Природа космических тел Солнечной системы - Дмитрий Николаевич Тимофеев

больше критической все газы расслаиваются с образованием границ раздела. В результате ядро Земли состоит из слоёв элементов с чёткими границами раздела между ними. Поскольку масса ядра Земли известна (1934·1021 кг) используя процентное содержание элементов в составе Земли из гипотезы №2, а также принимая допущение, что вся масса тяжелых элементов заключена в ядре Земли в результате расчёта получено, что ядро Земли состоит 47 сферических слоев элементов, где верхний слой ядра Земли состоит из цинка. На поверхности ядра выше слоя цинка распложены слои газов аргон, хлор, неон, фтор, кислород, азот, гелий, водород. Глубже расположены слои более тяжелых чем цинк элементов до урана. Элементы, атомы которых по плотности легче цинка из ядра за историю Земли вытеснены полностью в мантию, а то небольшое количество атомов лёгких элементов, которые постоянно образуются в результате ядерных реакций, например, водород, гелий… непрерывно всплывают через все слои и удаляются из ядра. Почти все элементы из которых состоит ядро Земли, кроме брома, йода, криптона и ксенона металлы. Поскольку пары металлов прозрачны и окрашены. Сечение ядра Земли имеет вид своеобразной радуги, что представляло бы весьма красивую картину, если бы это можно было увидеть. На рисунке слои окрашены в реальные цвета из наиболее ярких полос спектров показанных элементов, а толщины слоёв соответствуют количествам элементов в Земле. Изображение ядра Земли в сечении (рис. 13)

Рис. 13. Так выглядит сечение ядра Земли на самом деле.

Примерно также выглядят и ядра других похожих планет и не только Солнечной системы. Разница в том, что у меньших планет, которые находятся на более ранней стадии трансформации, ядра имеют меньше слоёв и образованы они из самых тяжелых элементов, а у крупных планет в ядре больше слоёв, вплоть до состояний, когда ядра полностью поглощают вещества мантий и кор. Тогда отсутствует граница между газообразными веществами ядер и газами атмосферы. Близко к такому состоянию сейчас находится Юпитер.

Слои элементов ядра прозрачны и окрашены в цвета их спектров излучения

Гипотеза 8

Известно, что пары металлов прозрачны. Из этого можно сделать предположение, что прозрачно и вещество металлических слоев ядра Земли. Большинство элементов (металлы) при нагревании излучают сплошной спектр света, в газообразном состоянии каждый элемент даёт свой характерный линейчатый спектр излучения с определёнными длинами волн. Спектры некоторых газообразных элементов показаны в таблице

Излучение слоев в ядре Земли будет в виде смеси цветов отдельных линий спектра на характерных для каждого металла длинах волн, и могут выглядеть как зеленое стекло, рубин, цитрин, сапфир.

Например, слой талия – зеленого цвета, поскольку талий имеет в своем спектре ярко-зеленую линию. Цвета с указанием длин их волн линии спектров некоторых элементов ядра Земли (таблица 3).

Здесь световое излучение находится в «плену» вещества в виде фотонного газа. Ионизация элементов сильно влияет на длину волны излучаемого света, поэтому цвет свечения элементов в ионизированных слоях изменяется по глубине в связи с увеличением степени ионизации от температуры. Максимум излучения электромагнитных волн испускаемого света сильно зависит от температуры в слое.

По закону смещения Вина длина волны максимума излучения обратно пропорциональна абсолютной температуре Т:

где С – постоянная, равная 0,2898 см∙град-1;

λ – длина волны.

Расчет показывает, что длина волны максимума излучения на поверхности субъядра составляет 43.8 Ắ, а в центре Земли 37.2 Ǻ, что соответствует ультрафиолетовой области излучения электромагнитных волн.

Высокие температуры в глубинах планет-гигантов и Солнца приводят к мощному фону в их глубинах рентгеновского и гамма-излучения.

