Почему поверхность Земли твердая: история планеты
В геологической истории нашей планеты есть относительно недавние эпизоды, когда из внутриконтинентальных разломов вырывались мощные потоки расплавленных горных пород и заливали огромные территории.
Именно это и произошло в Сибири 251 млн лет назад — под слоем лавы оказалось больше 800 000 км². Совсем свежим примером может послужить Колумбийское плато на западе США, образовавшееся из-за извержений, которые продолжались в течение 11 млн лет и прекратились лишь 6 млн лет назад.
При всей своей разрушительности эти выбросы магмы все-таки прорывались лишь на отдельных участках земной суши. Однако могло случиться и так, что на поверхности планеты буквально не оказалось бы ни единого участка, которому периодически не грозили бы подобные катаклизмы. Столь печальная судьба могла постичь Землю, если бы она обладала более толстой корой.
Монолит
На Земле литосфера сформировалась уже после того, как планета подверглась массированной бомбардировке кометами и астероидами, которые принесли с собой много водяного льда, и потому оказалась насыщена скальными породами, имеющими в своем составе воду. Литосферная вода действует как смазка, облегчая перемещение тектонических плит. Однако события могли пойти и по другому пути: литосфера, застывшая в условиях водного дефицита, была бы много жестче. Более того, она оказалась бы практически монолитной, поскольку отсутствие водной смазки значительно затруднило бы горизонтальное передвижение тектонических плит или сделало его невозможным.
И толстый слой литосферы
Такая литосфера была бы и много толще. Данные палеогеологии подтверждают, что земная литосфера сохраняет единую толщину на протяжении миллиардов лет. Эта стабильность в основном проистекает из того, что восходящие из глубин астеносферы потоки магмы выходят на океанское дно сквозь стыки меж тектоническими плитами, а также прорываются из жерл действующих вулканов. На нашей воображаемой «альтернативной» планете тектонических плит нет вообще, а число вулканов очень мало. Поэтому магма просто охлаждается и твердеет у нижнего края литосферы, и та наращивает толщину год за годом и тысячелетие за тысячелетием.
Центральное отопление
Это обстоятельство самым существенным образом влияет на тепловой режим планеты. Глубинное тепло должно рассеиваться, этого требуют законы термодинамики. Конвективные потоки астеносферного вещества со временем изменяют и направление, и интенсивность. Если экстраполировать информацию, полученную при исследовании недр Земли и особенно Венеры (где нет тектонических плит), можно предположить, что такие потоки стабильны в течение миллионов и десятков миллионов лет, но вряд ли дольше. Поэтому они нагревают нижний слой литосферы хоть и постоянно, но неравномерно: на некоторые участки поступает больше тепла, на некоторые — меньше. В результате на планете возникают обширные территории, где литосфера нагревается так сильно, что на короткое время расплавляется полностью. Эти области становятся своего рода каналами, по которым глубинное тепло отводится на поверхность планеты, а оттуда в космическое пространство — происходит суперизвержение. Через какие-то сотни или тысячи лет лава остывает и кристаллизуется, и бывшая зона суперизвержения вновь обретает твердое каменное покрытие. Через 20, 30 или 50 млн лет этот район опять перегреется изнутри — и история повторится. Впрочем, не полностью — химический состав и структура скальных пород, по всей видимости, с каждым расплавом и отвердением будут все-таки изменяться.
Как устроена Земля На первых этапах своего формирования юная Земля была настолько горячей, что полностью состояла из расплавленного вещества. Самые тяжелые железо-никелевые породы постепенно погрузились к центру планеты и сформировали ее металлическое ядро. В то же время минералы, содержащие алюминий, кремний, кальций и прочие легкие элементы, переместились ближе к поверхности. Поэтому в земной коре меньше 5% железа, хотя на долю этого элемента приходится около трети массы планеты.
Толщина земной коры под океанским дном порой не составляет и десяти километров, в то время как под горными хребтами она превышает 50−60 километров. Кора и лежащий под ней верхний слой мантии образуют литосферу — твердую оболочку планеты. Современная литосфера состоит из шести огромных и ряда сравнительно небольших «кусков» — тектонических плит. Под литосферой на 300 километров вглубь простирается астеносфера, состоящая из сильно нагретых и посему пластичных минералов. Из-за переноса тепла от земных глубин к поверхности в астеносфере образуются конвективные течения, которые передвигают тектонические плиты. Между астеносферой и ядром расположена нижняя мантия, тоже очень горячая, но практически твердая, поскольку ее породы сжаты чудовищным давлением. На схеме: структура нашей планеты. Химическая — слева, физическая — справа.
Штормовое предупреждение
Конечно, периодическому расплавлению подвергнутся куски не только суши, но и океанского дна. На площадях в десятки и сотни тысяч квадратных километров закипит вода. Можно предположить, что значительная часть водяного пара достигнет океанской поверхности, вырвется в атмосферу и резко повысит ее влажность. Это повлияет на формирование многочисленных и очень интенсивных штормов и ураганов в атмосфере планеты. Погодные и климатические катастрофы будут следовать друг за другом с удручающим постоянством. По сравнению с ними нынешние «погодные аномалии» на нашей Земле не стоят даже серьезного упоминания.
Обсудить 0
