Заключение (1119275)

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

Текст из файла

366ЗАКЛЮЧЕНИЕВ этой книге мы постарались показать, что адекватное описание геологическогоразвития Земли можно выполнить, пользуясь сравнительно простой физической(энергетической) моделью глобальных процессов и основываясь только на двух исходныхпредположениях. Во-первых, предполагается однородный состав первичной Земли,образовавшейся путем гомогенной аккреции. Во-вторых, принимается, что состав земноймантии отвечает океаническому лерцолиту, состав внешнего земного ядра –эвтектическому сплаву железа с его окисью, а внутреннего – сплаву железа с никелем.Для доказательства этих положений привлекаются как геологические, геохимические иэкспериментальные данные, так и теоретические расчеты. В основу модели положенфизический принцип, согласно которому наибольший вклад в развитие нашей планетывносили те энергетические процессы, которые в максимальной степени снижалипотенциальную энергию планетарной системы, состоящей из Земли и ее массивногоспутника – Луны. В качестве краевых условий задачи принималось их современноестроение и состав, а также вся геологическая летопись развития Земли и Луны.Первое предположение определяет начальное условие развития Земли отоднородной планеты к расслоенной.

Второе предположение позволяет определитьхимический состав первичной Земли и, следовательно, оценить исходный запасвнутренней (эндогенной) энергии в Земле. Термодинамический подход к решению задачиопределяет и ранжирует главные энергетические источники развития Земли, а такжеобъясняет необратимость процесса ее эволюции.В настоящее время влияние Луны на развитие тектонических процессов Землиничтожно мало и по энергии не превышает 1%. Но на ранних стадиях существованияпланет, когда Луна вращалась вблизи от Земли, это влияние было огромно идоминировало над другими источниками внутренней энергии. Именно поэтомуадекватное рассмотрение глобальной эволюции Земли невозможно проводить без учетаистории ее взаимодействия с Луной.Луна играла определяющую роль на стадии формирования Земли и на самыхранних этапах ее существования.

Вероятнее всего Луна образовалась благодаряразрушению на пределе Роша некой более массивной планеты (с массой около 3–4лунных масс), названной нами Протолуной. Эта планета сформировалась скорее всеговблизи Земли или, что вероятнее, была захвачена растущей Землей с близкой орбиты(вероятность захвата растущей планетой спутников с соседних орбит отлична от нуля).Благодаря приливным взаимодействиям планет расстояние между ними вначале должнобыло стремительно уменьшаться, что привело к разогреву и перегреву Протолуны. Врезультате онарасплавилась и прошла практически полную гравитационнуюдифференциацию, а Земля раскрутилась в прямом направлении. При этом Земля тоженесколько разогрелась, но из-за существенно большей массы этот дополнительныйпрогрев не был значительным.

После вхождения Протолуны в сферу Роша Землимассивный спутник стал разрушаться. На земную поверхность около 4,6 млрд лет назадвыпала большая часть вещества Протолуны, в том числе и расплавленное железо ее ядра.Луна же сформировалась из обедненного железом силикатного вещества внешнегоприливного горба разрушенной протопланеты. Во время этих катастрофических событийЗемля раскрутилась до предельной угловой скорости вращения спутника на пределе Роша(один оборот за 6 часов), после чего Луна стала стремительно удаляться от Земли (это испасло ее от полного разрушения), а собственное вращение Земли начало постепеннозамедляться. В самом начале катархейской (криптотектонической) эпохи земнуюповерхность буквально сотрясали интенсивные экзогенные землетрясения, вызываемыелунными приливами в “твердой” Земле.

Амплитуда этих приливов вначале достигала 1км, но затем быстро снизилась до десятков и единиц метров (в настоящее время приливы367“твердой” Земли достигают приблизительно 30 см). Учет приливной энергии,“накачанной” в Землю ее гравитационным взаимодействием с Луной и родительской(протолунной) планетой, показывает, что тектоническое развитие Земли было ускореноэтим влиянием по крайней мере на 2,5–3 млрд лет.Исходный теплозапас Земли определялся по условию, согласно которомутектономагматическая активность нашей планеты впервые проявилась только через 600млн лет после образования, о чем свидетельствуют возрасты наидревнейших породземной коры.

