Удивительная палеонтология. История Земли и жизни на ней / Дивовижна палеонтологія. Історія Землі та життя на ній: Глава 2 Образование нашей планеты: «холодная» и «горячая» гипотезы. Гравитационная дифференциация недр. Происхождение атмосферы и гидросферы.

Оригінал російською Переклад українською

Рассказ о происхождении Земли и Солнечной системы нам придется начать издалека. В 1687 году И. Ньютон вывел закон всемирного тяготения: каждое тело во Вселенной притягивает остальные с силой, прямо пропорциональной произведению их масс и обратно пропорциональной квадрату расстояния между ними. Теоретически закон всемирного тяготения позволяет рассчитать движения любого тела во Вселенной под влиянием тяготения других тел. Но – увы! – только теоретически: уравнения, необходимые для описания движения всего трех изолированных тел под влиянием притяжения друг друга, столь сложны, что их решение не удавалось получить почти три столетия, до 60-х годов XX века.

#1

Розповідь про походження Землі і Сонячної системи нам доведеться розпочати здалеку. У 1687 році І. Ньютон вивів закон всесвітнього тяжіння: кожне тіло у Всесвіті притягує інші з силою, прямо пропорційною добутку їх мас і обернено пропорційною квадрату відстані між ними. Теоретично закон всесвітнього тяжіння дозволяє розрахувати рух будь-якого тіла у Всесвіті під впливом тяжіння інших тіл. Але нажаль! - Тільки теоретично: рівняння, необхідні для опису руху навіть трьох ізольованих тіл під впливом тяжіння один одного, настільки складні, що їх рішення не вдавалося отримати майже три століття, до 60-х років XX століття.

YanchukVira 27.09.16 в 5:57

Понятно, что о полном решении для такой системы тел, как Солнечная система, и говорить не приходится. Что же до приближенных расчетов, которыми занимались многие выдающиеся математики и астрономы (Ж. Лагранж, П. Лаплас и другие), то они показывают, что возмущения в орбитах планет носят периодический характер: параметры орбиты меняются в одном направлении, затем в противоположном, и так до бесконечности. В самой по себе определяемой тяготением структуре Солнечной системы вроде бы нет ничего, что мешало бы ей существовать вечно; недаром сам Ньютон вопрос о происхождении Солнечной системы вообще не ставил.

#2

Зрозуміло, що про повне вирішення для такої системи тіл, як Сонячна система, і говорити не доводиться. Що ж до наближених розрахунків, якими займалися багато видатних математики та астрономи (Ж. Лагранж, П. Лаплас та інші), то вони показують, що обурення в орбітах планет носять періодичний характер: параметри орбіти змінюються в одному напрямку, потім в протилежному, і так до нескінченності. Власне, у самій структурі Сонячної системи, що визначається тяжінням, начебто немає нічого, що завадило б їй існувати вічно; недарма сам Ньютон взагалі не ставив питання про походження Сонячної системи.

YanchukVira 27.09.16 в 6:04

Давайте, однако, задумаемся: если бы причиной движения планет было одно лишь тяготение, то что с ними произошло бы? Правильно, они «упали» бы на Солнце. Но планеты благополучно двигаются по своим орбитам перпендикулярно действующей на них силе тяжести и при этом еще вращаются вокруг собственной оси. Это движение не могло возникнуть – и не возникло! – под влиянием тяготения Солнца. Откуда же оно взялось? Дело в том, что всякое вращающееся тело обладает определенным качеством, которое называется моментом количества движения (МКД).

#3

Давайте, однак, задумаємося: якби причиною руху планет було одне лише тяжіння, то що з ними сталося б? Правильно, вони «впали» б на Сонце. Але планети успішно рухаються по своїх орбітах перпендикулярно діючій на них силі тяжіння і при цьому ще обертаються навколо власної осі. Цей рух не міг виникнути - і не виникав! - під впливом тяжіння Сонця. Звідки ж воно взялося? Справа в тому, що будь-яке тіло, що обертається, має певну властивість, яка називається моментом кількості руху (МКР).

