Галактическая парадигма и её следствия, образование и эволюция Мирового океана
Галактическая парадигма и её следствия, образование и эволюция Мирового океана
О сайте
Порядок работы
Новости сайта
Контакт

Открытые уроки. 
Учебники по физике. 
Задачи по физике. 
Решение задач. 
Справочник по физике 
Единый государственный экзамен, ЕГЭ. 
Советы абитуриенту. 
Вопросы и консультации. 
Рефераты. 
Олимпиады и турниры 

Современная физика.
Весёлая наука. 
Уголок крохобора. 
Не только физика. 
Директория ссылок. 
Репетиторы. 
Малая Академия Наук. 
Математика для физика. 

Лекции по физике.

Химия для абитуриента.

Форум.

info@abitura.com

Галактическая парадигма и её следствия

А.А. Баренбаум

Кратко излагаются основные положения галактоцентрической парадигмы [1], связывающей цикличность геологических процессов на Земле с космическими явлениями в Галактике и в Солнечной системе. Обосновано новое видение природы и строения спиральных галактик. На единой методологической основе предложены согласованные решения ряда фундаментальных проблем астрономии и наук о Земле. Создана необходимая база для тесного сближения геологической и космической областей знаний.

 

18. Образование и эволюция гидросферы.

В современной постановке проблемы образования гидросферы необходимо предложить согласованное объяснение, как минимум, трех вопросов: 1) причин происхождения Мирового океана, 2) увеличения в нем со временем общей массы воды и 3) цикличности резких колебаний уровня океана в истории планеты.

Ответить на эти вопросы, исходя из идеи [127-129], что гидросфера появилась вследствие дегазации глубинного вещества планеты и подъема летучих элементов на земную поверхность , весьма затруднительно. Нет ясности даже, как этот процесс происходил и как он менялся со временем. Одни полагают [130] , что основная масса воды поступила на поверхность в первый миллиард лет после образования Земли, другие [122] – что этот рост произошел резким скачком на рубеже палеозоя и мезозоя, а третьи [131, 132] – что вода накапливалась более или менее равномерно.

Согласно галактоцентрической парадигме, масса воды в Мировом океане и колебания его уровня являлись следствием падений на Землю комет и астероидов, происходивших на фоне остывания нашей планеты после мощных галактических воздействий. Количество свободной воды на земной поверхности при этом сильно менялось. В архее и протерозое эпохи существования океана сменялись периодами его обмеления и даже высыхания. Поэтому взаимоисключающие мнения о большом или малом объеме воды относятся лишь к разным отрезкам этого весьма продолжительного интервала времени.

В истории образования и эволюции гидросферы можно выделить 4 этапа [133].

Архей. Данный эон отмечен очень интенсивным падением на Землю крупных космических тел. Вызванные их ударами процессы кратонизации и вулканизма носили повсеместный и мощный характер [101] . В этот период были широко распространены процессы излияния магмы и гидратации пород земной коры, которые резко снижали время существования в литосфере свободной воды ( t 1 < t 2 << t 3 ). Пока время t 1 оставалось меньше периода цикличности кометных бомбардировок ( t 1 < Т), вода на поверхности Земли, вероятно, могла существовать лишь в эпохи падения комет.

Примерно 4 ? 3.8 млрд. лет назад приземные температуры падают, и время t 1 вырастает настолько, что возникают благоприятные условия для накопления воды на земной поверхности ( t 1 ? Т, t 1 > t 2 ). Имеющиеся данные свидетельствуют, что воды сначала было немного. И она главным образом скапливалась в сравнительно узких ( ~ 10 км) и протяженных ( ~ n ? 100 км) бассейнах, которые обрамляли соседние кратоны и служили местом сноса осадков. Глубина водоемов могла достигать 1.5 ? 2.0 км. Температура воды в морских бассейнах составляла ~ 70 о С, а воздуха 70 ? 100 о С [134] .

Основная масса воды в архее, как мы полагаем, должна была входить в состав магматических расплавов и в случае t 2 > t 3 участвовать в вулканических процессах, а в случае t 2 < t 3 связываться в минералах при гидратации пород.

Протерозой. О поведении гидросферы в протерозое можно высказаться с большей определенностью, несмотря на сильную изменчивость и сложность ее режимов. В протерозое выделим два основных режима: существенно «водный» и «безводный».

Для первого режима , которому на рис. 13 г отвечают периоды утяжеления карбонатного углерода, было свойственно присутствие на поверхности достаточно больших количеств воды ( t 1 ? t 2 ). Данный режим инициировался массовыми падениями на Землю крупных астероидов. Вследствие чего часть связанной до того в породах воды переходила в подвижное состояние и поступала в океан. Одновременно, из-за формирования облачного слоя, экранировавшего лучи Солнца, приземные температуры настолько снижались, и могли даже возникать покровные оледенения [135] . Судя по бурному расцвету в то время на Земле биоты [70, 71] , эти условия были для нее достаточно комфортными.

Второй режим функционирования гидросферы, наоборот, отличали высокие температуры и почти полное высыхание водоемов ( t 1 ? t 2 ). Судить об этом режиме позволяют данные, касающиеся условий формирования месторождений железистых кварцитов (джеспилитов). В развитие гипотезы [136] мы полагаем, что эти руды возникли из материала астероидов, выпадавших в очень большом количестве ( ~ 10 23 г) на Землю после очередных взаимодействий Солнца со звездами.

