Статья не для знающих, а для думающих людей.
Трудно найти человека, не видевшего этой картинки.
Раскалённая магма поднимается от ядра земли к поверхности, где образуется вулкан. С точки зрения анимации – наглядно, с точки зрения физики и геологии – полная профанация. Давайте разберём, куда и зачем поднимается магма, и что происходит на самом деле.
Глядя на рисунок, сразу возникает несколько вопросов: почему нагрев мантии происходит именно в этой области ядра, в других местах оно холодное? Мы имеем дело со сферой, где объёмы от центра к периферии увеличиваются в геометрической прогрессии, а значит скорость магмы максимальной будет у поверхности ядра, а не у земной коры. И самое интересное. Вероятно, двигаться раскалённые массы вверх заставляет, так называемая конвекция. Что это такое и с чем его едят, мы сейчас разберёмся.
На уроках школьной физики, да и в любой литературе нам рассказывают о конвекционном движении воздуха в комнате в районе горячей батареи, дескать, воздух нагрелся, стал легче и воспарил к потолку. Описание верное, но объяснение никуда не годится. Нагретый от батареи воздух поднялся не потому, что стал легче, а потому, что его выдавил из области нагрева холодный, более тяжёлый воздух. Казалось бы, какая разница? Разница есть. Ключевое слово во всём этом объяснении – «тяжёлый», то есть основную роль в конвекционном движении играет сила тяжести. Можете проделать элементарный опыт: взять 3-х литровую банку, наполнить её ледяной водой и опустить туда маленький кипятильник, но не на дно, а всего лишь на треть. Посмотрите, как будет нагреваться вода. В верхней части она уже закипит, а на дне будет лежать, всё ещё ледяная вода. А как же конвекция? Она была, но в районе кипятильника, а всё, что находилось ниже подняться не могло, сила тяжести не позволяла. Как вы думаете, какое движение воды в чайнике будет при нагревании, скажем, на МКС, где тяготения не в принципе, нет верха, низа, куда будет двигаться нагретая вода? А ведь Земля, та же МКС, только большая.
Теперь проведём опыт, который любил проводить Эйнштейн. Возьмём лопату и прокапаем туннель до центра Земли. Теперь возьмём любое тело и опустим его в этот туннель. Скажите, его масса как-нибудь изменится? Правильно, в центре Земли тело станет невесомым. Я сейчас не обсуждаю давление, созданное взаимным притяжением масс планеты, я говорю о массе отдельно взятого тела. Сила тяготения складывается из взаимного притяжения каждого атома планеты с каждым атомом тела, чем больше атомов в теле, тем сильнее притяжение, тем больше масса тела. По мере опускания к центру Земли, происходит перераспределение притягивающей массы, и в центре тело просто «раздирает». Так как силы притяжения со всех сторон одинаковые, то тело прибывает в невесомости.
Теперь вернёмся к конвекционному движения нагретой мантии. Куда она должна двигаться, если сила тяжести максимальна у земной корки, а не ядра?
На самом деле, механизмы движения мантии совсем другие, и о них я расскажу в других статьях.
