То, что на поверхности нашей Земли расположены материки и океаны, известно каждому. Но как они возникли на нашей планете? Многочисленные материалы, посвященные догеологической истории Земли (4,5 – 3,8 млрд лет назад), к сожалению не дают четкой картины возникновения материков и океанов [1 – 3]. В настоящей статье делается попытка ответить на этот вопрос с учетом того, что догеологический этап развития наша Земля прошла не в гордом одиночестве, но в активном взаимодействии с другими объектами Солнечной и Галактической систем. При этом исходим из трех предположений:
а) в процессе эволюции Земля прошла цикл остывания от расплавленного состояния с постепенным образованием внешней шлаковой коры (гранитно-базальтовая оболочка);
б) во все время эволюции Земля периодически, примерно через каждые 30±5 млн. лет, подвергалась бомбардировке галактическими кометами;
Поясним, почему такое серьезное внимание в предлагаемой гипотезе уделено галактическим кометам. Предлагаемая автором гипотеза происхождения материков и океанов Земли основана на теории катастрофизма, предложенной в 1812г французским естествоиспытателем Жоржем Кювье (1769 – 1832). Согласно Кювье, история Земли состоит из ряда последовательных этапов спокойного эволюционного развития, разделенных бурными катастрофами (катаклизмами), резко изменяющими лик Земли. Эти катастрофы связаны с вулканической деятельностью, а также с непредсказуемыми изменениями солнечной активности. Но главная причина скачкообразных изменений природы по современной теории – бомбардировка Земли галактическими кометами.
Галактические кометы являются малыми космическими телами (размером от 0,5 до 100км), состоящими из смеси замерзших до твердого агрегатного состояния различных газов и паров, перемешанных с т.н. космической пылью – твердыми частицами размером менее 1мм разного химического состава: силикаты, окислы, соли металлов, хлориды и т.п. Состав льдов комет (Н2О, СН4, NН3, СО2 и др.), определенный в 1986г советскими исследователями на комете Галлея, показывает, что температура комет не выше минус 200оС [5]. Нет никаких принципиальных ограничений на присутствие в кометах любых элементов таблицы Д.И. Менделеева. Скорее всего, химический состав каждой кометы зависит от времени и места её зарождения, а также от её орбиты.
Поясним, откуда галактические кометы попадают в нашу Солнечную систему, являющуюся в свою очередь членом Галактики «Млечный путь». Галактика – это гравитационно-связанная система из звезд и звездных скоплений, межзвездного газа и пыли, и т.н. темной материи. Все объекты Галактики участвуют в движении относительно общего центра масс. В настоящее время установлено, что первоосновой комет служат осколки взрывающихся звезд, выбрасываемых из т.н. струйных рукавов Галактики. Эти рукава каждые 30±5 млн лет пересекает наше Солнце, движущееся по круговой орбите вокруг центра Галактики вместе со всей своей свитой из планет, туманностей и астероидных поясов. Время оборота Солнца вокруг центра Галактики составляет примерно 240 ±15 млн лет.
Осколки звезд постепенно остывают при движении в космическом пространстве, и, проходя через газо-пылевые туманности, намораживают на свою поверхность смесь различных газов и паров, перемешанных с космической пылью. Часть комет из Галактики достигают Солнечной системы. Поэтому Солнце, Земля и другие планеты и их спутники через каждые 30±5 млн. лет подвергались ранее и будут подвергаться в будущем бомбардировкам галактическими кометами. Длительность каждого бомбардировочного цикла – до 500 тыс. лет, при этом в каждом цикле на Землю обрушиваются десятки и даже сотни тысяч комет [6].
Интенсивность бомбардировок и состав комет в каждом цикле различные. Ведь Солнце движется вокруг центра Галактики не по плоской круговой орбите, а одновременно с круговым движением совершает и синусоидальные колебания в вертикальной плоскости. Поэтому формирование комет, достигающих Солнечной системы, происходит в разных по составу газо-пылевых туманностях. То, что состав комет различен между собой, подтвердили прямые эксперименты с кометой Темпль-1 (2005г) и кометой Чурюмова-Герасименко (2014г). Естественно, бомбардировки комет повлияли на формирование атмосферы, материков и океанов Земли, а также на образование осадочного чехла и залежей полезных ископаемых.
Рано или поздно, но наступил момент, когда расплавленная Земля начала остывать, и поверхность нашей планеты достигла температуры затвердевания гранитно-базальтовой массы (примерно 1000 –1500оС). С этого момента начался процесс образования твердой гранитно-базальтовой оболочки. Интенсивность роста мощности (толщины) этой оболочки в начальный период может быть оценена из уравнения теплового баланса между потоком энергии, высвобождаемым при застывании внешней оболочки и энергией, излучаемой поверхностью Земли. Мощность оболочки в 24 м, согласно проведенным расчетам, могла быть достигнута за одни современные сутки, т.е. 86400 с.