YanchukVira 27.09.16 в 6:51

Давайте, однак, задумаємося: якби причиною руху планет було одне лише тяжіння, то що з ними сталося б? Правильно, вони «впали» б на Сонце. Але планети успішно рухаються по своїх орбітах перпендикулярно діючій на них силі тяжіння і при цьому ще обертаються навколо власної осі. Цей рух не міг виникнути - і не виникав! - під впливом тяжіння Сонця. Звідки ж воно взялося? Справа в тому, що будь-яке тіло при оберненні, має певну якість, яка називається моментом кількості руху (МКР).

bogdan8249 27.09.16 в 18:11

Величина МКД зависит от трех параметров: массы тела, его круговой скорости и расстояния до центра вращения. К XVIII веку было установлено, что МКД не возникает из ничего и не исчезает бесследно, а может лишь передаваться от тела к телу. Это закон сохранения момента количества движения, принадлежащий к ряду законов сохранения (таких, как законы сохранения вещества, энергии и пр.). А коли так, то любая теория возникновения Вселенной (или Солнечной системы) как минимум не должна ему противоречить.

#4

Величина МКР залежить від трьох параметрів: маси тіла, його кругової швидкості і відстані до центру обертання. До XVIII століття було встановлено, що МКР не виникає з нічого і не зникає безслідно, а може лише передаватися від тіла до тіла. Це закон збереження моменту кількості руху, що належить до ряду законів збереження (таких, як закони збереження речовини, енергії та ін.). А коли так, то будь-яка теорія виникнення Всесвіту (або Сонячної системи) як мінімум не повинна йому суперечити.

YanchukVira 30.09.16 в 3:22

Итак, все тела, составляющие Солнечную систему, обладают собственным МКД. Создать МКД невозможно – откуда же он взялся? Рассмотрим следующий выход из этого тупика. МКД могут различаться в зависимости от направления вращения: по и против часовой стрелки – положительный и отрицательный МКД. Если телу (или системе тел) сообщить два МКД (равной величины, но разного знака), то оба момента взаимно уничтожатся, и возникнет система, лишенная МКД. Но в таком случае верно и обратное: система, изначально не обладавшая МКД, может разделиться на две: одну с положительным, другую – с равным ему отрицательным МКД. Таким образом, МКД как бы появляется и исчезает без нарушения закона сохранения. Исходя из этого, можно предположить, что Вселенная вначале не обладала МКД, но затем одни ее части получили положительный момент, а другие – одновременно – отрицательный.

#5

Отже, всі тіла, що складають Сонячну систему, мають власний МКР. Створити МКР неможливо - звідки ж він взявся? Розглянемо наступний вихід з цього глухого кута. МКР можуть відрізнятися в залежності від напрямку обертання: за і проти годинникової стрілки - позитивний і негативний МКР. Якщо тілу (або системі тіл) надати два МКР (рівної величини, але різного знаку), то обидва моменти взаємно знищаться, і виникне система, позбавлена ​​МКР. Але в такому випадку вірно і зворотне: система, яка з самого початку не мала МКР, може розділитися на дві: одну з позитивним, іншу - з рівним йому негативним МКР. Таким чином, МКР як би з'являється і зникає без порушення закону збереження. Виходячи з цього, можна припустити, що Всесвіт спочатку не мав МКР, але потім одні її частини отримали позитивний момент, а інші - одночасно - негативний.

YanchukVira 30.09.16 в 3:29

Так вот, если посмотреть на Солнечную систему «с высоты» – из некой точки над Северным полюсом Земли (и, соответственно, над плоскостью ее орбиты), то окажется, что Земля, Солнце и большинство иных тел вращаются вокруг своей оси против часовой стрелки; планеты вокруг Солнца и спутники вокруг планет – тоже. Значит, положительные и отрицательные МКД всех тел, составляющих Солнечную систему, отнюдь не уравновешиваются между собой; суммарный МКД этой системы очень велик, и необходимо выяснить его происхождение.

#6

Так ось, якщо подивитися на Сонячну систему «з висоти» - з якоїсь точки над Північним полюсом Землі (і, відповідно, над площиною її орбіти), то виявиться, що Земля, Сонце і більшість інших тіл обертаються навколо своєї осі проти годинникової стрілки; планети навколо Сонця і супутники навколо планет - теж. Значить, позитивні і негативні МКР всіх тіл, що складають Сонячну систему, аж ніяк не врівноважуються між собою; сумарний МКР цієї системи дуже великий, і необхідно з'ясувати його походження.

