Текст из книги: "Моя Земля. Новый взгляд". Автор: Валерий Лаптев
Предыдущая глава:
Из чего состоит наша Земля? Глобальный вопрос, всегда волновавший умы учёных. Можно поднять камушек и изучить его. Можно выкопать яму или даже шахту, и изучить породу, найденную на дне, но это не позволит понять из чего состоит Земля.
Для понимания состава Земли ученые прибегали к разным теориям. Конечно, в первую очередь состав Земли подгонялся под массу и плотность планеты, рассчитанных на основании формул гравитации Ньютона. Так вычисленная средняя плотность Земли - 5,5153 г/см³. Это больше плотности воды - 1 г/см³, но меньше плотности железа, при стандартных условиях, - 7,874 г/см³. Вот в эти рамки плотностей и нужно было свести предложенные теории состава Земли.
Метеоритная теория
Когда поняли, что оплавленные камушки найденные на Земле, - метеориты, могли прилететь из космоса, учёным пришла мысль, что Земля может состоять из таких вот камушков. Идея тут была такая. Метеориты могли быть первичными составляющими того вещества, из которых формировались планеты.
В основном на Землю падают каменные метеориты. Статистика падений таких метеоритов: 92,8 % от всех найденных. Они состоят из силикатов. Большинство каменных метеоритов — хондриты. Названы так, по названию содержащихся в них сферических или эллиптических структурных образований, – хондр. Размер, которых, не более 1 мм в диаметре.
Считается, что состав хондритов практически полностью повторяет химический состав Солнца, так как хондриты образовались с ним одновременно, из протопланетного облака. Конечно, в состав Солнца обильно входит водород и гелий. Но за 4,5 миллиарда лет метеориты могли хорошо дегазировать.
Но не все каменные метеориты – хондриты. Есть небольшая часть каменных метеоритов, носящих простое название, - ахондриты, улыбаемся и переводим - не хондриты. Которые составляют 7,3 % каменных метеоритов. Ахондриты не имеют округлых включений – хондр, и структурой больше близки земным базальтам. Как считают учёные, это обломки протопланетных и планетных тел, прошедшие плавление, которое и уничтожило в них хондры, просто сплавив их.
Еще есть железные метеориты. Они состоят из железо-никелевого сплава. По статистике, железные метеориты составляют 5,7 % от всех падений метеоритов.
Но самые редкие метеориты - железо-силикатные, или железо каменные. 1,5 % от всех падений. Метеориты имеют промежуточный состав между каменными и железными метеоритами.
Вот как раз, состав метеоритов учёные и попробовали применить для описания состава Земли. Есть мнение, что первичный состав элементов в Земле близок к составу метеоритов - углистых хондритов — каменных метеоритов, в которых содержится большое количество углерода и летучих компонентов. Углистые хондриты составляют около 3% всех собранных метеоритов.
Но всё же, есть ли данные о составе Земли? Конечно, есть, но тут всё не так просто. По современной модели, состав Земли очень сильно дифференцирован, так как Земля имеет слоистую структуру: кора, мантия, ядро. К тому же, у гравитационного тела, самые тяжелые элементы должны быть внутри. А также, у Земли, существует хорошая плотность. Все эти данные и пробовали свести в единую теорию.
По современной теории строения Земли:
- земное ядро — это сильно сжатый, очень горячий, железо-никелевый сплав;
- мантия - в основном силикаты, преобладают силикаты магния;
- кора – остывшие продукты выплавления из мантии, обогащенные щелочными металлами и другими разнообразными, как химическими, так и важными для биологических систем элементами. Фосфором, литием, бором, ураном, углеродом, водородом, азотом и пр.
Какую же «картину» видят современные учёные, рассматривая состав Земли?
Состав ядра, в массовых процентах:
железо — 85%;
никель — 10%;
Состав остальных 5% установить пока невозможно, но учёные предполагают, что это может быть углерод или кислород.
Содержание основных элементов в мантии Земли, в массовых процентах:
кислород — 44,8%;
кремний — 21,5%;
магний — 22,8%;
железо — 5,8%;
алюминий — 2,2%;
кальций — 2,3%;
натрий — 0,3%;
калий — 0,03%.
Содержание основных элементов в земной коре, в массовых процентах:
кислород — 46,6%;
кремний — 27,72%;
алюминий — 8,13%;
железо — 5,00%;
кальций — 3,63%;
натрий — 2,83%;
калий — 2,60%;
магний — 2,08%.
Пусть Вас не смущает большие проценты элементов в коре. Кора — это очень маленькая часть планеты и большое наличие в ней элементов не сильно сказывается на общем итоге.
Масса Земли: 5,9726·* 10²⁴ кг. - 100%
Мантия. Масса этой оболочки составляет примерно 4,05 * 10²⁴ кг. - 67,77%
Ядро. Эта оболочка весит меньше мантии – всего 1,89 * 10²⁴ кг. - 31,64%.
Земная кора. Данная часть очень тонкая и весит всего 0,027 * 10²⁴ кг. - 0,45%.
