Сенсационная история Земли

1,532

1,903

1,55

2,60

3,50

Гидрид

0,816

1,396

1,43

2,59

3,42

1,90

3,26

4,21

Уплотнение, %

52,8

43,8

65,8

69,2

80,0

22,6

25,4

22,9

Табл. 1. Способность к уплотнению некоторых гидридов (при нормальных условиях)

Вдобавок, сами гидриды способны еще и растворять в себе дополнительный водород. Эту их способность даже пытались в свое время использовать при разработке водородных автомобильных двигателей для хранения топлива.

«...например, один кубический сантиметр гидрида магния вмещает водорода по весу в полтора раза больше, чем его содержится в кубическом сантиметре жидкого водорода, и в семь раз больше, чем в сжатом до ста пятидесяти атмосфер газе!» (М.Курячая, «Гидриды, которых не было»).

Одна проблема – при нормальных условиях гидриды очень неустойчивы…

Но нам-то и не нужны нормальные условия, поскольку речь идет о возможности их существования глубоко в недрах планеты – там, где давления существенно выше. А при повышении давления устойчивость гидридов существенно увеличивается.

Ныне получено уже экспериментальное подтверждение этих свойств, и все больше геологов постепенно склоняется к тому, что модель гидридного ядра может оказаться куда ближе к реальности, нежели прежняя железо-никелевая модель. Тем более, что уточненные расчеты условий в недрах нашей планеты выявляют неудовлетворительность «чистой» железо-никелиевой модели ее ядра.

«Сейсмологические измерения указывают на то, что и внутреннее (твердое), и внешнее (жидкое) ядра Земли характеризуются меньшей плотностью, по сравнению со значением, получаемым на основе модели ядра, состоящего только из металлического железа при тех же физико-химических параметрах…

Присутствие водорода в ядре долгое время вызывало дискуссию из-за его низкой растворимости в железе при атмосферном давлении. Однако недавние эксперименты [Badding J.V., Mao H.K., Hemley R.J., High-Pressure crystal structure and equation of state of iron hydride: implications for the Earth’s core // High-Pressure Research: Application to Earth and Planetary Sciences / (Syono H., Manghnan M.H. – eds.) TERRAPUB, Tokyo – Am. Geophys. Union. Washington D.C. 1992. P363-371] позволили установить, что гидрид железа FeH может сформироваться при высоких температурах и давлениях и, погружаясь вглубь, оказывается устойчив при давлениях, превышающих 62 ГПа, что соответствует глубинам ~1600 км. В этой связи присутствие значительных количеств (до 40 мол. %) водорода в ядре вполне допустимо и снижает его плотность до значений, согласующихся с данными сейсмологии» (Ю.Пущаровский, «Тектоника и геодинамика мантии Земли»).

Но самое главное заключается в том, что при определенных условиях – например, при уменьшении давления или при нагревании – гидриды способны распадаться на составляющие. Ионы металлов переходят в атомарное состояние со всеми вытекающими отсюда последствиями. Происходит процесс, при котором объем вещества существенно увеличивается без изменения массы, то есть без какого-либо нарушения закона сохранения материи. Аналогичный процесс происходит и при выделении водорода из раствора в металле (см. выше).

А это уже дает вполне понятный механизм увеличения размеров планеты!!!

«Главным геолого-тектоническим следствием гипотезы изначально гидридной Земли является значительное, возможно, многократное за время геологической истории увеличение ее объема, что обусловлено непременным разуплотнением недр планеты при дегазации водорода и переходе гидридов в металлы» (В.Ларин, «Гипотеза изначально гидридной Земли»).

Итак, Ларин предложил теорию, не только решающую некоторые проблемы рудных месторождений и объясняющую ряд процессов в истории Земли (к чему мы еще вернемся), но и обеспечивающую серьезную почву для гипотезы расширения нашей планеты – в качестве побочного следствия.

Ларин сделал главное – он снял все основные проблемы теории расширения Земли!..

Остались только «технические мелочи».

Например, абсолютно не ясно, насколько именно увеличилась наша планета за все время своего существования, и с какой именно скоростью происходило ее расширение. Разные исследователи давали оценки, которые очень сильно расходились друг с другом, вдобавок при этом сильно напоминая простое высасывание из пальца.

«...в палеозое, по этой гипотезе, радиус Земли был примерно в 1,5 – 1,7 раза меньше современного и, следовательно, с тех пор объем Земли увеличился приблизительно в 3,5 – 5 раз» (О.Сорохтин, «Катастрофа расширяющейся Земли»).