YanchukVira 30.09.16 в 3:32

В 1796 году П. Лаплас сформулировал небулярную теорию, согласно которой последовательность событий при образовании Солнечной системы такова. Имеется первичное газо-пылевое облако (туманность – по латыни «небула»), возникшее в результате концентрации рассеянного межзвездного вещества под действием взаимного притяжения его частиц (в соответствии с законом всемирного тяготения). Небула не является идеальным шаром, и ее края – просто по теории вероятности – находятся на неодинаковом расстоянии от ближайшей небулы (или звезды), а потому притягиваются той с неодинаковой силой (которая, как мы помним, обратно пропорциональна квадрату расстояния). Этой неравновесности достаточно для того, чтобы наша небула получила первичный толчок, который и придаст ей вращательное движение, пусть и чрезвычайно слабое.

#7

У 1796 році П. Лаплас сформулював небулярну теорію, згідно з якою послідовність подій при утворенні Сонячної системи така. Є первинна газо-пилова хмара (туманність - по латині «небула»), що виникла в результаті концентрації розсіяної міжзоряної речовини під дією взаємного тяжіння його частинок (відповідно до закону всесвітнього тяжіння). Небула не є ідеальною кулею, і її межі - просто з теорії ймовірності - знаходяться на неоднаковій відстані від найближчої небули (або зірки), а тому притягуються нею з неоднаковою силою (яка, як ми пам'ятаємо, обернено пропорційна квадрату відстані). Цієї нерівноважності досить для того, щоб наша небула отримала первинний поштовх, який і додасть їй обертального руху, нехай і надзвичайно слабкого.

YanchukVira 30.09.16 в 3:37

Как только небула начинает поворачиваться вокруг своей оси, в ней возникает сила тяжести (как в космическом корабле, который специально «раскручивают» для противодействия невесомости). Под действием силы тяжести небула должна начать сжиматься, т.е. ее радиус уменьшается. А мы с вами помним, что МКД (который есть величина постоянная) зависит от трех параметров: массы тела, радиуса и скорости его вращения; масса – тоже величина неизменная, поэтому уменьшение радиуса может быть компенсировано только увеличением скорости вращения.

#8

Як тільки небула починає повертатися навколо своєї осі, в ній виникає сила тяжіння (як в космічному кораблі, який спеціально «розкручують» для протидії невагомості). Під дією сили тяжіння небула повинна почати стискатися, тобто її радіус зменшується. А ми з вами пам'ятаємо, що МКР (який є величиною постійною) залежить від трьох параметрів: маси тіла, радіусу і швидкості його обертання; маса - теж величина незмінна, тому зменшення радіуса може бути компенсовано лише збільшенням швидкості обертання.

YanchukVira 30.09.16 в 13:31

В результате огромный газовый шар будет вращаться все быстрее и быстрее, работая как центрифуга: под действием центробежной силы его экватор вспухает, придавая шару форму все более сплющенного эллипсоида. Наступает момент, когда все возрастающая центробежная сила на экваторе уравновешивает силу притяжения и от него (экватора) начинает отслаиваться кольцо, а затем, по мере дальнейшего сжатия небулы, еще и еще. Вещество этих вращающихся колец начинает под действием взаимного притяжения его частиц конденсироваться в планеты, от которых, в свою очередь, отрываются их спутники.

#9

В результаті величезна газова куля буде обертатися все швидше і швидше, працюючи як центрифуга: під дією відцентрової сили її екватор набухає, надаючи кулі форму все більш сплющенного еліпсоїда. Настає момент, коли все зростаюча відцентрова сила на екваторі врівноважує силу тяжіння і від нього (екватора) починає відшаровуватися кільце, а потім, у міру подальшого стиснення небули, ще і ще. Речовина цих кілець, що обертаються, починає під дією взаємного тяжіння його частинок конденсуватися в планети, від яких, в свою чергу, відриваються їх супутники.

YanchukVira 30.09.16 в 13:34

Теория Лапласа, согласно которой Земля была изначально холодной, сохраняла популярность на протяжении почти столетия, хотя ей и противоречили некоторые астрономические данные (например, вращение Венеры и Урана в сторону, обратную всем остальным планетам и Солнцу). Однако ближе к концу XIX века, когда было твердо установлено, что температура в недрах нашей планеты чрезвычайно высока (по современным данным, свыше 1 000°С), большинство ученых стало разделять мнение об изначально горячей Земле – огненном шаре, постепенно остывающем с поверхности.

