Из всех внутренних планет Солнечной системы только на Земле кора делится на материковую и океаническую. Ни на Марсе, ни на Венере не наблюдается тектоники плит. Как и вообще – тектоники. Сообщения об обнаружении следов недавних извержений на соседних планетах периодически появляются на новостных лентах, но все они спорны, и под «молодыми» подразумеваются породы возрастом в миллионы лет. Оптимизм, таким образом, не заходит далее предположения, что какие-то остаточные проявления активности недр на других каменистых телах могут сохраняться.
Вопрос, соответственно, в том, почему Земля не остыла.
Но, сначала о материковой и океанической коре. Такое деление означает, что у планеты сохраняется жидкая мантия. Тепло недр рассеивается с поверхности. С глубиной температура предсказуемо растёт, жидкий камень менее плотен, чем холодный. И, соответственно, лава пытается «всплыть», а кора «утонуть». Что, в принципе, и происходит, – постоянно, в реальном времени, – однако, со скоростью характерной для геологических процессов. Горячие породы выдавливаются через разломы коры, носящие название «срединно-океанических» и растекаются от разломов на тысячи километров, пока снова не уйдут в глубину на переплавку. Материковая же кора это острова когда-то отколовшегося, измельчённого эрозией, спёкшегося, но всё равно относительно лёгкого мусора, обладающего положительной плавучестью. Эти острова постепенно растут, крутятся и перемещаются под неравномерным напором затекающей под них с разных сторон океанической коры… Не суть.
Суть же в том, что в литосфере Земли сохраняется тепловое движение материала. Температура недр на Земле выше, чем на Венере и Марсе.
...Каждая планета рождается очень горячей, раскаляясь на этапе аккреции в результате перехода кинетической энергии поглощаемых (со второй космической скоростью) материалов в тепловую. Затем, к ударному теплу добавляется радиогенное, выделяющееся при распаде короткоживущих изотопов, и разные формы гравитационного тепла. Планета греется в результате дифференциации недр, – утопление железа и всплытие кремния означают движение, а значит и трение, и просто «гравитационной усадки» – сжатия пород под собственным весом. К перечисленному добавляется и приливный разогрев, при котором в тепло переходит энергия вращения тела. А вращаются молодые планеты быстро. Земля делала оборот за 7.5 часов.
Высокую температуру изначально имеют и малые тела. Даже Луна некоторое время имела жидкую мантию. Следы чего до сих пор можно видеть на её поверхности. Выливаясь из оставленных астероидами пробоин лава образовала «лунные моря». На спутнике Земли действовали вулканы и текли реки лавы… Но, разумеется, долго это продолжаться не могло.
Интуитивно понятно, что чем меньше тело, тем быстрее оно остывает. Если же интуицией не ограничиваться, то легко подсчитать, что количество полученного телом ударного тепла зависит от второй космической скорости в квадрате. Луна на единицу массы при рождении получила в 30 раз меньше энергии. Её мантия «замёрзла» всего через полмиллиарда лет. Замёрзла бы и раньше, но спутник Земли подогревался приливами. Однако, этот источник иссяк, как только Луна вошла в гравитационный захват.
Марс же получил в 5 раз меньше ударного тепла на единицу массы. Эволюция литосферы шла в том же направлении, что и на Земле. Но энергии хватило лишь на один небольшой океан. Переплавить первичную кору – с живописными кратерами – не удалось. Она быстро стала слишком толстой, объём же молодых пород, излившихся из вулканов, оказался слишком мал, – в 100 раз меньше, чем на Земле. И уже через полтора-два миллиарда лет последние очаги расплавления под достигшей толщины 50-70 километров корой исчезли. Кора напрямую вошла в контакт с твёрдой нижней мантией.
...Стоит обратить внимание, что с глубиной – на всех планетах – растут, как температура, так и давление. Следствием чего являются фазовые переходы вещества. На Земле температура сначала опережает, и камень становится жидким. Но затем, давление снова ведёт к переходу пород в твёрдую форму – в нижней мантии. Ещё ниже жидкое внешнее железное ядро сменяется твёрдым внутренним. Если температуру умеьшить, количество фазовых переходов сокращается. В недрах Марса температура всюду (до железного ядра, которое полностью является жидким) недостаточна велика, чтобы камень при соответствующем давлении плавился.
То же, как кажется, касается и Венеры. Вопреки репутации, эта планета холоднее Земли, и фазового перехода – от твёрдого и жидкому, – между корой и мантией не происходит… Следовательно, на Венере нет предпосылок для возникновения тектоники плит. Следовательно, возникает хороший, правильный вопрос, почему Венера при почти равной с Землёй массе остыла сильнее.
Это хороший, правильный вопрос, учитывая, что на заре времён – 4.5 миллиарда лет назад, – Венера была намного горячее. Тогда, в результате событий до сих пор не реконструированных, её вращение быстро, фактически рывком, остановилось и даже обратилось. И вся энергия перешла в тепло. Планета буквально кипела, о чём свидетельствует вчетверо большее в абсолютном измерении количество азота в её атмосфере. Газы из мантии выходили активнее.
То есть, Венера сразу получила много тепла и быстро его растратила. Ибо горячие тела излучают энергии больше, чем холодные. Что означает слово «быстро» в данном контексте, – одна из неразгаданных тайн. Известно лишь, что извержения на Венере прекратились (а значит, верхняя мантия застыла) всего 400-500 миллионов лет назад… Но в тот момент планета представляла собой ад, – погрузилась под массой изверженной лавы почти вся старая кора. Что это было… На сей счёт пока существуют разные мнения.
Непонятно также, делилась ли эта «старая кора» Венеры на материковую и океаническую. И не может быть понятно, – ведь этой коры теперь нет. Сохранившиеся же (предположительно) фрагменты изучены недостаточно. Вроде, радиолокационное зондирование показывает присутствие в них гранита (в таком случае, континенты были)… Но это лишь спорная трактовка полученных спектров.
...Земля же остывала медленнее, – предположительно, тектоника плит будет сохраняться ещё от 100 миллионов до миллиарда лет, – поскольку энергия вращения нашей планеты переводится в тепло медленнее. Приливы, – не только лунные, но и солнечные, – подогревают недра до сих пор. Можно сказать, что сравнительно с Венерой, плюс полмиллиарда лет «молодости» Земле обеспечила чуть большая масса, и ещё миллиард экономное расходование энергии вращения, выделяющейся равномерно, а значит и уже в эпоху зрелости планеты, когда дополнительная энергия действительно нужна.