«Наиболее вероятными мне кажутся представления об относительно умеренном масштабе расширения Земли, при котором с раннего архея (то есть за 3,5 миллиарда лет) ее радиус мог увеличиться не более чем в полтора-два раза, с позднего протерозоя (то есть за 1,6 миллиарда лет) – не более чем в 1,3 – 1,5 раза, а с начала мезозоя (то есть за последние 0,25 миллиарда лет) не более чем на 5, максимум 10 процентов» (Е.Милановский, «Земля расширяется? Земля пульсирует?»).

Увы. Гипотеза Ларина также не дает прямого ответа на этот вопрос.

Более того, все исследователи исходили из того, что процесс идет с самого начала образования Земли более-менее равномерно (автор гидридной теории В.Ларин также придерживается этой гипотезы). А это приводит к столь малым скоростям расширения, что современными приборами и зафиксировать-то его практически невозможно. И проверка справедливости теории кажется делом лишь отдаленного будущего.

Но так ли это?..

* * *

Детализация процесса расширения

Попробуем продвинуться немного дальше, для чего прежде всего вспомним одну из центральных идей теории расширения – материки представляют из себя не что иное, как осколки коры Земли до ее расширения.

Но внесем небольшое дополнение, которое напрашивается из упомянутого ранее кардинального различия химического состава океанических (состоящих исключительно из базальтов) и материковых (состоящих преимущественно из гранитов) плит. Это дополнение сводится к тому, что под осколками старой коры надо понимать не материки как таковые, а материковые плиты – вместе с той их частью, которая ныне находится ниже уровня Мирового океана и которая образует весьма ощутимый «довесок» к собственно материкам. А океанические плиты – новая кора, появившаяся в ходе увеличения размеров планеты.

Это уже дает возможность, благодаря известным границам материковых и океанических плит, оценить масштаб расширения, который оказывается не столь уж и большим – радиус Земли увеличился чуть более, чем в полтора раза. Но это – довольно тривиальный и мало что нам дающий результат.

Однако опираясь на представленный здесь подход, можно существенно детализировать сам процесс расширения, если воспользоваться теми данными о возрасте океанической коры, которые накоплены в ходе исследований морского дна. Эти данные вполне доступны в виде тектонических карт, входящих, например, в пакет компьютерных атласов Encarta Virtual Globe. На этих картах участки океанической коры разного возраста представлены разным цветом – см. скажем, Рис. 66.

Если не полениться, промерить разные участки на этих атласах и провести объемные, но не сложные арифметические расчеты, то можно составить, например, графики скорости роста океанической коры по разным океанам. Полученные таким образом результаты совпадают с установленным фактом разного возраста океанов: сначала интенсивнее всего формировался Тихий океан, затем – Атлантический, и в последнюю очередь – Индийский (океаническая кора Северного Ледовитого океана в виду ее незначительной площади по сравнению с самим океаном добавлена к Атлантике; тем более, что это – по сути, единый разлом старой коры).

Рис. 70. График скорости роста океанических плит (S – площадь)

Но гораздо интересней получаются результаты, если просуммировать рост океанических плит по всей планете. В этом случае можно получить график изменения площади поверхности Земли – см. Рис. 71. Тут результаты превосходят все ожидания – расчетные точки замечательно укладываются на единую кривую. Даже если учесть всю неточность расчетов, обусловленную, в частности, как погрешностью самих карт, так и недостаточной изученностью некоторых зон океанической коры, подобный результат не может быть случайным.

Рис. 71. Изменение площади поверхности Земли

Примечательным моментом оказывается то, что расширение Земли продолжается до сих пор (и пока во все ускоряющихся темпах). Согласно полученной зависимости, скорость увеличения радиуса Земли на современном этапе составляет около 2 сантиметров в год. Это дает увеличение длины экватора за год примерно на 12 сантиметров, которое, в принципе, можно наблюдать, что называется, собственными глазами. Так, по оценкам сторонников теории тектоники плит, Атлантический разлом (чаще используют термин «рифт») раздвигает материки западного и восточного полушарий на 1 сантиметр в год, а в тихоокеанском разломе скорость раздвижения достигает 8 сантиметров в год, то есть (с учетом того, что на экваторе увеличение линейных размеров максимально) мы получаем почти полное соответствие расчетов и экспериментальных данных.

Важно и то, что в этом случае не понадобилось придумывать никаких дополнительных эффектов типа подныривания плит друг под друга (т.е. субдукции). Попутно отметим, что если бы субдукция имела место, то (вследствие того, что она должна была бы иметь довольно случайный характер, зависящий от целого ряда различных сильно изменяющихся факторов) точки на графике, отвечающие возрасту океанической коры более порядка 50 миллионов лет должны были бы иметь заметные отклонения от единой кривой. Однако этого явно не наблюдается...

