Ждет ли Землю судьба Фаэтона

- Рис. 4-

Согласно этой модели, под тонким слоем твердой земной коры находится мощная мантия, в которой (по разнице проявляемых свойств) выделяются три части: верхняя, средняя и нижняя мантия. Мантия Земли достигает глубины 2900 км от поверхности, занимает более 80% объема планеты и составляет около 2/3 ее массы. Ниже мантии находится жидкое внешнее ядро, простирающееся до глубины 4900 км; а после тонкого переходного слоя (толщиной всего 250 км) в центре Земли располагается ее твердое ядро.

Так вот. Согласно наиболее популярной точке зрения, твердое ядро нашей планеты состоит из железа. При этом известная модель предусматривает такую плотную упаковку атомов железа в ядре, что сжать его для повышения плотности в несколько раз кажется просто невозможным. А это ставит непреодолимый барьер на пути теории расширения Земли.

Выход из тупика был предложен В.Лариным, который (как это часто бывает) вышел на эту проблему совсем с другой стороны. Дело в том, что для образования ряда рудных месторождений некоторых металлов (железа, золота, урана и пр.) необходимо, помимо прочих условий, значительное количество воды, молекулы которой, как известно, состоят из атомов водорода и кислорода. Кислорода в мантии Земли полно (более 40% по весу), а вот водорода по имевшимся моделям химического состава Земли - явно не хватало.

Для компенсации подобного недостатка некоторые исследователи высказывали предположение, что рудные месторождения возникали там, где вулканическая лава извергалась прямо под водой. Доходили даже до того, что делали вывод о существовании периодов, когда вся поверхность планеты (за исключением мелких островков) была покрыта морями. А это явно противоречило не только известным данным, но и тому факту, что целый ряд рудных месторождений образовался там, где заведомо не было моря!

В.Ларин предположил, что недостающий водород поступал из недр планетыи даже построил такую модель формирования Солнечной системы, которая предоставляла возможность иметь значительно больше водорода в составе вещества Земли, нежели это считалось ранее.

Отметим, во-первых, что, будучи самым легким элементом, водород мало отражается на величине плотности вещества, в котором он находится (скажем, атом водорода легче атома того же железа в 56 раз). Поэтому присутствие водорода в недрах даже в очень значительных (с точки зрения химических процессов) количествах практически не сказывается на достаточно достоверно установленном распределении массы и плотности внутри Земли.

А во-вторых, предположение о наличии водорода в составе вещества нашей планеты в гораздо больших количествах, чем считалось ранее, снимает абсолютно абсурдное противоречие между фактом, что водород - самый распространенный элемент во Вселенной, и той моделью солнечной системы, по которой этот водород оказывался сконцентрированным только на Солнце и внешних планетах системы. (Каких только причин и механизмов выдувания водорода аж к орбите Юпитера не придумывалось...)

Но где именно в недрах могло бы быть такое хранилище водорода?.. Почему он не улетучился в окружающее космическое пространство еще на первых стадиях формирования планеты?.. И тут В.Ларин обратил внимание на тот факт, что водород - чрезвычайно химически активный элемент. Он легко вступает во взаимодействие с другими веществами. И что особенно важно: химическая активность водорода резко усиливается с увеличением давления.

Во-первых, водород весьма охотно взаимодействует с большинством элементов, давая водородные соединения, а во-вторых, он может адсорбироваться на поверхности частиц конденсируемых веществ. К примеру, если железо конденсируется в атмосфере водорода, то на каждый атом железа в конденсате приходится одна молекула водорода (В.Ларин, Земля, увиденная по-новому ).

