Образование химических элементов в космических телах 1

Согласно теории Шмидта, образование спутников планет происходило в едином процессе с образованием самих планет. Мы уже говорили, что частицы первоначального облака собирались вместе, образуя сгущение различных размеров. Поэтому возле зародыша будущей планеты возникало множество сгущений, которые вращались вокруг него по эллиптическим орбитам. Многие из них сталкивались друг с другом и падали на планеты. Однако некоторые из них сохранялись, они присоединили к себе окружающие частицы пыли и более мелкие сгущения и в конце концов превратились в спутники планет. Некоторые ученые процесс образования спутников представляют себе несколько иначе. Известно, что под влиянием силы притяжения планет, особенно с большой массой, орбиты движения астероидов могут изменяться. При известных условиях может даже произойти захват астероида большой планетой, и тогда он превращается в ее спутника. Таким путем, однако, нельзя объяснить образование очень больших спутников, таких, как Луна. Образование же спутников малых размеров из астероидов, вообще говоря, вполне вероятно.

Возможен также и обратный процесс, в котором спутники планет, расположенные от них на самых далеких орбитах, отделяются от планеты и превращаются в астероиды.

Таковы в общих чертах современные гипотезы образования различных тел солнечной системы из газопылевой туманности. В ходе их эволюции происходит процесс, обратный созданию. За все время существования Солнечной системы, которое оценивается в 5–6 млрд, лет, происходит закономерный обратимый процесс разрушения астероидов и комет в более мелкие тела, например в метеориты, метеоры и, наконец, в пыль. Эта пыль, двигаясь в Солнечной системе, оседает на поверхности планет и крупных астероидов или уходит в межзвездное пространство и в определенных его частях снова собирается в туманность. Цикл эволюции вещества туманности таким образом замыкается.

4. Эволюция Земли

До настоящего времени у некоторых ученых еще существует мнение о том, что Земля первоначально представляла собой огненно-жидкий шар, при остывании которого образовалась земная кора с неровностями ее поверхности и другие оболочки Земли. Все существующие в настоящее время геологические данные о структуре Земли действительно свидетельствуют о том, что Земля в своем развитии прошла огненно-жидкую стадию; сейчас еще полностью не решен вопрос о времени протекания этой стадии. Однако многие факты противоречат предположению об образовании Земли из огненно-жидкой массы. К ним относится, например, химический состав атмосферы Земли, который, как было показано, резко отличается от состава атмосфер Солнца и других планет. По-видимому, наиболее правильной является широко распространенная сейчас гипотеза о том, что Земля образовалась из холодного вещества пылевой туманности.

В дальнейшем, по мере увеличения массы Земли за счет падения на ее поверхность пыли и мелких астероидов, согласно теории Шмидта, происходило постепенное повышение ее температуры. Источником тепла, по современным данным, считается в основном тепло, которое выделяется при распаде радиоактивных изотопов урана, тория и калия. Крупнейший советский радиохимик акад. В. Г. Хлопин еще в 1937 г. рассчитал распределение радиоактивных элементов в Земле и количество выделяемого ими тепла. Он пришел к выводу, что для объяснения теплового режима земной коры достаточно имеющегося количества радиоактивных элементов, которые содержатся в верхней оболочке Земли толщиной 90 см. Последующие расчеты, выполненные учеными, показали, что известное в настоящее время количество радиоактивных элементов в Земле действительно может обеспечить ее тепловой режим.

В начальный период существования Земли содержание радиоактивных элементов в ней было выше, чем в настоящее время. Примерные расчеты В. Г. Хлопина показали, что 2 млрд, лет назад радиоактивные элементы выделяли в два раза больше тепла, чем сейчас. Более поздние подсчеты Г. В. Войткевича и других свидетельствуют о том, что свыше 5 млрд, лет назад количество радиоактивного тепла, выделяемого радиоактивными элементами Земли, было настолько велико, что вся масса Земли могла находиться даже в газообразном состоянии. Кроме того, в силу неравномерности распределения веществ в пылевом облаке могли существовать области Земли, в которых концентрация радиоактивных элементов была значительно выше, чем в других областях. Вследствие этого могло произойти частичное расплавление некоторых областей Земли.

Нужно учесть и то обстоятельство, что к теплу от радиоактивного распада добавлялось тепло, выделяемое вследствие процессов дифференциации. Сущность их заключалась в следующем: при формировании