Наша Земля (происхождение, состав, строение и развитие изначально гидридной Земли)

Теперь можно зримо представить, как протекала магнитная сепарация элементов по их потенциалам ионизации, которая и предопределила составы тел планетной системы. Во время формирования протопланетного диска вещество проходило через своеобразный магнитный сепаратор. Ионизированные частицы (с низкими потенциалами ионизации) захватывались магнитным полем и оставались в околосолнечном (околопротосолнечном) пространстве, в зоне формирования Земли (рис.3), тогда как элементы с высокими потенциалами ионизации проходили без задержки и оказались в более удаленной от Солнца зоне. Поэтому относительное содержание, например, углерода на Земле в тысячи раз меньше, чем на Солнце, его атомы, будучи преимущественно нейтральными, проскочили мимо зоны Земли. Пояс астероидов отстоит от Солнца в три раза дальше зоны формирования Земли. И сразу становится понятным, почему в метеоритах много (по земным меркам) того же углерода, а также серы, золота, платиноидов, ртути, бериллия, — у этих элементов высокие потенциалы ионизации, и они слабо задерживались магнитным сепаратором (рис.4). Вместе с тем, в метеоритах мало цезия, урана, калия, рубидия, которые легко ионизируются. Эти последние в своей основной массе не смогли просочиться сквозь магнитный сепаратор и были остановлены в зоне планет земного типа. Наконец, Земля и Луна находятся на одном расстоянии от Солнца, и магнитный сепаратор сработал для них (рис.5) одинаковым образом (по всей видимости, они являются «двойной планетой» и их разделение произошло из-за быстрого вращения протопланетной сферы, набранного на стадии сбора протопланетных глобул).

Теперь мы подошли к самому главному, к определению исходного состава Земли, и здесь нам помогут два обстоятельства.

Первое: состав Солнца за всю историю своего существования в виде Звезды сравнительно мало изменился: уменьшилось содержание водорода, добавилось гелия, частично выгорели в термоядерном синтезе литий и бериллий. Баланс остальных элементов остался практически неизмененным. Следовательно, по составу современного Солнца можно судить о составе протовещества, некогда сброшенного с Протосолнца при формировании протопланетного диска.

Второе обстоятельство: нам крупно повезло в том, что внешняя геосфера Земли, состав которой мы приняли к рассмотрению, сохранила различимый отпечаток исходного состава планеты, в противном случае мы не смогли бы обнаружить закономерность, которая, однако, проявилась (рис. 3, 4, 5). По этому отпечатку (рис.3) мы можем провести (и достаточно определенно) тренд изначального положения элементов на графике, которое у них было до того, как включились земные геологические процессы и элементы стали «погуливать» согласно своим геохимическим наклонностям.

Итак, мы: 1) узнали состав того вещества, которое при формировании протопланетного диска проходило через магнитный сепаратор; 2) выявили тренд, по которому можно определить, в какой мере тот или иной элемент задерживался магнитным полем. Нам оставалось лишь взять перо и выписать тот изначальный состав, из которого формировалась планета Земля, что и было сделано (см. таблицу № 1).

Однако к этой таблице все же следует сделать некоторые пояснения. На графике (рис.3) мы видим «кислородную аномалию». Это означает, что кислорода во внешней геосфере (которую мы приняли к рассмотрению) в десятки раз больше того, что должна была определить магнитная сепарация, согласно его потенциалу ионизации (13,6 В). Обсудим возможные причины появления этой аномалии. Можно предположить, что кислород как химически активный элемент, был связан в химические соединения, потенциалы ионизации которых были существенно ниже 13,6 В, где-то около 9—10 вольт, и тогда это самое «в десятки раз больше» было бы для кислорода нормой. Но оказывается, что никаких химических соединений на стадии магнитной сепарации не было и быть не могло.

Снова обратимся к рис. 3. Мы видим характерный излом тренда: в области до 8 В он идет горизонтально, но при больших значениях потенциалов ионизации круто поворачивает вниз и вправо. Этот излом тренда в области 8 вольт позволяет определить, что энергетический уровень (или уровень интенсивности) ионизирующего излучения был равен примерно 8 эВ. Все элементы, у которых энергия ионизации равна или меньше этого уровня, были ионизированы практически полностью. Если мы переведем эти электрон-вольты в привычную для термодинамики размерность — джоули на моль, то получим 772000 Дж/моль или 772 кДж/моль*.

* Для этого 8 эВ следует умножить на «постоянную Авогадро» (6,022045 · 10²³моль^-1) и разделить на 6,24 · 10¹⁸эВ/Дж (это число электрон-вольт в одном джоуле).