Главная страница | Контакты | Случайная страница Автомобили Астрономия Биология География Дом и сад Другие языки Другое Информатика История Культура Литература Логика Математика Медицина Металлургия Механика Образование Охрана труда Педагогика Политика Право Психология Религия Риторика Социология Спорт Строительство Технология Туризм Физика Философия Финансы Химия Черчение Экология Экономика Электроника

Дегазация Земли, как самоорганизация геологических процессов

В докладе академика Ф.А. Летникова (2002) на Международной конференции в 2002 году дегазация рассматривается как глобальный процесс самоорганизации, однако сами сценарии эволюции и главные управляющие механизмы этой самоорганизации во многом отличаются от тех, которые будут рассмотрены ниже в концепции геосолитонной дегазации Земли. Ф.А. Летников считает, что планета Земля сформировалась из первичного космического вещества газопылевого субстрата (а не из мирового эфира по реакции И.О. Ярковского, как считается в концепции геосолитонной дегазации Земли), и только потом произошел акт самоорганизации. Но в качестве внешних управляющих факторов этой самоорганизации, по мнению Ф.А. Летникова, выступает гравитационное воздействие Солнца и Луны. Внешнее воздействие на Землю – это философская модель И. Ньютона, которая принципиально отличается от модели Г. Лейбница, принятой геосолитонной концепцией. В геосолитонной концепции самоорганизация Земли существенно иная: не внешняя, а внутренняя сила управляет производством простейшего вещества, его термоядерным преобразованием в более сложные ядра химических элементов, а затем в нижней мантии и земной коре происходит преобразование в сложные химические соединения и биологические формы. Эти же внутренние геосолитонные силы в некоторой степени управляют и гравитационным воздействием, взаимодействием с Солнцем и вообще определяют природу гравитации. Это подтверждается фактическими наблюдениями, вариациями гравитационного поля в очагах наиболее активной геосолитонной дегазации. По мнению Ф.А. Летникова, на основе анализа эндогенной активности Земли от архея до кайнозоя процесс дегазации разбивается на две ветви: «Первая ветвь – это монотонно угасающая общепланетарная дегазация с характерным истощением по флюидным компонентам верхних горизонтов литосферы и погружением флюидного фронта на глубину. Поскольку глубинный флюид является универсальным теплоносителем, то в интервале архей-кайнозой снижается энергетический потенциал глубинных флюидных систем. Следствием этого является эволюция эндогенных систем от площадных в архее, ареальных в протерозое, линейных в фанерозое и до дискретных в кайнозое. Источником общепланетарной дегазации являются верхние горизонты литосферы – первые сотни километров. Вторая ветвь существует на фоне монотонной общепланетарной дегазации и проявляется в форме плюмов, то есть импульсов интенсивной дегазации жидкого ядра Земли (A.M. Dzievonski - 1984; Y. Fukao - 1994; Н.Л. Добрецов, А.Г. Кирдяшкин - 1994). Судя по геохимических и петрологическим фактам, плюмы отличаются по преобладающему составу слагающих их компонентов. Основу плюмов составляют восстановленные газы и в первую очередь водород. Судя по продуктам преобразования пород литосферы под воздействием плюмов, выделяется два принципиально отличных типа флюидных систем, генерируемых жидким ядром Земли: водородно-углеродные и водородно-сернистые. Возможно, они зарождаются на различных уровнях глубинности жидкого ядра. На базе водородно-углеродных формируются карбонаты, а на меньших глубинах - скопления углеводородов. Водородно-сернистые служат основой скопления сульфатов и сернистых сероводородных соединений в малоглубинных вулканических комплексах» (Ф.А. Летников - 2002). Столь подробная цитата из доклада Ф.А. Летникова необходима здесь для того, чтобы показать, как факты и закономерности в геологических процессах, отмечаемые одним из авторитетных сибирских геологов, удивительно точно не только поддерживают, но и развивают концепцию геосолитонной дегазации Земли. Интерпретации этих фактов в геосолитонной концепции и у Ф.А. Летникова разные, но даже эти различия являются настолько показательными с позиций эволюции познания геологических процессов, что и эта часть заслуживает специальных комментариев.

