Гипотезы, гипотезы, гипотезы

У Земли и планет земного типа — Венеры и Марса — есть плотные центральные ядра. Совершенно естественно, что мы хотели бы знать: каков химический состав этих ядер? Как и когда они сформировались?

Это не праздные вопросы. Ответы на них позволили бы нам узнать очень многое о том, как возникла и развивалась солнечная система. Но, к сожалению, никто не в силах добыть для анализа вещество земного ядра.

Остается одно: мысленно восстановить процессы, происходившие в космосе миллиарды лет назад, пользуясь следами, которые эти процессы оставили в природе.

Согласно одной из гипотез ядро Земли состоит из металлического железа, содержащего большее или меньшее количество примесей тех или иных элементов. Эта точка зрения подтверждается тем, что плотность ядра близка плотности железа и его сплавов, а также тем, что среди метеоритов широко распространены именно железные. В последние годы были получены и непосредственные экспериментальные данные о физических свойствах железа и его сплавов при давлениях, соответствующих давлению в ядре Земли (более 2,5 миллиона атмосфер); эти опыты показали, что именно железо в сплаве с 10 процентами никеля имеет свойства, детально совпадающие со свойствами вещества земного ядра, определенными геофизическими методами.

Но существовала и другая гипотеза, впервые высказанная в 1939 году советским геологом В. Лодочниковым: ядро, как и земная мантия, состоит из силикатов, но только «металлизированных» под действием огромного давления. Эта гипотеза лучше объясняла, почему относительная масса ядер планет различна (чем больше размер планеты, тем быстрее давление в ее недрах достигает значения, необходимого для перехода силикатов в металлизированное состояние); кроме того, эта гипотеза не нуждалась в дополнительных допущениях, без которых невозможно объяснить сам факт разделения планетного вещества на силикатную и металлическую фазы. Гипотеза была привлекательной, но, увы; ни расчеты, ни непосредственные эксперименты, проведенные в последнее время, не обнаружили у силикатов способности переходить в металлизированную форму при условиях, царящих в глубине Земли...

Итак, сейчас большинство специалистов придерживается той точки зрения, что ядро Земли, а также других аналогичных планет состоит главным образом из железа с примесью никеля и других элементов. Плотность этого сплава превышает 11 граммов на кубический сантиметр, он электропроводен и плавится при относительно низкой температуре (ядро в своей значительной части жидкое). Но этих данных недостаточно для того, чтобы сделать какие-либо определенные выводы о происхождении планетных ядер.

Вообще говоря, мы можем допустить, что железные метеориты образовались при взрыве одного или нескольких родоначальных тел и представляют собой осколки железных ядер планет. Но можно допустить и обратное: что железные метеориты непосредственно образовались из первичного газового (плазменного) облака, а затем уже послужили материалом, из которого формировались ядра планет. Первая точка зрения долгое время была общепринятой; вторую точку зрения выдвинул и обосновал академик А. Виноградов, посвятив ей доклад на первом Международном геохимическом конгрессе, проходившем в Москве летом 1971 года.

Наиболее вероятно, что железные метеориты образовались путем непосредственной конденсации из раскаленного газового (плазменного) протопланетного облака. В ходе этого процесса все химические элементы распределялись между различными возникающими фазами в соответствии со своими физико-химическими свойствами.

При дальнейшем остывании облака и его уплотнении твердые компоненты начинали укрупняться; и сплавы железа и никеля, обладающие большей плотностью и высокой теплопроводностью, формировались ранее других и падали в газопылевом облаке к центру. Таким образом, массы железоникелевого сплава и образовали ядра будущих планет метеоритного состава.