Весьма важным оказывается и другой результат – рассчитанные точки на участке активного расширения планеты (порядка последних 200 миллионов лет) очень хорошо аппроксимируются экспоненциальной зависимостью S = exp(0,006.T), где S – площадь поверхности Земли по отношению к современному значению, Т – время в миллионах лет назад от настоящего момента (поэтому имеет отрицательное значение!). А экспонента замечательна тем, что позволяет определить время начала процесса!..

При экспоненциальных процессах скорость роста измеряемой величины в некий момент, поделенная на значение самой этой величины в тот же момент, – то есть так называемая относительная скорость роста – зависит линейно от времени. Это свойство использовано на Рис. 72, где аппроксимирующая прямая как раз и указывает на начало процесса расширения – 245 миллионов лет назад (в рамках принятой геохронологической шкалы). И это – другой примечательный результат, поскольку во всех теоретических моделях до сих пор предполагалось, что расширение нашей планеты либо шло с самого начала, либо, если и происходило не с самого момента формирования Земли, то все равно длилось миллиарды (а вовсе не сотни миллионов) лет.

Рис. 72. Относительная скорость роста Земли (R – радиус)

Полученное значение – 245 миллионов лет назад – с очень хорошей точностью совпадает с тем моментом времени, который чрезвычайно насыщен важнейшими событиями, с точки зрения палеонтологии и геологии. Это рубеж между двумя эрами – палеозойской и мезозойской (и периодами – пермским и триасовым), который ныне датируется возрастом 250 млн. лет, хотя совсем недавно принимался равным как раз значению в 245 млн. лет.

Во-первых, именно в это время произошло то, что иногда называют пермско-триасовым побоищем.

«Оказывается, не только млекопитающие (и мы в их числе) стали хозяевами планеты благодаря истреблению динозавров, но и сами динозавры воцарились на планете благодаря массовому истреблению предшествовавших им живых видов. На этой отметке, которая находится точно на границе между пермским и триасовым периодами, биологическая жизнь на Земле... претерпела чудовищно-катастрофическое прореживание: в течение считанных миллионолетий исчезло почти восемьдесят процентов всех обитателей морей и океанов и почти семьдесят процентов всех позвоночных!» (Н.Рудельман, «Экскурсия по катастрофам»).

Во-вторых, тогда же отмечена так называемая магнитная аномалия Иллавара, которая характеризуется буквально чехардой с магнитными полюсами. Магнитное поле Земли многократно меняло свое направление, не задерживаясь на одном месте более чем на 300-400 тысяч лет (время – ничтожное, с точки зрения геологии).

Магнитное поле Земли ныне связывают с процессами, происходящими глубоко в недрах планеты. В соответствии с этим магнитная аномалия Иллавара указывает на какие-то мощные процессы, происходившие именно в недрах Земли. При этом, как можно заметить, аномалия в целом чуть опережает пермско-триасовое побоище, а это говорит не только о том, что эти события связаны между собой, но и о том, что причины их следует скорее всего искать как раз глубоко в недрах планеты.

Рис. 73. Магнитная аномалия Иллавара

В-третьих, в этот период происходит мощнейшая активизация тектонической и вулканической деятельности, которая для нас наиболее интересна появлением нового феномена – траппов. Траппы – это последствия мощного излияния базальтовой лавы на громадных площадях.

«Каждая трапповая область охватывает территорию до 1 млн.км2 и более. В эпохи магматизма на этих огромных площадях растекались по земной поверхности пылающие потоки раскаленного расплава. Поток за потоком они накапливались... и создавали лавовые плащи... В трапповых провинциях, обычно распространен лавовый плащ мощностью в среднем 500-1500 м. В отдельных зонах... лавовый плащ имеет особенно большие мощности (до 3 км в Сибири в Приенисейской полосе, до 3,5 км на западе Индостана, до 8 и более км – на востоке Южной Африки)» (Г.Макаренко, «Планетарные горные дуги и мифы мобилизма»).

Мало того, что траппы резко отличаются от предыдущих пород иным химическим составом, они обладают и уникальным геологическим строением, которое свидетельствует о поступлении лавового материала (словами Макаренко) «из мелких, однообразных, но очень многочисленных взрывных аппаратов, действовавших кратковременно либо одноактно». Этим процесс образования траппов резко отличается от привычного нам извержения вулканов в современных геологически активных зонах Земли.

Толщина лавы постепенно уменьшается к краю трапповой провинции, так что если посмотреть на толщу лав в разрезе, она представляет собой как бы разорванную линзу. При этом нередко ныне одну часть траппового поля можно наблюдать на одном континенте, а соответствующую ему оставшуюся часть на другом.

Рис. 74. Современное расположение траппов