Этим, в частности, объясняется полный “провал памяти” в геологическойлетописи Земли в интервале возрастов от 4,6–4,0 млрд лет. На этой догеологической(катархейской) стадии Земля была относительно холодной и тектонически пассивнойпланетой и еще только разогревалась под влиянием мощных приливных взаимодействий сЛуной и благодаря распаду радиоактивных элементов.Как только температура верхней мантии Земли около 4 млрд лет назад подняласьдо уровня плавления силикатов и началась ее дегазация, приливное взаимодействие Землис Луной опять резко возросло.

Это, в свою очередь, привело к столь же резкомуускорению отодвигания Луны от Земли. В результате Луна начала “выметать” изоколоземного пространства еще сохранявшиеся тогда более мелкие спутники имикролуны. Выпадая на поверхность молодой Луны (но не на Землю!), эти спутникипробивали ее анортозитовую кору и открывали доступ на лунную поверхностьподкоровым базальтовым расплавам, образовавшим так называемые “лунные моря”.Благодаря этому лунный базальтовый магматизм точно маркирует начало тектоническойактивности Земли. Кроме того, усиление приливного взаимодействия Земли с Лунойпривело к дополнительной “накачке” приливной энергии в образовавшуюся астеносферу,ускоряя тем самым разогрев и расплавление верхней мантии в экваториальной зонеЗемли.В первичном земном веществе содержалось около 13–14% металлического железаи до 24% его двухвалентной окиси.

Поэтому расплавление верхней мантии Земли враннем архее возбудило в этой геосфере процесс плотностной дифференциации земноговещества с сепарацией жидких расплавов металлического железа. Первоначально такаядифференциация возникла только в экваториальном поясе Земли, где приливныедеформации достигали максимума. В дальнейшем дифференциация происходила помеханизму зонной плавки и распространялась сверху вниз, постепенно расширяясь отэкваториальной зоны в сторону умеренных и высоких широт. Этот процесс питалсяэнергией гравитационной дифференциации земного вещества. Выделяемая энергия приэтом расходовалась как на поддержание теплового режима самого процессадифференциации, так и на разогрев нижележащего сравнительно холодного веществаглубинных недр молодой Земли.

Процесс зонной дифференциации железа и его окислов вархее привел к существенному перегреву верхней мантии и к массовым излияниям тогдавысокотемпературных коматиитовых лав.Зонная дифференциация Земли в архее создала ситуацию резкой гравитационнойнеустойчивости земных недр, поскольку под слоем тяжелых расплавов железа и егоокислов в первичной “сердцевине” Земли тогда располагалось менее плотное (еще непрошедшее дифференциации) первозданное земное вещество.

В конце концов возникшаягравитационная неустойчивость разрешилась катастрофическим процессом сравнительнобыстрого опускания железных и окисно-железных расплавов к центру планеты. Мыполагаем, что именно таким путем в самом конце архея, около 2,6 млрд лет назад, ипроизошло образование плотного земного ядра. Процесс этот сопровождался генерацией вмантии интенсивных конвективных течений, сгруппировавших все образовавшиеся доэтого континентальные массивы в единый суперконтинент – Моногею. Тогда же впервыедолжно было возникнуть и дипольное геомагнитное поле современного типа.368После образования на рубеже архея и протерозоя земного ядра, в котором тогдаконцентрировалось до 63% его современной массы, дальнейший рост ядра происходил поболее спокойному сценарию механизма бародиффузионной дифференциации мантийноговещества.

С этого момента тектоническое развитие Земли пошло по законам тектоникилитосферных плит.Тектоническая активность Земли количественно измеряется величиной суммарноготеплового потока, поступающего из ее глубинных недр. Используя этот критерий, поописанным механизмам дифференциации земного вещества определяется тектоническаяактивность Земли и показывается, что своего максимума она достигала в позднем архее.

Впротерозое и особенно в фанерозое активность Земли стала существенно меньшей. Будетона уменьшаться и в дальнейшем. Численное моделирование конвективных процессов вмантии показывает, что на фоне отмеченных эволюционных изменений тектоническойактивности Земли наблюдались отдельные ее всплески, связанные с перестройкамиконвективных структур в мантии. Максимальный пик тектонической активности Землинаблюдался в конце архея, около 2,7 млрд лет назад в момент выделения земного ядра.Глубинный тепловой поток тогда превышал его современный уровень приблизительно в14 раз, а средняя скорость движения литосферных плит достигала почти 4 м/год.Наибольшие всплески тектонической активности Земли связаны с возникновениемв мантии одноячеистых конвективных структур, во время функционирования которых всеразрозненные прежде континенты собирались вместе, образуя единые континентальныемассивы – суперконтиненты.

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