Введение (1119262)

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла

5Наука строится из фактов, как дом изкирпичей, но простое собрание фактовстоль же мало является наукой, как кучакамней – домом.Тозакажущейсясложностьюскрывается простота, то, напротив,видимая простота на самом деле таит всебе чрезвычайную сложность.Анри ПуанкареВВЕДЕНИЕРоль теории, как системы руководящих идей и принципов, в любойестественноисторической науке, прежде всего, состоит в том, что она позволяет правильнопонимать сущность наблюдаемых природных явлений, отвечает на вопросы почему и,следовательно, позволяет нам выявлять причинно-следственные связи, управляющиеходом развития этих явлений и скрытых за ними процессов. Помимо простого объясненияуже известного круга явлений современная научная теория должна позволятьколичественно рассчитывать основные их характеристики и, что главное, обладатьпрогностической силой: предсказывать существование тех явлений, о которых допоявления теории еще ничего не знали, и, кроме того, позволять рассчитывать протеканиетаких процессов в будущем.

Адекватные и наиболее общие научные теории должныучитывать и включать в себя все факты полного круга явлений, входящих в даннуюобласть науки. При этом в пределах такого круга явлений у современной теорииисключений быть не должно.Существует несколько критериев проверки правильности рассматриваемой теории.Во-первых, она должна быть внутренне непротиворечивой, прочно опираться насовременную физику и не противоречить ее законам и фундаментальным принципам. Вовторых,теория,объективноотражающаядействительность,должнабытьсамосогласованной и принципиально позволять с единых позиций и количественнообъяснять все явления и процессы, изучаемые в данной области естествознания сприсущим рассматриваемой теории приближением.

Известными примерами теорий,описывающих природные явления с разными степенями приближения, могут служитьньютоновская, релятивистская и квантовая механика в физике, эволюционная имолекулярная генетика в биологии и т.д. Наконец, любая научная теория должнадопускать свою количественную проверку путем постановки прямых или косвенныхконтрольных экспериментов, позволяющих проверять ее предсказания.Следует особо подчеркнуть исключительно большую роль правильной научнойтеории при решении практических задач, поскольку такая теория позволяет корректнорассчитывать, а иногда и направленно управлять интересующими практику природнымипроцессами. С другой стороны, именно практика и эксперимент являются основнымикритериями истинности познания, обычно проявляющегося в форме создания самихнаучных теорий.В этой книге мы постарались с единых позиций описать наиболее общую теориюразвития нашей планеты, достаточно полно отвечающую перечисленным выше6требованиям, и показать, что адекватное описание геологической эволюции Земли можновыполнить, пользуясь сравнительно простой физической моделью глобальных процессов.Теория эта строится на двух основных предположениях и одном физическом принципе.Согласно наиболее обоснованным гипотезам происхождения планет Солнечнойсистемы, предполагается, что Земля образовалась около 4,6 млрд лет назад за счетгомогенной (однородной) аккреции газопылевого протопланетного облака.

Отсюда первоепредположение: молодая Земля характеризовалась однородным составом − у нее еще небыло ни плотного ядра, ни легкой земной коры. Кроме того, тот факт, что возрастнаидревнейших магматических пород земной коры приблизительно на 600 − 800 млн летмоложе наиболее вероятного времени образования самой Земли, практически однозначносвидетельствует о том, что первичная Земля была холодным космическим телом. Впротивоположность этому древнейшие изверженные породы мощной лунной коры,анортозиты, возраст которых 4,6–4,4 млрд лет, являются крайними членами магматическойдифференциации ультраосновных пород, что убедительно свидетельствует о первичногорячем, расплавленном и дифференцированном состоянии Луны. Об этом же говорят иотношения изотопов свинца: “ураганные” значения отношений радиогенных изотоповсвинца к его стабильному изотопу в лунных породах и умеренные значения этих жеотношений в земных породах (подробнее см.

гл. 3).Для определения химического состава первичной Земли, с которым связана всяэндогенная энергетика планеты, необходимо было задаться составом земной коры, мантиии земного ядра. Составы первых двух геосфер известны по эмпирическим данным, тогдакак состав земного ядра всегда остается только гипотетичным. Отсюда второепредположение: мы приняли и постарались обосновать, что состав внешней оболочкиземного ядра (внешнего ядра) отвечает эвтектическому сплаву железа с его окисью, авнутреннее ядро состоит из сплава железа с никелем. В этом случае оказывается, чтопервичное земное вещество содержало приблизительно 13% свободного (металлического)железа и около 23% его двухвалентной окиси.Следуя основным началам термодинамики, в основу теории эволюции Землиположен первый закон термодинамики и физический принцип, согласно которомунаибольший вклад в развитие нашей планеты вносили энергетические процессы, вмаксимальной степени снижавшие потенциальную (внутреннюю) энергию как самойЗемли, так и системы Земля − Луна.

Поскольку выделяемое этими процессами тепло вконце концов терялось с тепловым излучением планеты в мировом пространстве, развитиеЗемли и системы Земля − Луна оказывается необратимым.В качестве краевых условий эволюционной теории выступают данные по строениюи составу современной Земли, а также геологическая летопись ее развития. Кроме того,необходимо принимать во внимание условие сохранения момента количества движения всистеме Земля − Луна и примечательное совпадение этого момента с тем его значением,при котором Луна попадает на предел Роша Земли и обе планеты обладают синхроннымиугловыми скоростями собственного вращения (с периодом около 6 часов).

