Природа космических тел Солнечной системы - Тимофеев Дмитрий Николаевич - Страница 4

Верхний ионизированный слой атмосферы защищал планету от большей части излучения взрыва сверхновой. Толщина этого слоя могла быть 100 – 300 км. Мощная защита этим слоем происходила поскольку при ионизации атомы аккумулируют огромное количество энергии, например калий на первую ионизацию 44398 ккал/кг, на вторую ионизацию 6687416 ккал/кг, на третью ионизацию 9670580 ккал/кг. Это соответствует, например, выделению энергии взрыва 44 кг тротила (ТНТ) при первой ионизации, ещё 6,86 тонны ТНТ при второй ионизации, ещё 9,6 тонны ТНТ при третьей ионизации. Всего, при потере только трёх электронов, 1 кг калия поглощает энергию, содержащуюся в 16,4 тоннах ТНТ.

Рис. 3. Планета Земля, облучаемая взрывом сверхновой: 1-ионизированный слой; 2-слой атомарных элементов; 3-слой химических соединений; 4-океан расплавленной породы; 5-порода, не подвергнутая воздействию облучения.

Слой атомарных газообразных элементов имел температуру примерно 6000 – 20000^оС. Элементы в газообразном состоянии оказались здесь из-за того, что при высокой температуре (выше 6000^оС) все химические соединения распались на атомы. Этот слой поглощал большое количество энергии за счёт разрушения веществ на атомы, поскольку энергия разрыва химических связей большая, достигает 300 ккал /моль. Толщина слоя атомарных элементов могла быть 80—100 км,

Ниже находился слой газообразных химических соединений SiO₂, CO₂, SiН₄, K₂O, Al₂O₃, O₂, N₂, NaCl, H₂O, СН₄… Этот слой атмосферы Земли имел температуру примерно 2000 – 6000^оС образовался в результате кипения и разложения пород поверхности планеты. В этом слое происходили процессы как синтеза пород, например полевого шпата KAlSi₃O₈, так и разделения (сепарации) соединений по видам. Толщина этого слоя могла быть 40—60 км.

Мощную атмосферу создали как испарившиеся породы с поверхности планеты, так и определённое количество веществ, образовавшихся при взрыве нейтронной звезды и выпавших на Землю. Основу нижнего слоя атмосферы составляла двуокись кремния SiO₂ в состоянии газа. Другие соединения и элементы в состоянии газов разделились по фракциям, как при перегонке и сепарировались в атмосфере своими слоями на разной высоте в зависимости от плотности. Ниже находилась поверхность океана расплавленных силикатных пород и солей.

Породы всей поверхности Земли расплавились сравнительно равномерно, поскольку планета вращалась вокруг своей оси, разогретые газы пород переносили тепло на полярные территории, а ураганы усредняли температуру.

При плавлении пород произошла достаточно эффективная очистка (рафинирование) вещества от многих элементов, что привело к образованию достаточно однородных по всей поверхности планеты веществ гранитов, гнейсов, базальтов. Поверхность Земли расплавилась на глубину до 350 км. В верхний слой океана расплавленной каменной массы сепарировались породы более лёгких фракций из которых получились граниты и гнейсы. В нижний слой сепарировались породы содержащие элементы с большей плотностью атомов, например железо, и образовали при затвердении более тяжелые породы базальты и габбро. Элементы с самой большой плотностью атомов со временем опустились в нижнюю мантию и ядро Земли. Состав как элементов атмосферы, так и состав океана расплавленной породы зависел большой степени от процентного содержание элементов в составе Земли.

