Образование химических элементов в космических телах 1

Земли из пылевого облака легкие и тяжелые вещества собирались хаотично, вперемешку. По мере повышения температуры и давления вещество Земли становилось пластичным. В этих условиях массы с большим удельным весом медленно перемещались вниз, а массы с низкой плотностью, наоборот, поднимались вверх. Таким путем образовались оболочки Земли. Однако процесс дифференциации их еще полностью не закончился даже в настоящее время. Согласно гипотезе Шмидта, постепенное перемещение тяжелых масс внутрь Земли является одной из причин ее эволюции, которая происходила на протяжении всего существования земного шара и будет длиться, по-видимому, еще очень долго.

Мы уже указывали, что газ, входящий в состав облака, из которого образовались тела Солнечной системы, концентрировался в далеких от Солнца областях. Поэтому холодное вещество Земли не удержало газов, которые не были химически с ним связаны, и Земля вначале после своего образования не имела атмосферы. Мысль об этом впервые высказал Г. Броун. По мнению акад. А. П. Виноградова, атмосфера Земли появилась на последующих стадиях ее истории. Во время выплавления легкоплавкой фракции и продвижения ее на поверхность Земли происходил процесс освобождения легколетучих соединений из более глубоких пород и их дегазации на поверхность. Таким путем Земля сама создавала свою атмосферу. Эта идея находится в согласии с установленным фактом низкого содержания инертных газов — неона, аргона, ксенона и криптона в атмосфере Земли, в то время как средняя космическая распространенность этих элементов весьма значительна. Так, для аргона и неона она примерно равна распространенности кислорода (см. рис. 29).

Ход развития других планет земной группы, по-видимому, такой же, как и у Земли. Планеты-гиганты, содержащие в своем составе относительно малое количество тяжелых элементов, а следовательно, и радиоактивных элементов, вряд ли развивались подобным образом. По-видимому, эволюция в них протекает крайне медлено, и они мало изменились со времени своего образования. Следует отметить, что эволюции Земли и других соседних планет, безусловно, способствовало тепло, получаемое от Солнца.

5. Обмен веществом между космическими телами

На вопрос о том, изменяется ли химический состав Земли во времени, можно ответить только положительно. Состав Земли в целом, а также состав земной коры непрерывно меняется. Это обусловлено обменом вещества Земли с космосом и обменом между различными оболочками самой Земли. Земля с самого начала своего существования обменивается с космосом лучистой энергией. Она получает от Солнца энергию в количестве 1,8 л. с., или около 1 · 10¹⁰ эрг/сек, на 1 м², что составляет меньше двух миллиардных долей всей излучаемой им энергии. Земля тоже испускает тепло в космическое пространство. Эта потеря тепла составляет 1,9 · 10²⁷ эрг/год. В настоящее время Земля находится, по-видимому, в тепловом равновесии, т. е. тепловой режим ее постоянен: она получает столько же энергии от Солнца, сколько ее теряет.

Интенсивность испускания солнечной энергии непостоянна во времени. Она значительно увеличивается в период интенсивного протекания ядерных процессов на поверхности Солнца. В эти годы обычно усиливается яркость полярных сияний, которые объясняются наличием в верхних слоях атмосферы Земли ядер водорода.

Вспышки на Солнце вызывают магнитные бури на Земле, а также значительные нарушения в нормальном распространении радиоволн.

По мнению многих советских и зарубежных ученых, через верхние слои атмосферы Солнце «управляет» земной погодой и климатом. Известно, что в основе всех погодо-климатических условий на Земле лежит циркуляция огромных воздушных масс между тропиками, сильно нагревающимися солнечными лучами, и холодными полярными шапками Земли. Нерегулярность солнечного излучения, естественно, может вызвать нарушения в таком воздухообмене, а следовательно, и в погоде на Земле. Еще двадцать лет назад в Пулковской обсерватории было установлено, что холодная весна, как правило, наблюдается в годы, следующие за годами с максимальной солнечной активностью. Затяжная и холодная весна 1960 г. — неплохое подтверждение этой закономерности, ибо максимум солнечной активности был отмечен в середине 1958 г. В эти годы изменялась погода и летом. Наблюдалась частая и резкая смена сильной жары и холодной дождливой погоды.