Рассмотрим разделение процесса дегазации на две ветви в историческом аспекте от архея до кайнозоя. «Монотонно угасающая общепланетарная дегазация с характерным истощением по флюидным компонентам верхних горизонтов литосферы и погружением флюидного фронта на глубину» - это свидетельство эволюции и самосовершенствования верхних горизонтов литосферы в геосолитонной концепции от архея до нашего времени. Отмечаемая Ф.А. Летниковым «монотонно угасающая общепланетарная дегазация», в геосолитонной концепции означает лишь эволюцию верхних геосфер Земли, верхней части земной коры, в которых на смену горячей дегазации, свойственной глубоким горизонтам, приходит холодная дегазация. Чем выше уровень холодной дегазации на планете - тем выше ее эволюция. Самая высокая горячая дегазация сегодня в Солнечной системе наблюдается на Солнце, где 95 % атомов газа, дегазируемого в космическое пространство, составляет водород, 5 % составляет гелий. Два этих газа, обладая отрицательным эффектом Джоуля-Томсона, при выбросе из Солнца только нагреваются, расширяясь, повышают температуру до миллиона градусов Цельсия. Совсем иначе происходит дело на планете Земля (так же, как и на Венере, Марсе), где в верхних геосферах происходит смена «горячей» дегазации на «холодную». Это происходит за счет термоядерного синтеза и возникновения совершенно новых химических элементов, которые отсутствовали на ранних фазах развития в архейское время. Но они появились позднее, и эти более поздние, появившиеся в верхней геосфере газовые компоненты, в отличие от водородно-гелиевых смесей, обладают положительным эффектом Джоуля-Томсона, поэтому, чем больше их возникает, тем сильнее охлаждение. То есть, согласно геосолитонной концепции, «монотонного угасания общепланетарной дегазации» не происходит, а совсем наоборот, происходит эволюция в сторону развития «холодной» дегазации. Локальными очагами неперерожденной «горячей» дегазации на Земле остаются вулканы и вулканические дуги. Признаком эволюции как раз и является угасающая дегазация водорода с поверхности Земли в открытый космос, так как водород, идущий из глубин, улавливается высокоорганизованной земной корой и биосферой. Биосфера Земли является ловушкой и потребителем водорода и углерода. Поэтому даже на двух ближайших к нам планетах, Марсе и Венере, где уровень развития биосферы значительно ниже земного, хотя и отмечается отсутствие водорода в атмосфере, но при этом присутствует невостребованный биосферой углекислый газ. Итак, эволюция земной коры и собственная эволюция биосферы на Земли является, по нашему мнению, главной причиной «монотонно угасающей дегазации», определенной Ф.А. Летниковым.

Заметим, что углеводородная дегазация является признаком высокого уровня эволюции Земли. Метан, в отличие от водорода, обладает положительным эффектом Джоуля-Томсона, поэтому на участках активной дегазации метана происходит охлаждение вплоть до формирования многолетних мерзлых пород, как это установлено на северных газовых месторождениях Тюменской области, таких как Уренгойское и Ямбургское, где толщина мерзлых пород достигает нескольких сотен метров над каналами активной дегазации метана. Кроме того, следует учесть усиленную дегазацию кислорода и азота, из которых состоит, в основном, атмосфера нашей планеты. Уходя в открытый космос, они тоже создают «холодную» дегазацию. Убедительным доказательством дегазации азотно-кислородной атмосферы Земли в открытый космос является постоянное соотношение в атмосфере, от поверхности гидросферы до ионосферы, относительного содержания азота и кислорода. Это еще одно доказательство того, что «Земля является открытой неравновесной динамической системой» (Ф.А. Летников). В закрытой системе атмосферы соотношение кислорода, плотность которого 1,43 гр. на 1 литр, и азота с плотностью 1, 25 гр. на 1 литр должно было бы измениться со временем: более тяжелый кислород должен сформироваться в нижней части, а азот подняться в верхнюю часть атмосферы. Но этого не наблюдается. Следовательно, идет непрерывная дегазация атмосферы в космос и, естественно, ее восполнение из литосферы, гидросферы и биосферы по законам геосолитонной дегазации Земли.

