Наука и техника Наука и техника - Состав Земли
  21.10.2018 г.  
Главная arrow Материализм arrow Материалистическое arrow Состав Земли
Главное меню
Главная
Новости
Блог
Ссылки
Контакты
Поиск
Карта сайта
Философия
Сознание
Материализм
Лингво
Эволюция
Кибернетика
Био
Эмоции
Живое
Психика
Состав Земли
Рейтинг: / 0
ХудшаяЛучшая 
06.07.2010 г.
Согласно Рамзею (подобная идея еще в 1920 г. высказывалась Лодочниковым), состав Земли на всех глубинах достаточно однороден и аналогичен оливину, но находится в разных состояниях уплотнения, резко отличающихся друг от друга, вследствие перехода кристаллической решетки в другие модификации. Соображения Рамзея, вообще говоря, не являются достаточно обоснованными.
По существу им было только показано, что произведение давления на изменение объема PAV, т. е. величина, эквивалентная работе при пересечении границы земного ядра, вычисленная по данным сейсмологии, эквивалентна разности энергий между основным и первым возбужденным состоянием кристалла кварца. Однако он не мог учесть в отдельности величины Р и AV для кварца и не показал, каково должно быть давление в центре Земли, что, однако, необходимо для определения конфигурации гравитационного равновесия, а главное, не показал, что более плотная фаза оливина, получающаяся при переходе к ядру, должна быть жидкой, как это наблюдается для внешнего земного ядра. Вообще же при столь огромных Давлениях, какие наблюдаются на границе земного ядра, и для весьма сложного состава вещества, представляющего, без сомнения, смесь различных элементов, просто невозможно дать надлежащую физическую теорию. Вследствие этого сам Рамзей считал существенным получить подтверждение путем сравнения с другими планетами, но это также не повело к достаточно убедительным заключениям.
Беллен и Лоу (1952 г.) критически рассмотрели и проверили вычисления Рамзея по отношению к другим планетам земного типа и пришли к заключению, что Меркурий совершенно не соответствует указанной схеме, Марс соответствует довольно плохо. Луна в общем соответствует, но она мало показательна, вследствие своей чрезвычайно малой массы. Таким образом, остается весьма сомнительным возникновение фазового резкого скачка плотности при переходе к земному ядру в веществе того же состава. Подобные скачки могут быть, согласно Рингвуду, на меньших глубинах, именно 200-900 км. Гораздо более вероятно считать, что ядро Земли состоит преимущественно из железа.
Об этом свидетельствует, во-первых, наличие железной фазы метеоритов, которая легко выделяется даже внутри таких сравнительно небольших тел, как родоначальные астероиды. Метеоритное вещество, особенно вещество углистых хондритов, принимается начальным в солнечной системе, и радиоактивный возраст его характеризует продолжительность существования планет. Кроме того, железо является наиболее распространенным из сравнительно тяжелых элементов и широко распространено в космосе. Значительная часть метеоритного вещества представляет сплав железа с небольшим количеством никеля. Вместе с тем переход от силикатной мантии к железному ядру представляет естественное объяснение большого скачка плотностей на глубине в 2900 км. При твердом оливине вблизи его точки плавления железо должно быть уже в расплавленном жидком состоянии. Об этом равным образом наглядно свидетельствуют метеориты, именно так называемые палласиты, представляющие застывшую губку ранее расплавленного железо-никеля, в порах которой внедрены отдельные зерна олнвина. Можно заметить, что в настоящее время зависимость точки плавления железа от давления уже достаточно известна (Симон, 1953 г.). Если принимать чисто железный состав ядра, то можно оценить, что на глубине 5000 км, где, вследствие повышения давления, наблюдается переход к внутреннему твердому ядру, температура должна быть примерно 3900° К. Подобные оценки, однако, не вполне уверенны, так как в веществе ядра фактически должны быть в какой-то мере примеси никеля, кобальта и, может быть, даже кремния.
На основании изложенного можно считать весьма вероятным, что и другие планеты земного типа также обладают железными ядрами, как это получается путем расчетов даже для такой сравнительно небольшой планеты, как Марс.
Необходимый разогрев для выделения из общей планетной массы железного ядра мог осуществляться различными источниками - гравитационным выделением энергии при сравнительно быстром формировании планетной массы из первоначальной протопланетной туманности, частично путем химических превращений, далее путем распада короткоживущих радиоактивных, ныне вымерших изотопов (этот источник нагрева, по-видимому, имел преобладающее значение при формировании вещества метеоритов), затем путем гораздо более продолжительного распада обычных радиоактивных элементов - урана, тория, калия, и, наконец, в некоторых исключительных случаях приливным трением, именно, если планета обладает достаточно массивным спутником, вроде нашей Луны, или находится довольно близко от Солнца, как Меркурий.
 Однако довольно трудно, если не невозможно, оценить относительную роль этих источников нагрева, так как это в высокой мере зависит от чисто космогонических условий образования планет и от того, насколько могло произойти формирование их вещества после последнего процесса нуклеосинтеза, связанного, как предполагается, со вспышкой сверхновой звезды, когда именно образовались упомянутые короткоживущие изотопы с периодом полураспада всего лишь в десятки миллионов лет. Для пояснения этого можно провести сравнение между соседними и такими казалось бы сходными планетами, как Земля и Венера, сравнительно мало отличающимися по своей массе.
Высокая температура поверхности Венеры, одинаковая для освещенной и темной областей ее диска и доходящая до 600° К, что достаточно для плавления свинца, позволяет предполагать, что радиоактивный разогрев всей ее массы был значительно больше, чем для Земли.
Причина подобного различия заключается, по-видимому, в том, что Земля и Венера образовались в разных условиях. Нужно полагать, что вследствие крайней разнородности строения протопланетного облака частицы, образовавшие Землю, двигались 'первоначально по совершенно различным орбитам и при своем быстром объединении произвели весьма быстро вращающуюся двойную планету - Земля-Луна с очень большим вращательным моментом и, вместе с тем, с большим гравитационным разогревом. Вследствие этого должна была с самого начала произойти дифференциация вещества нашей планеты с выделением железного ядра высокой температуры, достаточной для сохранения его в жидком состоянии, причем тяжелые радиоактивные элементы, первоначально распределенные более или менее равномерно по всей ее массе, благодаря своему сродству с силикатами были вынесены в наружные слои Земли, где выделяемая ими теплота в значительной мере выделялась наружу и потому не могла привести к очень значительному разогреву всей массы.
 

Добавить комментарий

« Пред.   След. »
Техника
Техтворчество
Машины
Курьезы
История техники
Непознанное
НЛО
   
designed by sportmam