Ждет ли Землю судьба Фаэтона

Рис. 30. "Малая" Земля в период карбона.

Рис. 31. "Малая" Земля на рубеже карбона и перми.

ОБОЗНАЧЕНИЯ для Рис. 27 – 33.

Палеошироты оказываются ровно на тех географических широтах, значения которых они указывают. А палеомагнитные вектора великолепно совпадают с направлением на полюса малой Земли.

Более того, реконструкция малой Земли позволяет получить значительно лучшее согласование палеомагнитных и палеоклиматических данных, чем восстановление прошлого на основе дрейфа материков. Скажем, С.Ушаков и Н.Ясаманов ( Дрейф материков и климаты Земли ) в своей реконструкции на основе теории тектоники плит постоянно вынуждены объяснять несовпадения и совпадения с оговорками этих данных, встречающихся у них на протяжении почти всего времени с периода кембрия по различным регионам. А ведь у них была гораздо большая свобода маневра : они могли двигать и поворачивать материки на свободном пространстве Земли современных размеров. Мы же ограничены не только жестко фиксированным монолитным положением материков (как составных частей единой коры малой Земли), но и равномерном глобальным вращением планеты, однозначно задающим изменение положения континентов относительно полюсов.

Однако излишняя свобода маневра, как палка о двух концах, способна не только помогать, но и уводить далеко в сторону от истины.

Популярность теории тектоники плит и приверженность ей официальных научных кругов породили в свое время такой широко известный миф как Великое Гондванское оледенение , длившееся якобы аж с ордовика до конца перми (т.е. около 200 млн. лет!) и захватившего все составлявшие Гондвану материки (Африку, Южную Америку, Антарктиду и Австралию). Как следствие из этого мифа вытекало, что на пике этого оледенения в конце карбона - начале перми (ок. 300 млн. лет назад) сильно нарушилась симметрия климата в разных полушариях и климатический экватор описывал странную кривую где-то в районе 20-градусной широты севернее экватора географического. Каких только объяснений этой аномалии не увидишь...

Теперь же мы беремся утверждать, что никакого великого оледенения не было!!! Ведь вследствие глобального вращения за 200 млн. лет Земля сделала более четверти (!) оборота, из-за чего на этот же угол сместилась и полярная зона. И поэтому нельзя сваливать в одну кучу следы льдов ордовика на северо-западе Африки и ледники конца карбона на юге Южной Америки и Африки. Это с очень большими оговорками можно было делать лишь на Земле современных размеров, но глобальное вращение малой Земли снимает все противоречия и позволяет избежать подобной несуразной экзотики.

Следует, правда, оговориться, что определенное похолодание, хоть и не в таких масштабах, в указанный период все-таки имело место, но к этому мы еще вернемся...

И еще одно. Долгое время не было достаточно надежных палеомагнитных данных палеозоя для Австралии. Это позволяло в реконструкциях дрейфа материков помещать ее практически куда угодно (лишь бы совпал климат). Но совсем недавно австралийские палеомагнитологи П.Шмидт и Б.Эмблтон в результате проведенного ими исследования пришли к выводу, что около 1,6 миллиарда лет назад радиус Земли составлял всего около 55 процентов от современного, а все нынешние континентальные массивы близко примыкали друг к другу. Пожалуй, не случайно, что ученые именно с недостающего континента получили результаты, которые подтверждают расширение Земли, а не дрейф материков ...

Но вернемся к нашим реконструкциям облика малой Земли, которая, собственно, была малой лишь до рубежа пермь-триас, когда начался процесс ее расширения.

На Рис. 32 , где представлена реконструкция для позднего триаса, уже нет столь хорошего соответствия данным, как для предыдущих периодов времени. И если для данных по климату еще нет серьезного расхождения с географическим положением континентов, то палеошироты и палеомагнитные вектора указывают на несколько иное положение полюсов, нежели расчетное.

Рис. 32. "Малая" Земля в позднем триасе.

Интересно отметить, что расхождение данных с реконструкцией триаса легко может быть почти полностью устранено, если допустить, что в этот период происходило замедление глобального вращения Земли. Такое замедление глобального вращения вполне могло быть обусловлено тем, что, на рубеже пермь-триас началось активное выделение водорода из глубинных слоев, вызвавшее не только изменения в режиме недр Земли, но и некоторое увеличение момента ее инерции (вследствие падения плотности в центре и связанного с ним изменения градиента плотности по глубине).