Практически все металлы способны реагировать с водородом. Взаимодействие идет по следующей схеме: адсорбция на поверхности - растворение в объеме металла (окклюзия) - химическое взаимодействие (образование гидридов). Адсорбция и окклюзия являются чисто физическими процессами: адсорбциявызывает диссоциацию молекул водорода на атомы, в процессе окклюзииводород отдает электрон в зону проводимости металла и присутствует в его объеме в виде протонного газа. Металлы способны в одном своем объеме растворять сотни и даже тысячи объемов водорода... Химическое взаимодействие между водородом и металлами приводит к образованию качественно новых соединений - гидридов- с новым типом решеток, в которых водород имеет химическую связь с металлами и присутствует в виде гидрид-иона Н- (протон с двумя электронами) (В.Ларин, Гипотеза изначально гидридной Земли ).

Но если водород так охотно взаимодействует с металлами, то почему, собственно, железо должно быть исключением?.. И В.Ларин закономерно задается вопросом: а кто сказал (и доказал ли?) что ядро Земли сугубо железное?..

...почему все считают, что ядро железное, а мантия силикатная?.. оказалось, что это самое фундаментальное никогда не было доказанои что лаконичная формула ядро железное, мантия силикатная - не более чем умозрительное предположение... В недрах Земли было обнаружено плотное и тяжелое ядро, а поскольку железо - единственный тяжелый элемент, широко распространенный в природе (к тому же есть железные метеориты), то как само собой разумеющееся стали считать ядро железным. Далее, начало нашего века - время индустриального становления металлургии и доменного процесса. Тогда это была вершина прогресса... Поэтому опять же сама собой родилась аналогия: в Земле когда-то произошло плавление, тяжелое железо стекло вниз, в центр планеты, а легкие силикаты, как шлаки в домне, всплыли и образовали мантию. Отсюда и повелось: ядро железное, мантия силикатная (В.Ларин, Земля, увиденная по-новому ).

Поскольку же абсолютная железность ядра совершенно не доказана, постольку вполне допустима гипотеза, что внутреннее строение Земли совсем иное: в нем полно водорода, который в твердом ядре находится в составе гидридов, а в жидком внешнем - в качестве раствора в металле(пусть даже в том же железе). Может ли такое быть?.. Оказывается - запросто...

Прежде всего, растворение водорода в металле не является его простым перемешиванием с атомами металла: водород при этом отдает в общую копилку раствора свой электрон, который у него всего один, и остается абсолютно голым протоном. А размеры протона в 100 тысяч раз (!) меньше размеров любого атома, что в конечном итоге (вместе с громадной концентрацией заряда и массы у протона) позволяет ему даже проникать глубоко внутрь электронной оболочки атомов. Эта способность оголенного протона уже доказана экспериментально.

Но проникая внутрь другого атома, протон как бы увеличивает заряд ядра этого атома, усиливая притяжение к нему электронов и уменьшая таким образом размеры атома. Поэтому растворение водорода в металле, каким бы парадоксальным это ни казалось, может приводить не к рыхлости подобного раствора, а наоборот - к уплотнению исходного металла. При нормальных условиях этот эффект незначителен, но при высоком давлении и температуре - весьма существенен.

Таким образом, предположение о том, что внешнее жидкое ядро Земли содержит в себе значительное количество водорода, во-первых, не противоречит его химическим свойствам; во-вторых, уже решает проблему глубинного хранилища водорода для рудных месторождений; и в-третьих, что для нас более важно, допускает значительное уплотнение вещества без столь же существенного возрастания в нем давления.

Но оказывается, что все это семечки ... В гидридах металлов мы имеем другую картину: не водород отдает свой электрон (в общую довольно рыхлую электронную копилку ), а металл избавляется от своей внешней электронной оболочки, образуя так называемую ионную связь с водородом. А радиус иона атома металла (т.е. атома без его внешней электронной оболочки) в среднем в 2 раза меньше радиуса самого атома. Это, с одной стороны, позволяет гидридам вмещать громадное количество водорода.

...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 ).

В московском университете создали баллон на основе... интерметаллида [сплав лантана и никеля]. Поворот крана - и из литрового баллона выделяется тысяча литров водорода! (там же).

