Рождение миров
Шрифт:
Гипотеза огненно-жидкого состояния земных недр была оставлена.
Таким образом, одна половина загадки земных недр разрешилась, а вторая осталась. Какова же температура в глубине? Высокой она быть не может, потому что Земля тверда, как сталь. И низкой она не может быть, так как уже на глубине в 30–60 километров располагаются большие лавовые очаги, питающие вулканы. Температура лавы составляет 1100–1150°, а иногда даже 1400°.
Чтобы объяснить это противоречие, оставалось предположить единственное: самый жаркий пояс в глубине Земли лежит недалеко от поверхности.
Температура возрастает
Повидимому это так и есть, но почему — никто объяснить не мог.
Радиоактивное «топливо»
В прошлом столетии ученые обнаружили еще одно странное противоречие.
Физики, повторявшие опыт Бюффона, убедились, что этот ученый ошибся. Землю нельзя уподобить металлическому шару. Когда Земля покрылась твердой корой, ее охлаждение замедлилось, ведь земная кора — плохой проводник тепла. Но даже с учетом плохой теплопроводности коры охлаждение Земли могло длиться только сорок миллионов лет.
Земля, мы знаем, гораздо старше, и тем не менее она до сих пор не остыла. Очевидно, в ее недрах есть какой-то источник тепла, есть «печка», которая подогревает нашу планету изнутри. Что за «печка», никто не мог догадаться.
Было только подсчитано, что каждый квадратный метр поверхности Земли отдает за год 540 калорий. Это не очень много. Но ведь должен же где-то быть источник этого тепла!
Загадки земного тепла разрешились с открытием радиоактивности. Среди горных пород земной коры имеются минералы, которые содержат уран, торий, актиний, радий, протактиний, калий. Эти элементы, распадаясь, выделяют теплоту и подогревают земные недра.
Ученые попробовали подсчитать, велики ли на Земле запасы этого своеобразного топлива.
Залежи руд радиоактивных металлов имеются во многих районах земного шара. Кроме того, частицы урана, радия, тория в небольших количествах рассеяны почти повсеместно. Есть они в почве, в гранитах и базальтах, в океанской воде.
Основным поставщиком тепла является радий. В среднем на каждую тонну породы приходится несколько ничтожно маленьких пылинок радия, общим весом в одну миллионную долю грамма. Но ведь земной шар весит 6·1021 тонн. Сколько же в нем радия?
В результате подсчета запасов радиоактивных элементов получилось нечто непонятное.
Если радиоактивные элементы распределены равномерно по всей массе земного шара и содержатся в таком же количестве, в каком их находят в земной коре, то непонятно, почему земной шар до сих пор не расплавился.
Словом, по этим расчетам выходило, что радиоактивные элементы должны давать больше тепла, чем они дают его на самом деле. Получилась явная несуразица. Для объяснения замеченного противоречия оставалось допустить только одно: радиоактивные элементы распределены в Земле неравномерно — в глубине их меньше, чем в наружных слоях.
Для проверки этого предположения ученые обратились к вулканам. Они исследовали химический состав лав. И оказалось, — если лава подымается из глубоких очагов, — она несет ничтожное количество радиоактивных элементов, если же лава
Следовательно, глубочайшие недра Земли бедны ураном, торием и актинием. Подавляющая масса радиоактивных элементов скопилась недалеко от поверхности, примерно, на глубине 15–20 километров. Почему это так — неизвестно, но факт неоспоримый: радиоактивная «печка» находится не в центре Земли, а в земной коре. Земной шар подогревает наружная оболочка.
Итак, в распоряжении ученых оказались два важных факта: Земля внутри тверда и не очень горяча.
Земля не была звездой
У геологов и астрономов закралось подозрение, что центральное ядро нашей планеты всегда было твердым, что Земля зародилась, как твердое тело, и никогда не проходила стадию огненно-жидкого или газообразного клубка. Земля никогда не была звездой.
Эта новая мысль с трудом пробивала себе дорогу. На протяжении двух столетий люди верили, что Земля — дочь Солнца. Так учили в школе, так утверждали почти все космогонические гипотезы. И вдруг это привычное суждение оказалось сомнительным. Последние научные открытия лишили его опоры.
Сторонники старых гипотез не сдавались. Они подыскивали новые доказательства в свою пользу.
Но что же можно привести в защиту «дочерних прав» Земли и «отцовских» — Солнца?
Внутренний жар Земли? Его нет. Источник земной теплоты находится не в ядре планеты, а в ее коре. То тепло, каким обладает Земля, дает ей распад радиоактивных элементов и другие химические и физические процессы, происходящие во внешних оболочках земного шара.
Земля остывает? Да! От нескольких тысяч вулканов, которые когда-то действовали, теперь осталось только 318 действующих, да 112 курящихся. Потух Казбек, успокоился Эльбрус, и сотни других огнедышащих гор не подают никаких признаков подземной деятельности.
Бесспорно, Земля остывает, но не потому, что иссякают запасы тепла, сохранившиеся в Земле от ее рождения. Атомы радиоактивных элементов распадаются, количество их уменьшается. В нашей «печке прогорают дрова». Через 4,5 миллиарда лет урана и радия в земной коре станет вдвое меньше. Утихнут и другие процессы, рождающие теплоту. И тогда, возможно, потухнут последние вулканы на Земле.
Доводы, основанные на примерах вулканической деятельности, не убедительны, ими не исчерпывается арсенал доказательств, как будто бы говорящих в пользу старой гипотезы.
Сторонники огненно-жидкого состояния новорожденной Земли нашли еще один факт, которым они собирались доказать свою правому.
Химический состав Солнца и Земли почти одинаков, — говорили они, — небольшая разница заключается только в том, что на Солнце много легких газов — водорода и гелия, а на Земле их очень мало. Но именно это различие свидетельствует о высокой температуре нашей планеты на первом этапе ее существования.
В прошлом вулканическая деятельность на Земле была энергичнее.