4,5 миллиарда лет внутри Земли работает радиоактивная печка. А Земля не нагрелась, не расплавилась. Почему? Потому что избыточное тепло интенсивно отводится утекающим вверх водородом. Который, достигнув поверхности планеты, затем улетает в открытый космос. В настоящий момент в самом центре планеты мы имеем пока еще не исчезнувшее металлогидридное ядро диаметром 2750 км. Его называют внутренним ядром, потому что есть еще внешнее ядро, состоящее из исчезающих гидридов вперемешку с металлами, которые просто насыщены водородом. Толщина этого слоя 2100 км, а вместе внутреннее и внешнее ядра составляют Большое ядро Земли. Большое ядро окружает металлосфера толщиной примерно в 2750 км. Как ясно из названия, она состоит из сплавов разных металлов на основе кремния, магния и железа. Водорода там практически нет. Наконец, сверху Землю покрывает тоненький слой силикатов и окислов толщиной до150 км. (данные в оценке толщины вышеуказанных слоев различаются у разных авторов в зависимости от применяемых методик. Например, на схеме внизу представлены данные, полученные с применением спутников, таких как CHAMP и Orsted).

stroenie-zemli alter science

Поступающий снизу водород вступает в реакцию с кислородом, сосредоточенным в литосфере, и образует воду, которая заполняет впадины между материковыми плитами. Вот откуда взялась вода в океанах — буквально из-под земли. Это, кстати, подтверждается неожиданно высоким содержанием пара в вулканических газах. Геологи были слегка удивлены, когда обнаружили сей феномен. Оказалось, в газах постоянно извергающихся вулканов на Гавайских островах содержится 80 % водяного пара. Курильские вулканы тоже выдают 80 % воды.

Надо отметить, что металлогидридное ядро планеты теряет водород не по всему объему сразу, водород начинает активно испаряться только с верхних слоев ядра, потому что чем дальше к центру планеты, тем больше давление, а давление повышает устойчивость гидридов к температуре. Гидриды распадаются, увеличиваются в объеме и превращаются сначала в металл, густо насыщенный водородом, а потом и просто в металл. То есть металлосфера утолщается, а гидридное ядро «усыхает».

К сегодняшнему дню металлогидридное ядро занимает всего один процент объема Земли. А учитывая, что именно водородная дегазация является тектоническим двигателем планеты, можно сказать, что наша планета в тектоническом смысле переживает период глубокого климакса... Когда кончится весь водород, внешнее ядро перестанет быть жидким, отключится магнитное поле. И Земля постепенно станет таким же мертвым миром, как Марс или Луна. (Точных сроков не приводится, но, насколько я понимаю в математике, согласно самым пессимистичным расчетам пара десятков миллионов лет у нас в запасе еще есть).

Добавил:Всеволод Гордиенко Дата:2016-10-20 Раздел:Геология