Brown & Mussett The Inaccessible Earth 04 Chapter (1119257), страница 5
Текст из файла (страница 5)
Вероятно, Солнечная система произошла в конечном счете из межзвездного облака, причем вместе со многами другими звездами. Состав,'наиболее близкий к составу первоначальной Солнечной туманноспь должен характеризовать само Солнце, так как оно образовалось, не испытав сложных процессов аккреции и фракционирования, пройденных планетами (на многие планеты повлияло, кроме того, развитие Солнца). Массы и состав планет можно вывести из грубо равных масс солнечного состава, разделившихся путем последовательного фракцнонирования. Юпитер потерял сравнителыю Мало водорода и гелия, Сатурн-значительно больше, тогда как Уран и Нептун утратилн ббльшую часть этих элементов и состоят главным образом из соединений углерода„азота и кислорода с неболыпим холичеством водорода Планеты земной группы состоят преамущественно из более тяжелых элементов.
Более подробные данные о различиах состава вымети из теорий образования Солнечной системы пока что аельзя, и в гл. 5 для этого будет использован иной подход. 4.4. Раеираетраиеанесть элементов в атмосфере Солнца. Распространенность элементов иа Солаце («солнечные обилия» элементов) определяется по спектральным линиям поглощенна, появляющимся„когда свет, излучаемый с видимой поверхности Солнца, проходнт через тонкие, более холодные слои, расположенные над этой поверхностью. Поглощенные длины волн те же, которые попускались бы парами данного элемента пра их нагреве или ином возбуждения.
Прамером может служить желтый свет натраевых ламп уличных фднарей. Когда солнечный свет расщепляется спектрометром на составлающие световые волны, лапин поглощения выглядят на спектре черными. 70 4. ОБРА3ОВАние сОлнечнОЙ системы 10 о Ос и я с $ н ф и .я и ЕО И1 О 101 е с н с н» 'Е 10~ о .О 1, Н о н 1О' о о с я $ о 3" в' со йУ й и. .о. 3 роза, 1О роз, 1О Интенсивность поглощения зависит не только от количества присутствующего элемент~ но также от температуры, давпеныя н от того, насколько эффективно данный элемент поглощает свет (т.е.
от «силы осциллятора»). Последний фактор трудно определить расчетным или экспериментальным цугем, и он вносыт неопределенносп в вычисленные значения распространенности некоторых элементов, изменяя их в (О и более раз. Поскольку Солнце получает свою энергию путем ядерных реакций, в которых один элемент превращается в другой, возникает вопрос: не повлияли ли зти процессы на расцространенвость элементов со времени образования Солнцау Однако из теорий звездной зволюцнн (равд. 4.6.2) следует, что такие процессы ограничены, вероятно, глубокими вну- 10-1 10-1 0 1О 101 1О' НП 101 1ОО 1О' Распространенность ("обипне") апементов в метеоритах, «испо атомов» 100/«испо атомов кремния рис 4.7. Сравыеыие распространеяиости злемеы- потеряны благодаря их большой летучесгы, но тов ва Солнце и в метеоритах — хоидритах (раси- иа оси «солнечных обилий» оыя воказавм, в ростравеыиость кремиия приыата за )00). В от- можно видеть, что иа Солнце оыи преобладают.
иошеыии Н, Не, О, С и )Ч сравнение ие про- Аномальное полоз)еыые лития обсуждается в водится, тях как оии в основном метеоритами равд. 4.6. (Данные взяты из работы (2201.) а ОБРА3ОВАние солнечной системы 71 Табл»>и 4.2. Классяфякацня метеорятов (по данным Усе»она [237)) Наблюдав«>алел аа»ела» меа>евра»а» Чаев» 1,1 8 Железные Дяффереапя рован вме метео- Жежзока- рвты маввме Ахоядрвты Камеянме Недвфферевциро»аввые метеорит>а Ховдраты 8,3 57 87,4 602 тренннмн областями (за исключением процессов, влшпощих на распространенность лития), так что внешние слои долины сохранять свой состав. Знание «солнечных обилий» позволяет определить начальный состав Солнечной туманности, а его можно сравнить с данными о ра>л>ространенности элементов в других частях Солнечной системы, в частности в метеоритах и в земной коре.
Такое сравнение проводится на рис. 4.7 и 5.4, где все «обилия» сопоставлены с распространенностью кремния. 4.5. Метеориты. 4.5.1. Вводные замечания. Метеориты играют чрезвычайно важную роль, потому что они, хак полагают, являются представителями различных сташей процесса аккрецви цлаиет-своего рода «окаменевшими остаткамю> развивающейся ранней Солнечной системы, какой бы она ни был~-и тем самым дают нам сведения о процессах аккреции, следы которых на планетах были стерты дальнейшими процессами. Считается, в частности, что некоторые метеориты имеют состав, эквивалентный среднему составу Земли (с учетом измененвй, вызванных некоторой потерей отдельных элементов), н эта идея привела к хондритовой модели Земли„которая будет рассмотрена в разд.
5.4. По определению метеорит-зто кусок внеземного вещества, который прошел через атмосферу Земли и упал на ее поверхность. Метеоры же, напротив, полностью испаряются, создавая явление, известное как «падающие звезды». Помимо того что онн значительно меньше метеоритов, они, по мнению большинства ученых, совершенно не связаны с метеоритами и больше упоминаться здесь не будут. Внезапное появление метеорита, часто сопровождающееся возникновеняем впечатлжощего огненного шара (болида), иногда делало такого «небесного гостя» предметом почитания; например, священный камень мусульман, хранящийся в мечети Кааба в Мекке, считается метеоритом.
