Окенический рифтогенез - Дубинин Е.П.
ISBN 5-89118-198-3
Скачать (прямая ссылка):
Разрешить все эти слившиеся воедино проблемы позволяет разработанная в России наиболее общая геологическая теория глобальной эволюции Земли [121]. Возникла эта теория за счет органиче-
ского слияния и дальнейшего совместного развития тектоники литосферных плит, современной космогонической концепции происхождения Земли и гидродинамической теории, описывающей конвективный массообмен в мантии.
Судя по составу и сравнительно небольшой массе атмосферы и гидросферы Земли, в сумме не превышающих 2,4-10“ массы планеты, Земля, как и другие планеты земной группы; формировались из вещества, почти полностью потерявшего все газовые составляющие (в земной атмосфере практически нет даже тяжелых первичных благородных газов), резко обедненного гидросиликатами, карбонатами, серой и ее соединениями и заметно обедненного щелочными и другими легкоплавкими металлами.
Расчеты B.C.Сафронова [109], одного из создателей современной теории планетообразования, показывают, что рост Земли продолжался около 100 миллионов лет и вначале происходил во все ускоряющемся режиме аккреции, но затем, в связи с исчерпанием запасов твердого вещества в околоземном рое планетезимапей протопланетного облака, вновь замедлился. Всего при аккреции Земли выделилось гигантское количество гравитационной энергии - около 23,3-1038 эрг. Этой энергии более чем достаточно не только для расплавления всего земного вещества, но и для его полного испарения при температуре выше 30 000° С. Однако большая часть этой энергии аккреции выделялась в самых приповерхностных частях растущей Протоземли и вновь терялась с ее тепловым излучением. Естественно, что потери тепла оказывались тем большими, чем медленнее происходил рост самой Земли.
Этот важный для нас результат показывает, что Земля в процессе ее роста не только разогревалась от ударов падавших на нее планетезималей, но успевала также и остывать, излучая через свою поверхность большую часть тепловой энергии аккреции. В результате за время роста Земли (около 10s лет) температура в ее недрах была ниже температуры плавления первичного недифференцированного земного вещества, а следовательно, и сама Земля в то время оставалась еще недифференцированной планетой, лишенной ядра и земной коры.
Большую роль в тектоническом развитии Земли и ее энергетическом балансе сыграло её гравитационное взаимодействие с Луной на самой ранней стадии развития планет около 4,5 млрд лет назад. В настоящее время приливное взаимодействие Земли с Луной из-за ее более близкого расположения к Земле приблизительно вдвое сильнее, чем с Солнцем. Для простоты рассмотрим влияние на Землю только одной Луны. Благодаря взаимному гравитационному притяжению планет в их телах возникают приливные деформации - вздутия или горбы. При этом у каждой планеты возникает два горба: один обращен к возмущающей ее “соседке”, а второй располагается с противоположной стороны (рис. 8.1). Причем такие возмущения в теле Земли возникают не только за счет “вздутия” океанов и
морей (за счет перетекания в их подлунные участки воды из соседних акваторий), но и в “твердой” Земле.
Рис. 8.1. Схема отклонения приливных горбов от направления на приливообразующее тело, по [1201
В связи с тем, что угловая скорость вращения современной Земли совершающей один оборот вокруг своей оси за 24 часа, существенно превышает орбитальную угловую скорость движения Луны, один оборот которой происходит за 27,32 сут = 655,7 ч, приливные горбы как бы “бегут” по земной поверхности вместе с видимым движением Луны по небосводу. Но вещество Земли, не является идеально упругим телом и обладает свойствами вязкой жидкости. Это приводит к тому, что деформации в приливных горбах не успевают рассасываться после прохождения ими точек кульминации с Луной и увлекаются земным вращением вперед, заметно опережая (примерно на 2,16°) движение самой Луны. При этом земному наблюдателю, наоборот, кажется, что максимальные приливы Земли всегда запаздывают и наступают на ее поверхности несколько позже момента кульминации Луны (см. рис. 8.1).
Дополнительные притяжения избыточных масс приливных горбов оказывают влияние на движение самих планет. Так, притяжения обоих приливных вздутий Земли создают пару сил, действующих как на саму Землю, так и на Луну. Однако влияние ближнего, обращенного к Луне вздутия несколько сильнее, чем дальнего. Абсолютные значения сил приливного взаимодействия между Луной и Землей сейчас малы, но, накапливаясь в течение длительного времени их воздействия, приводят к заметному торможению вращения Земли и, наоборот, к ускорению орбитального движения Луны и к ее удалению от Земли.
Для определения эволюции взаимных расположений Луны и Земли необходимо использовать законы небесной механики (третий закон Кеплера) и закон сохранения количества движения (импульса)
в системе, а также учитывать рассеиваемую в планетах энергию приливных деформаций. Приливные взаимодействия перераспределяют моменты количества движения между планетами, но при этом суммарный момент количества движения системы всегда остается неизменным. Эти же взаимодействия приводят также к “перекачке” энергии от одной из планет к другой, но в отличие от момента количества движения энергия вращательного движения в системе не сохраняется постоянной, поскольку она благодаря приливным деформациям постепенно переходит в тепло и рассеивается далее в космическом пространстве. В настоящее время вращательная энергия Земли передается Луне, благодаря чему, с одной стороны, происходит постепенное замедление осевого вращения нашей планеты, а с другой, - одновременное с этим отодвигание Луны от Земли.
