Это элементы группы железа: кобальт, никель, само железо. Такими же св
ойствами обладают платиноиды: платина, палладий, иридий, осьмий. Но вот, ок
азывается, что содержание этих элементов в породах, доступных нам, это в в
ерхних оболочках, таково, что этих элементов слишком много для того, чтоб
ы эти породы были в равновесии с металлом.
О.К. Это вопрос, почему они не ушли в ядро?
А.К. Ещё Рингвуд, знаменитый биохимик, где-то в 65-ом году сформу
лировал эту проблему избытка сидерафильных элементов. И мы до сих пор не
можем выйти из этой ситуации. Конечно, для того чтобы понять, как действуе
т температура на коэффициент распределения сидерафильных элементов ме
жду металлом и силикатом, как действует летучесть кислорода, как действу
ет давление, было сделано много экспериментов. Была идея, что в верхней об
олочке Земли давление всё-таки не очень высокое, а там, где давление милли
оны атмосфер, может быть, эти коэффициенты распределения изменились. Мно
го сделано экспериментов.
О.К. При очень высоких давлениях были сделаны такие экспериме
нты?
А.К. При самых высоких не было, ну, сотни килобар. И вроде бы иног
да можно видеть, что сидерафильность теряется несколько. Но всё-таки так
ого фактора, который бы привёл металл в равновесие, не найдено до сих пор.
И тогда встаёт проблема: как возникает ядро? Мгновенно ли отделилось, ран
ьше ли отделилось, чем силикат?
А.Г. Практически возникает противоречие.
А.К. Да, противоречие. И, кроме того, кроме гипотезы о формирова
нии ядра за короткое время, многие начинают говорить о том, что ядро форми
ровалось более постепенно и даже испытало какое-то изменение внутренне
й динамики приблизительно около двух с половиной миллиардов лет тому на
зад. И изменение этой внутренней динамики привело к тому, что возникли до
полнительные факторы химической дифференциации, поступления вещества
в верхние слои. Вот как всё-таки здесь нам быть, как разобраться с этим? С си
дерафильными элементами и с тем, может быть, ядро развивалось более пост
епенно.
О.К. Когда я начал заниматься этой проблемой (это было уже дово
льно давно, где-то 30 с лишним лет тому назад), этот вопрос стоял так же остро,
как и сейчас.
Вообще говоря, тут, может быть, мы сделали некую методологическую ошибку.
Надо было упомянуть имя Отто Юльевича Шмидта, главного редактора Энцикл
опедии, полярного исследователя, основателя Института физики Земли. Дел
о в том, что этой проблемой много людей занималось: занимались философы
Ц Кант, занимались физики Ц Лаплас. Существует знаменитая гипотеза Кан
та-Лапласа о происхождении Солнечной системы и Земли. Но это было очень д
алеко.
Шмидт 50 лет тому назад, вообще говоря, сделал резкое продвижение в пониман
ии происхождения планет. Я уже коротко сказал о предположениях о том, что
Земля сформировалась как однородное тело, гомогенная аккумуляция, или г
омогенная аккреция. То есть и частицы железа, и частицы силиката, хаотиче
ски сталкиваясь друг с другом в этом допланетном облаке, сформировали ша
р, однородный по составу. Потом, как и было сказано, за время порядка неско
льких первых миллиардов лет, железо просто в силу законов Архимеда и в си
лу разогрева стекало вниз. Но это не нравилось многим геофизикам. И тогда
была предложена другая гипотеза, тоже очень красивая, она стала называть
ся гипотезой неоднородной аккреции, гетерогенной аккреции.
Суть её понять очень легко Ц сначала образовалось ядро. Железо пластичн
о, и эти маленькие железные частички, сталкиваясь друг с другом, образова
ли огромное ядро, и на него уже стала налипать силикатная мантия. И это воо
бще было простое объяснение. Тогда не нужно было, чтобы частицы железа в г
отовой земле с поверхности прошли 3 тысячи километров и осели бы в центр. Э
то вообще до сих пор непонятно. Это толком не поддаётся ни моделированию,
ни эксперименту, ни теории.
А.К. Это проблема, конечно.
А.Г. А как тогда возникло жидкое ядро?
О.К. И всё-таки от гетерогенной аккреции отказались. И снова пр
ишли к выводу о том, о чём я уже упомянул, что всё-таки тела росли однородны
м образом. То есть однородным в том смысле, что железо и силикаты были пере
мешаны хаотически… Вот метеориты Ц это же разные тела, да? Есть хондриты,
есть железные метеориты.
А.Г. Железных меньше.
О.К. Меньше, да. Есть ахондриты. То есть существует довольно бол
ьшое количество метеоритов, каждый из них Ц это индивидуальное тело, он
о неповторимо. И те люди, которые занимаются космохимией, теоретики, они з
нают, что каждый метеорит Ц это целый мир. Есть брекчи, есть вообще очень
сложные метеориты, которые невозможно объяснить с точки зрения баланса
кислорода.
Но все они в каком-то динамическом образовании: 4 с половиной миллиарда ле
т назад всё-таки образовали Землю, но прото-Землю. И на эту прото-Землю вып
адали остатки больших тел из роя, они пробивали эту землю, пробивали очен
ь сильно, разогревали её, и ядро стекало.
Арнольд Арнольдович, в нашем же институте вы участвуете в экспериментах
как раз по проницаемости железных частиц. Может быть, об этом надо расска
зать? Это один из механизмов формирования ядра, не только на первой стади
и Ц пробивания, но и на последующей стадии.
А.К. Формирование ядра действительно ставит проблемы, которы
е мы не можем понять. Первое Ц это противоречие с избыточными сидерафил
ьными элементами, и в экспериментах, хотя и сделанных при высоких давлен
иях, мы не нашли решения. Это первая проблема.
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86