Гипотезы о формировании оболочек Земли
С того времени, когда завершилось формирование Земли, то есть около 4,6 миллиарда лет назад, начался ее быстрый радиоактивный нагрев. Он был вызван распадом быстровымирающих изотопов типа Ри244 и Cm247 (возможно, также Al26 и Be10) и распадом ныне сохранившихся изотопов U238, U235, Th232 и К40, которых в ту далекую эпоху было больше, чем сейчас.
В результате радиоактивного нагрева температура Земли стала быстро повышаться, и началось плавление металла. Плавление происходило преимущественно в верхних частях планеты, поскольку в центральных частях высокое давление повышало температуру плавления. В первую очередь плавилось железо, затем силикаты. Возник расплавленный пояс жидкого железа. Но более легкий силикатный материал должен был всплыть вверх. Положение тяжелого жидкого железного пояса в верхних частях Земли было неустойчивым, и, как полагает В. Эльзассер, даже незначительное утолщение этого пояса в каком-либо одном месте, например, под влиянием приливного воздействия Луны, могло вызвать образование, прогиба (на рисунке положение А), а затем рост гигантской «капли» (положение Б), которая опустилась к центру в каком-то из полушарий, образовав металлическое ядро планеты. При этом более легкие вещества — вязкие силикатные массы — были вытеснены в противоположное полушарие, они образовали первичную мантию Земли. Из этой массы в результате зонной плавки, хорошо изученной А. П. Виноградовым и его сотрудниками на материале хондритовых метеоритов, выделились наиболее легкоплавкие вещества — наиболее типичные элементы земной коры. Большая часть силикатов образовала мощную мантию планеты, а продукты ее выплавления привели к образова-нию алюмосиликатной коры, первичного океана и первичной атмосферы. С появлением жизни на Земле первичная атмосфера изменилась до неузнаваемости и приобрела азотно-кислородный состав с примесью преимущественно радиогенного аргона. На Земле значительные массы С02 вошли в состав карбонатных осадочных пород. Углерод атмосферы в результате фотосинтеза зеленых растений сосредоточился также в углях, нефтях, горючих сланцах и рассеянном органическом веществе.
При рассмотренных выше процессах дифференциация Земли носила асимметричный характер, и это в конце концов проявилось в неодинаковой толщине и составе земной коры в области океанического и материкового полушарий. Не исключена возможность, что именно в. районе Тихого океана произошло в далеком прошлом опускание железных масс к центру. Противоположное полушарие, в котором происходил подъем и дифференциация силикатных масс, оказалось в верхних горизонтах обогащенным кремнекислотой Si02. На нем впоследствии выросли материки.
Мы рассмотрели один из вероятных вариантов формирования ядра Земли. Однако нельзя полностью исключить и другие пути. Например, ядро могло возникнуть при сгущении первичного протопланетного материала, в котором преобладало железо, а на последних этапах аккумуляции произошло поступление преимущественно силикатной фракции, образовавшей первичную мантию.
Можно предположить, что зонарное строение и состав Земли, а также асимметричный характер ее верхней части возникли в результате комбинации первого и второго рассмотренных выше процессов. Так, основная масса ядра могла возникнуть в период формирования самой Земли за счет аккумуляции металлических частиц, а дальнейшее выплавление железных масс, образование пояса в верхних частях Земли и затем его опускание могло быть дополнительным процессом, хорошо объясняющим асимметричный лик нашей планеты.
