Верхом на бомбе. Судьба планеты Земля и ее обитателей
Шрифт:
К середине прошлого века, когда начали бурно развиваться космогонические теории о зарождении Солнечной системы, в геологии уже была теория о силикатной оболочке планеты и ее железном ядре. И эту теорию планетологи просто включили частью в свою теорию. С тех пор и в космологии, и в геологии одна общая теория на всех. Но никто за нее отвечать не хочет. «Космисты» считают, что в конкретном устройстве планеты компетентнее геологи, потому что они каждый день ее ковыряют и все знают про базальты, породы, вулканы; геологи бурят планету на километры. А геологи, в свою очередь, полагают, что инструментарий для исследования глубоких недр есть только у геофизиков. Ведь именно они открыли наличие твердого ядра внутри планеты!
Действительно, открыли. Правда, еще раньше это сделали математики и астрономы. Уже в середине XIX века, исходя из некоторых особенностей вращения планеты, они поняли, что плотность Земли неравномерна: в центре она гораздо выше, чем у поверхности. Через полвека появилась новая наука – сейсмология. Она изучала землетрясения, которые оказались весьма полезными для изучения внутренней структуры планеты. Дело в том, что землетрясение посылает по планете сейсмические волны. И поскольку разные среды проводят волны по-разному, по характеру их прохождения можно судить о том, что внутри нашего шарика.
В первые десятилетия прошлого века вся планета покрылась сетью сейсмостанций. Как по сейсмической тени от землетрясений было найдено ядро планеты, вполне ясно из приведенного ниже рисунка.
Рис. 5. Схема распространения сейсмических волн внутри планеты. Слева – продольных волн, справа – поперечных
Была даже определена плотность этого ядра. Но вот из чего оно сделано? Предположили, что из железа. Идея эта родилась не на пустом месте. Железо – устойчивый, тяжелый и очень распространенный в природе материал. Отличный кандидат на заполнение центра планеты!
Данные сейсмологии тоже вроде бы говорили в пользу железа: скорость распространения сейсмической волны через земное ядро была близка к скорости звука в железе. Раз похоже на железо, значит, железо и есть, чего тут долго думать!.. Правда, хулиганистый Хойл, предостерегая коллег от подобных поспешных выводов, однажды тиснул в очень солидном научном журнале публикацию о том, что Луна сделана… из швейцарского сыра. Дело в том, что скорость распространения звука в сыре и в лунном реголите (лунном грунте) совершенно одинаковы. В конце своей сенсационной статьи Хойл даже написал короткий стишок про сыр и Луну, напоминающий детскую считалку. Шутка гения. Эйнштейн когда-то тоже язык фотографу показал. Так до сих пор везде с высунутым языком и висит.
Модель Земли, которая в ХХ веке утвердилась в головах ученых, выглядит следующим образом: после того, как планета собралась, наконец, из космического хлама в кучку, она разогрелась до высоких температур, железо в ней выплавилось и стекло вниз, к центру планеты, а шлаки всплыли вверх, как это бывает в домне. Так получилось железное ядро и силикатная мантия.
Анализ метеоритного вещества будто бы подтвердил эту гипотезу: метеориты бывают железные, а бывают каменные (силикатные). И вроде бы все сходится: вот оно, межпланетное вещество, из которого формировались планеты!
На вопрос о том, как получилось, что внешние планеты – газовые пузыри, а внутренние – твердые и железные, отвечали следующим образом. Солнечный ветер легко выдувал легкие элементы таблицы Менделеева к краю системы, и из них сформировались газовые гиганты. А тяжелые элементы более инерционны, поэтому они остались вблизи от Солнца, и из них сформировались планеты земного типа – маленькие и тяжеленькие.
Что ж, вчерне эта теория неплохо описывала действительность. Но постепенно начали накапливаться факты, ей противоречащие. И, как обычно бывает, поначалу эти факты почти не замечались. Когда всплывает некий факт, противоречащий существующей теории, на теорию тут же ставят заплатку – вносят небольшое уточнение, которое с натяжкой могло бы этот факт объяснить. Так ставили когда-то заплатки на птолемеевскую модель, так Хойл ставил заплатки на модель стационарной Вселенной. Видимо, противоречащие факты должны накопиться в некую критическую массу, прежде чем рвануть.
И они накапливались.
Лет через двадцать после Второй мировой войны физики, которые занимались взрывным обжатием металлов, обнаружили, что при высоких давлениях (таких, как в центре Земли) плотность железа ощутимо больше плотности земного ядра. Тут же предложили заплатку: допустим, там не чистое железо, а с примесями углерода, калия, еще чего-нибудь. Они и уменьшают плотность. Если примесей примерно 25 %, то плотность как раз должна совпасть. Ну, ладно, вроде подогнали под ответ.
Но заплатки тем и плохи, что вызывают новые вопросы, в ответ на которые тоже нужно ставить заплатки. Допустим, в ядре Земли железо с примесью. Но почему тогда в метеоритах нет таких примесей? Ведь железные метеориты как раз и были одним из аргументов в принятии гипотезы железного ядра! Но заплатку на заплатку ставить уже как-то совсем несолидно, поэтому ответа на этот вопрос никто так и не дал.
Кстати о метеоритах! Как вовремя они тут подлетели… Анализ метеоритного вещества показывает, что там полно золота, ртути и платиноидов. Ну, что значит полно? Это значит, что распространенность драгоценных металлов между Марсом и Юпитером, откуда к нам прилетают метеориты, в 100 раз превышает их содержание на Земле, а ртути там вообще в 1000 раз больше, чем здесь. Как такое может быть, если солнечный ветер гнал к окраинам Солнечной системы легкие элементы? А такие тяжелые, как драгметаллы и ртуть, должны были остаться вблизи светила. То есть это на Земле их должно быть в 100-1000 раз больше, а не за Марсом!
Или взять германий. Германий втрое тяжелее кремния. Значит, отношение германий/кремний в поясе, где сформировалась Земля, должно быть больше, чем в поясе астероидов. Так ведь ничего подобного – все наоборот!.. Чертовщина какая-то.
Но если вспомнить догадку Хойла, которую доказал Ларин, то все сразу становится на свои места. У золота и платины высокий потенциал ионизации. От них трудно оторвать электрон, поэтому они дольше сохраняют электронейтральность. Соответственно, эти элементы может гораздо дальше протащить через прутья магнитных силовых линий. Их и протащило! Поэтому золота и платины в поясе астероидов (в метеоритах) больше, чем на Земле.
Ну сами посудите, что общего у тяжелой, металлической и очень легкоплавкой ртути с углеродом – неметаллическим, легким и тугоплавким? Это ж просто химические антагонисты какие-то!.. Ан нет! Есть у них одно общее! И это общее – потенциал ионизации первого электрона. Именно поэтому такие непохожие друг на друга ртуть и углерод оказались вместе, рядышком – между Марсом и Юпитером. Аналогичная ситуация с серой, осмием, бериллием, иридием. Их в метеоритах полно.
А чего в метеоритах мало? В метеоритах мало цезия, урана, рубидия, калия. Они легко ионизируются, легко тормозятся магнитным полем. Поэтому на Земле их больше, чем на Марсе. А на Меркурии их должно быть вообще немерено!