После прекращения воздействия света взрыва сверхновой начался процесс охлаждения поверхности Земли. Расплавленная поверхность обновлённой Земли постепенно затвердела и за 4 миллиарда лет превратилась гранитный слой толщиной более 30 км, который в настоящее время находится в фундаменте материков коры Земли. Из разных слоёв раскалённых облаков произошло выпадение пород в виде каменного дождя, снега и града разных составов на разных территориях в разные периоды. Это доказывается по наличию чистых пластов осадочных пород песка, лёсса, глины, гипса, мергеля, доломита, соли… в коре Земли. В таком состоянии Земля находилась в тёмном пространстве туманности образованной от взрыва сверхновой несколько миллиардов лет пока не сформировалась Солнечная система, собралось и не загорелось Солнце, а Земля не заняла современную орбиту.

То, что Земля облучалась взрывом сверхновой имеет следующие доказательства:

– наличие слоя под материками из сравнительно однородного гранита. (То, что нет гранита на дне океанов объясняется расширением Земли);

– наличие глубже гранитного слоя мощного слоя из более тяжелой породы-базальта, показывает на глобальный процесс расплавления и сепарации всей поверхности Земли. Без облучения взрывом сверхновой такое расплавление поверхности было бы невозможно;

– наличие на глубине расплавленной породы. Одной из загадок Земли являлось наличие на глубине примерно от 100 до 350 км под материками и от 50 до 250 км под океанами слоя расплавленной породы, который был назван астеносферой. Этот слой был обнаружен сейсмическими методами по характеристикам распространения сейсмических волн в глубинах Земли. То, что порода расплавлена можно объяснить более высокой температурой в этом слое, только было непонятно по какой причине здесь оказалась такая температура (1200 – 1300^оС). Странность такого состояния была в том, что глубже этого подвижного слоя находились породы, которые по сейсмическим замерам были твёрдыми, очевидно более холодными. Объяснить наличия жидкого слоя породы глубинными процессами не удалось. В данной гипотезе разогрев пород в астеносфере объясняется.

Графики температур коры и мантии Земли показаны на рис. 4. До взрыва сверхновой из-за малой светимости нейтронной звезды на поверхности Земли была низкая температура, ниже минус 100^оС. Поскольку такое состояние продолжалось длительное время, температура поверхностных слоёв Земли была охлаждена на большую глубину, а порода находилась в твёрдом состоянии рис. 4 поз 1. При взрыве сверхновой мощное световое излучение прогрело и расплавило поверхность Земли на глубину примерно в 350 км. рис. 4 поз 2

Рис. 4. График распределения температур по глубине в геосферах Земли в разное время: 1 – до взрыва сверхновой; 2 – при максимальном разогреве от взрыва сверхновой 4.5 миллиарда лет назад; 3 – в настоящее время.

Когда сверхновая погасла, в течение миллиардов лет тепла на Землю поступало незначительное количество, температура верхних слоёв снизилась, поверхностные слои затвердели, но на глубине 100—350 км под материками сохранился горячий слой расплавленной породы, который назван сейчас астеносферой рис. 4.3.

Структура коры и мантии Земли в настоящее время показана на рис. 5.

Рис. 5. Современная Земля: 1 – осадочные породы и гранитный слой коры Земли; 2 – слой базальта и субстрат (твёрдые); 3 – астеносфера (жидкая); 4 – мантия (твёрдая).

– наличие надвигов, шарьяжей. Возможно, эти и другие разрывные нарушения так же образованы перемещениями затвердевших сравнительно тонких пластов пород зарождающейся коры Земли одного на другой, на поверхности раскалённого жидкого камня, подобно торосам на замерзающем море;

– наличие пластов осадочных чистых пород песка, лёсса, глины, гипса, мергеля, доломита, соли… в коре Земли, которые могли образоваться только в результате испарения и ректификации (разделения) газообразных пород, а позже выпадения каменного снега разного состава в разное время. Такие породы сохранились до настоящего времени как пласты осадочных пород солей, гипсов, известняков без биологических остатков (немые породы), которые являются реликтовыми, произошли в результате взрыва сверхновой, а пласты пород с биологическими остатками образовались позже при переносе и загрязнении реликтовых пород;