#10

Теорія Лапласа, згідно з якою Земля була спочатку холодною, зберігала популярність протягом майже століття, хоча їй і суперечили деякі астрономічні дані (наприклад, обертання Венери й Урану в бік, протилежний всім іншим планетам і Сонця). Однак, ближче до кінця XIX століття, коли було точно встановлено, що температура в надрах нашої планети надзвичайно висока (за сучасними даними, понад 1 000 °), більшість вчених стали поділяти думку про первісно гарячу Землю - вогняну кулю, яка поступово захолодала з поверхні.

YanchukVira 30.09.16 в 13:37

Поиски источника этого раскаленного вещества вполне естественно было начать с Солнца. В начале ХХ века астрономы Т. Чемберлен и Ф. Мультон выдвинули, а Дж. Джинс математически обосновал планетезимальную теорию происхождения планет Солнечной системы. Суть ее состоит в том, что некогда поблизости от Солнца («поблизости» – это по космическим масштабам) прошла другая звезда. При этом взаимное притяжение вырвало из каждой из них по гигантскому протуберанцу звездного вещества, которые, соединившись, составили «межзвездный мост», распавшийся затем на отдельные «капли» – планетезимали. Остывающие планетезимали и дали начало планетам и их спутникам.

#11

Пошуки джерела цього розпеченого речовини цілком природно було почати з Сонця. На початку ХХ століття астрономи Т. Чемберлен і Ф. Мультон висунули, а Дж. Джинс математично обгрунтував планетезимальну теорію походження планет Сонячної системи. Суть її полягає в тому, що колись поблизу від Сонця ( «поблизу» - це за космічними масштабами) пройшла інша зірка. При цьому взаємне притягання вирвало з кожної з них по гігантському протуберанцю зоряної речовини, які, об'єднавшись, склали «міжзоряний міст», який розпався потім на окремі «краплі» - планетезимали. Остигаючі планетезимали і дали початок планетам і їх супутникам. (прим. "планетезималь – небесне тіло на орбіті навколо зорі, що утворюється при осіданні на ньому менших об'єктів та частинок протопланетного диску)

YanchukVira 30.09.16 в 21:59

Однако вторая половина ХХ века стала временем возвращения к концепции изначально холодной Земли. Во-первых, нашлись серьезные, чисто астрономические, возражения против планетезимальной теории. Г. Рессел, например, обратил внимание на то простое обстоятельство, что если между Солнцем и проходящей звездой протянется лента из звездного вещества, то ее средняя часть (где притяжение двух светил взаимно уравновешивается) должна будет пребывать в полной неподвижности. И напротив, выяснилось, что некоторые оказавшиеся ошибочными положения Лапласа вполне могут быть откорректированы в рамках дальнейшего развития небулярной теории.

#12

Однак друга половина ХХ століття стала часом повернення до концепції первісної холодної Землі. По-перше, знайшлися серйозні, чисто астрономічні, заперечення проти планетезимальной теорії. Г. Рессел, наприклад, звернув увагу на ту просту обставину, що якщо між Сонцем і зіркою, що проходить, простягнеться смуга із зоряної речовини, то її середня частина (де тяжіння двох світил взаємно врівноважується) повинна буде перебувати в повній нерухомості. І навпаки, з'ясувалося, що деякі положення Лапласа, що виявилися помилковими, цілком можуть бути відкориговані в рамках подальшого розвитку небулярної теорії.

YanchukVira 1.10.16 в 23:18

В качестве примера можно привести гипотезу О. Ю. Шмидта (в ней газо-пылевое облако захватывается уже существующим на тот момент Солнцем) или более популярную ныне модель К. фон Вайцзеккера (в ней вращающаяся небула представляет собой уже не гомогенный шар, как у Лапласа, а систему разноскоростных вихрей, несколько напоминающую шарикоподшипник). Полагают также, что газ и пыль во вращающейся газо-пылевой туманности ведут себя по-разному: пыль собирается в плоский экваториальный диск, а газ образует почти шарообразное облако, густеющее по направлению к центру туманности. Впоследствии пыль экваториального диска слипается в планеты, а газ под собственной тяжестью разогревается так, что «вспыхивает» в виде Солнца.

