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

Теперь о плотности. Кремний при давлении в 500 кбар уплотняется в два раза (см, рис. 10), и, следовательно, его плотность на глубине 1250 км должна быть равной 4,66 г/см³. Плотность мантии на этой же глубине (по модели Буллена) достигает 4,67 г/см³. Согласитесь, совпадение более чем удовлетворительное. Однако кремний не является преобладающей по объему фазой, и мы не знаем характера уплотнения фазы Mg₂Si (главной по распространенности). Известно лишь, что при давлениях порядка 60 кбар она претерпевает переход типа «полупроводник → металл», и ее металлизированная модификация оказалась устойчивой при комнатных температуре и давлении, и в этих (комнатных) условиях она имеет плотность 2,35 г/см³. Плотность кремния при этих параметрах 2,33 г/см³, и остается только надеяться, что фаза Mg₂Si с набором давления уплотняется так же, как кремний. Для фазы FeSi данных по сжимаемости также нет, ее плотность в обычных условиях равна ≈ 5,20 г/см³. Любопытно отметить: расчет плотности вещества, состоящего из фаз: Mg₂Si + Si + FeSi (взятых в пропорции — 6:3:1), показывает величину — 2,64 г/см³, что соответствует плотности гранито-гнейсов верхних горизонтов континентальной коры. Следовательно, если языки силицидов проникли кое-где на континентах близко к поверхности планеты, то это не должно сопровождаться резкими аномалиями в гравитационном поле.

Как видите, дорогие физики-экспериментаторы, для вас есть работа.

7.2. Астеносфера.

В рамках предлагаемой концепции астеносферный слой является непременным следствием строения и развития планеты. Выше было показано, что на ранних этапах развития изначально гидридной Земли сформировалась литосфера, как внешняя оболочка планеты, представленная силикатами и окислами. И сформировалась она в результате очистки металлосферы от кислорода в связи с «продувкой» водорода, который истекал (и до сих пор истекает периодически) от ядра планеты при разложении гидридов. Скорость диффузии водорода в металлах на 6–7 порядков выше, чем в силикатах и окислах. Это означает, что сформировавшаяся литосфера должна стать барьером на пути водорода наружу, и он должен образовывать скопления в верхних горизонтах металлосферы, непосредственно под литосферой.

Теперь мы знаем о водородной пластичности металлов. Отсюда способность астеносферы к вязкопластичному течению, приводящему к изостатическому выравниванию. С этим же связано понижение скоростей прохождения сейсмических волн. Совершенно очевидно, что наша астеносфера не нуждается в «сложных играх» с геотермическими градиентами и, вообще, наша астеносфера может быть «холодной», т.е. она может быть и при температурах, далеких от температуры плавления. И еще, наша астеносфера не может быть разуплотненной, наоборот, если она появилась, то должна иметь тенденцию к уплотнению. Интересно, могут ли геофизики обнаружить эту тенденцию? Таким образом, в рамках нашей концепции силикатно-окисная оболочка кончается там, где начинается астеносфера, положение которой маркирует кровлю металлосферы.

Термин «мантия» очень плотно укоренился в науках о Земле и означает все то, что располагается ниже коры и вплоть до ядра планеты. Однако в рамках наших построений этот термин становится несколько неудобным, поскольку в нем объединяются различные по составу геосферы — подкоровая часть силикатной литосферы и металлосфера. Поэтому в дальнейшем, где это будет нужно, я буду применять термин «мантия» с уточняющими прилагательными «литосферная» и (или) «металлосферная».

8 . РАСШИРЕНИЕ ПЛАНЕТЫ.

8.1. Масштабы расширения.

Надеюсь, все уже поняли, что развитие изначально гидридной Земли непременно должно сопровождаться существенным расширением планеты. Но как определить возможные масштабы этого процесса? Напомню, в изначально гидридной Земле металло-сфера образовалась в связи с разложением гидридов и дегазацией водорода. Казалось бы, чего проще, мы знаем плотность гидридов во внутреннем ядре, это примерно 12,3 г/см³, и знаем плотность дегазированной металлосферы, на границе с ядром это порядка 5,5 г/см³. Делим первое на второе и получаем разуплотнение в 2,24 раза. Увеличение объема в два с лишним раза — много это или мало? Если впервые сталкиваешься с мыслью о реальности расширения планеты, то это кажется много, если же догадываешься о возможном диапазоне уплотнения металлов в виде ионных гидридов, то «два с лишним» представляется недостаточным.