Сенсационная история Земли - Андрей Скляров

То есть, говоря более простым русским языком, упомянутые процессы окисления будут происходить ближе к поверхности Земли, а в недрах – преобладать реакции восстановления. При этом, высвобождающийся из недр кислород, поднимаясь вверх, во внешних оболочках будет вступать в реакции окисления, сопровождающиеся (в условиях малых давлений) выделением большого количества тепла, прогревающего верхний слой Земли. Параллельно, поступающий из глубины водород обеспечивает резко восстановленный характер флюида, содержащий преимущественно молекулярный водород Н2 и метан СН4 (недра же тоже прогревались, только из-за реакций восстановления, а прогрев высвобождал новый водород).

Таким образом, получается весь набор условий, характерный для азоя-архея: сильно прогретая внешняя оболочка, которая вследствие своих малых размеров обуславливает мелкий масштаб конвекции и значительное разнообразие формирующихся пород; сильно восстановленный безводный флюид (о составе которого свидетельствуют и мелкие газовые включения в древнейших породах), который обуславливает и незначительное количество свободного кислорода в первичной атмосфере Земли.

Но, естественно, данный процесс не мог продолжаться вечно. В конце концов кислород выбрал наиболее аппетитные элементы и принялся за другие, среди которых оказался и главный восстановитель – водород. Таким образом, в состав «основных действующих лиц» включилась вода, которая, как известно, является, во-первых, весьма химически активным веществом; а во-вторых, и весьма легким подвижным соединением, то есть способна выполнять роль флюида в глубинных процессах.

Раз свободного кислорода стало меньше – во внешнем слое прекратились реакции окисления с выделением тепла; оболочка остыла и произошел так называемый процесс консолидации первичной твердой коры, а активные химические процессы сместились вглубь. Это произошло, как считается, ориентировочно на границе архея-протерозоя. И именно это время, следуя элементарной логике, можно считать временем формирования первичной астеносферы.

Но это далеко не все результаты упомянутой переориентации химических процессов.

Кислород, переключившись на водород, обусловил то, что последний (т.е. водород) начал разрывать связи К-О и Na-O (вспомним про энергию связей) и высвобождать таким образом щелочные металлы.

Но образование связей Н-О, помимо прочего, изменяет состав флюида на более насыщенный водой, а вода – отличный растворитель. И хотя процессы в недрах далеки от простого растворения, таблица растворимости веществ в воде тоже может нам помочь.

Ионы

K+

Na+

Ca2+

Mg2+

Fe2+

Al3+

OH-

Р

Р

М

М

Н

Н

SiO32-

Р

Р

Н

Н

Н

-

Табл. 3. Таблица растворимости соединений (Р – растворимо, М – малорастворимо, Н- нерастворимо)

Ясно, что прежде всего вода будет насыщаться именно освобождающимися щелочами, как составными элементами наиболее легкорастворимых соединений. Все это приводит к тому, что вверх устремляется поток с сильно увеличенной концентрацией щелочных металлов, и прежде всего натрия и калия. При этом, поскольку связь К-О, все-таки несколько слабее связи Na-О и калий несколько более химически активен (электронный радиус калия больше электронного радиуса натрия), постольку в выносимом наверх щелочном наборе должна быть повышена и относительная концентрация именно калия. Что мы в итоге наблюдаем в форме «калиевого взрыва» и мощном процессе гранитизации коры в период протерозоя.

Довольно очевидно, что поскольку данный процесс смены ориентации химических реакций должен был происходить постепенно, то и калиевый взрыв тоже довольно значительно растянут во времени – почти на 3/4 миллиарда лет.

Все перечисленные изменения химических процессов вполне соответствуют наблюдавшимся на протяжении протерозоя процессам геологическим. Как явление гранитизации, так и значительное содержание воды во флюиде того времени хорошо известны исследователям.

Событиям этого же периода также достаточно хорошо соответствует предположение о том, что к началу протерозоя формируется астеносфера, постепенно прокладывающая себе дорогу к недрам Земли.

