Масса Земли в прошлом была значительно выше. Это утверждение доказываются следующими логическими выводами. Во-первых, часть массы Земли потеряна на образование Луны (73,5 · 10 21 кг вещества). Во-вторых, разогревание планеты способствовало выделению в атмосферу огромного количества водорода, который вошел в состав планеты в момент ее образования из планетарной кольцевидной туманности Солнца, состоящей на 90% из водорода. Огромная масса водорода (около 10 масс Земли) была выделена из литосферы в атмосферу, а потом диффузно рассеялась по космическому пространству. В-третьих, масса Земли терялась раньше и теряется сейчас по причине постоянного рассеивания (диссипации) атмосферных газов в межпланетное пространство. От этого Земля теряет в год сотни тысяч тонн своей массы. (Читайте § 48). Следовательно, 5 миллиардов лет назад масса Земли была в десятки раз больше сегодняшней массы (сегодня масса равняется 6 ?10 24 килограмм).
4. Тяжелые элементы (металлы) содержатся только в коре планеты. Сейчас будет описан процесс, благодаря которому происходит образование полезных ископаемых не только на Земле, но и на поверхности всех остальных планет Вселенной. Минеральные полезные ископаемые в некоторых местах коры находятся в концентрированном виде. Например, если в обычной горной породе железа по весу содержится не более 0,03%, то в железной руде - до 30%. По какой причине в данном месте коры планеты произошел процесс концентрации какого-то металла? Почему минеральные полезные ископаемые содержатся только в коре планеты, и их нет в мантии и ядре?
Вулканические извержения выбрасывают лаву из ядра Земли, состоящую только из легких элементов таблицы Менделеева - H, N, C, O, S, P, Si, Al. В составе вулканической лавы, исходящей из центра Земли, нет ни одного элемента тяжелее кальция (номер элемента 20). Нет ни железа (№ 26), ни меди (№ 29), ни олова (№ 50) и так далее. Этот факт убеждает учёных в том, что ядро Земли состоит из лёгких элементов с порядковыми номерами в таблице Менделеева от 1 до 20. Механизм концентрации металлических и полиметаллических руд в коре Земли следующий. По традиционным законам физики, тяжелые химические элементы (железо, кобальт, никель, медь, серебро, вольфрам и др.) должны под действием силы тяжести опуститься к центру жидкой расплавленной планеты и вытеснить оттуда легкие элементы (водород, гелий, серу, фосфор, кремний и т. д.). Закон распределения различных по удельному весу пород «тяжёлые тонут вниз, а лёгкие плавают на поверхности» справедлив для среды, где давление окружающего вещества не превышает 100 атмосфер, а температура не выше 300 ? C. Есть даже гипотеза о существовании жидкого железного ядра Земли. Но эта гипотеза явно ошибочна.
Однако в той среде, где давление вещества составляет десятки тысяч атмосфер, а температура - десятки тысяч градусов, распределение вещества меняется на противоположное: лёгкие и мелкие атомы «вдавливаются» в центр планеты, а крупные и тяжёлые атомы плавают на их поверхности. Почему произошло парадоксальное расположение элементов в недрах Земли: легкие элементы заполняли ядро планет, а тяжелые элементы располагаются «наверху», в их коре? Да, тяжелые металлы действительно «утонули бы» к центру Земли, заполнили бы ядро планеты, если бы не колоссальное давление пород на глубине ниже 5 километров на огромные по величине атомы и ионы тяжелых металлов. Мысленно заглянем в недра Земли, возраст которой составлял 0 миллиардов лет. Земля полностью состояла из расплавленного вещества. При температуре 50000 ° легкие элементы, от водорода-1 до хлора-17, теряют все свои электроны и превращаются в «голые ядра» атомов. Хорошо известно, что размер ядер атомов 10 ? 13 см, а объем - 10 ? 39 см 3. Все элементы от калия - 19 до курчатовия -104 при той же температуре теряют 5 - 10 электронов, оставив вращаться вокруг ядра только нескольких из них. Все тяжелые элементы сильнее притягивают свои электроны к ядру, и для потери всех электронов им требуется ещё более высокая температура. Точно установлено, что средние размеры ионов тяжелых элементов составляют 10 ? 