Поскольку ~ 90% астероидов имеют оливин-пироксеновый состав [137], т.е. в пропорции 1:3 состоят из окислов железа и кремния, эти окислы в том же соотношении поступали в морские акватории. Крупные месторождения джеспилитов формировались в мелководных бассейнах за счет сноса в них продуктов выветривания пород суши и перехода большого количества железа и кремнезема в коллоидном виде в раствор [138] . Рудообразование, как правило, происходило в спокойной тектонической обстановке за время ~ 10 6 лет. Полосчатая структура руд возникала при взаимной коагуляции в самом растворе гелей окисленного железа и кремнезема [139] . В период интенсивной коагуляции температура вод составляла ~ 100 ° С [140] . Воды были пресными [74] , парциальное давление кислорода в них низкое < 0.2 атм. Величина рН воды не превышала 2 ? 6 [141, 142] . На завершающем этапе состав воды менялся. На стадии диагенеза, нередко связанной с высыханием водоема, вещество нагревалось до 150 ° С и выше [138] .

Тем самым, в протерозое режим гидросферы неоднократно менялся. Эпохи заполнения морских бассейнов водой и расцвета жизни ( t 1 ? t 2 ) сменялись на Земле длительными периодами высыхания водоемов и угнетения живых существ ( t 1 ? t 2 ), когда доля биогенного углерода в осадках снижалась почти до нуля (см. рис. 13).

Палеозой и мезозой . В отличие от архея ( ? 1 < t 2 << t 3 ~ Т) и протерозоя ( t 1 » t 2 > Т), к началу фанерозоя литосфера планеты остывает настолько, что большая часть воды постоянно остается на земной поверхности ( t 1 > t 2 , t 3 > > t 1 ), пополняя Мировой океан.

Решение системы уравнений (3) для этих условий при упрощенной постановке задачи следующее [133] . П осле каждой кометной бомбардировки большая часть кометной воды стекает в Мировой океан, откуда с характерным временем t ~ 2 млн. лет проникает в подземную гидросферу. Через ~ 10 млн. лет система приходит в равновесие. В этом состоянии большая часть (2/3Q 0 ) поступившей воды остается на поверхности Земли, а меньшая (1/3Q 0 ) оказывается под поверхностью.

Интенсивность кометных бомбардировок в истории Земли сильно варьировала. В частности, на границах ордовика и триаса на нашу планету падало значительно большее число комет, чем в другие эпохи. Поступавшая с кометами вода вызывала сильный размыв пород земной поверхности. Однако накапливалась она не в Мировом океане, а преимущественно в подземной гидросфере, где входила в состав магматических расплавов. С данным обстоятельством, вероятно, можно связать высокую тектономагматическую активность Земли в ордовике и триасе, а также малое количество биогенного углерода, сохранившегося в осадочных породах того времени (см. рис. 24).

Последующее перераспределение воды между подземной гидросферой и Мировым океаном в ордовике происходило, по-видимому, быстрее, чем в триасе. В последнем случае оно заняло десятки миллионов лет, вызвав сильнейшую трансгрессию в юре и мелу [123]. По некоторым оценкам уровень вод Мирового океана тогда увеличился вдвое. Столь большая прибавка воды и продолжительность ее поступления в океан, на наш взгляд, указывают на выделение этой воды при дегидратации пород земной коры.

Кайнозой. В отличие от более ранних эпох, режим круговорота вод гидросферы в кайнозое носил достаточно стабильный характер. Сопоставление наших расчетов с надежными эмпирическими данными по скорости роста средней глубины Мирового океана [143] приводит к выводу, что в кайнозое уровень океана возрастал, главным образом, не за счет поступления новой кометной воды, а вследствие процессов дегидратации, вызванных нагревом пород литосферы под действием падений комет. Данный вывод, в частности, подтверждается современной скоростью дегидратации пород земной коры [144], хорошо согласующейся с увеличением глубины Мирового океана.

И, наконец, еще один полезный расчет. Полагая, что в истории Земли падения комет случались с той же регулярностью, как в фанерозое, масса кометной воды, поступившей с момента образования нашей планеты (4.6 млрд. лет), составит ~ 10 24 г. Данная величина сопоставима с массой вод современной гидросферы. Поэтому периодические бомбардировки Солнечной системы галактическими кометами необходимо рассматривать как основной поставщик свободной воды на Землю, Марс, Луну и другие планеты.

 

1. Введение.

2. Галактики эллиптические и спиральные.

3. Астрономические доказательства струйного истечения.

4. Модель изотермической сферы.

5. Новый взгляд на природу галактик.

6. Спиральная модель Галактики.

7. Орбита Солнца в Галактике.

8. Связь галактического движения Солнца с геологией.

9. Геохронологическая шкала.

10. Пролеты Солнца сквозь звездные облака.

11. Бомбардировки галактическими кометами.

12. Падения астероидных тел.

13. Кометы Солнечной системы.

14. Утилизация кометного вещества.

15. Происхождение фосфатов и солей.

16. Биотическая революция в венде-кембрии.

17. Геохимический круговорот углерода.

18. Образование и эволюция гидросферы.

19. Проблема нефти и газа.

20. Заключение.

21. Литература.


О сайте
Порядок работы
Новости сайта
Контакт
Вверх .

Главная страница .

Rambler's Top100Rambler's Top100