* * *

Следует сказать, что модель химических процессов, предложенная В.Лариным для гидридной Земли и изложенная чуть выше (с моей небольшой корректировкой акцентов), хорошо описывает процессы ранних этапов развития планеты, но абсолютно не объясняет событий последнего полумиллиарда лет. В частности, эта модель совершенно не объясняет как резкое окончание калиевого взрыва, так и факт формирования коры с начала мезозоя исключительно базальтовыми породами.

Теперь мы попробуем заполнить эту прореху, а заодно и продолжить повествование о геологических событиях, которое пока замерло на рубеже палеозоя и мезозоя. Рубеже, который (с точки зрения уже скорректированной гидридной теории) связан с величайшим событием в судьбе нашей планеты – с достижением первичной астеносферой ядра Земли, сильно насыщенного водородом.

Однако теперь обратим внимание не столько на сам водород, сколько на его соединение с наиболее распространенным элементом в недрах Земли – с кислородом, то есть обратим свои взоры к обычной воде (ранее мы это уже слегка сделали, и именно это было небольшой корректировкой модели В.Ларина)…

Итак, конец пермского периода. Первичная астеносфера (а с ней и фронт повышенной температуры) достигает внешнего жидкого ядра. Резко увеличивается истечение водорода, который тут же вступает во взаимодействие с кислородом, коего в недрах в изобилии. Резко и скачкообразно увеличивается количество воды.

От рванувшегося вверх потока водного флюида кору Земли сначала как будто «вспучивает». В перми-триасе наблюдается повсеместный и быстрый подъем материков. Кора начинает трещать по швам и на поверхность буквально выталкиваются базальтовые траппы.

Параллельно происходит образование так называемых трапповых интрузий на глубине (образование камер трапповых базальтов внутри материковой коры без выхода их на поверхность). Характерно, что при этом не образовалось никаких вздутий рельефа, а создание трапповых магматических камер сопровождалось как бы мягким приподниманием перекрывающих слоев, объяснение чего долгое время составляло серьезную проблему для геологов.

Теперь же мы можем снять эту проблему с повестки дня: при всеобщем «вспучивании» земной коры из-за начала дегазации недр планеты логично ожидать не столько ограниченных зон возрастания внутреннего давления на кору, которые бы образовывали вздутия, сколько равномерно распределенной нагрузки, лишь приподнимающей вышележащие слои. Что и наблюдается не только в геологическом строении трапповых интрузий, но и в произошедшем при этом общем подъеме материков, а также в характере трапповых извержений на поверхность Земли (см. ранее).

Одновременно, естественно, активизируются все тектонические процессы: кора сотрясается, изгибается и рвется, вулканы работают не то, что на полную мощность, а вообще – на пределе (хорошо известная активизация конца перми – начала триаса).

Но это – еще только начало…

Резкое изменение условий в недрах кардинальным образом изменяет и состояние внутреннего гидридного ядра. Из него буквально хлынул поток водорода, тут же вступившего во взаимодействие с кислородом мантии – вода пошла из глубинных недр чуть ли не фонтаном.

Однако, как указывалось ранее, водород в гидридах выполняет уплотняющую роль, значительно уменьшая расстояние между соседними ионами металла. Следовательно, при уменьшении количества водорода уменьшается количество связующих водородных нитей, обеспечивающих высокую сжимаемость и уплотнение как гидридов твердого ядра, так и раствора водорода в жидком металле внешнего ядра. И этот эффект должен проявляться тем сильнее, чем активнее процесс дегидридизации ядра – то есть потери им водорода. Ядро становится более рыхлым, увеличиваясь в размерах.

Кстати, одно из объяснений периодических инверсий магнитного поля Земли (то есть смены южного и северного магнитных полюсов местами) базируется именно на росте ядра, что вполне согласуется с магнитной чехардой в конце перми – так называемой магнитной аномалии Иллавара (см. ранее).

Но увеличивающееся ядро неизбежно распирает окружающую его мантию, которая вовсе не обладает такими способностями по сжимаемости, как гидриды. Планета начинает расширяться, так как деваться ей больше некуда.