Процесс сепарации урана по изотопам

Гипотеза 9

В гипотезе №7 несколько упрощённо было предложено считать, что ядро Земли состоит из 47 слоёв разных элементов. Если учесть, что многие элементы состоят из нескольких изотопов, отличающихся по атомным массам. Например, свинец имеет 4 стабильных изотопов, осмий 7, а олово 10. Отличие по массам изотопов непременно заставит слои элементов расслоится ещё на несколько слоёв. Учитывая, что число стабильных изотопов (период полураспада более 100 миллионов лет) в природе равно примерно 300 то число слоёв в ядре Земли будет приближаться к двум сотням. Особенное значение имеет расслоение на изотопы урана, поскольку в изотопе урана 235 при достижении достаточной концентрации в результате сепарации начинают самопроизвольно происходить цепные ядерные реакции, на подобии тех, которые осуществляются в атомных реакторах, что приводит к резкому увеличению высвобождения тепловой энергии. Поскольку скорость сепарации на космических телах пропорциональна силам гравитации, то высвобождение энергии от цепных ядерных реакций больше, чем больше масса космического тела. Именно цепные ядерные реакции, вызванные процессом сепарации урана 235, в большой степени приводит к значительному разогреву ядра Земли, расширению планеты, изменениям магнитного поля, возмущениям в переходном слое F (рис. 13) между внутренним и внешним ядром.

Внутреннее ядро Земли состоит из урана 238 и заурановых элементов

Гипотеза 10

Поскольку вещества в ядре Земли находятся в газообразном состоянии плотности их подчиняются закону Авогадро, по которому чем больше атомная масс элемента, тем больше его плотность.

Из всех стабильных элементов наибольшую атомную массу имеет уран, следовательно, внутреннее ядро Земли содержит большое количество урана.

Можно предполагать, что в состав внутреннего ядра также входят ионизированные другие элементы, которые также обладают значительной плотностью в результате ионизации.

Учитывая, что силы гравитации ближе к центру Земли значительно снижаются, а в центре равны нулю (в центре Земли невесомость) сепарация здесь не происходит, очень сильны диффузионные процессы, расслоения по плотности атомов затруднено, атомы элементов внутреннего ядра перемешаны в однородную массу. У поверхности внутреннего ядра на расстоянии 1271 км от центра Земли, силы гравитации уже имеют заметное значение и проходят процессы сепарации.

Глава 2. Образование современной Земли

Причина, по которой газы оказались в глубинах Земли

Гипотеза 11

Из глубин Земли часто, как в результате бурения, так и по причине вулканических явлений поднимаются газообразные элементы азот, гелий, углеводороды, пары воды, углекислый газ… Естественно возникает вопрос, а как они туда попали? Нашлись учёные, которые предложили биогенную причину образования природных газов. По их мнению, газы и нефть образовались в результате разложения остатков от живых организмов, но это не объясняет выход газов, которых в живых организмах нет.

Ответ на этот вопрос понятен если рассмотреть механизм образования планет. При образовании Солнечной системы, после взрыва нейтронной звезды, те парообразные элементы, которые имеют достаточно высокую температуру плавления, конденсировались в космическом пространстве с образованием рыхлых кристаллов пепла, по структуре подобных снегу или саже. Образовавшиеся при нейтронном взрыве элементы – газы Н, О, N, Cl, F, He, Ne, Ar, Kr, Xe адсорбировались на большой поверхности пепла и взаимодействовали с этими кристаллическими веществами с образованием химических соединений, в том числе нитридов, гидридов и окислов. Земля (как и другие планеты) собралась в однородный шар из космического реликтового пепла, при этом газы оказались равномерно распределены в составе всего ее объема (рис.12 а). В результате поднятия температуры от энергии распада радиоактивных изотопов, породы распадаются с выделением газов, которые поднимаются и выходят на поверхность планет. Выделяются и адсорбированные газы. Поднятие происходит в тех случаях, когда плотность газов, которая из-за высоких давлений в глубинах Земли может быть большой, оказывается меньше плотности вмещающих пород.

Распределение элементов в глубинах Земли по плотности атомов элементов

Введение новой характеристики вещества – «Плотность атома»

Гипотеза 12

Атомы оцениваются по ряду характеристик: атомной массе, энергии ионизации, атомному радиусу, периоду полураспада…, в этой гипотезе предложено оценивать атомы ещё по одной характеристике. Введено понятие ПЛОТНОСТЬ АТОМА