В астрономии звезды в начальный период эрупции называются звездами типа Вольфа-Райе. За год эти звезды выбрасывают в свои атмосферы материю в количестве 10 ? 5 массы Солнца. Постепенно радиус атмосферы звезды достигает необычайно больших размеров - до 10 - 40 миллиардов километров (в зависимости от массы звезды и скорости её вращения). Вращение звезды вокруг своей оси передается веществу атмосферы. В ходе длительной космической эволюции огромная атмосфера звезды превращается во вращающуюся кольцевидную планетарную туманность.
Около 8 миллиардов лет назад Солнце имело вокруг себя аналогичную кольцевидную туманность. По ширине она распространялась от орбиты Меркурия до орбиты Плутона (60 - 6000 миллионов километров от Солнца). В химическом отношении кольцевидные планетарные туманности состоят на 99% из атомов водорода и на 1% из азота, кислорода, кремния, алюминия, железа и других элементов таблицы Менделеева.
Начался процесс образования 2 планет Солнечной системы около 7 - 8 миллиардов лет назад. Вещество солнечной планетарной туманности «опало» (сколлапсировалось) в 9 гравитационных центрах. Так образовались 9 планет в Солнечной системе. Процесс их возникновения завершился около 5 миллиардов лет назад. Только что появившиеся планеты представляли собой холодные тела, состоящие из однородного аморфного вещества, так как протопланеты в то время еще не образовали кристаллических пород.
Почему концентрация силикатно-металлических соединений в составе протопланет высокая, а в составе звездной атмосферы низкая? Потому что магнитное поле звезды концентрирует все силикатно-металлические соединения в плоскости эклиптики, то есть в том месте, где образуются планеты, аналогично концентрации пыли при помощи магнитного поля галактического ядра. Читайте § 12. К тому же, силикатно-металлические пылинки звездной атмосферы имеют в миллионы раз большую массу, нежели атомы водорода. Следовательно, при гравитационном коллапсе в период образования протопланеты тяжелые металлические пылинки, а не легкие атомы водорода, испытывают в миллионы раз большую силу притяжения к гравитационному центру планеты, а поэтому их концентрация в составе протопланет увеличивается во много раз.
Можно предположить, что в химическом отношении только что образовавшиеся планеты на 90% состояли из водорода. Масса планет была, вероятно, почти в 10 раз выше современной, потому что они содержали большое количество газообразного водорода. Масса уменьшилась во время стадии сильного радиоактивного разогревания планеты, когда почти весь водород был вытеснен из недр в атмосферу, а после этого рассеян по космическому пространству сильным излучением Солнца.
§ 39. Стадия раскаленной жидкой литосферы.
Все планеты вначале своей эволюции состоят из радиоактивных элементов, а поэтому быстро разогреваются и светятся как маленькие звёздочки.
1. Изменение количества радиоактивных элементов в составе литосферы Земли. Эта эволюционная стадия планет характеризуется сильным разогреванием их вещества (до нескольких тысяч градусов). Причина известна - высокая радиоактивность первичной материи. Геофизикой установлено, что единственной причиной нагревания недр планет является радиоактивный распад изотопов. Теплота - это хаотическое движение атомов. Радиоактивные изотопы периодически излучают элементарные частицы, и от отдачи вылета частицы сами атомы начинают совершать колебательные тепловые движения внутри «кристаллической решетки». Элементарная частица во время полета сталкивается с соседними атомами, передает им равное количество движения, и те также начинают колебаться. Хаотическое колебательное движение миллионов атомов является причиной возникновения тепла и температуры, отражает физический смысл нагретого, горячего вещества. Так происходит распространение тепла от радиоактивных пород.
В настоящее время в объеме Земли, масса которой 10 24 кг, содержится всего 1014 кг радиоактивных элементов, а 5 миллиардов лет назад их масса была в миллионы раз больше. Радиоактивные элементы нагревают окружающее пространство. Поэтому поверхность молодых планет всегда горячая (достигает 1 - 4 тысячи градусов). Причиной уменьшения количества радиоактивных элементов является их переход в стабильные изотопы после серии радиоактивных превращений. Стабильные элементы не обладают теплотворной функцией. Поэтому старые планеты, которые состоят только из стабильных элементов, являются холодными. На их поверхности начинают образовываться льды и снега.
Для измерения процесса «стабилизации» радиоактивных элементов в ядерной физике введено понятие "периода полураспада" - времени превращения в стабильный изотоп половины первоначальной массы радиоактивного вещества. Так, например, уран-238 испускает около десятка элементарных частиц и за 4,5·109 лет половина его массы превращается в стабильный атом свинца -206. Торий -232 через 1,4 ·104 лет половину первоначальной массы превращает также в стабильный атом свинца -208. Калий-40 превращается в стабильный атом аргона. С каждым годом на планетах количество радиоактивных элементов снижается, а стабильных - увеличивается. Параллельно этому происходит медленное остывание планет.
Исходя из приведенных рассуждений можно сделать вывод о том, что в прошлом радиоактивных элементов в литосфере Земли (в общей сумме на килограмм массы породы коры) содержалось больше в миллионы раз. Расчеты показывают, что 5 миллиардов лет назад количество урана -235 по массе было в 70 раз больше, калия-40 - в 3 раза, урана -238 - в 0,3, марганца -53 - в 2500, железа -60 - в 1600, никеля-59 - в 5000, циркония-94 - в 2500, самария-146, полония-209 - в 4 миллионов раз, кюрия-245 - в 100 000 раз больше.
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