big-archive.ru

Большой информационный архив

                       

Материальный баланс процесса образования разновидностей земной коры

Важным вопросом в процессе превращения литосферы в основные разновидности земной коры является вопрос о том, соблюдается ли баланс между количествами охлажденных пород коры материков и нагретых пород коры океанов в процессах переноса тепла растворами, образующимися в толще материков и опускающихся в дренажную оболочку.

Естественно предполагать, что если бы не было разделения коры на ее разновидности — кору суши и кору океанов, то она должна была бы иметь всюду одинаковый химический состав и одинаковую мощность. Различие состава и мощности коры появилось только вместе с образованием материков и океанов. До этого у изотермы критического состояния воды на глубине, которая зависела от интенсивности распада радиоактивных элементов и интенсивности поступления нагретых подвижных компонентов из недр Земли к ее поверхности, находилась дренажная оболочка и имелись сейсмические границы. Но породы, претерпевшие выщелачивание и цементацию до начала горизонтальных перемещений растворимых компонентов, всюду были одинаковыми. Только по мере накопления воды на поверхности Земли, по мере появления суши, поднятой над низменностями, заполненными водой, возник круговорот глубинной воды, который и привел к изменению состава и мощности коры и к появлению основных ее разновидностей под сушей и под океанами. Происхождение земной коры материков обычно связывалось с процессами дифференциации вещества мантии, которые приводят к обогащению верхних слоев коры кремнием. Надо сказать, что нет доказательств, тем более экспериментальных, которые обосновывали

Соотношение масс охлаждённой коры материков и нагретой коры океанов

бы представление о таком происхождении земной коры суши, в состав которой входят мощные слои гранитов. Еще меньше обоснованных гипотез о происхождении земной коры океанов. Сохраняют хождение представления о том, что вещество коры океанов является первичным веществом, еще, якобы, недавно появившимся на поверхности. Теперь, чтобы объяснить появление такого вещества, привлекаются гипотезы увеличения объема Земли, тогда как в прошлом веке Дж. Дарвин предложил для этой цели гипотезу отрыва Луны от Земли. Такого рода гипотезы одинаково непригодны, так как они не учитывают круговорота вещества, которое интенсивно смывается с материков в океаны, в результате чего ничто не сохраняется в первоначальном состоянии.

Какой же могла быть мощность коры, когда она была всюду одинаковой?

По-видимому, можно предположить, что градиент температуры в коре суши и тогда был таким же, как теперь. Температура ~ 450° С, т. е. температура, где проходит поверхность Мохоровичича, была всюду на глубине ~16 км. В действительности (рис. 7) средняя мощность материковой коры равна 37 км, а мощность коры под океанами — 7 км.

Если изменение мощности коры суши и океана связано с охлаждением коры материков и нагревом коры океана растворами, переносившими тепло, то должно иметь место соответствие между массой вещества нагретого и вещества охлажденного. Объем охлажденной части земной коры суши равен 3129∙106 км3, а объем нагретого вещества коры океана равен 3249∙106 км3. Принимая во внимание, что плотность вещества коры материков близка к 2,8 г/см3, а плотность вещества коры океана близка к 2,7 г/см3, то массы охлажденного и нагретого вещества соответственно будут равны 8,74∙1018 и 8,76∙1018 т. Разница между этими величинами составляет всего 0,3%.

Такое очень близкое совпадение, по нашему мнению, свидетельствует в пользу предлагаемого объяснения причин появления различия мощности основных разновидностей земной коры, а также говорит о том, что в равновесии находятся не массы коры материков и коры океанов, а только та часть, которая была охлаждена под материками и нагрета под океанами.

Если общее количество земной коры определяется тепловым режимом Земли, то ее средняя мощность зависит только от количества тепла, генерируемого в недрах Земли, поскольку глубина залегания изотермической поверхности критического состояния воды поднимается к дневной поверхности Земли при увеличении выделяемого в недрах Земли тепла и опускается при снижении выделения его. Конечно, средняя мощность земной коры должна зависеть и от скорости потери тепла в мировое пространство; чем больше потери тепла в единицу времени, тем ниже изотерма критического состояния воды, т. е. мощнее земная кора. Потеря тепла поверхностью Земли зависит не только от температуры ее поверхности, которая, если можно судить по наличию жизни на Земле, почти не меняется на протяжении около 2—3 млрд. лет, но и от наличия атмосферы ее состава и других факторов. Однако сведения, которыми располагает наука о них, не дают оснований считать, что раньше потери тепла были не такими, как теперь.

Если источниками тепла, разогревшего Землю после ее образования, являются главным образом радиоактивные вещества, то в связи с их постепенным распадом должно бы происходить уменьшение количества регенерируемого тепла, а следовательно, и постепенное увеличение мощности земной коры. Но не исключено, что с появлением биосферы, которая переводит тепло солнечных лучей через процессы фотосинтеза в земную кору, вследствие круговорота вещества и в мантию стало поступать тепло органического вещества. Поэтому вполне вероятно, что уменьшение количества радиогенного тепла в земной коре в какой-то мере компенсировалось увеличением тепла органического вещества, количество которого в осадочных породах морского происхождения постоянно растет во времени. Вероятно, не менее существенным источником тепла, выделяющегося в пределах земной коры, является приливное трение, вызываемое изменением объема разломов, трещин и других пустот в «горбах» и «впадинах», дважды в сутки обегающих Землю.

Кроме отличия коры суши от коры океанов по мощности очень важным и не нашедшим убедительного объяснения отличием коры суши является наличие в ней мощного слоя гранитов. Поэтому вопрос о их происхождении заслуживает большого внимания.

 

Предыдущая глава ::: К содержанию ::: Следующая глава

 

                       

  Рейтинг@Mail.ru    

Внимание! При копировании материалов ссылка на авторов книги обязательна.