А с другой стороны, подобное уменьшение размера ионов металла допускает их уплотнение в гидридной форме в условиях сверхвысоких давлений даже до восьмикратного (!) значения. (см. Рис. 5 ). Причем эта способность к гиперуплотнению упаковки частиц гидридов экспериментально обнаруживается даже при обычном атмосферном давлении.

- Рис. 5-

Плотность, г/cм	LiH	NaH	KH	RbH	CsH	CaH 2	SrH 2	BaH 2
Металл	0,534	0,971	0,862	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

Таким образом, гипотеза о том, что твердое внутреннее ядро Земли состоит не из чистого железа, а из гидридов, также не противоречит химическим свойствам водорода и металлов. Но, по сравнению с жидким раствором водорода во внешнем ядре, в данном случае мы имеем дело как с более эффективным хранилищем водорода , так и с рекордсменом по сжимаемости (т.е. по увеличению плотности без существенного изменения давления).

Переводя все вышеизложенное на русский язык, можно сказать, что В.Ларин предложил такую схему строения Земли, при которой снимается главное препятствие на пути теории расширения: появление в расчетах громадных давлений для недр Земли.

Заметим, что уменьшение размеров Земли в пределах приведенных ранее оценок (в 1,5 - 1,7 раза) требует увеличения плотности вещества всего в 4 - 5 раз, что оказывается вполне допустимым для гидридов (напомним: оценки возможного их уплотнения дали цифру 8!).

И последнее. Как можно накачать недра водородом, так можно и высвободить его оттуда.... Скажем, повышение температуры (при прочих равных условиях) вызывает его выделение ( дегазацию ) как из раствора в металле, так и из гидрида. При этом, достижение температурой определенного порога способно вызвать скачкообразное многократное увеличение скорости выделения водорода из гидридов: запредельные температуры вызывают их бурное разложение. Но гидриды же более плотно упакованы, чем просто металл . Поэтому

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, В.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 (см. Рис. 6 ) - в качестве побочного следствия .

- Рис. 6-

Однако теория гидридной Земли так и не смогла преодолеть оценочной стадии и довольно надежно конкретизировать размеры расширения планеты. Кроме того, данная теория предполагает как непрерывное испарение водорода из гидридного ядра, так и непрерывное расширение Землипрактически на протяжении всей ее истории.

А мифология, которая теперь получает возможность опереться на современные научные знания, дает вполне определенное значение увеличения размеров нашей планеты, но лишь на определенном этапе ее истории. При этом мифологическое соотношение вполне соответствует оценкам других авторов по расширению (по порядку величины). Так, может быть, мифы не врут и в конкретных цифрах?.. Рассмотрим теперь и эту возможность...

Первое, что бросается в глаза - то, что соотношение общей поверхности планеты к площади современной суши близко к мифологическому соотношению , хотя и серьезно превышает его. Поэтому возникает первое желание - попытаться совместить материки в единое целое в качестве старой коры Земли до расширения. Тем более, что сама геометрия материков как бы намекает на такую возможность.

Собственно, идея совмещения материков в единое целое не нова. И именно геометрическое соответствие очертаний ряда материков друг другу было в основе этой идеи, с которой взяла начало и теория тектоники плит. Но это все были попытки совмещения материков на планете современного размера. Здесь же задача стоит иная: необходимо состыковать материки на шарике меньших размеров.

Однако, следует учесть, что современные очертания материков определяются уровнем Мирового океана, который, собственно, не имеет прямого отношения к проблеме расширения (лишь, в лучшем случае, косвенно - о чем речь далее). И тут на первый план выходит факт различия между океаническими и материковыми плитами. Вся же разница между материком и материковой плитой лишь в том, что часть материковой плиты покрыта водами Мирового океана. И хотя большая часть материковой плиты выступает над поверхностью воды, затопленные части плит составляют вполне ощутимый довесок . Этот довесок оказывается очень существенным и значительно приближает нас к заветному мифологическому соотношению .