Следует вспомнить и о следе Гавайского восходящего потока, который свидетельствует о смещении материков северного полушария при расширении в ту же сторону, куда происходило глобальное вращение Земли. А это создает как видимое замедление вращения в начале процесса, так и обратное движение полюса в дальнейшем (ведь в момент начала расширения по нашим расчетам северный полюс находился в районе Гренландии). Разница же между началом и концом гавайского следа только на современной Земле составляет почти 40 градусов по широте !!!

Но если, как можно было видеть ранее, период триаса еще не сопровождался сколь-нибудь серьезным изменением размеров Земли, то в юрский период процесс расширения уже набрал заметные темпы. В результате мы имеем абсолютное несоответствие данных по климату и палеоширотам для картинки, получаемой при реконструкции малой Земли для периода юры ( Рис. 33 ). Это и понятно: Земля перестала быть малой , а осколки ее старой коры (т.е. континенты) стали разбегаться в разные стороны.

Рис. 33. "Малая" Земля в юрский период.

ОБОЗНАЧЕНИЯ для Рис. 27 – 33.

Таким образом, моделирование прошлого облика Земли на основе данных мифологии (!!!), насчитывающих как минимум несколько тысяч лет, очень хорошо согласуется с имеющимися научными данными об этом прошлом, что подтверждает гипотезу расширения нашей планеты.

Однако, по имеющейся теории В.Ларина, увеличение размеров Земли (которое уже можно считать практически доказанным) должно происходить непрерывно с момента формирования планеты, а по мифологии (и по полученным нами данным) наблюдалось лишь с определенного момента. Что же могло послужить спусковым крючком внезапной активизации процессов расширения планеты?..

В поисках ответа на этот вопрос обратимся еще раз к тому, что нам известно о строении недр, в котором обнаруживается очень интересный феномен: в мантии, на глубине от 100 до 300 км находится некий своеобразный слой - астеносфера. Астеносфера примечательна тем, что в ней, по выводам ученых, происходит так называемая зонная плавка.

Астеносфера представляет из себя слой мантии, в котором вещество находится в более разогретом и (вследствие этого) более пластичном текучем состоянии, чем окружающие слои. Благодаря этим условиям, в области астеносферы происходит разделение материала по плотности: наверх вытесняются более легкие элементы, а более тяжелые - опускаются вниз. Это и составляет, собственно, процесс зонной плавки , при которой изменяется фазовое состояние вещества мантии (меняется плотность упаковки атомов и объем, который занимает та или иная порода).

Такое изменение фазового состояния вещества в области зонной плавки сопровождается выделением дополнительного тепла, порождающего нечто вроде фронта повышенной температурыв мантии.

Разогревая нижележащие слои, астеносфера делает их менее плотными и более пластичными и вовлекает в процесс зонной плавки . Таким образом, астеносфера как бы сама прокладывает себе путь вниз, в глубь мантии, - туда, где вещество еще не претерпело фазового изменения и еще содержит легкие вещества, необходимые для зонной плавки . А вместе с астеносферой в глубь мантии продвигается и фронт повышенной температуры...

Считается, что астеносфера сформировалась практически одновременно с корой Земли и с тех пор, благодаря свойствам зонной плавки , углубилась на то расстояние, на котором она ныне находится. Оснований же для пересмотра скорости движения астеносферы не было никаких.

Предположим теперь, что астеносфера после ее формирования двигалась гораздо быстрее, нежели это предполагается, и где-то в районе пермского периода достигла ядра малой Земли.

Но ведь вместе с зонной плавкой двигается и ее зона повышенных температур , а гидриды (находящиеся в твердом ядре) и водородный раствор в металлах (жидкое внешнее ядро) довольно сильно реагируют на изменение температуры. Ясно, что в этом случае при достижении астеносферой ядра должно начаться активное выделение водорода из него. При этом в начале процесса, когда повышается температура внешнего ядра, где водород лишь растворен в металле и его там меньше, чем в гидриде, выделение водорода не столь активно, хотя явный скачок должен иметь место. Но когда это неизбежно приводит (с некоторой задержкой по времени) к изменению условий и во внутреннем ядре, тогда выделение водорода резко усиливается.

