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

Суть в том, что в закрытой системе с увеличением температуры непременно должна увеличиваться энтропия. Но на фоне увеличения энтропии невозможно созидательное развитие системы в сторону все большей структурной упорядоченности. Наоборот, там, где энтропия растет, должны все более доминировать разрушение и хаос (или, если хотите, гомогенизация). Что же получается: либо Земля развивается вопреки законам термодинамики, либо наши представления об устройстве «нашей колыбели» далеки от действительности. И когда я спрашивал участников этой игры: какое «либо» они предпочитают, то получал «уклончивый ответ», как правило, немного не по теме, но с настоятельными рекомендациями пойти (сами знаете куда) со своими дурацкими вопросами.

Следует помнить, что энтропия является «экстенсивным параметром», она складывается и вычитается, как масса или объем (т.е. обладает свойством «аддитивности»). И чтобы энтропия системы уменьшалась (при нахождении температуры на определенном уровне или даже при некотором ее росте), нужно, чтобы эта система была открытой и широко обменивалась с окружающим пространством не только энергией, но и веществом. Тогда вещество, уходящее из системы, будет уносить долю массы и принадлежащую этой массе энтропию. В результате энтропия открытой системы может уменьшаться. Так устроены живые организмы, мы потребляем жиры, белки, углеводы, витамины с достаточно сложной структурой и низкой энтропией, а выделяем бесструктурные шлаки, воду, газы с высокой энтропией и за счет этого растем и совершенствуемся.

В рамках наших представлений Земля также является открытой системой. За всю свою историю из-за дегазации водорода она потеряла примерно половину атомов от общего исходного числа, при этом по массе похудела всего лишь на 3 % . Водород является прекрасным (и единственным) агентом на роль «похитителя» энтропии у планет земного типа. У него высокая теплоемкость, высокие скорости диффузии в металлах, и он один способен уходить от Земли в окружающее космическое пространство (утекать может также гелий, но его мало).

Таким образом, с точки зрения термодинамики наша модель Земли представляется более предпочтительной. Она разрешает Земле расти, развиваться и совершенствоваться, как это делают живые организмы. Но одновременно она же определяет и причину неизбежной «тектонической смерти» планеты в связи с исчерпанием запасов гидридов и водорода в ее недрах. Об этом мы поговорим несколько ниже.

15 . МАГНИТНОЕ ПОЛЕ ЗЕМЛИ.

Люди веками пользовались компасом и, естественно, задумывались о причинах существования магнитного поля планеты. Первоначально считалось, что Земля является постоянным магнитом. Но когда выяснилось, что уже на сравнительно небольшой глубине температура определенно превышает точку Кюри, Землю стали считать электромагнитом. Однако и эта идея не укрепилась, по-скольку была непонятна природа электродвижущих сил, способных поддерживать электрические токи в недрах планеты на протяжении всей истории ее существования. В XX веке было предложено много версий, из которых к настоящему времени общепринятой считается гипотеза динамо-эффекта в жидком железном ядре.

Геофизики полагают, что динамо-эффект обусловлен энергичными конвективными движениями в жидком проводящем железе. Считается, что в пользу гипотезы «динамо» свидетельствует «западный дрейф» основных структур геомагнитного поля со скоростью 20 км в год, которая на многие порядки выше скоростей тектонических движений твердого вещества Земли. И поскольку главные структурные неоднородности поля имеют глубинное происхождение, а ядро представляется жидким, то исследователи просто были вынуждены сделать именно такой вывод.

Однако эта версия плохо согласуется с представлениями о железном ядре и силикатной мантии. Если предположить тепловую природу конвекции, то непонятен источник тепла в железном ядре. Радиоактивные элементы избегают концентрироваться в железе. Весьма проблематично также предполагать продолжающийся до сих пор рост ядра, сопровождаемый выделением потенциальной энергии. В рамках традиционных представлений скорость опускания тяжелых фрагментов должна была бы регламентироваться вязкостью нижней мантии, а вязкость сильно зависит от температуры. Выделение потенциальной энергии в виде тепла уменьшает вязкость, и такой процесс образования ядра, единожды начавшись, пошел бы с ускорением и должен был быстро завершиться в далеком прошлом.