Кроме того, учет подводной части заметно изменяет и очертания сшиваемых кусков (см. Рис.7 ). Особенно существенно это сказывается на северных окраинах Евразии и Северной Америки, а также на конфигурации Антарктиды и Австралии (у последней вообще - размер плиты в 2 раза превышает размеры самого материка). И отдельно следует обратить внимание на значительную площадь Евразийской плиты в районе ее индокитайского отростка , которой обычно в различных реконструкциях движения континентов просто пренебрегают, хотя ее размеры многократно превышают размеры полуострова Индостан, фигурирующего во всех имеющихся реконструкциях бегающих материков.

Итак, автор рискнул проверить напрашивающуюся гипотезу и сшить материковые плиты (их очертания и размеры брались из программы Encarta Virtual Globe 1998 Edition) на Земле, уменьшенной на усредненное мифологическое соотношение(по радиусу: R0=0,652Rсовр.). То есть предполагалось, на основании мифов, что Земля в процессе своего расширения увеличилась в 1,53 раза.

Поскольку задача выходила за рамки простых географических карт, моделирование осуществлялась в трехмерном варианте с помощью программы 3D Studio MAX 3.0. таким образом, чтобы обеспечить минимальное отклонение от современного взаимного расположения материковых плит. При этом, приоритет был отдан тем состыковкам , которые буквально бросались в глаза : Северная Америка идеально соединяется с Евразией по арктическим окраинам, Африка с Европой по Средиземноморью, Африка с Южной Америкой по атлантическому побережью, а Антарктическая плита с Австралийской по взаимному положению плит относительно современной географической долготы. В результате была получена трехмерная модель нерасширенной Земли, превзошедшая все ожидания.

Результат сшивки показан на Рис. 8 , где для удобства произведены съемки каждого континента на трехмерной модели. Как видно, материковые плиты прекрасно совмещаются друг с другом на планете размером, определяемом мифологическим соотношением!!! Правда, для такой сшивки потребовалось лишь чуть-чуть (на угол, не превышающий 10 градусов) подогнуть индокитайский отросток (объяснение этому будет дано чуть позже).

- Рис. 8-

Несколько неожиданным оказалось положение Антарктиды и Австралии: Австралийская плита хорошо состыковалась с... Северной Америкой. А Антарктида в отличие от имеющихся вариантов реконструкции единой Гондваны (суперконтинента из южных материков в прошлом - 300 - 400 млн. лет назад) оказалась отделенной от Африки и Индии Индокитайским отростком . (Забегая вперед, отметим, что полученное положение Австралии и Антарктиды абсолютно не противоречит тем фактическим данным, на которых базируются реконструкции Гондваны).

Итак, мифы оказались способными дать ту самую конкретную цифру , которой так не хватало теории расширения Земли, чтобы представить прошлый облик нашей планеты!

Но читатель, конечно же, может сказать: это всего лишь игры с геометрией, - и ничего больше... Поэтому автор решил проанализировать данную проблему с другой стороны...

Была отработана и такая логическая цепочка. Имеется факт резкого отличия океанической коры от материковой (в том числе и по возрасту). Материковые плиты хорошо сшиваются на поверхности малой Земли. Следовательно, вполне допустимо, что океанические плиты - это та часть коры, которая наращена Землей при ее расширении. Тогда есть смысл попытаться просчитать весь процесс нарастания поверхности Земли во времени (тем более, что тектонические карты программы Encarta Virtual Globe 1998 Edition предоставляли такую возможность, благодаря наличию данных о возрасте различных зон океанической коры). Это и было реализовано посредством тупого измерения линейкой площадей океанических плит разного возраста. При этом вариантом субдукции (напомним: которая совсем не доказана) автор для простоты пренебрег.