В других местах первобытные племена использовали металлические метеориты для более практических целей; правда, ковали из них чаще мечи, нежели орала Фантастические истории, окружающие метеориты, иной раз вызывали у ученых необоснованный скептицизм в отношении их небесного происхождения, так что Эрнст Хладни с явной неохотой опубликовал в 1794 г. свои соображения о том, почему метеориты надо считать внеземной материей.
Однако его теория вскоре получила широкое признание. (Одним из известных скептиков, не веривших этой теории, был Томас Джефферсон, который участвовал в составлении проекта Американской конституции, а позднее стал президентом. По поводу сообщения о падении метеорита, сделанного двумя профессорами из Йельского университета, Джефферсон заметил: «Проще поверить в то, что профессора-анки врут, чем в то, что камни падают с неба».
Однако эта фраза жившего ри ~ !опии,!вс!рфсрсоии ч !жс! лл;!и!!, п;!'! ! попс' ! а ! !!!шпа!ии л !"прил!!и.*.! ч . иыл!.,с;! о л!с!алри 1 ил ! 1!ри!!я !о к !и!!, чс!сори !ы !ш !с!л!р» ло !ыпп! ! рлпиы ! !во ! 1 '! Ь! в шы, !с!в *- ы !ри. 4я и! а си!»! оо !сс кч п ! ип и ! п!л! !я и я с !са в ви к л!с!! ! и: !ссл!и ! ш !. лиш псы чс!сори!ы с и!л сны ирсичлп!сс!папи! си пав!пычи лиикр!.,! и !. и вп!яч и!р ! па! ! !лил!и. ло! рыс ии!р!».о р ! ип!!ы и ! 1с ! !с: ь ! «и л !и! ввы" лк1 с ! ! ы !вилшш и пю вшпп! чси! ! вша л!к.
ізи! и!нии! а! шли!пыс (рис 1я.!п! ~л !и !,иы !с!сор !!ы !и! лр ! ! !с !яш!сл и ! !е !ри!пы. а! кря випк лош!ры (рис 4! . н!. п,!л и! ! ва ы. ло! р!!л ч и л1 ы !!!сл !с!влш! и !и оияи, рс !ли и л ч !рыс н о! !и !п! ! !рл!и !рсл !и. л и !сря и! ли! и с!ип! ! пип ! чс!,! ! !,! ! ° !" ! Н л!! пип!ыл ло.!исгп!!ял ирс ! !ив !сп!в и!попс лвс лл!л ! кв:лс.!си!ыс чс!сори !ы п,»!о оо!ясияс!ся !сч. ! о! и ! ии к !пп !- ил в!л оии си п!кс и! !иыю!ся о! лсчныл !и!ро ! !,ия ! 1 ' поли и па !. !!! и! в!орса ш шпрс р корол!рш!сиы ч и.!ри!ы (>.и!,!ло чы ил пшсч. !аско п,ло !!пою л!и .
ш пиа о! рвлспс ! р !а!рол ! рвиспе!с! и чс !сори !оя в ил ис!очпивс ло! я а ! !нлиа!!. п,пипи !но и !всс!пыл л!с!со!и!!ив выи,!,ш !о и,! и н иос !с и!пс пссл!лили с! !а! 3с! 74 4. ОБРАЗОВАНИЕ СОЛНЕЧНОН СИСТЕМЫ О, ф ' о й 30, о $ й е я О, ее ° ю*еег — — ! О,а 1,0 ре (о«исяе«иое в еип«кете«)!$! Рис. 4тх Содержание железа е хоидритах (от- бивеются пе группы по составу, Эиечепия симносительное количество, доля окислов). При- волов объясняются в табл. 4.3, ([!201, с размер того, как метеориты разных классов ряз- решеиия издательства (З.
Ке!де! Рпьйзв)пя Со.) Метеориты можно подразделять н далыпе, используя различные критерии, на много классов, но обычно главное внимание обращается на преобладающие минералы. Для нас полезнее разбить метеориты сначала на две группы: гругшу дифференцированных метеоритов (табл. 4.2) со следами послеаккрепнонпого плавления (нлн других процессов), которое привело, очевидно, к заметной сегрегации элементов, н группу недифференцированных метеоритов, которые не подвергались плавлению н поэтому значительно блике по составу к первоначальному веществу, нз которого образовались их материнские тела н вся Солнечная система 4.5,2.
Оедиффервнцированныв яычиеориизы-хондриты. Хондрнты характеризуются присутствием хондр (рнс. 4.8,в), имеющих грубо такой же состав, что и матризьз, в которую они заключены, По-ющнмому, хондры приобрели свою почти сферическую форму в результате плавления, которое произошло еще до того, как онн были заключены в матрицу, хотя в точности неизвестно, как н когда онн образовались.
Согласно одному из предположений, онн конденснровалнсь непосредственно нз пара, но это потребовало бы неправдоподобно высоких давлений. По другой гипотезе, имело место ударное плавленне зерен илн мелких планетезнмалей, подтверждением чему служит по меньшей мере один известный пример частичного плавлении прн ударе. Такие соударення происходили, жроатно, на ранней стадии аккрецин вещества Солнечной туманности в материнские тела метеоритов.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