Этообстоятельство свидетельствует не только о тесном приливном взаимодействии Земли иЛуны на ранних этапах развития нашей планетной системы, но и о том, что Луна когда-тодействительно находилась на пределе Роша. Учитывая теперь такое сильноевзаимодействие молодой Земли с Луной, нельзя пройти мимо и другого примечательногофакта – совпадения времени проявления базальтового магматизма на Луне с появлениемоколо 4,0–3,8 млрд лет назад древнейших изверженных пород земной коры, отметившихсобой начало тектонической активности Земли.Необходимо учитывать также, что на рубеже архея и протерозоя около 2,6 млрд летназад произошли самые грандиозные за всю историю Земли тектонические событияКеноранского диастрофизма и произошло самое радикальное изменение природы7процессов формирования земной коры: в архее это флюидальные структуры гранитзеленокаменных поясов, а в протерозое и фанерозое – линеаменты тектоники литосферныхплит.

Представляется весьма вероятным связать такие события с катастрофическимпроцессом образования у Земли “зародыша” земного ядра. Об этом же свидетельствует иформирование уникальных месторождений полезных ископаемых раннего протерозоя.Согласно описываемой здесь наиболее общей геологической теории, главнымпланетарным процессом, управляющим эволюцией Земли, является процесс химикоплотностной дифференциации земного вещества, приводящий к выделению и росту вцентральных областях Земли плотного окисно-железного ядра и к возникновению в еесиликатной оболочке, т.е.

в земной мантии, химико-плотностной конвекции. В настоящеевремя с этим процессом выделяется около 90% эндогенной энергии. На втором месте помощности стоит процесс распада радиоактивных элементов – около 9% энергии, и,наконец, приливные деформации в теле Земли выделяют еще около 1% эндогеннойэнергии.

Однако соотношения этих трех видов энергии на протяжении всей историисуществования Земли не были постоянными. Так, при образовании Земли почти полностьюдоминировала гравитационная энергия аккреции планеты; в молодой Земле превалироваловыделение приливной энергии, а, начиная с архея, т.е. с момента возникновения эндогеннойтектонической активности Земли и до сих пор, доминирует выделение энергиигравитационной дифференциации земного вещества. Выделение же энергии распадарадиоактивных элементов в недрах Земли никогда не играло ведущей роли.Под влиянием мантийных конвективных течений верхняя, жесткая оболочка Земли –ее литосфера – оказывается разбитой на ряд плит, перемещающихся по поверхностигорячей и пластичной мантии.

В тех местах, где плиты расходятся, образуется новаялитосфера с океанической корой на поверхности и возникают срединно-океаническиехребты с рифтовыми зонами на их гребнях. В тех местах, где плиты сходятся и надвигаютсядруг на друга, одна из плит погружается в глубины мантии, а на окраине другой плитывозникают сопряженные структуры глубоководных желобов с островными дугами илиактивными окраинами континентов андийского типа. В этих же зонах поддвига плит (взонах субдукции) формируется континентальная кора за счет переплавленияпододвигаемой под нее океанической коры и осадков.Современная мантия, как и первичное вещество молодой Земли, в среднемхарактеризуется однородным составом с очень низким содержанием большинства рудных иредких элементов. Поэтому формирование месторождений большинства эндогенныхполезных ископаемых в рассматриваемой теории объясняется взаимодействиемгидросферы с океанической корой и многократной переработкой (рециклингом) веществаконтинентальной коры и океанических осадков в зонах поддвига литосферных плит.Образование экзогенных полезных ископаемых всегда контролировалось дрейфомконтинентов и климатическими зонами Земли.Эволюция жизни на Земле происходила по “биологическим законам”, но подсильным контролем внешних геохимических и климатических условий.

Основныебиологические преобразования жизни, начиная от ее происхождения в самом начале археяи до появления ее высших форм на рубеже протерозоя и фанерозоя, а также дальнейшаяэволюции жизни в фанерозое, всегда совпадали с главными планетарными и геологотектоническими рубежами в развитии самой Земли.Разные аспекты эволюции Земли, в том числе ее тектоническая активность,строение, геохимия оболочек, тектоника литосферных плит, формирование земной коры исвязанных с нею полезных ископаемых, происхождение океанов, атмосферы, развитиежизни и другие эволюционные проблемы, рассматриваются в монографии с единыхпозиций предлагаемой общей теории. Постоянная проверка выводов теории на ихсоответствие геологическим данным позволяет нам надеяться, что приведенная здесьтеория в общем адекватно описывает эволюцию Земли в прошлом, а это позволило нам8выполнить ряд прогнозных оценок ее развития в будущем.

Характеристики

Тип файла PDF

PDF-формат наиболее широко используется для просмотра любого типа файлов на любом устройстве. В него можно сохранить документ, таблицы, презентацию, текст, чертежи, вычисления, графики и всё остальное, что можно показать на экране любого устройства. Именно его лучше всего использовать для печати.

Например, если Вам нужно распечатать чертёж из автокада, Вы сохраните чертёж на флешку, но будет ли автокад в пункте печати? А если будет, то нужная версия с нужными библиотеками? Именно для этого и нужен формат PDF - в нём точно будет показано верно вне зависимости от того, в какой программе создали PDF-файл и есть ли нужная программа для его просмотра.

Список файлов книги