Гидросфера и атмосфера.
Эти оболочки весят 0,0015 * 10²⁴ и 0,0000051 * 10²⁴ кг, соответственно. - 0,025%.
Не составит труда, из представленных выше данных, очень грубо посчитать объем элементов, то есть первичный состав, из которого, по современной модели образовалась Земля. В массовых процентах:
железо — 30,84%;
кислород — 30,57 - 32,15%;
кремний — 14,70%;
магний — 15,46%;
никель — 3,16%;
углерод – до 1,58%;
кальций —1,56%;
алюминий —1,53%;
натрий — 0,22%;
калий —0,03%.
USPEX
В плане поиска состава ядра Земли интересен разработанный российским кристаллографом, профессором РАН, Артёмом Огановым, метод компьютерного предсказания кристаллических структур – USPEX. Метод, позволяющий моделировать кристаллы, имеющие стабильные структуры, под любым давлением.
Как считает учёный, под очень высоким давлением, которое есть в глубинах Земли, могут образовываться разнообразные кристаллы, которые просто не могут существовать на поверхности. Разработанный Артёмом Огановым и его командой метод USPEX, как раз, может предсказать существование разнообразных сплавов железа с разными элементами - кремнием, серой, углеродом, водородом, кислородом, в разной валентности, и показать их объемную кристаллическую структуру в зависимости от приложенного к кристаллу давления.
Возможности метода USPEX позволяют моделировать кристаллическое ядро Земли из любых элементов, к примеру, полностью из углерода, или даже кислорода. Методом USPEX были рассчитаны и экзотические модели, в которых в ядре содержится только кремний и водород, или сера и водород.
Изучая разнообразные модели и сравнивая результаты моделирования с измеренными свойствами внутреннего кристаллического ядра Земли, учёным удалось приблизится, как они думают, к идеальному составу ядра Земли. По их расчётам ядро состоит из, в массовых процентах:
железо-никелевый сплав — 88%;
сера — 5%;
водород — 5%;
кислород — 2%.
Примечание.
В поисках информации, попадались таблицы с совершенно разными данными состава современной Земли и первичного земного вещества. Кому интересно, таблицы показаны ниже. В современной теории, как и в любой теории, точного расчета Вы не увидите. Все расчеты очень грубые и примерные. Это следствие того, что до конца недра нашей планеты не изучены, и все теории строятся только на неких условных предположениях.
Теория строения изначально гидридной Земли
Совершенно другую модель строения и состава Земли предложил геолог Владимир Ларин. В своей книге «Наша Земля», учёный описывает процесс формирования протопланетного диска с учётом магнитной сепарации. По мнению ученого разный состав планет солнечной системы, зависел от первичных условий их формирования. Магнитное поле Солнца распределило ионизированные, заряженные частицы первичного протопланетного диска по орбитам, в зависимости от их ионизации.
Ионизированные, то есть заряженные, частицы не могут пересекать магнитные силовые линии (если у частиц не "релятивистские", а "тепловые" скорости перемещения), поэтому они захватываются магнитным полем и останавливаются в нем, тогда как нейтральные атомы свободно проходят через магнитное поле.
Владимир Ларин «Наша Земля».
Владимир Ларин подсчитал, что протопланетное вещество, в зоне формирования Земли имеет следующий состав, в массовых процентах:
кремний — 45%;
магний — 31%;
железо — 12%;
кальций — 3%;
алюминий — 2%;
натрий — 1,5%;
кислород — 1%;
углерод — 0,03-0,3%;
сера — 0,03-0,3%;
азот — менее 0,01%;
водород — 4,5%;
И из этого вещества была сформирована изначальная гидридная Земля, которая к нашему времени, по теории ученого, из-за выхода из недр водорода, разуплотнилась и расширилась.
Новая Нейтронная теория
В новой Нейтронной теории, есть время, когда существовала маленькая планета - Малая Земля, - молодая Земля, у которой вся поверхность была гранитная. Радиус Малой Земли - 3678 км. В принципе, это и есть весь начальный объём элементов, из которых могла состоять как Малая Земля, так и состоит современная Земля.
Нейтронная звезда Малой Земли росла, росло её Количество гравитации – QG. За счёт роста водородных оболочек, рос объём планеты. Да, на Землю падали метеориты. Осел на поверхность уран, выпавший после взрыва планеты Фаэтон, но глобального прироста элементов тяжелее водорода, на Земле не было. И вот, всё что было изначально внутри Малой Земли, сепарировалось, и сейчас размазано по поверхности планеты слоем, не превышающим 438 км. А остальное? Остальное в планете: водород, водородные оболочки и нейтронная звезда Земли.
В новой Нейтронной теории, Количество гравитации – QG, не только значение, через которое можно посчитать силу притяжения космического тела, имеющего гравитацию. Количество гравитации – QG — это ещё показатель возраста космического тела. Нейтронной звезде требуется время чтобы вырасти. И если сравнивать два гравитационных тела, при условии, что не было повреждения их нейтронных звёзд, то гравитационное тело с большим Количеством гравитации – QG, будет старше. Поэтому говорить об одновременности зарождения планет и звёзд в протопланетном диске уже не получается.
