К проблеме радиогенного тепла Земли
Рассмотрен механизм и источники энергии образования Земли и ее геологическое строение. Розглянуто механізм і джерла енергії утворення Землі та її геологічна будова. A mechanism and energy of formation of Earth sources and its geological structure is considered....
Saved in:
| Published in: | Збірник наукових праць Інституту геохімії навколишнього середовища |
|---|---|
| Date: | 2013 |
| Main Author: | |
| Format: | Article |
| Language: | Russian |
| Published: |
Інститут геохімії навколишнього середовища НАН України та МНС України
2013
|
| Online Access: | https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/140394 |
| Tags: |
Add Tag
No Tags, Be the first to tag this record!
|
| Journal Title: | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| Cite this: | К проблеме радиогенного тепла Земли / Э.В. Соботович // Збірник наукових праць Інституту геохімії навколишнього середовища. — К. : ІГНС, 2013. — Вип. 22. — С. 76-78. — Бібліогр.: 8 назв. — рос. |
Institution
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine| id |
nasplib_isofts_kiev_ua-123456789-140394 |
|---|---|
| record_format |
dspace |
| spelling |
Соботович, Э.В. 2018-07-06T09:02:09Z 2018-07-06T09:02:09Z 2013 К проблеме радиогенного тепла Земли / Э.В. Соботович // Збірник наукових праць Інституту геохімії навколишнього середовища. — К. : ІГНС, 2013. — Вип. 22. — С. 76-78. — Бібліогр.: 8 назв. — рос. 2616-7735 https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/140394 550.367+551.1 Рассмотрен механизм и источники энергии образования Земли и ее геологическое строение. Розглянуто механізм і джерла енергії утворення Землі та її геологічна будова. A mechanism and energy of formation of Earth sources and its geological structure is considered. ru Інститут геохімії навколишнього середовища НАН України та МНС України Збірник наукових праць Інституту геохімії навколишнього середовища К проблеме радиогенного тепла Земли Щодо проблеми радіогенної теплоти Землі On the problem of radiogenic heat of the Earth Article published earlier |
| institution |
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| collection |
DSpace DC |
| title |
К проблеме радиогенного тепла Земли |
| spellingShingle |
К проблеме радиогенного тепла Земли Соботович, Э.В. |
| title_short |
К проблеме радиогенного тепла Земли |
| title_full |
К проблеме радиогенного тепла Земли |
| title_fullStr |
К проблеме радиогенного тепла Земли |
| title_full_unstemmed |
К проблеме радиогенного тепла Земли |
| title_sort |
к проблеме радиогенного тепла земли |
| author |
Соботович, Э.В. |
| author_facet |
Соботович, Э.В. |
| publishDate |
2013 |
| language |
Russian |
| container_title |
Збірник наукових праць Інституту геохімії навколишнього середовища |
| publisher |
Інститут геохімії навколишнього середовища НАН України та МНС України |
| format |
Article |
| title_alt |
Щодо проблеми радіогенної теплоти Землі On the problem of radiogenic heat of the Earth |
| description |
Рассмотрен механизм и источники энергии образования Земли и ее геологическое строение.
Розглянуто механізм і джерла енергії утворення Землі та її геологічна будова.
A mechanism and energy of formation of Earth sources and its geological structure is considered.
|
| issn |
2616-7735 |
| url |
https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/140394 |
| citation_txt |
К проблеме радиогенного тепла Земли / Э.В. Соботович // Збірник наукових праць Інституту геохімії навколишнього середовища. — К. : ІГНС, 2013. — Вип. 22. — С. 76-78. — Бібліогр.: 8 назв. — рос. |
| work_keys_str_mv |
AT sobotovičév kproblemeradiogennogoteplazemli AT sobotovičév ŝodoproblemiradíogennoíteplotizemlí AT sobotovičév ontheproblemofradiogenicheatoftheearth |
| first_indexed |
2025-11-27T08:39:11Z |
| last_indexed |
2025-11-27T08:39:11Z |
| _version_ |
1850806325156511744 |
| fulltext |
76
УДК 550.367+551.1
Соботович Э.В.
ГУ «Институт геохимии окружающей среды НАН Украины»
К ПРОБЛЕМЕ РАДИОГЕННОГО ТЕПЛА ЗЕМЛИ
Рассмотрен механизм и источники энергии образования Земли и ее геологическое строение.
18 января 1942 г., когда в битве под Москвой решалась судьба страны, в стенах Ака-
демии наук СССР состоялось «обычное» плановое собрание, на котором В.И. Вернадский
прочитал доклад «О геологических оболочках Земли как планеты». Высказанное в докла-
де убеждение, что «...геологические явления, самые грандиозные, всецело сосредоточены
на поверхностной пленке нашей планеты в немногие километры мощностью и тесно свя-
заны с атомной энергией ее вещества» [1], наверное, были восприняты неоднозначно, не-
смотря на бесспорное признание безошибочной интуиции гениального ученого. Да, это
была научная интуиция, для подтверждения которой на то время еще не сформировалась
достаточно полная система фактов. Известным был лишь факт, установленный Д. Джоли
и Р. Стреттом за 30 лет до этого, что «...количество тепла, получающееся при радиоактив-
ном распаде атомов, достаточно для объяснения того увеличения теплоты по мере углуб-
ления в планету, которое давно эмпирически установлено. Максимум радиоактивного
распада лежит относительно неподалеку от земной поверхности, и с глубиной теплота эта
должна уменьшаться. Раньше теплота эта объяснялась космогоническими гипотезами о
расплавленной некогда планете, чему до сих пор, к сожалению, учат в наших школах» [1].