10 см, а их объемы - 10 ? 30 см 3. Следовательно, в недрах планет, где давление превышает сотни тысяч атмосфер, легкие элементы занимают объем в миллиард раз меньший (10 ? 39 см 3), чем тяжелые элементы (10 ? 30 см 3). Под действием высокого давления ионы тяжелых элементов, которые обладают в миллионы раз большими объемами, «выдавливаются» на поверхность планеты, как пенопластовые поплавки для рыбалки из воды. При помощи механического и теплового перемещения расплавленного вещества в объеме всей планеты, по истечении нескольких миллионов лет, ионы тяжелых элементов попадали из центра на её поверхность. Однако «утонуть» назад к центру планеты огромные по размеру ионы тяжёлых металлов не могли, так как этому препятствовала плотная «броня» крохотных ядер легких элементов (как и поплавок из пенопласта не может опуститься на дно реки). Ионы тяжелых элементов вынуждены были «плавать» на самой поверхности расплавленной планеты. После охлаждения планеты и кристаллизации поверхностных пород ионы превратились в атомы, а поэтому навечно остались в составе самой периферической оболочки литосферы - в коре планеты. Итак, главную роль в порядке расположения элементов внутри тела планеты играет не его удельный вес (количество граммов в кубическом сантиметре данного вещества), а объём его ионов и атомов.
Явление «выдавливания огромных ионов тяжёлых элементов на поверхность планеты» происходили на Земле 6 - 7 миллиардов лет назад, когда Земля находилась в жидком, расплавленном состоянии. Охлаждение и кристаллизация коры планеты навсегда закрепили тяжелые элементы на её поверхности. Вот почему кора Земли содержит залежи металлических руд, а мантия и ядро не содержат в своем составе металлов.
Эксперимент по разделению больших и малых по объему тел (крупных и мелких ионов) может быть поставлен с речным песком (сухим) и небольшими камнями. Если перемешать их в тазу, а потом начать несильными движениями подкидывать содержимое таза, имитируя хаотическое тепловое движение атомов, то через некоторое время крупные камни окажутся на поверхности, а мелкий речной песок будет лежать на дне таза.
В период радиоактивного разогрева произошло химическое перераспределение элементов в литосфере. В раскаленном жидком веществе легкие элементы, ионы которых меньшие по объему, заняли ядро планеты, а тяжелые элементы, ионы которых занимают большой объем, находились и находятся до сих пор на поверхности планеты, в ее коре. Такое распределение элементов характерно для всех планет. ВЫВОД. Учитывая описанную закономерность разделения легких и тяжелых элементов, можно утверждать, что на всех планетах Вселенной полезные ископаемые, содержащие металлы, жизненно необходимые для цивилизации, располагаются на поверхности планет.
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 129 130 131 132 133 134 135 136 137 138 139 140 141 142 143 144 145 146 147 148 149 150 151 152 153 154 155 156 157 158 159 160 161 162 163 164 165 166 167 168 169 170 171 172 173 174 175 176 177 178 179 180 181 182 183 184 185 186 187 188 189 190 191 192 193 194 195 196 197 198 199 200 201 202 203 204 205 206 207 208 209 210 211 212 213 214 215 216 217 218 219 220 221 222 223 224 225 226 227 228 229 230 231 232 233 234 235 236 237 238 239 240 241 242 243 244 245 246 247 248 249 250 251 252 253 254 255 256 257 258 259 260 261 262 263 264 265 266 267 268 269 270 271 272 273 274 275 276 277 278 279 280 281 282 283 284 285 286 287 288 289 290 291 292 293 294 295 296 297 298 299 300 301 302 303 304 305 306 307 308 309 310 311 312 313 314 315 316 317 318 319 320 321 322 323 324 325 326 327 328 329 330 331 332 333 334 335 336 337 338 339 340 341 342 343 344 345 346 347 348 349 350 351 352 353 354 355 356 357 358