Скорее всего у зарождения солнечной системы был другой сценарий, чем предлагает нам современна наука.
Молодое Солнце в виде красного карлика, с уже где-то захваченными четырьмя планетами, путешествуя по просторам космоса галактики Млечный путь, влетает в плотную туманность, оставленную взрывом сверхновой или сверхновых.
Влетев в туманность, гравитация молодого Солнца создала вокруг звезды, из материи туманности, протопланетный диск.
В данном процессе, конечно, интересно как зародилась Земля, и планеты земной группы. Предположу, что все пять планет земной группы в виде нейтронных звезд, разного возраста, уже находились на поверхности Солнца. В процессе катаклизма связанного с столкновением с крупным астероидом, или даже планетой, они одновременно были выброшены Солнцем, в прилегающее пространство. Слетев с поверхности звезды «рождённые» планеты, выстроились на орбитах и начали свою новую жизнь.
Хочу внести дополнения. Так как на нашем Солнце много солнечных пятен, то Солнце могло выбросить очень много нейтронных звёзд, разного размера. В последствии, гравитация Солнца захватила часть нейтронных звёзд и вернула их назад, на свою поверхность, но часть осталась на орбитах. Так помимо четырёх планет земной группы, «одновременно рожденными» были Луна, Церера, и взорвавшаяся планета Фаэтон.
То, что Земля и Луна одного состава, может служить факт нахождения их на одной орбите. Просто из-за разницы в возрасте, нейтронные звёзды планет набрали разное количество материи. Земля, как планета, имеющая намного большее Количество гравитации – QG собрала с орбиты все «сливки», и оставила что-то для Луны.
В книге «Моя Земля» я сравнивал размеры Малой Земли и Малой Луны, убрав с той все лунные моря. Как видно по рисунку ниже Луна не сильно увеличилась в размерах. Но размер не сильно важен, важно Количество гравитации – QG набранное за время последующей жизни, и как видим, набрав достаточно на себя материи, нейтронная звезда Луны не сильно выросла. Можно предположить, что нейтронная звезда Луны изначально была маленькой.
«Малость» Луны хорошо видна если сравнивать её с Меркурием. Меркурий может и не расширился из-за отсутствия металлической сферы, но является самой сильной, по гравитации, планетой, среди тех же спутников холодных гигантов близких к нему по размеру.
Если кто не знает, гравитация на поверхности Меркурия и Марса одинакова. Меркурий: 3,7 м/с² (0,377 g), Марс: 3,711 м/с² (0,378 g).
Представим, что планеты, обновлённой солнечной системы, как грейдеры расчищают свои орбиты, прокладывая путь через плотную материю протопланетного диска. Планеты набирают материю на свою внешнюю оболочку и быстро увеличивают свой радиус.
Принимая новую Нейтронную теорию, можно с уверенностью сказать, что весь химический состав планет, тяжелее водорода, находится на их поверхности. И Солнце – звезда, здесь не исключение. Возможно, оно даже больше может сказать о составе туманности, в которую когда-то влетело. Солнце, по размеру, самое большое космическое тело солнечной системы, и все элементы, притянутые её гравитацией, могут быть равномерно распределены по её поверхности, по фотосфере.
Примечание: Фотосфера — это внешняя, видимая оболочка звезды, из которой излучается свет.
Химический состав фотосферы, который измеряют с помощью спектроскопии, считают характерным для состава изначальной Солнечной системы.
Состав фотосферы по массе, в массовых процентах:
водород — 73,46%;
гелий — 24,85%;
кислород — 0,77%;
углерод — 0,29%;
железо — 0,16%;
неон — 0,12%;
азот — 0,09%;
кремний — 0,07%
магний — 0,05%;
сера — 0,04%.
Сравним состав фотосферы Солнца с данными, которые приводят для состава земной коры. Только удалим из состава фотосферы водород и гелий.
Не знаю был ли прав Владимир Ларин с магнитной сепарацией, или правы современные ученые, считающие сходность земного состава с углистыми хондритами, но я вижу, по цифрам из таблицы, наличие элементов на поверхности космических тел солнечной системы, зависит, в основном, от случайности. Влетело молодое Солнце в туманность, с хаотическим распределением материи, и как была случайно распределена материя в туманности, так случайно и скрутило её в протопланетный диск.
Вывод главы
Распределение состава химических элементов при формировании протопланетного диска, при наличии уже сформированного гравитационного тела, носит исключительно случайный характер.
Следующая глава:
Уважаемый читатель! Очень извиняюсь, если смысл статьи Вам не понятен, или даже показался полным бредом.
Невозможно полностью пересказать откуда берутся те или иные суждения, для этого нужно пересказать целую книгу.
Для меня же, каждая статья это продолжение одной общей темы.
Поэтому предлагаю начать читать с самого начала. С теории расширения Земли. Приятного погружения в мой Нейтронный мир. Новых мыслей и открытий.
Начало книги "Моя Земля":