#13

Як приклад можна привести гіпотезу О. Ю. Шмідта (в ній газо-пилова хмара захоплюється вже існуючим на той момент Сонцем) або більш популярну нині модель К. фон Вайцзеккера (в ній небула,що обертається, є вже не гомогенним шаром, як у Лапласа , а системою різношвидкісних вихорів, які трохи нагадують шарикопідшипник). Вважають також, що газ і пил в газо-пиловій туманності, яка обертається, поводяться по-різному: пил збирається в плоский екваторіальний диск, а газ утворює майже кулясту хмару, що густішає у напрямку до центру туманності. Згодом пил екваторіального диску злипається в планети, а газ під власною вагою розігрівається так, що «спалахує» у вигляді Сонця.

YanchukVira 1.10.16 в 23:30

Более существенным для победы «холодной» концепции оказалось другое: был найден убедительный и при этом достаточно простой ответ на вопрос – откуда же берется тепло, разогревшее недра изначально холодной Земли до столь высоких температур? Этих источников тепла, как сейчас полагают, два: энергия распада радиоактивных элементов и гравитационная дифференциация недр. С радиоактивностью все достаточно ясно, да и источник это второстепенный – на него приходится, согласно современным оценкам, не более 15% энергии разогрева. Идея же гравитационной дифференциации недр (ее детальную разработку связывают с именем О. Г. Сорохтина) заключается в следующем.

#14

Більш суттєвим для перемоги «холодної» концепції виявилося інше: була знайдена переконлива і при цьому досить проста відповідь на питання - звідки ж береться тепло, що розігріває надра первісно холодної Землі до таких високих температур? Цих джерел тепла, як зараз вважають, два: енергія розпаду радіоактивних елементів і гравітаційна диференціація надр. З радіоактивністю всі досить ясно, та й джерело це другорядне - на нього припадає, відповідно до сучасних оцінок, не більше 15% енергії розігріву. Ідея ж гравітаційної диференціації надр (її детальну розробку пов'язують з ім'ям О. Г. Сорохтина) полягає в наступному.

YanchukVira 1.10.16 в 23:37

Зная массу и объем Земли (они были рассчитаны еще в XVIII веке), легко определить усредненную плотность земного вещества – 5,5 г/см3. Между тем плотность доступных нам для прямого изучения горных пород вдвое меньше: средняя плотность вещества земной коры составляет 2,8 г/см3. Отсюда ясно, что вещество в глубоких недрах Земли должно иметь плотность много выше средней.

#15

Знаючи масу і об'єм Землі (вони були розраховані ще в XVIII столітті), легко визначити усереднену щільність земної речовини - 5,5 г / см3. Тим часом щільність доступних нам для прямого вивчення гірських порід вдвічі менше: середня щільність речовини земної кори становить 2,8 г / см3. Звідси ясно, що речовина в глибоких надрах Землі повинна мати щільність багато вище середньої.

YanchukVira 1.10.16 в 23:41

Известно, что почти 9/10 массы Земли приходится на долю всего четырех химических элементов – кислорода (входящего в состав окислов), кремния, алюминия и железа. Поэтому можно с достаточной уверенностью утверждать, что более «легкие» наружные слои планеты состоят преимущественно из соединений кремния (алюмосиликатов), а «тяжелые» внутренние – железа.

#16

Відомо, що майже 9/10 маси Землі припадає на частку всього чотирьох хімічних елементів - кисню (що входить до складу оксидів), кремнію, алюмінію і заліза. Тому можна з достатньою впевненістю стверджувати, що «легші» зовнішні шари планети складаються переважно з сполук кремнію (алюмосилікатів), а «важкі» внутрішні - заліза.

YanchukVira 1.10.16 в 23:43

В момент образования Земли («горячим» или «холодным» способом – для нас сейчас неважно) «тяжелые» и «легкие» элементы и их соединения не могли не быть полностью перемешаны. Однако дальше начинается их гравитационная дифференциация: под действием силы тяжести «тяжелые» соединения (железо) «тонут» – опускаются к центру планеты, а «легкие» (кремний) – «всплывают» к ее поверхности. Давайте теперь рассмотрим этот процесс в мысленно вырезанном вертикальном столбе земного вещества, основание которого – центр планеты, а вершина – ее поверхность. «Тонущее» железо постоянно смещает центр тяжести этого столба к его основанию.

