Молодая Земля

Земная кора, гидросфера и атмосфера образовались в основном в результате высвобождения веществ из верхней мантии молодой Земли. В настоящее время формирование океанической коры происходит в срединных хребтах океанов и сопровождается выходом газов и небольщих количеств воды. Подобные процессы отвечали, по-видимому, и за образование коры на молодой Земле, за счет них сформировалась оболочка из породы толщиной менее 0,0001% объема всей планеты (см. рис. 1.2). Состав этой оболочки, образующей континентальную и океаническую кору, эволюционировал во времени прежде всего за счет возгонки элементов из мантии в результате частичного плавления на глубине примерно 100 км. Средний химический состав современной коры (рис. 1.3) показывает, что кислород содержится в ней в наибольшем количестве, сочетаясь в разных видах с кремнием, алюминием (А1) и другими элементами с образованием силикатов. [c.18]

Рассмотрим опять эксперимент со свободным расширением. Предположим, что в начальный момент газ заполняет весь сосуд. Но потом (что совершенно неправдоподобно) он внезапно сжимается. Или, что более впечатляюще, пусть все, что мы наблюдаем, внезапно обратит свое направление движения, подобно обратному движению киноленты. Люди будут молодеть, земля станет вращаться в противоположную сторону. Тогда, конечно, время потечет в обратном направлении. Но этого нет [c.302]

Вместо гипотетической остаточной теплоты некогда будто бы расплавленной планеты, молодой Земли, образовавшейся во время какой-то катастрофы, происшедшей будто бы с нашей звездой — с Солнцем,— вскрылась перед нами колоссальная атомная действенная энергия вещества верхней части нашей планеты, непрерывно выделяемая с избытком, достаточным для объяснения всех грандиозных проявлений теплового режима планеты. [c.31]

Все тяжелые элементы неустойчивы. Нестабильны и некоторые изотопы легких элементов. Если они встречаются в природе и сейчас, то лишь потому, что распадаются они чрезвычайно медленно. В сравнении со временем их распада возраст горных пород и даже возраст Земли невелик. Имеющиеся сейчас количества этих изотопов — остаток того запаса, который был на молодой Земле. [c.42]

Один из главных аргументов, свидетельствующих о потере первичной атмосферы, — то, что на Земле благородные газы гораздо-менее распространены, чем в космосе (см. табл. 5 и 7). Когда молодая Земля теряла свои летучие компоненты, легче удерживались те из них, которые могли вступить в соединение с другими элементами, образуя более тяжелые стабильные молекулы. Напротив, благородные газы, с большим трудом реагирующие с другими веществами и не образующие более тяжелых молекул с ними, терялись в первую очередь. Сейчас их на Земле очень мало. [c.93]

Согласно расчетам В.С.Сафронова [109], своего максимума температура молодой Земли достигала на глубинах около 1000 км (Г 0,1600 К), а к центру планеты она вновь понижалась приблизительно до 800 К (рис. 8.7.). На этом рисунке для сравнения изображена кривая плавления мантийного вещества, заимствованная из работы В.Н.Жаркова [55]. Из этой кривой видно, что для полного расплавления Земли нужен совершенно нереальный перегрев планеты на много тысяч градусов. [c.249]

Из приведенных теоретических соображений вытекает важный геологический вывод молодая Земля не имела ни гидросферы, ни настоящей атмосферы [120, 122]. [c.249]

После начала процесса выделения земного ядра, когда Земля прогрелась настолько, что в ее недрах появились первые расплавы, а возникшие конвективные течения сломали первозданную литосфер-ную оболочку, на земной поверхности появились и первые изверженные коровые породы. При этом вся первозданная литосфера, по существу, являвшаяся аналогом примитивных океанических литосферных плит, должна была быстро и полностью погрузиться в мантию. Полному уничтожению ее следов на поверхности молодой Земли способствовало и то обстоятельство, что первозданная литосфера была сложена богатым железом и тяжелым (до 4 г/см ) первичным веществом, а плотность верхней мантии после начала процесса выделения ядра и ее дифференциации стала быстро снижаться (до 3,5-3,6 г/см ). Изверженные породы, в ту пору представлявшие собой крайние дифференциаты земного вещества основного состава, должны были быть значительно более легкими (с плотностью около 2,9-3,0 г/см ). Поэтому они сохранились, сформировав на поверхности Земли древнейшие участки земной коры. [c.260]

