Начальное состояние Земли

Начало геологической эволюции Земли тесно связано с процессом её образования. Если бы наша планета образовалась "огненно-жидким" способом, как представлялось ещё в начале XX в., она бы сразу расслоилась на оболочки по химическому составу и стала "тектонически мёртвой". Против такого взгляда выступали Владимир Иванович Вернадский и другие известные учёные. Концепция О. Ю. Шмидта о первоначально холодной Земле родилась именно из-за противоречий между нынешней тектонической жизнью Земли и той моделью, которая следовала из горячего, расплавленного начального состояния.

Современные расчёты показали, что рождающаяся Земля не была ни расплавленной, ни холодной. Гравитационная энергия могла нагреть Землю до 40 тыс. Кельвинов, если бы она мгновенно собралась из кусков в одно тело. Но рост Земли продолжался 100 млн лет, так что температура поверхности даже на стадии активного роста не превышала 350-400 К Небольшая часть гравитационной энергии перешла в тепловую энергию земных глубин. Её недра прогрелись до 1000-2000 К благодаря тому, что в аккумуляции участвовали очень крупные тела (радиусами до сотен километров). Падение таких тел вызывало образование огромных ударных кратеров, под которыми до глубин 1-2 тыс. километров создавались области повышенной температуры. Иногда температура достигала точки плавления горных пород. Тогда они разделялись по составу: тяжёлые элементы (железо и другие металлы) опускались к центру, а лёгкие всплывали. Дополнительное нагревание произошло в недрах Земли от сжатия её пород вышележащими слоями.

Но основной источник нагревания недр Земли - тепло, выделяемое при распаде радиоактивных элементов: урана, тория и калия с атомным весом 40, которые в малых количествах присутствуют в каменистом веществе планеты. В настоящее время в центре Земли температура достигает по меньшей мере 5000 К, т. е. она намного выше, чем в конце аккумуляции.

Вследствие высоких давлений в недрах Земли большая часть её массы находится в твёрдом состоянии, лишь внешняя область железного ядра расплавлена. В земной коре также обнаружены вкрапления расплавленной магмы - вулканические очаги. Из-за убывания температуры от центра планеты к поверхности в мантии Земли возникает тепловая конвекция. Поскольку вещество мантии в основном твердое и неоднородно по составу, конвективные движения происходят очень медленно, создавая большие напряжения на границе с корой. Горообразование, землетрясения, перемещения континентов и отдельных блоков земной коры - результаты внутренних процессов в мантии.

Атмосфера и гидросфера постепенно выделились из недр нашей планеты, поскольку газы и вода входили в состав земных пород. Вначале, в процессе соударений, из твёрдых планетезималей высвобождались летучие соединения. На последующем этапе летучие соединения связывались в породах. Расслоение Земли на железное ядро, силикатную мантию и кору из изверженных пород началось ещё при аккумуляции и продолжается в течение всей геологической истории планеты.

Сегодня благодаря данным, полученным космическими аппаратами, можно узнать геологическую историю не только Земли, но и других планет и их спутников.

Другое по теме

Антропный космологический принцип
Идеи антропного космологического принципа, развивавшиеся в последнем столетии XX века, представляют большой научный интерес с точки зрения ответа на вопросы происхождения и эволюции окружающего мира. Основная идея этого принципа состоит в том, что фундаментальные свойства Вселенной, значения основных физических констант ...

Научно-техническая программа КНР взгляд в будущее
В начале 1999 года был опубликован доклад Лозанского Международного Института Развития и Менеджмента, в котором китайские наука и техника по итогам 1998 года уверенно заняли 13 место в мире. Беспрецедентный скачок с 20 места в 1997 году еще раз доказал, что Китай уверенно идет вперед по пути реформ научно-технической и ...