Научная электронная библиотека

Монографии, изданные в издательстве Российской Академии Естествознания

Дифференциация земного вещества по плотности с формированием ядра, мантии и земной коры

Общепринято, по вещество каменной оболочки разделилось по плотности. Вниз опустились тяжелые химические элементы, сформировав железо-никелевое ядро. Верхняя граница его находится на глубине 2900 км от дневной поверхности. На поверхности Земли таково расстояние от Москвы до Новосибирска.

Промежуточное положение занимает мантия, т. е. покрывало ядра. Сложена она силикатами магния и железа. На самом верху расположена верхняя оболочка – земная кора. На материках она имеет двухслойное строение: нижний слой базальтовый, а верхний гранитный. Под дном океанов гранитный слой отсутствует.

Первоначально принималось, что дифференциация земного вещества произошла, когда земной шар был в расплавленном состоянии. Вниз опустились тяжелые вещества, давшие ядро, вверх всплыли легкие, сформировавшие земную кору. Промежуточное положение занимает мантия.

Но к началу XX в. наличие атмосферы, гидросферы и биосферы обязало отказаться от идеи первично расплавленного земного шара, в противном случае легкие химические элементы: водород, азот, кислород, не были бы удержаны Землей и улетели бы в Космос. Нужно были признать, что оснований для выделения ядра, мантии и земной коры изначально не было. Но придуманная картина глубинного строения из ядра, мантии и земной коры была настолько красивой, что отнести ее к исторической справке и ложной по сути люди не могли.

Выход был найден следующим. Да, Земля образовалась из холодного обломочного космического материала. Но затем тепло от распада радиоактивных изотопов урана, тория, калия и других элементов вызвало расплавление земного вещества, а с ним и дифференциацию его по плотности до ядра, мантии и земной коры. Хотя какая разница: разогрев был первичным или вторичным. Наша планета не имела бы атмосферы, гидросферы и биосферы.

Между тем, нет ни одного факта, свидетельствующего о прошедшей дифференциации земного вещества по плотности.

1. Ядро принимается железо-никелевым (с учетом состава железных метеоритов), потому что вниз опустились тяжелые железо и никель. Плотность (в г/см³) железа – 7,87, а никеля – 8,9. А есть металлы, распространенные в самородном виде, не в соединении с другими химическим элементами, тяжелее железа и никеля? Конечно! Это платина – 21,45, золото – 19,32, ртуть – 13,6 и др. Где бы находились эти самородные металлы? В ядре, и отсутствовали бы на поверхности литосферы. Но месторождения платины, золота, ртути встречаются на поверхности каменной оболочки с выклиниванием на глубину. О разделении земного вещества по плотности с погружением его тяжелой части рассказывают в школе учителя, в вузе преподаватели с золотыми кольцами на пальцах, серьгах в ушах. А еще имеются цепочки, браслеты, броши и прочее. Но ведь этого ничего не должно было быть, если бы прошла дифференциация земного вещества по плотности.

2. Если бы железо опустилось вниз и образовало ядро, то не было бы месторождений железа на поверхности. В любом случае, содержание оксида железа в веществе литосферы с глубиной должно было бы увеличиваться. Проверим, как ли это. Для этого выясним, в каком порядке в литосфере залегают горные породы и сколько в них содержится оксидов железа.

 На поверхности каменной оболочки образуются и находятся базальты – продукты остывания излившейся из вулканов лавы. Саму поверхность слагают глины, в меньшем количестве пески. На глубине формируются граниты.

Содержание оксидов железа (Fe₂O₃+FeO) в базальте – 4,22+6,80, в глине – 6,70, в граните – 1,54+1,58. Отчетливо видно, что содержание оксидов железа с глубиной уменьшается, а не увеличивается.

3. Считается само собой разумеющим, что плотность вещества каменной оболочки земного шара с глубиной увеличивается. Вызвано это тем, что вышележащие слои сдавливают вещество нижележащий слоев, расстояние между атомами в нем уменьшаются, а плотность его возрастает.

Однако, плотность базальта – 3,10, глины – 2,90, гранита – 2,65. Делаем вывод: с глубиной в наблюдаемой части литосферы плотность горных пород уменьшается. Вызвано это тем, что с глубиной происходит многократная перекристаллизация вещества литосферы: мелкокристаллические сланцы сменяются среднекристаллическими гнейсами, а те – крупнокристаллическими гранитами. При перекристаллизации вещество освобождается от примесей, какими для минералов-силикатов служат катионы металлов. Металлы, в основном, тяжелее остающегося в веществе при перекристаллизации кремния (оксида кремния), поэтому удаление вверх металлов и приводит к уменьшению плотности вещества с глубиной.

Таким образом, представление о прошедшей дифференциации земного вещества по плотности с формированием ядра, мантии и земной коры является симулякром. Ноотик – плотность горных пород в наблюдаемой части каменной оболочки уменьшается, так как при перекристаллизации его с увеличением размера кристаллов вверх удаляются металлы, оставляя на глубине легкий оксид кремния.