Образование химических элементов в космических телах 1 | страница 83



Таковы в общих чертах современные гипотезы образования различных тел солнечной системы из газопылевой туманности. В ходе их эволюции происходит процесс, обратный созданию. За все время существования Солнечной системы, которое оценивается в 5–6 млрд, лет, происходит закономерный обратимый процесс разрушения астероидов и комет в более мелкие тела, например в метеориты, метеоры и, наконец, в пыль. Эта пыль, двигаясь в Солнечной системе, оседает на поверхности планет и крупных астероидов или уходит в межзвездное пространство и в определенных его частях снова собирается в туманность. Цикл эволюции вещества туманности таким образом замыкается.

4. Эволюция Земли

До настоящего времени у некоторых ученых еще существует мнение о том, что Земля первоначально представляла собой огненно-жидкий шар, при остывании которого образовалась земная кора с неровностями ее поверхности и другие оболочки Земли. Все существующие в настоящее время геологические данные о структуре Земли действительно свидетельствуют о том, что Земля в своем развитии прошла огненно-жидкую стадию; сейчас еще полностью не решен вопрос о времени протекания этой стадии. Однако многие факты противоречат предположению об образовании Земли из огненно-жидкой массы. К ним относится, например, химический состав атмосферы Земли, который, как было показано, резко отличается от состава атмосфер Солнца и других планет. По-видимому, наиболее правильной является широко распространенная сейчас гипотеза о том, что Земля образовалась из холодного вещества пылевой туманности.

В дальнейшем, по мере увеличения массы Земли за счет падения на ее поверхность пыли и мелких астероидов, согласно теории Шмидта, происходило постепенное повышение ее температуры. Источником тепла, по современным данным, считается в основном тепло, которое выделяется при распаде радиоактивных изотопов урана, тория и калия. Крупнейший советский радиохимик акад. В. Г. Хлопин еще в 1937 г. рассчитал распределение радиоактивных элементов в Земле и количество выделяемого ими тепла. Он пришел к выводу, что для объяснения теплового режима земной коры достаточно имеющегося количества радиоактивных элементов, которые содержатся в верхней оболочке Земли толщиной 90 см. Последующие расчеты, выполненные учеными, показали, что известное в настоящее время количество радиоактивных элементов в Земле действительно может обеспечить ее тепловой режим.

В начальный период существования Земли содержание радиоактивных элементов в ней было выше, чем в настоящее время. Примерные расчеты В. Г. Хлопина показали, что 2 млрд, лет назад радиоактивные элементы выделяли в два раза больше тепла, чем сейчас. Более поздние подсчеты Г. В. Войткевича и других свидетельствуют о том, что свыше 5 млрд, лет назад количество радиоактивного тепла, выделяемого радиоактивными элементами Земли, было настолько велико, что вся масса Земли могла находиться даже в газообразном состоянии. Кроме того, в силу неравномерности распределения веществ в пылевом облаке могли существовать области Земли, в которых концентрация радиоактивных элементов была значительно выше, чем в других областях. Вследствие этого могло произойти частичное расплавление некоторых областей Земли.