В докладе А.А. Маракушева (2002) на международной конференции по дегазации Земли подчеркивается, что уникальность планеты Земли состоит в необычайной длительности ее эндогенной активности, продолжающейся уже 4,6 миллиарда лет, тогда как Венера, Марс, Меркурий и другие планеты Солнечной системы развивались в два раза меньше. Это различие в эволюции планет является причиной, объясняющей столь высокий уровень развития верхней части земной коры и возникновения в ней биосферы. Это же следует из геосолитонной дегазации Земли. А.А. Маракушев утверждает, что «Земля эволюционировала дальше других планет земной группы». Точки зрения о внутреннем строении Земли у А.А. Маракушева и в геосолитонной концепции расходятся, но в целом наши позиции совпадают по вопросам более углубленной эволюции нашей планеты. «В земной коре сконцентрировались гелий-водородные флюиды», - утверждает А.А. Маракушев в своем докладе. Но при этом он считает, что энергоемкие вещества, типа тяжелых углеводородов и соединений с оксидами - C₇H₅(NO₂)₃ и другие являются главными источниками энергии в процессах дегазации: «При восходящей миграции флюидов они служат своеобразным переносчиком энергии земного ядра в тектоносферу Земли. Вынос водородными потоками из ядра в мантию и земную кору приводит к их метастабильным скоплениям, на основе которых возникали очаги землетрясений в результате реакций типа: 14,5H₂+C₇H₅(NO₂)₃=3H₂O+7CH₄+3NO, сопровождавшихся выделением огромной энергии. Землетрясения фиксируют, таким образом, флюидные потоки, восходящие из расплавленного ядра Земли». Согласно А.А. Маракушеву, «главным направлением дегазации земного ядра служат срединные океанические рифтогенные структуры или хребты, к которым приурочены очаги землетрясений до глубин 70 километров. По максимальной глубинности очаги землетрясений подразделяются на среднеглубинные (60-300 километров), совпадающие с поясами орогенного воздымания складчатых поясов, и глубинные (300-700 км.), проектирующиеся на окраинные моря и другие тафрогенные депрессии в тылу орогенных поясов и на континентах. Глубинная сейсмичность активных континентальных окраин сопряжена с малоглубинной коровой сейсмичностью, достигающей поверхности Земли и фиксирующей свойственные им вулканические и тектонические проявления». Орогенные структуры земной коры подвергаются радикальным преобразованиям под воздействием восходящих газовых потоков, мантия под ними, по-видимому, тоже подвергается глубокому преобразованию на глубинах до 400-600 километров с образованием так называемых «корней континентов». Флюидным газообразным перемещением компонентов из мантии в земную кору объясняется увеличение ее мощности за счет мантийного субстрата и производства нового вещества в земной коре. По мнению А.А. Маракушева, «под влиянием воздействия агрессивного по отношению к земной коре вещества флюидных потоков, содержащих большое количество водорода, происходит преобразование и растворение вещества земной коры, а также вынос в поверхностные водоемы, что и порождает депрессии, свойственные тафрогенным структурам, с характерным для них сопряжением с воздыманием поверхности Мохоровичача» (А.А. Маракушев - 2002).

Еще ранее близкая идея океанизации континентальной земной коры была предложена В.В. Белоусовым (1968; 1975; 1982). В концепции геосолитонной дегазации механизм океанизации континентальной земной коры проявляется через активное внедрение водородных и протонных флюидных потоков, превращающих земную кору в воду, которая по трещинам поднимается вверх. Так что образование тафрогенных и депрессионных зон, провалов, формирование морей и океанов, крупных озер – все это находит объяснение в геосолитонной дегазации Земли.

А.П. Виноградов в своих классических работах (1959; 1964) считает, что в процессах дегазации, протекающих в мантии Земли, на ее поверхность вынесено не более 10% объема легколетучих (в основном, паров воды и газов) и около 1 % твердого вещества, составляющего земную кору. Содержание в мантии воды, дегазация которой протекает в форме HO, H и O, составляет 0, 5 % (весовых). По тем же данным А.П. Виноградов (1964) считает, что молекулярный водород образуется в Земле в результате взаимодействия НО и С при высоких температурах и давлениях. Напомним, что согласно концепции И.О. Ярковского (1889), принятой за основу в геосолитонной концепции, водород возникает непосредственно в центре Земли, а плазменное земное ядро состоит в основном из ионов водорода и электронов. Сам атомарный водород появляется только внутри мантии Земли, после прохождения границы Гуттенберга. Эта граница критического давления, ниже которой вещество находится только в плазменном состоянии, а выше - уже в атомарном.