: : Итак я правильно понял, что одного ответа на вопрос почему греет земля нет ?
Общепризнано, что Земля была разогрета на ранних стадиях, что позволило ей дифференцироваться на ядро и мантию. Событие дифференциации произошло примерно 30 млн лет после образования Солнечной системы [Kleine T., Munker C., Mezger K., Palme H. Rapid accretion and early core formation on asteroids and the terrestrial planets from Hf-W chronometry // Nature. 2002. V. 418. P. 952-955. и Yin Q., Jacobsen S.B., Yamashita K., Blichert-Toff J., Telouk P., Albarede F. A short timescale for terrestrial planet formation from Hf-W chronometry of meteorites // Nature. 2002. V. 418. P. 949-951.]. Разогрев, по видимому, происходил в результате выделения энергии при аккреции планетозималей. Последнее крупное столкновение, способное к переплавлению большой порции мантии Земли, и в результате которого образовалась Луна, произошло также 30 млн лет после формирования Солнечной системы (см. те же ссылки).
После этого, на Земле был только один основной источник тепла - радиоактивность. Радиоактивные элементы - К, Th и U - преимущественно распределены в коре (т.е. в верхних 30-40 км). Примерно 4-2.5 млрд лет назад на Земле существовали условия, благоприятные для действия природных ядерных реакторов [Шуколюков Ю.А., Мешик А.П. // Геохимия. 1995, ? 8. С. 1072-1093.]. В этом интервале времени было уже много урана в коре и было еще достаточно много U-235. Однако, на сегодня известен только один природный ядерный реактор в Окло, действовавший примерно 2 млрд лет назад. Таким образом, основной источник тепла связан с радиоактивным распадом изотопов урана, тория и калия. В мантии и в ядре этих элементов мало. По этому считается, что мантия и ядро только пассивно остывают. Однако, есть некоторые нюансы. В результате субдукции коровый материал, обогащенный радиоактивными элементами, попадает в мантию Земли. Т.е. в мантии Земли могут существовать участки, для которых радиоактивный разогрев существенен [Hofmann, A.W., and White, W.M., 1982, Mantle plumes from ancient oceanic crust: Earth and Planetary Science Letters, v. 57, p. 421-436. и Балышев С.В., Иванов А.В. Низкоплотностные аномалии в мантии: всплывающие плюмы и/или разогретые погребенные литосферные плиты? // Доклады АН, 2001, т. 380, ? 4, с. 523-527.]. Кроме, того, недавно было показано экспериментально, что калий мог фракционировать в ядро [Murthy V.R., van Westrenen W., Fei Y. Experimental evidence that potassium is a substantial radioactive heat source in planetary cores // Nature, 2003, v 423, pp. 163-165.]. Т.е. некоторый источник радиоактивного тепла может быть и в ядре.
Суммируя: Изначально разогретая Земля остывает, но это остывание частично компенсируется радиоактивным разогревом. Интенсивность радиоактивного разогрева также снижается во времени, так каксокращается кол-во радиоактивных эл-тов.
Про гелий. Есть два изотопа гелия. Практически весь гелий-4 - является продуктом распада тория и урана. Т.е. гелий-4 накапливается со временем. Это накопление компенсируется потерями гелия из коры в атмосферу, а из атмосферы в космическое пространство. Гелий-3 в Земле имеет два "источника". Первый, это первично захваченный гелий-3 при аккреции. Традиционно считалось, что в нижней мантии существует недегазированный резервуар. Однако, эта традиционная интерпретация похоже является ошибочной [Meibom, A., Anderson, D.L., Sleep, N.H., Frei, R., Chamberlain, C.P., Hren, M.T. and Wooden J.L., 2003, Are high 3He/4He ratios in oceanic basalts an indicator of deep-mantle plume components? // Earth and Planetary Science Letters, v. 208, p. 197-204. см. также Helium fundamentals на www.mantleplumes.org]. Нет данных о существовании такого резервуара. Второй источник - это космогенный гелий-3, образующийся все время. В мантию Земли этот космогенный гелий также попадает в результате субдуцирования коры.
Относительно модели химического состава Земли. Хондритовая модель удовлетворительно объясняет наблюденные факты и является, практически, общепризнанной [McDonough W.F. and Sun S.-S. The composition of the Earth // Chemical Geology, 1995, v. 120, p. 223-253. ]. В этой модели первичный состав наиболее близок Cl хондриту.
Энстатитовая модель - это тоже хондритовая модель, но в ней первичный состав принимается близким к энстатитовому хондриту. ИМХО, эта модель была притянута за уши, для подтверждения гипотезы существования ядерного реактора в ядре Земли [Herndon J.M. Phys. Earth. Planet. Interiors, 1998, v. 105, p. 1-4.]. Данная гипотеза, ИМХО, несостоятельна и не находит каких-либо подтверждений.
Есть и гипотезы термоядерного реактора в ядре. Вот что пишет Тони Милвард по поводу того, что будет с гипотезой термоядерного реактора, если плюмовая модель конвекции мантии окажется несостоятельной (а она, ИМХО, несостоятельна). "If Gillian is right (т.е. нет плюмовой конвекции), scuppered is my theory ... of deep nuclear fusion reactors set off by little understood mechanisms of diffusion enrichment of tritium and deuterium in the D layer region of the Earth's core." http://www.geolsoc.org.uk/template.cfm?name=NakedEmperor
Надеюсь, я ответил на заданные вопросы.
Для самостоятельного чтения, в сети появилась в открытом доступе книга Дон Андерсона "Theory of the Earth" http://resolver.caltech.edu/CaltechBOOK:1989.001
отредактировано 21.11.2003 06:58 |
» Общий форум