Отметим, что именно такой характер процессов прослеживается и в событиях на поверхности: в конце перми и триасе - лишь раскол старой коры на современные континенты и излияние магмы, вытесняемой водородом из верхней мантии в виде траппов, а с юрского периода - бурное расширение, рост новой океанической коры.

Но выделяемый водород производит как механическое перемешивание различных слоев мантии, так и вступает с веществом мантии в химические реакции (о химии процесса - чуть позже), изменяя ее состав. Это сопровождается насыщением мантии легкими летучими веществами (т.н. флюидом) и создает возможность для повторной плавки . Таким образом, через некоторое время(ориентировочно с периода триаса-юры) формируется новая астеносфера, которая вновь начинает свой зловещий путь в глубины Земли.

Тогда получается, что, во-первых, наблюдаемая ныне астеносфера является уже вторичной; и во-вторых, скорость ее намного (!) больше, чем оценивалось ранее. Для сравнения: в одном случае для пройденного пути потребовалось более 2 млрд. лет, в другом - всего 150 - 200 млн. лет!..

Интересно, что по предлагаемой гипотезе скорость продвижения вторичной астеносферы, равная (по порядку величины) около 1 км за 1 млн. лет, дает именно то значение скорости, которую должна иметь первичная астеносфера для того, чтобы пройти путь от коры до ядра малой Земли как раз за период от момента формирования консолидированной коры до рубежа пермь-триас...

Теоретически, через какое-то время и новая астеносфера должна также достигнуть ядра планеты, но будет ли оно к тому времени еще гидридным (т.е. останется ли там еще водород в ощутимых количествах) и когда это произойдет - невозможно даже оценить, поскольку, как мы видели, процесс расширения продолжается до сих пор, все увеличивая пока тот путь, который нужно пройти новой астеносфере.

Однако к прогнозам на будущее мы еще вернемся... А пока можно воспользоваться полученной моделью для уточнения деталей прошлого нашей планеты.

Итак, ранее радиус Земли до расширения составлял 0,652 от современного. Это значит, что сила тяжести на поверхности была 2,35 раза больше современной. А если (в нулевом приближении) считать, что масса атмосферы при расширении не изменялась, то на малой Земле давление было около 5,5 атм!

Существуют оценки исследователей, которые признают возможность давления в древности на уровне 4,5 атм, что неплохо согласуется с полученным нами результатом (особенно если учесть, что при выделении водорода из недр планеты масса атмосферы неизбежно должна была увеличиться).

Далее.

...геологов уже давно смущают исключительно сильные изменения структуры и состава некоторых древнейших пород, лежащих у поверхности Земли. Породы эти обладают такими особенностями, будто они образовались при давлениях, существующих ныне на глубинах 30-50 километров. Но при нынешнем уровне наших геологических знаний кажется почти невероятным допустить, что мощные массивы этих пород поднялись к поверхности с такой глубины. Однако если радиус Земли 3,5 миллиарда лет назад был меньше современного, скажем вдвое, то сила тяжести значительно превышала нынешнюю, и такое давление могло достигаться на глубинах не в 30-50, а всего около 7,5 - 12,5 километра, откуда эти породы уже вполне могли подняться до поверхности Земли (Е.Милановский, Земля расширяется? Земля пульсирует? ).

Расчет для мифологического соотношения изменения размеров Земли, хотя и дает немного другие цифры (12 - 20 км вместо 7,5 - 12 км), также неплохо вписывается в геологические требования.

И еще. Довольно часто исследователи, реконструируя картины прошлого по полученным данным, вынуждены констатировать преобладание в древности сглаженного рельефа и относительно быстрое разрушение горных систем. Но ведь именно это должно наблюдаться в условиях повышенной гравитации и давления!..

А сглаженный рельеф хорошо согласуется с также часто констатируемой мелководностью морей. Однако с этим уже не так все идеально... Ведь если пересчитать всю современную воду океанов на малую Землю, то для суши совсем не остается места, что совершенно не соответствует имеющимся данным о наличии обширных пространств суши в прошлом.