Как только содержавшееся в веществе молодой Земли свободное железо, а его начальная концентрация достигала 13,1%, стало плавиться, процесс дальнейшей дифференциации земного вещества уже смог распространяться вверх, в глубь Земли самопроизвольно, только за счет высвобождения гравитационной энергии дифференциации земного вещества. Процесс этот устойчив и может поддерживать себя в незатухающем режиме действия [91]. Вероятно, для обеспечения самоподдерживающе-гося развития процесса необходимо было, чтобы выделявшаяся при этом энергия была достаточной для прогревания вещества нижележащей среды до уровня расплавления содержащегося в нем металлического железа. [c.260]

Отсюда следует, что в самом начале архея (около 4,0-3,8 млрд. лет назад) кольцевой слой плотных расплавов ядерного вещества мог существовать и окружать собой сравнительно холодную, жесткую и недифференцированную сердцевину молодой Земли только со стороны ее экваториального пояса, тогда как через полярные секторы планеты, сложенные таюке холодным и жестким первичным земным веществом, эта сердцевина оказывалась фиксированной в центре Земли. В дальнейшем, в течение почти всего архея, зонная дифференциация земного вещества уже питалась в основном только гравитационной энергией, но продолжала развиваться как бы по наследству, все в том же поясе Земли, хотя положение ее самой по отношению к оси вращения могло меняться в связи с изменениями распределения масс в теле планеты (см. рис. 9.2, б). [c.261]

Однако постепенного выталкивания холодной сердцевины молодой Земли к ее поверхности по мере развития процессов дифференциации земного вещества происходить тогда не могло. Объясняется это существенной неравномерностью прогрева молодой Земли. К началу архея Земля в низких широтах оказалась разогретой в заметно большей мере, чем в приполярных секторах. Поэтому первая асте- [c.261]

В самом конце позднего архея, около 2,7-2,6 млрд лет назад, в связи с возможным развитием в то время катастрофического процесса выжимания холодной и жесткой "сердцевины" молодой Земли из центральных областей планеты к ее поверхности, в мантии Земли должна была возникнуть мощная одноячеистая конвективная структура с исключительно интенсивным массообменом в ней. Ско- [c.262]

Когда молодая Земля выросла примерно до своей современной массы, она нагрелась, в основном за счет радиоактивного распада нестабильных изотопов (см. вставку 1.1 частично путем улавливания кинетической энергии от столкновений плане-тезималей. В результате такого нагрева расплавились железо и никель (N1), а их высокая плотность позволила им погрузиться в центр планеты, образовав ядро. Последующее охлаждение способствовало затвердеванию оставшегося материала в виде мантии с составом М ре810з (рис. 1.2). [c.17]

Молодая Земля сразу же после своего образования была холодным космическим телом, и в ее недрах температура еще нигде не превышала температуру плавления вещества. Об этом, в частности, свидетельствует полное отсутствие на Земле очень древних изверженных (да и любых других) пород с возрастом старше 4 млрд лет, а таклсе изотопно-свинцовые отношения, показывающие, что процессы дифференциации земного вещества начались заметно позже времени образования самой Земли и протекали без существенного плавления. Кроме того, на земной поверхности тогда не было ни океанов, ни атмосферы. Поэтому эффективная механическая добротность Земли в тот ранний период ее развития, который мы в дальнейшем будем называть катархейским, была сравнительно высокой. По сейсмическим данным, в развитой океанической литосфере, т.е. в холодном земном веществе мантийного состава, фактор добротности находится в пределах от 1000 до 2000, тогда как в частично расплавленной астеносфере под вулканами его значение снилсается до 100. [c.244]

В отличие от современных условий молодая Земля, как уже отмечалось, была существенно более холодной, лишенной астеносферы и ядра, а также характеризовалась отрицательным градиентом температуры в нижней мантии. Поэтому в те далекие времена механическая добротность Земли в ее глубинных недрах скорее всего существенно превышала фактор добротности современной литосферы. Однако следует учитывать, что на приливное взаимодействие планет в основном влияют слои с наименьшими значениями фактора добротности. Учитывая это для определенности расчетов, принималось, что в течение всего катархея, т.е. периода от момента образования Земли приблизительно 4,6 млрд лет назад и вплоть до начала развития в ней геологических процессов в самом начале архея, около 4 млрд. лет назад, значение приливного фактора добротности Земли равнялось 1500 [120]. [c.244]