В настоящее время интенсивность роста гранитно-базальтовой оболочки Земли существенно ниже по сравнению с начальным периодом образования этой оболочки за счет ее достаточно большой мощности (до 40 км), которую мы имеем к настоящему периоду (гранитно-базальтовая оболочка играет роль тепловой изоляции для расплавленного ядра – чем толще оболочка, тем эффективнее теплоизоляция). Тем не менее, для обеспечения даже существенно меньшей скорости роста гранитно-базальтовой оболочки требуется постоянная разгрузка лишних объемов вновь образуемых нижних слоев оболочки из-за того, что плотность гранитно-базальтовой оболочки меньше плотности магмы. Следы этой разгрузки наблюдаются в настоящее время в виде периодических землетрясений.
Примем, что в процессе роста молодая гранитно-базальтовая оболочка Земли подверглась интенсивной кометной бомбардировке. На первых порах нас будет интересовать, какую максимальную мощность молодой оболочки могли пробить кометы. Здесь нам придется сделать допущение. Примем, что кометы могли пробить оболочку толщиной до 12 м, но не могли пробить оболочку мощнее 24 м (величины 12 и 24 м конечно условные, т.к. автор статьи не владеет методикой расчетов пробивной возможности комет; эти величины соответствуют толщине первичной оболочки, застывающей за 12 и 24 часа соответственно).
Сделаем еще одно допущение. Примем, что свежеобразованная гранитно-базальтовая оболочка, мощность которой по всей поверхности Земли достигла величины 12 м, подверглась именно в этот момент интенсивной бомбардировке кометами. Пробившие 12-метровую оболочку кометы попадали в магму с температурой не менее 1000 градусов, в которой мгновенно взрывались, разрушая расположенную сверху оболочку. Кинетическая энергия комет, сложенная с энергией взрыва содержащегося в них криогенного льда, попавшего в раскаленную магму, позволяет рассчитывать на эффективный выброс осколков 12-метровой оболочки на околоземную орбиту, где они рассеялись в космическом пространстве. К счастью, первая бомбардировка разрушила не всю, а только 2/3 молодой 12-метровой гранитно-базальтовой оболочки Земли, оставив нетронутыми несколько крупных и мелких фрагментов. Можно сказать, что кометы «пощадили» эти фрагменты.
Примем также, что 12 часов, последовавшие за разрушением двух третей оболочки, прошли для Земли относительно спокойно, без комет. За это время поверхность вскрытой магмы вновь затянулась 12-метровой оболочкой, а оставшиеся нетронутыми фрагменты первичной оболочки увеличили свою мощность до 24 м. Следующий цикл бомбардировки, последовавший через 12 часов «спокойного» времени, смог сделать следующее. Была вновь разрушена 12-метровая оболочка на 2/3 поверхности Земли, а оставшиеся нетронутыми фрагменты оболочки, мощность которых достигла 24 м, уже не пробивались кометами.
Такая процедура повторялась около 400 суток, пока мощность фрагментов не достигла 5000 м, а магма на 2/3 поверхности Земли получила возможность не только создать свою уже четырехсотую 12-метровую оболочку, но и нарастить ее до непробиваемых значений. В процессе последующей эволюции происходило дальнейшее наращивание мощности гранитно-базальтового слоя уже у всей поверхности Земли. Так были сформированы соответствующие элементы рельефа Земли под будущие океаны, континенты и острова. Заметим, что такая сложная технология изменения рельефа Земли потребовалась только для того, чтобы в будущем создать отдельно выделенные океанические и материковые пространства, обеспечившие будущее разнообразие жизни на нашей планете.
Немного забежим вперед и рассмотрим реальную картину сегодняшнего дня – шельфовая (прибрежная) зона для океанов плавно понижается до глубины примерно 200 м, после чего следует обрыв сразу до глубины 2000 м (т.н. эскарп). Как же сформировались эти элементы рельефа Земли?
Что касается эскарпа – вспомним, что первоначальная (до разрушения) гранитно-базальтовая оболочка Земли располагалась над жидкой магмой. После разрушения оставшиеся неразрушенными фрагменты сразу же в соответствии с законом Архимеда притонули в эту магму. Исходя из удельной массы гранитно-базальтовой оболочки (2,5 г/см3) и магмы (от 3,8 до 4,4 г/см3) после достижения мощности фрагментов оболочки 5000 м глубина погружения в магму фрагментов составила от 3,8 до 2,6 км, при примерной высоте 2 км ее «сухой» части, возвышающейся над уровнем магмы.