#17

У момент утворення Землі ( «гарячим» або «холодним» способом - для нас зараз важливо) «важкі» і «легкі» елементи та їхні сполуки не могли не бути повністю перемішані. Однак далі починається їх гравітаційна диференціація: під дією сили тяжіння «важкі» з'єднання (залізо) «тонуть» - опускаються до центру планети, а «легкі» (кремній) - «спливають» до її поверхні. Давайте тепер розглянемо цей процес у подумки вирізаному вертикальному стовпі земної речовини, основа якого - центр планети, а вершина - її поверхня. «Потопаюче» залізо постійно зміщує центр тяжіння цього стовпа до його основи.

YanchukVira 1.10.16 в 23:46

При этом потенциальная энергия столба (пропорциональная произведению массы тела на высоту его подъема, что в нашем случае составляет расстояние между центром Земли и центром тяжести столба) постоянно уменьшается. Суммарная же энергия Земли, в соответствии с законами сохранения, неизменна; следовательно, теряющаяся в процессе гравитационной дифференциации потенциальная энергия может преобразовываться лишь в кинетическую энергию молекул, т.е. выделяться в виде тепла.

#18

При цьому потенційна енергія стовпа (пропорційна добутку маси тіла на висоту його підйому, що в нашому випадку становить відстань між центром Землі і центром тяжіння стовпа) постійно зменшується. Сумарна ж енергія Землі, відповідно до законів збереження, незмінна; отже, потенційна енергія, що втрачається в процесі гравітаційної диференціації, може перетворюватися лише в кінетичну енергію молекул, тобто виділятися у вигляді тепла.

YanchukVira 1.10.16 в 23:52

Расчеты геофизиков показывают, что эта энергия составляет чудовищную величину 4·1030 кал (что эквивалентно триллиону суммарных ядерных боезапасов всех стран мира). Этого вполне достаточно для того, чтобы – даже не прибегая к помощи энергии радиоактивного распада – разогреть недра изначально холодной Земли до расплавленного состояния. Однако, рассчитывая тепловой баланс Земли за всю ее историю, геофизики пришли к выводу, что температура ее недр лишь местами могла доходить до 1 600°C, в основном составляя около 1 200°C; а это означает, что наша планета, вопреки бытовавшим ранее представлениям, никогда не была полностью расплавленной. Разумеется, планета постоянно теряет тепловую энергию, остывая с поверхности, но этот расход в значительной степени (если не полностью) компенсируется излучением Солнца.

#19

Розрахунки геофізиків показують, що ця енергія складає надзвичайну величину 4 · 1030 кал (що еквівалентно трильйону сумарних ядерних боєзапасів всіх країн світу). Цього цілком достатньо для того, щоб - навіть не вдаючись до допомоги енергії радіоактивного розпаду - розігріти надра первісно холодної Землі до розплавленого стану. Однак, розраховуючи тепловий баланс Землі за всю її історію, геофізики дійшли висновку, що температура її надр лише місцями могла доходити до 1 600 ° C, в основному складаючи близько 1 200 ° C; а це означає, що наша планета, всупереч уявленням, що існували раніше, ніколи не була повністю розплавленою. Зрозуміло, планета постійно втрачає теплову енергію, остигаючи з поверхні, але ця втрата в значній мірі (якщо не повністю) компенсується випромінюванням Сонця.

YanchukVira 2.10.16 в 0:02

Итак, Земля на протяжении всей своей истории представляет собой твердое тело (более того, в глубинах, при высоких давлениях – очень твердое тело), которое, однако, парадоксальным образом ведет себя при очень больших постоянных нагрузках как чрезвычайно вязкая жидкость. Сама форма планеты – эллипсоид с чуть выпяченным Северным полюсом и чуть вдавленным Южным – идеально соответствует той, что должна принимать жидкость в состоянии равновесия. В толще этой «жидкости» постоянно происходят чрезвычайно медленные, но немыслимо мощные движения колоссальных масс вещества, с которыми связаны вулканизм, горообразование, горизонтальные перемещения континентов и т.д. – их закономерности мы будем обсуждать в следующей главе.

