В настоящее время известно 280 стабильных и 1450 радиоактивных изотопов. Механизм образования тепла от радиоактивных элементов хорошо объясняет геофизика, поэтому автор опускает относящиеся к этому подробности. Современные атомные электростанции нагревают воду в своём реакторе благодаря высокой концентрации радиоактивных веществ, при этом копируется процесс, который нагревал кору Земли 6 -7 миллиардов лет назад. Если сейчас общее количество радиоактивных изотопов в составе коры Земли составляет 0,0015% по сравнению со стабильными элементами, то 5 - 6 миллиардов лет назад вещество Земли состояло на 99% из радиоактивных изотопов. Если теперь основную роль в генерации тепла играют радиоактивные уран, торий, калий, имеющие периоды полураспада соответственно 4,5·10 9, 1,4·1010 и 1,3·10 9 лет, то 5 миллиардов лет назад состав Земли был насыщен изотопами с периодом полураспада 10 - 1000 лет и более. Если сейчас температура в центре Земли 5000?, а на ее поверхности (только за счет тепла пород) в среднем 14,8? С, то 6 миллиардов лет назад центральная температура приблизительно равнялась 200 000?, температура поверхности бала равна 3000? С. Благодаря высокой температуре на поверхности Земли в прошлом образовалось кремний - металлическая атмосфера, которая около 6 миллиардов лет назад «родила» Луну.
§ 33. Стадия остывающей планеты (стадия II).
Все космические тела - ядра галактик, звёзды и планеты - с течением времени остывают, становятся холоднее. У звёзд выгорает весь водород, и они становятся холоднее, а у планет по истечению миллиардов лет снижается количество радиоактивных веществ в составе коры.
1. Темпы остывания планеты показаны на графике 14. Как будет доказано ниже, длительность существования любой планеты Вселенной не превышает 8 миллиардов лет. После «рождения» на протяжении 2 миллиарда лет молодые планеты очень быстро теряют свою тепловую энергию. За это время они лишаются, примерно, 90% своей тепловой энергии. За 2 миллиарда лет существования температура поверхности планеты падает с 3000? до 40? С. После достижения температуры поверхности в 40? С генерация тепла планеты происходит очень медленно. Температура поверхности планеты Земля упадет от плюс 40? до минус 273? по Цельсию за 6 миллиардов лет. Смотрите график 14. Сейчас эндогенное тепло планеты Земля составляет всего лишь 14,3? по Цельсию. Современная температура поверхности планет-гигантов (Сатурна, Юпитера, Урана, Нептуна) составляет около 300? по Цельсию. Благодаря своей огромной массе (масса Юпитера равна 314 масс Земли) планеты-гиганты они остывают медленнее, чем маленькая Земля, так как их кора содержит в сотни раз большую массу радиоактивных элементов, чем Земля. Благодаря своей огромной массе физические и химические эволюционные процессы планет-гигантов "растягиваются во времени". Можно предположить, что и к моменту своей гибели от взрыва Солнца как "сверхновой звезды" (при возрасте в 8 - 13 миллиардов лет) Сатурн, Юпитер, Уран и Нептун будут иметь еще теплые поверхности (около 5 - 10 ? по Цельсию).
2. Об увеличении толщины кристаллической коры Земли. Стадия наивысшего разогрева планеты довольно быстро кончается и начинается процесс остывания, так как со временем уменьшается общее содержание радиоактивных элементов в коре. Остывание касается, прежде всего, поверхности планеты. Поэтому первой образуется твердая кристаллическая кора. По приблизительным расчетам, толщина твердой (кристаллической) оболочки Земли возрастала следующими темпами: 5 миллиардов лет назад она была толщиной около 100 километров, 4 миллиардов лет - 500 километров, 3 миллиарда - 1000 километров, 2 миллиарда - 1500 километров, 1 миллиард лет назад - 2000 километров, в настоящее время - 3000 километров. Остальные 3400 километров земного радиуса составляют жидкая мантия с температурой нагрева 2000° С и жидкое ядро с температурой 5000° С. После полного остывания всего объема литосферы ее радиус (6400 километров) должен уменьшиться еще на 100 - 200 километров. А полное остывание Земли ожидается через 2 - 3 миллиарда лет.


Рисунок 14. Темпы охлаждения поверхности Земли.

Рисунок 15. Эволюционное уменьшение объема планеты вследствие коллапса тектонических платформ к центру планеты.
3. Тектонические процессы. Причину возникновения тектонических процессов (у любой планете Солнечной системы) можно представить в упрощённом виде таким образом. Из школьной физики хорошо известно, что при охлаждении тела сжимаются, уменьшаются в объёме. Представьте себе планету в виде огромного шара, который как куриное яйцо имеет твёрдую кристаллическую оболочку и жидкое, расплавленное ядро. Недра планеты постепенно охлаждаются, поэтому уменьшаются в объёме, а кристаллическая скорлупа продолжает иметь прежний объём, который становится больше, чем жидкое ядро планеты. Поэтому в недрах планеты, которые расположены между твёрдой и жидкой её материей, образуются гигантские «полости сниженного давления». Тяжёлые тектонические платформы попеременно проваливаются именно в эти «полости разряжения», приближаются к центру Земли, вызывают триаду геофизических процессов: землетрясение, цунами, вулканизм и горообразование. После землетрясения сферическая тектоническая платформа превращается в плоскую. Континентальная платформа спадает по направлению к центру Земли медленно, на протяжении десятков миллионов лет. Наконец, затапливается водами мирового океана. Одновременно с этим процессом «океанические» платформы медленно поднимаются над «континентальными», а через миллионы лет континентальная и океаническая платформа меняются местами.
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 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 129 130 131 132 133 134 135 136 137 138 139 140 141 142 143 144 145 146 147 148 149 150 151 152 153 154 155 156 157 158 159 160 161 162 163 164 165 166 167 168 169 170 171 172 173 174 175 176 177 178 179 180 181 182 183 184 185 186 187 188 189 190 191 192 193 194 195 196 197 198 199 200 201 202 203 204 205 206 207 208 209 210 211 212 213 214 215 216 217 218 219 220 221 222 223 224 225 226 227 228 229 230 231 232 233 234 235 236 237 238 239 240 241 242 243 244 245 246 247 248 249 250 251 252 253 254 255 256 257 258 259 260 261 262 263 264 265 266 267 268 269 270 271 272 273 274 275 276 277 278 279 280 281 282 283 284 285 286 287 288 289 290 291 292 293 294 295 296 297 298 299 300 301 302 303 304 305 306 307 308 309 310 311 312 313 314 315 316 317 318 319 320 321 322 323 324 325 326 327 328 329 330 331 332 333 334 335 336 337 338 339 340 341 342 343 344 345 346 347 348 349 350 351 352 353 354 355 356 357 358 359 360 361 362 363 364 365 366 367 368 369 370 371 372 373 374 375 376 377 378 379 380 381 382 383 384 385 386 387 388 389 390 391 392 393 394 395 396 397 398 399 400 401 402 403 404 405 406 407 408 409 410 411 412 413 414 415 416 417 418 419 420 421 422 423 424 425 426 427 428 429