Диалоги (апрель 2003 г.) - [46]

Олег Львович, а на основании чего первые предположения появились?

О.К. Да, первое предположение появилось уже в 20-м веке. На основании самого прямого сейсмологического метода.

А.К. Всё-таки сейсмологические методы. Просто так догадаться ведь сложно, без прямых данных.

О.К. Английский учёный Олдгем или Олдхем, находящийся в Индии, на основании записи землетрясений, зарегистрировал существование ядра. Я ещё пару слов тогда скажу, это очень важно, можно даже этот разрез дать или следующий рисунок. Земля состоит, твёрдая земля состоит, я подчёркиваю – твёрдая земля, из трех главных оболочек: кора, мантия и ядро. В этом разрезе видно, что серовато-зелёный цвет – он, наверное, должен олицетворять ядро. Но в ядре есть ещё внутреннее ядро, которое тоже было на основании данных сейсмологии предсказано. Земля – 6400, если округлять, ядро занимает более чем половину земного шара. Радиус ядра 3500 километров и радиус внутреннего ядра ещё 1000 с чем-то километров, 1200 километров.

А.Г. То есть пропорции на этой схеме указаны неверно.

– Она не в масштабе, конечно.

Итак, есть очень большое ядро, оно жидкое. Люди, когда говорят «есть ядро», вообще подразумевают всё ядро. Вот в нём жёлтая часть, это жидкое внешнее ядро. А вот то, что белым – это внутреннее твёрдое ядро. И вот очень любопытно здесь протянуть цепочку от состава ядра к составу внешних оболочек. Потому что состав атмосферы, образование гидросферы как-то связаны с образованием самого ядра, что тоже представляет загадку.

Но вот, может быть, Арнольд Арнольдович скажет сейчас о взаимосвязи этих геосфер и внешних оболочек.

А.К. Я хочу сказать, что, конечно, когда появились возможности для сейсмического исследования и определения геофизических свойств Земли, собственно, тогда и родилось полное представление об оболочках Земли. Ядро, мантия.

А.Г. Всё это из-за неравномерности прохождения волн?

А.К. Да, прохождения волн.

О.К. Они по-разному отражаются от границ.

А.К. И уже с этого момента возникла необходимость понимания того, что произошло, почему планета так разделилась. Сейчас нам, конечно, совершенно очевидно, что это очень сложный процесс и о нём можно много говорить, потому что есть разделы науки, которые специально этим занимаются.

Но в общем можно сказать, что когда формировалась Земля, то во время её образования и позднее были очень подвижные фазы. Собственно говоря, эта дифференциация, химическая дифференциация, в основном связана с тем, что были подвижные фазы. На первоначальных этапах формирования Земли металл, в расплавленном состоянии, имел возможность собираться в ядро. Хотя там есть свои проблемы, не очень понятны иногда механизмы отделения металлической фазы от силикатной, тут ещё дискуссия идёт, между прочим. Это первая подвижная фаза.

Вторая подвижная фаза, характерная и для Земли, и для других планет, – это то, что Земля плавилась. Как я говорил, базальт и магма – это 100 километров, коматииты – это 300 километров. Это главные жидкости, которые поступают на поверхность Земли. И базальт – самая главная, конечно, жидкость. И вот подъём этих жидкостей, их отделение приводило к химической дифференциации. То, что мы называем корой (это то, по чему мы ходим с вами), её формирование в основном обусловлено, конечно, тем, что когда-то плавилась мантия и этот материал поднимался. Сама кора тоже была подвержена многим процессам: воздействию океана, атмосферы, – это тоже сложные процессы. А потом оболочка гидросферы.

Третья фаза подвижная – это газ, вернее, поскольку он находился под высоком давлением, то, что мы называем флюидом. Потому что под высоким давлением летучие составляющие Земли уплотняются. В общем, похоже, так получается очень плотная среда. Вот эти три среды, они всё время двигались и разделялись.

А.Г. Простите, пожалуйста, я сразу задам вопрос на понимание. А какая энергия обеспечивала на ранних стадиях этот разогрев, плавление металлов, плавление базальтов?

А.К. Об этом можем поговорить. Само движение, конечно, связано с тем, что весь процесс проходит в гравитационном поле. И это первый фактор. Но есть и другие факторы, например, динамические процессы в Земле. Ведь долго считалось, что Земля твёрдая, и довольно долгое время так считали, хотя много лет таких представлений нет. Но во всяком случае изначально были представления, что всё твёрдо стоит. На самом деле мы знаем теперь, что твёрдое вещество конвектирует, движется, что есть такие диапиры, которые могут возникать в мантии.

И самое главное, сейчас особенно много обсуждается то, что связано как раз с ядром. Есть так называемые «горячие струи», то есть где-то на границе мантии и ядра возникает нарушение механической устойчивости и возникают такие струи, двигающиеся в глубину материала, которые достигают поверхности Земли. И вот то, что мы фиксируем в виде горячих точек на Земле, изолированный вулканизм, на дне океана, скажем, – это сейчас мыслится как движение вещества от границы ядра к поверхности Земли. И, кроме гравитационных сил появились ещё механические силы, движения вещества, крупномасштабные движения вещества. И они, конечно, тоже оказывали и оказывают влияние на химическую дифференциацию, они что-то выносят, что-то приносят. И сейчас этот механизм в центре внимания находится.