Конечно же, разрешение данного противоречия напрашивается само собой: ранее (до расширения) воды на поверхности Земли было гораздо меньше. А при расширении выделяющийся из недр водород по пути наверх вступал во взаимодействие с кислородом (коего в Земле навалом), образуя воду, пополнявшую Мировой океан.

Однако мы здесь выходим на вопросы химии (и всего, что с ней связано в геологии), которые могут оказаться несколько сложными для непосвященных в соответствующий школьный курс, но дают настолько много важных деталей прошлого (и будущего - заметим в скобках), что пропустить их не представляется допустимым. Итак, о химии...

Различные породы имеют различный химический состав. В зависимости от состава породы разделяются на следующие отдельные большие группы:

Окислы	Вулканические  и  глубинные  породы	кислые	средние	основные	ультраосновные	гранит	андезит	базальт	анортозит	перидотит	дунит
SiO 2	72,5	60,0	49,0	50,0	44,0	40,5
TiO 2	0,5	1,0	1,5	0,2	0,1	0,02
Al 2 O 3	14,0	17.0	16,0	28,0	5,0	1,0
CaO	1,5	6,0	9,0	12,5	3,5	0,7
MgO	0,5	3,0	6,0	1,2	37,0	46,0
Na 2 O	3,5	3,5	3,0	4,0	0,5	0,1
K 2 O	5,5	2,0	1,5	1,0	0,2	0,04
FeO	1,8	6,1	11,2	2,1	8,3	8,1

 Данное разделение основано прежде всего на том, что породы, содержащие разное количество щелочей (натрия и калия, фигурирующих в таблице под обозначениями Na2O и K2O) обладают и различными свойствами. И во многом именно по этому признаку отличают, например, базальтовую океаническую кору от материковой, содержащей породы от базальтов до гранитов.

Известно, что в разные периоды времени в коре Земли преобладало формирование разных видов пород. Так в азое и начале архея (примерно до времени 3,0 - 2,5 млрд. лет назад) породы, образующие кору были более разнообразны по составу и несколько ближе к базальтам, нежели к гранитам. С течением времени в ней постепенно увеличивается количество пород близких по составу к гранитам, но со значительно меньшим содержанием калия. Для пород этого времени характерен т.н. безводный резко восстановленный характер поступающего из недр флюида (газообразной смеси легких веществ) и явные следы мелкомасштабной конвекции (перемешивания).

В конце архея - начале протерозоя постепенно набирает силу кардинальное изменение условий: в составе флюида появляется вода, а в формирующихся породах преобладают граниты, характеризующиеся резко повышенным содержанием щелочных металлов (особенно калия). Более того, ранее сформировавшаяся кора испытывает сильнейшие изменения, характеризующиеся также повышением концентрации в них щелочных металлов. Период протерозояизвестен как период всеобщей гранитизации, а резкое увеличение калия в составе коры носит название калиевого взрыва(см. Рис. 34 ).

- Рис. 34-

Следующее резкое изменение в составе формирующихся пород происходит на рубеже палеозоя и мезозоя(приблизительно 250 млн. лет назад), после которого образование гранитов не наблюдается, а в кору поступают исключительно базальты, как правило обедненные щелочными металлами). При этом снижение содержания щелочных металлов (и особенно калия) в формирующихся породах занимает значительно меньше времени, нежели его повышение на рубеже архея и протерозоя. Конец калиевого взрыва носит еще более взрывной характер.

Попробуем теперь разобраться в описанных процессах, исходя из того, что в рамках гидридной модели, в недрах Земли помимо основных элементов, перечисленных в таблице пород, в довольно значительном количестве (не по весу, а по числу атомов) содержится и водород.

Итак, мало кто из исследователей сомневается в том, что на ранних этапах существования Земли элементы, ее составляющие, находились в более перемешанном состоянии, чем ныне. А вся дальнейшая эволюция Земли непосредственно связана с т.н. дифференциацией ее недр, заключающейся в том, что более легкие элементы и вещества (по закону Архимеда) поднимаются ближе к поверхности, а более тяжелые - наоборот, стремятся к центру планеты.

Не подлежит сомнению также, что элементы и вещества в недрах планеты вступают в химическое взаимодействие друг с другом, которое (с точки зрения химии) может иметь либо восстановительный, либо окислительный характер (другие виды взаимодействия нас не будут интересовать).