Что касается шельфа – плавное понижение глубины шельфа от нуля (уреза) до 200 м объясняется тем, что на всей поверхности гранитно-базальтовой оболочки Земли, в том числе и на шельфовой зоне, сформировался т.н. осадочный чехол, состоящий из песка и глины. Сложенный из недостаточно прочных материалов, осадочный чехол, естественно, размывался океанами.
Таким образом, в процессе эволюции были сформированы соответствующие элементы рельефа Земли под будущие океаны, континенты и острова. Сложившаяся система из эскарпов и шельфа вокруг всех континентов в какой-то мере защищали материки от постоянного затопления. Будущие океаны должны были образоваться на месте первоначально разрушенной 12-метровой гранитно-базальтовой оболочки. Будущие континенты и острова должны были сформироваться на фундаменте из неразрушенных фрагментов первоначальной оболочки. Сложившаяся в виде континентов и ложа будущего океана гранитно-базальтовая оболочка при очередном цикле кометного нашествия уже не пробивалась насквозь, а только покрываться т.н. кометной пылью (основой осадочного чехла). Кометный лед при температуре оболочки выше 100оС полностью испарялся в палеоатмосферу. Одновременно еще сухое дно будущего мирового океана, имеющее меньшую мощность по сравнению с мощностью палеоконтинентов, могло деформироваться внутрь планеты под ударами падающих на него комет (будущие океанские впадины).
По мере постепенного остывания внешней оболочки Земли ниже 100оС началось обводнение Земли за счет таяния привносимого кометами водяного льда с примесью галогенидов щелочных металлов. Количество этого льда, который таял на поверхности Земли, было настолько велико, что образовывавшаяся после таяния соленая вода вскоре покрыла практически всю поверхность Земли, включая поверхность континентов. Но благодаря потерям воды в космическое пространство (за счет динамического выплескивания крупными кометами, а также за счет естественного испарения) уровень океана уменьшился практически до современного значения. Считается, что таких циклов полного обводнения Земли с последующим испарением и улетучиванием воды в мировое пространство было несколько. Одновременно с заполнением океанов сформировался и кругооборот воды в природе.
В настоящий момент, когда мировой океан покрывает не всю поверхность Земли, а только две трети ее поверхности (шельф континентов и собственное ложе), идет медленный процесс потери воды нашей планетой, который может кончиться либо полной ее потерей (как у Марса), либо этот процесс будет приторможен после доставки при очередной кометной бомбардировке очередной порции воды. Такую возможность не следует исключать полностью, вспомнив, например, что около 12 тыс. лет назад Земля получила очередную (и пока последнюю) порцию Н2О, которая пошла как на непосредственное повышений уровня мирового океана (Карельское оледенение), так и на создание территории вечной мерзлоты [7]. Тунгусский «метеорит» (1908 г), признанный в настоящее время большинством научной общественности малогабаритной кометой, из-за относительно малых размеров можно не принимать в расчет.
Таким образом, современные живые существа, населяющие планету Земля, должны благодарить за достаточно комфортные условия своего существования галактические кометы, которые бомбардировали в догеологический период нашу планету. Сначала эти кометы сформировали ложе будущего океана, а затем доставили в нужное время как воздушную, так и водную оболочки для нашей Земли. Отметим, что само зарождение жизни на Земле возможно было инициировано кометами [8]. Нам же остается только гадать, был ли вышеописанный сценарий цепью спланированных или случайных событий. Если принять, что вероятность планирования достаточно высока, напрашивается очевидный вывод: к моменту затухания Солнца мыслящие существа нашей Земли также могут с помощью комет перенести основы жизни в соседние миры.
Литература
1. Валяев Б.М. Материки и океаны в истории Земли. – М.: Знание, 1986.
2. Сорохтин О.Г. (ред.). Океанология. Геофизика океана. Том 2. Геодинамика. – М.: Наука, 1979.
3. Блинов В.Ф. Растущая Земля. – М.: Едиториал УРСС, 2003.
4. Hartman W.K., Davis D.R. Icarus 24 (1975), 504 – 515.
5. Грингауз К.И. и др. Письма в астрономический журнал. 1986, 12, 666.
6. Микиша А.М. и др. Угроза с неба: рок или случайность. – М.: Космоинформ, 1999.
7. Биршерт А.А. Мамонты и полюса. Электронный журнал BioDat, 2015 (раздел VI. Размышления).
8. Поннамперула С. (ред). Н-т. сборник «Кометы и происхождение жизни». – М.: Мир, 1984