Результаты опять же превзошли все возможные ожидания. Мало того, что расчеты (в пределах имевшихся погрешностей) выдали в качестве размеров нерасширенной Земли то самое мифологическое соотношение . Расчетные точки (при всей топорности метода расчета) идеально уложились на единую кривую (см. Рис. 9 ). Даже если учесть всю неточность расчетов, обусловленную, в частности, и возможной неточностью карт вследствие недостаточной изученности определенных зон океанической коры, подобный результат не может быть случайным.

Однако характер процесса расширения во времени оказался весьма далеким от одномоментного события (как у Е.Блаватской), равно как и от трехкратного действия Йимы. Увеличение площади поверхности Земли, как видно из данного рисунка, происходило непрерывно и довольно быстро вышло на кривую, близкую к экспоненте S = exp(0,006 T), где S- площадь поверхности Земли по отношению к современному значению, а Т- время в миллионах лет назад от настоящего момента (поэтому имеет отрицательное значение!).

Теперь, если попробовать аппроксимировать экспоненту трехступенчатым увеличением на 1/3 на каждом шаге (громадная благодарность любимой жене автора за идею !!!), то получается, что мифологический вариант(с равными по времени интервалами между актами расширения) настолько незначительно отличается от оптимальной математической аппроксимации, что находится на грани фантастики! Попробуйте только представить всю гениальность задачи, стоявшей перед нашими предками: простейшими числами и способами описать столь сложный процесс как изменение по экспоненте!!!

(Отметим также в скобках, что экспоненциальную зависимость получил и В.Ларин, только его экспонента, по оценочным расчетам, оказалась более пологой - см. Рис. 10 ).

- Рис. 10-

Примечательным результатом является 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 . Напомним: по оценкам сторонников теории тектоники плит, Атлантический рифт раздвигает материки западного и восточного полушарий на 1 см в год, а в тихоокеанском разломе скорость раздвижения достигает 8 см в год, т.е. (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) точки на графике, отвечающие возрасту океанической коры более порядка 50 млн. лет должны были бы иметь заметные отклонения от единой кривой. Однако этого явно не наблюдается...

Из приводимых данных можно также определить темпы изменения размеров Земли не только в текущий момент времени, но и в прошлом. Поскольку же основная часть графика близка к экспоненте, то максимальный интерес представляет не абсолютная скорость расширения, а отнесенная к текущему размеру планеты. Соответствующий график приведен на Рис. 11 .

- Рис. 11-

Аппроксимационная прямая на указанном графике достаточно неплохо соответствуют расчетным точкам. Эти прямая важна по двум причинам: во-первых, прямая на этом графике соответствуют экспоненциальной зависимости размеров от времени; а во-вторых, она указывает на время начала процесса расширения !!!

Интересно, что хотя океаническая кора, по которой производились расчеты, имеет возраст, не превышающий 200 млн. лет, график скорости указывает в качестве момента начала процесса расширения время 245 млн. лет назад. Данный момент времени оказывается чрезвычайно насыщенным важнейшими событиями с точки зрения палеонтологии и геологии. (На Рис. 12 показана шкала времени, которая может понадобиться читателю для ориентировки).

- Рис. 12-

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(см. Рис. 13 ). 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).

- Рис. 13-

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 из мелких, однообразных, но очень многочисленныхвзрывных аппаратов, действовавших кратковременно либо одноактно(там же). 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 половину линзы. Интересна в этой связи география траппов (см. Рис.14 ).

- Рис. 14-

Но это на современной Земле, а если нанести их на модель малой Земли, то следы излияния траппов поразительным образом совпадают с местами расколов старой (материковой) коры на начальной стадии расширения Земли. Если же соединить траппы на континентах между собой (что просто-таки напрашивается), то получается практически единая сеть трещин, через которые изливались мощные вулканические потоки в период триаса(см. Рис. 15 ), и по которым в дальнейшем происходил раскол старой коры, определивший современные очертания материковых плит.