Поскольку центральные области молодой Земли в катархее еще сохранялись сравнительно холодными, то вязкость вещества земной сердцевины с учетом высоких давлений тогда была исключительно большой - Г] 10 ° П. Соответственно большой должна была быть и добротность вещества в центральных недрах Q > 0 ООО. Отсюда следует, что основная доля приливной энергии в катархее вьщелялась только в верхних частях Земли, на глубинах до 1000 км, т.е. там, где температура недр более всего приближалась к температуре плавления земного вещества, а вязкость мантии оказывалась минимальной. При этом заметная доля энергии приливов, по-видимому, тогда должна была выделяться в самом приповерхностном, рыхлом [c.247]

Учитывая приведенные соображения, можно ожидать, что только за счет выделения приливной энергии температура верхних слоев молодой Земли в катархее могла подняться на 500-800°С, достигнув к концу этой эпохи температуры плавления земного вещества и начала формирования в верхней мантии астеносферного слоя. [c.247]

Для понимания геологических этапов развития Земли исключительное значение имеют два основных вывода теории планетообразования. Во-первых, молодая Земля сразу же после своего образования была относительно холодным космическим телом и нигде в ее недрах температура не превышала температуру плавления земного вещества [109, 110]. Во-вторых, первичная Земля имела достаточно однородный состав, а связанные с химическими неоднородностями вещества локальные отклонения плотности от средней на данном уровне величины, по-видимому, не превышали 0,01 г/см [109]. [c.247]

На основе модели состава первичного вещества Земли в предпололсении ее химической однородности по данным ударного сжатия силикатов и их окислов было рассчитано распределение плотности в недрах первичной Земли для наиболее вероятного распределения температуры (рис. 8.6). Как видно из приведенных расчетов, в молодой Земле не было никаких границ раздела, кроме зон фазовых переходов в переходном слое Голицына на глубинах от 300 до 800 км. Тогда еще ие существовало ни земного ядра, ни мантии, ни коры. Все эти геосферы обособились значительно позже, а в те далекие времена была лишь однородная по составу Земля. Плотность вещества на поверхности молодой Земли достигала 3,9-4 г/см , а к центру она повыша- [c.248]

В модели Сорохтина-Ушакова было найдено, что при давлении Р = О и температуре Г = Го 1250 °С, гУ(0, Го Ло = -19,97-10 эрг. С учетом U(p,T) = -3,29-10 эрг величина энергии сжатия молодой Земли на рубеже катархея и архея должна была быть близкой к о = 3,32-10 эрг. [c.251]

Благодаря приливным деформациям Земли в ее недрах в катархее (за первые 600 млн. лет) выделилось около 2,1-10 эрг тепловой энергии. Такая существенная добавка энергии привела к заметному дополнительному разогреву верхней мантии, а это, безусловно, значительно ускорило образование у молодой Земли астеносферы. Появление последней с ее быстрым расширением и перегревом (произошедшем под влиянием лунных приливов) обусловило возникновение главного процесса, управляющего глобальным развитием нашей планеты, -процесса гравитационной дифференциации земного вещества и, как следствие этого, - начагю тектонической активности Земли. [c.258]

Следовательно, можно ожидать, что первозданный реголит, покрывавший поверхность молодой Земли, после начала ее дегазации стал именно тем природным объектом, в котором и зародилась тогда еще примитивная, но уже вполне дееспособная жизнь. Это стимулировадюсь и тем обстоятельством, что только в мелких порах реголита благодаря их большой сорбционной активности и повышенным капиллярным давлением концентрация эле-ментоорганических соединений могла достигать уровня, необходимого для синтеза более сложных органических веществ (в морских бассейнах эти соединения оказагпюь бы слишком разбавленными). Таким образом, есть основание полагать, что первая жизнь иа Земле зародилась в пропитанном водой и элементоорганическими соединениями первозданном грунте на рубеже катархея и раннего архея, около (4,0- -3,9)-10 лет назад, т.е. в период, определенный приливным взаимодействием Луны с Землей. [c.259]

Рассмотрим теперь некоторые глобальные характеристики развития процесса зонной дифференциации земного вещества. Обращает на себя внимание вывод, что образование в недрах Земли сферического слоя, заполненного плотной жидкостью и окружавшего собой менее плотную, но очень жесткую (из-за ее высокой температуры) центральную сердцевину , приводит к возникновению гравитационной неустойчивости всей планеты. При этом, простого стекания расплавов к центру планеты, как это предполагал В.Эльзассер [236], происходить не могло по двум причинам. Во-первых, потому что вязкость холодной сердцевины молодой Земли была исключительной высокой г >>10 -5-10 пуаз и, во-вторых, из-за того, что скорость продвижения вниз фронта дифференциации в механизме зонной сепарации и железа и, тем более, эвтектиче- [c.260]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология