Яков Кац - Геологи изучают планеты

Таким образом, С. Григорьев отождествляет нашу Землю с огромным паровым котлом, тепловая энергия которого в 10 тыс. раз превосходит количество тепла, заключенного в геологических запасах различного топлива. Перед наукой и техникой поставлена серьезная задача — научиться извлекать из "дренажной оболочки" Земли тепло для нужд человечества в ближайшие годы.

Состав различных оболочек Земли теоретически может быть определен, если известны их плотность, температура и давление. Используя зависимость между перечисленными параметрами, ученые теоретически рассчитали, какими породами может быть сложена та или иная оболочка Земли. По минеральному составу Земля, таким образом, делится на три части: нижнюю, представляющую собой железное ядро, среднюю — оболочку, отвечающую мантии и сложенную силикатами ультраосновного состава, и верхнюю оболочку — литосферу, характеризующуюся разнообразным составом пород.

Таково современное состояние твердой Земли. Однако известно, что наша планета, как и другие планеты Солнечной системы, образовалась около 4 млрд. лет назад путем аккреции вещества газово-пылевого протопланетного облака. Первичное скопление материала, вероятно, происходило, при температурах, не превышающих 100° С, при которых могло идти образование некоторых магнезиальных силикатов, металлического железа и некоторых сульфидов железа. Основной путь образования планет заключался в дифференциации материала с образованием оболочек и ядра. Высокие температуры, известные в недрах Земли, могут быть объяснены распадом короткоживущих радиоактивных элементов и, возможно, тяжелой метеоритной бомбардировкой, характерной для всех планет земной группы. Установлено, что расслоение Земли на ядро и оболочки стало возможным после того, как температура ее отдельных частей достигла 1500° С, т. е. поднялась до точки плавления железа. Расплавленное тяжелое железо, скапливаясь по законам гравитации, образовало ядро, вокруг которого происходила концентрация пород мантии и литосферы. Естественно, что процесс образования планет из газово-пылевого облака был длительным. Длительность этого процесса зависит от массы и размеров планет. Поэтому становится понятным, что Земля, имеющая больший радиус, чем, скажем, Луна, Марс, Венера и Меркурий, обладает большими энергетическими ресурсами и продолжает свое геологическое развитие до настоящего времени.

Внутреннее строение Земли, Марса и Луны. 1 — континентальные области; 2 — океанические области; 3 — полярные зоны; 4 — ядро; 5 — мантия; 6 — кора

Луна, Марс, Венера и Меркурий свои энергетические ресурсы утратили и поэтому представляют собой геологически пассивные объекты. Этим выводом можно объяснить и то положение, что Земля и Луна, сформированные примерно на одном удалении от Солнца, согласно законам распределения вещества с одинаковыми магнитными свойствами — магнитной сепарации, должны иметь равные исходные концентрации элементов, в том числе и радиоактивных. Луна, в отличие от Земли, находясь в состоянии тектонического покоя, может расходовать радиоактивное тепло только на подогрев своего тела, в то время как на Земле оно является также и источником тектонических преобразований.

При построении модели Марса следует исходить из теоретических расчетов о конденсации протопланетного облака в зоне этой планеты в условиях, при которых часть железа замещалась серой, а магнезиальные силикаты обогащались железом в большем количестве, чем при образовании Земли и Венеры. Это обстоятельство может свидетельствовать о том, что ядро Марса слагается преимущественно сернистым железом; заметное количество железа присутствует и в его силикатных оболочках. По разработанной модели Марса его кора имеет толщину до 100 км, значительно обогащенную железом мантию — толщиной около 2500 км и небольшое ядро. Ядро Марса, по данным В. Н. Жаркова, составляет 7% полной массы планеты. Анализ гравитационного поля Марса и интерпретация полученной сейсмограммы позволили отметить распределение утонений и утолщений коры в зависимости от форм рельефа: более толстая кора соответствует возвышенностям, а более тонкая — понижениям. В среднем толщина коры под континентами Марса составляет 43-45 км, местами увеличиваясь до 80-100 км, а в пониженных участках — не превышает 10-30 км.

Меркурий имеет, вероятно, расплавленное железное ядро и силикатную оболочку. Температура на границе ядра и силикатной оболочки оценивается 2000° С.