#20

Отже, Земля протягом усієї своєї історії є тверде тіло (більш того, в глибинах, при високому тиску - дуже тверде тіло), яке, однак, парадоксальним чином веде себе при дуже великих постійних навантаженнях як надзвичайно в'язка рідина. Сама форма планети - еліпсоїд з трохи випнутих Північним полюсом і трохи втиснутим Південним - ідеально відповідає тій, яку має приймати рідина в стані рівноваги. У товщі цієї «рідини» постійно відбуваються надзвичайно повільні, але немислимо потужні руху колосальних мас речовини, з якими пов'язані вулканізм, горотворення, горизонтальні переміщення континентів і т.д. - їх закономірності ми будемо обговорювати в наступному розділі.

YanchukVira 1.10.16 в 23:59

Здесь важно запомнить, что источником энергии для всех этих процессов является в конечном счете все та же гравитационная дифференциация вещества в недрах планеты. Соответственно, когда этот процесс завершится полностью, наша планета станет геологически неактивной, «мертвой» – подобно Луне. Согласно расчетам геофизиков, к настоящему моменту уже 85% имеющегося на Земле железа опустилось в ее ядро, а на «оседание» оставшихся 15% потребуется еще около 1,5 млрд лет.

#21

Тут важливо запам'ятати, що джерелом енергії для всіх цих процесів є в кінцевому рахунку все та ж гравітаційна диференціація речовини в надрах планети. Тобто, коли цей процес завершиться повністю, наша планета стане геологічно неактивною, «мертвою» - подібно до Місяця. Згідно з розрахунками геофізиків, на цей момент вже 85% наявного на Землі заліза опустилося в її ядро, а на «осідання» 15%, що залишилися, буде потрібно ще близько 1,5 млрд років.

YanchukVira 2.10.16 в 0:06

В результате гравитационной дифференциации недра планеты оказываются разделенными (как молоко в сепараторе) на три основных слоя: «тяжелый», «промежуточный» и «легкий». Внутренний «тяжелый» слой (с плотностью вещества около 8 г/см3) – центральное ядро, состоящее из соединений железа и иных металлов; из 6 400 км, составляющих радиус планеты, на ядро приходится 2 900 км. Поверхностный «легкий» слой (плотность его вещества около 2,5 г/см3) называется корой. Средняя толщина коры всего-навсего 33 км; она отделена от нижележащих слоев поверхностью Мохоровичича, при переходе через которую скачкообразно увеличивается скорость распространения упругих волн.

#22

В результаті гравітаційної диференціації надра планети виявляються розділеними (як молоко в сепараторі) на три основних шари: «важкий», «проміжний» і «легкий». Внутрішній «важкий» шар (з щільністю речовини близько 8 г / см3) - центральне ядро, що складається із з'єднань заліза та інших металів; з 6 400 км, що складають радіус планети, на ядро ​​припадає 2 900 км. Поверхневий «легкий» шар (щільність його речовини близько 2,5 г / см3) називається корою. Середня товщина кори всього-на-всього 33 км; вона відокремлена від нижчих шарів поверхнею Мохоровичича, при переході через яку стрибкоподібно збільшується швидкість поширення пружних хвиль.

YanchukVira 2.10.16 в 0:08

Между корой и ядром располагается «промежуточный» слой – мантия; ее породы имеют плотность около 3,5 г/см3и находятся в частично расплавленном состоянии. Верхняя мантия отделена от нижней мантии лежащим в 60–250 км от поверхности расплавленным слоем базальтов – астеносферой; верхняя мантия вместе с корой образует твердую оболочку планеты – литосферу (рис. 4). В астеносфере находятся магматические очаги, питающие вулканы, деятельности которых Земля обязана своей подвижной оболочкой – гидросферой и атмосферой.

#23

Між корою і ядром розташовується «проміжний» шар - мантія; її породи мають щільність близько 3,5 г / см3 і знаходяться в частково розплавленому стані. Верхня мантія відокремлена від нижньої мантії лежачим в 60-250 км від поверхні розплавленим шаром базальтів - астеносферою; верхня мантія разом з корою утворює тверду оболонку планети - літосферу (рис. 4). В астеносфері знаходяться магматичні вогнища, що живлять вулкани, завдяки діяльності яких Земля має свою рухому оболонку - гідросферу і атмосферу.

YanchukVira 2.10.16 в 0:11

Хвилинку...