Исходя из того, что в составе Земли очень много кислорода, и из его химических свойств довольно очевидно, что основным окисляющим элементом будет именно кислород. А в рамках гидридной теории, основным восстанавливающим элементомсреди наиболее распространенных элементов - будет водород.

Известно, что химические реакции преимущественно (при прочих равных условиях) идут в том направлении, при котором энергия связи между элементами образующегося вещества наиболее высока. Так, скажем, энергия связи Al-O и Si-O существенно выше энергии связей H-O, Ca-O и Mg-O, которые приблизительно равны друг другу, но, в свою очередь, значительно выше энергии связей К-O и Na-O. Поэтому на ранних этапах истории Земли будет преобладать окислительный характер химических реакций, т.к. у водорода просто не хватит сил отвлечь на себя кислород от более аппетитных элементов, среди которых и кремний - элемент, находящийся в недрах в изобилии. Однако

Термодинамические расчеты, проведенные О.Л.Кусковым с учетом сжимаемости конденсированных фаз, показали, что с ростом давления тепловой эффект реакций восстановления изменяется с эндотермического на экзотермический и чем больше величина давления, тем большее количество тепла выделяется при восстановлении. В случае восстановления окиси кремния водородом (или углеродом) инверсия знака теплового эффекта оказывается в области 400 10 8 Па. Следовательно, при давлениях больше 400 10 8 Па самопроизвольно будут протекать реакции восстановления, тогда как в области меньших давлений, наоборот, должны идти реакции окисления, и чем меньше давление, тем больше будет их экзотермический эффект (В.Ларин, Гипотеза изначально гидридной Земли ).

То есть, говоря по-русски, упомянутые процессы окисления будут происходить ближе к поверхности Земли, а в недрах - преобладать реакции восстановления. При этом, высвобождающийся из недр кислород, поднимаясь вверх, во внешних оболочках будет втягиваться в реакции окисления, сопровождающиеся (в условиях малых давлений) выделением большого количества тепла, прогревающего верхний слой Земли. Параллельно, поступающий из глубины водород обеспечивает резко восстановленный характер флюида, содержащий преимущественно Н ₂и СН ₄. (Недра же тоже прогревались, только из-за реакций восстановления, а прогрев высвобождал новый водород).

Таким образом, получается весь набор условий, характерный для азоя-архея: сильно прогретая внешняя оболочка, которая вследствие своих малых размеров обуславливает мелкий масштаб конвекции и значительное разнообразие образующихся пород; сильно восстановленный безводный флюид (о составе которого свидетельствуют и мелкие газовые включения в древнейших породах), который обуславливает и незначительное количество свободного кислорода в первичной атмосфере Земли.

Но, естественно, данный процесс не мог продолжаться вечно. В конце концов кислород выбрал наиболее аппетитные элементы и принялся за другие, среди которых оказался и главный восстановитель - водород. Таким образом, в состав основных действующих лиц включилась вода, которая, как известно, является, во-первых, весьма химически активным веществом; а во-вторых, и весьма легким подвижным веществом, т.е. способна выполнять роль флюида в глубинных процессах.

Раз свободного кислорода стало меньше, - во внешнем слое прекратились реакции окисления с выделением тепла; оболочка остыла и произошел т.н. процесс консолидации первичной твердой коры, а активные химические процессы сместились вглубь. Это произошло ориентировочно на границе архея-протерозоя. И именно это время, следуя элементарной логике, можно считать временем формирования первой астеносферы. Но это далеко не все результаты упомянутой переориентации химических процессов.

Кислород, переключившись на водород, обусловил то, что последний (т.е. водород) начал разрывать связи К-О и Na-O (вспомним про энергию связей) и высвобождать таким образом щелочные металлы.

Но образование связей Н-О, помимо прочего, изменяет состав флюида на более насыщенный водой, а вода - отличный растворитель. И хотя процессы в недрах далеки от простого растворения, таблица растворимости веществ в воде тоже может нам помочь.

Ионы	K +	Na +	Ca 2+	Mg 2+	Fe 2+	Al 3+
OH -	Р	Р	М	М	Н	Н
SiO 3 2-	Р	Р	Н	Н	Н	-