И определение исходного состава Земли

 

Решение вопроса об исходном составе Земли является прерогативой космогонии. К сожалению, существующие космогонические разработки не могут быть привлечены для этого, поскольку все они решают данную задачу методом подгонки под заведомо известный результат (ядро - железное, мантия - силикатная). Но коль скоро появились сомнения в объективности сложившихся представлений, то естественно, теряют в цене и концепции, их иллюстрирующие. Тем не менее, необходимость привлечения данных именно из этой области знаний заставила автора окунуться в "море идей" по космогонии, исключительное разнообразие которых явно свидетельствует о недостатке эмпирически установленных закономерностей, способных ограничить возможные варианты космогонических схем.

 

С целью поиска таковых закономерностей потребовалась инвентаризация данных по Солнечной системе, в процессе которой проводился отбор только эмпирически установленных (т.е. объективных) фактов с очищением их от всяческих умозрительных (субъективных) наслоений, сколь бы естественными и очевидными они не представлялись.

 

Поскольку нас интересовал состав Земли, то прежде всего были сведены данные по химическому составу Солнечной системы: Солнцу, Земле, Луне и метеоритам (сведения по другим телам пока еще слишком фрагментарны).

 

В случае Солнца спектральный анализ фотосферы показывает лишь состав внешней конвективной оболочки, однако она простирается на 1/3 радиуса и в ней заключено примерно 70% объема звезды. Следовательно, состав фотосферы характеризует по крайней мере значительный объем Солнца.

 

С тем, чтобы исключить момент субъективизма, для характеристики состава Земли были использованы не умозрительные представления о составе планеты в целом, а реальный состав ее внешней геосферы, который с достаточным (как оказалось впоследствии) приближением можно задать смесью ультраосновных и основных пород в пропорции 3:1.

 

Для Луны были сведены данные по лунным базальтам (в предположении, что они в какой-то мере несут отпечаток состава зоны магмагенерации).

 

Наконец, из всего разнообразия метеоритов была взята выборка из равных долей обыкновенных и углистых хондритов, которая с достаточной полнотой характеризует состав планетарного вещества из зоны пояса астероидов, отстоящей от Солнца примерно в три раза дальше Земли.

 

Таким образом, мы имеем некоторую информацию о составах центрального светила и планетарного вещества из равноудаленных зон.

Эта информация объективно неполная, и тем не менее сопоставление составов в парах Земля-Солнце, Земля-метеориты (пояс астероидов), Земля-Луна выявило четкую зависимость распределения элементов от их потенциалов ионизации (рис. 1, 2, 3).

 

 

 

Разделение элементов по их потенциалам ионизации возможно лишь в том случае, если вещество находилось в ионизированном состоянии, т.е. в виде плазмы (атомно-ионно-электронного газа). Такое состояние вещества могло быть только в протопланетную, небулярную стадию. Следовательно, выявленная нами зависимость заставляет искать ее причину на самых ранних этапах формирования Солнечной системы, которая является предметом космогонии.

 

Чтобы разделить элементы в плазме достаточно предоставить ей возможность перемещаться в магнитном поле. Заряженные частицы, имеющие обычные (нерелятивистские) скорости, не могут двигаться, пересекая магнитные силовые линии, и должны задерживаться магнитным полем (сепарироваться им), тогда как нейтральные проходят его беспрепятственно.

 

Выявленная зависимость позволяет также утверждать, что Солнце и планеты произошли из единой туманности и что в процессе магнитной сепарации вещество двигалось от центра (в противном случае зависимость на рис. 2 была бы обратной).

 

Итак, от космогонического сценария требуется, чтобы в нем были предусмотрены: совместное происхождение планет и Солнца из единой туманности, ионизированное состояние протовещества (по крайней мере какое-то время), перемещение его поперек магнитных силовых линий и одновременно в направлении от центра. Из всего моря космогонических концепций всем этим требованиям удовлетворил лишь один аспект одной концепции. Речь идет об идее Ф.Хойла, высказанной в 1958 году и касающейся передачи "момента количества движения" от центрального сгущения (Протосолнца) к протопланетному диску посредством мощного магнитного поля Протосолнца, силовые линии которого выполняли роль сцепки (как спицы в колесе) и выдерживали постоянство угловой скорости в системе (для сцепки предполагалась частичная ионизация протовещества). В этом варианте при формировании протопланетного диска вещество стекало с Протосолнца и удалялось от центра поперек магнитных силовых линий (рис.4). В результате элементы с малыми потенциалами ионизации, будучи преимущественно ионизированными, должны были захватываться магнитным полем, тогда как элементы с высокими потенциалами ионизации, будучи преимущественно нейтральными, проходили через магнитное поле без задержки.

 

Таким образом, выявленная нами зависимость распространенности элементов в Солнечной системе от их потенциалов ионизации позволяет считать, что в процессе перераспределения "момента" в небуле (через магнитную сцепку, по Ф.Хойлу) и формирования протопланетного диска имела место магнитная сепарация заряженных частиц из частично ионизированного протовещества.

 

О составе протовещества Солнечной системы можно судить по современному составу Солнца, поскольку все изменения не нем были ограничены синтезом гелия при термоядерном «выгорании» водорода (отчасти лития и бериллия) и не затрагивали баланса более тяжелых элементов. Однако, если известен состав протовещества, проходившего через магнитный сепаратор, то на основе выявленной зависимости распространенности элементов от их потенциалов ионизации (см. например, рис.1) можно определить исходный состав Земли (в первом приближении, разумеется).

 

Несмотря на "приближенно количественный" характер этих данных, они совершенно однозначно свидетельствуют против "главной догмы" в науках о Земле. Основной объем нашей планеты не может иметь "кислородного сложения", поскольку магнитная сепарация ограничивает возможную концентрацию кислорода в массе Земли в пределах одного - максимум первых процентов. Не может планета иметь и железное ядро, для которого необходимо ~40% этого элемента в теле планеты, тогда как наша оценка в 3-3,5 раза ниже.

 

Согласно магнитной сепарации изначальный состав планеты, по всей вероятности, был представлен водородистыми соединениями (гидридами), при этом весовая доля водорода в общей массе планеты составляла всего лишь несколько процентов.

 

Хотелось бы еще раз отметить, что полученный вывод основан не на умозрительной исходной посылке, о на эмпирически установленной закономерности, полученной при сопоставлении данных по вещественному составу Солнечной системы, доступных в настоящее время.

 

 

Глава III