На сегодня, благодаря прогрессу в области астрофизики и геологии вслед за
В.И. Вернадским есть больше оснований считать, что Земля никогда не была целиком ра-
сплавленным телом. Происхождение Земли, по нашему мнению, наиболее адекватно сов-
ременному уровню знаний описывается моделью полихронно-гетерогенной аккреции Со-
лнечной системы из протосолнечной газопылевой туманности. Импульсом к дифференци-
ации этой первоначальной туманности была вспышка Сверхновой звезды, происшедшая
4,7 млрд лет назад [2] на расстоянии в несколько световых лет от туманности, имевшей
размеры того же порядка. Первоначальная протосолнечная туманность в квазиравновес-
ном состоянии содержала 1—2 % консолидированного материала – пыли с некоторой до-
лей более крупных фрагментов. Вещество Сверхновой находилось преимущественно в со-
стоянии плазмы и состояло из существенного количества тяжелых радиоактивных ядер,
синтезированных в фазу взрыва (примерно в первые 100 с). Привнос в туманность 2—3 %
вещества Сверхновой, обладающего мощным электромагнитным излучением, явился
энергетическим источником процессов консолидации материала туманности в обособлен-
ные сгущения и тела Солнечной системы.
В процессе образования Земли, как и других тел Солнечной системы, растущая пла-
нета последовательно поглощала материал различного происхождения – реликтовое и
«вторичное» вещества, находящиеся в различных физических состояниях, с разным соде-
ржанием радиоактивных элементов. Такой дифференциации вещества по мере роста пла-
неты обязаны образование и внутренняя зональность геосфер, прежде всего ядра и ман-
тии. Центром аккреции Земли служили крупные реликтовые фрагменты типа железных
астероидов, содержащих от 5 до 20 % никеля. Этот материал практически был нерадиоак-
тивным. По мере захвата относительно крупных реликтовых тел из околоземного про-
странства последний постепенно обогащался мелкими частицами, пылью и «вторичным»
веществом. При этом в прирастающем ядре планеты возрастала доля алюмосиликатного и
силикатного материала. Образование наружных слоев Земли происходило за счет матери-
ала, существенно обогащенного «вторичным» веществом, содержащим радиоактивные
СОБОТОВИЧ Э.В. К ПРОБЛЕМЕ РАДИОГЕННОГО ТЕПЛА ЗЕМЛИ
77
тепловыделяющие элементы. Таким образом, распределение радиоактивности по заверше-
нии аккреции (когда материал околоземного пространства был практически исчерпан) ха-
рактеризовалось монотонным возрастанием от центра к поверхности планеты. Предпола-
гается, что распространенность урана тогда в целом составляла от n×10—11 г/г во внутрен-
ней части ядра до n×10—9 или даже до n×10—7 г/г в верхней части мантии.
Дальнейшее развитие Земли заклю-
чалось главным образом в дифференциации
геосфер и формировании земной коры. По
современным представлениям [3], основны-
ми составляющими Земли являются (см.
схему): ядро, которое четко разделяется на
внутреннее и внешнее, нижняя и верхняя
мантии. Последняя включает в себя земную
кору и астеносферу – прерывистый пластич-
ный, вероятно, местами расплавленный
слой, который фиксируется в верхней ман-
тии на разных глубинах. Наращивание зем-
ной коры на верхней мантии началось с об-
разования протобазальтового слоя в резу-
льтате дифференциации внешних слоев вер-
хней мантии с относительным обогащением
их радиоактивными элементами. По-види-
мому, в это же время происходила и диффе-
ренциация вещества внешнего ядра, имею-
щего, в основном, железосиликатный сос-
тав, которая привела к обогащению верхней части внешнего ядра салическими компонен-
тами и, как и верхней мантии, ураном и торием.
Что же было источником энергии для дифференциации вещества Земли? В общем,
нельзя не признавать роли радиоактивности как фактора постоянного генерирования теп-
ловой энергии, необходимой для дифференциации вещества. Однако, само накопление
радиоактивных элементов – как в наружном слое верхней мантии, так и, особенно, в на-
ружном слое внешнего ядра, является результатом дифференциации, которая не могла
быть обусловленной радиогенным теплом, поскольку его изначально было недостаточно
для разогрева формирующейся планеты. По нашему мнению, первичная дифференциация
вещества обусловливалась кинетической энергией падения на Землю значительных масс
более или менее крупных космических тел [4—8]. Можно предположить, что в истории
формирования Земли имели место два периода «массовой бомбардировки» ее поверхности
космическими телами. Первый из них соответствовал позднему этапу образования ядра –
формированию расплавленного внешнего ядра, второй – времени завершения формиро-
вания верхней мантии и в результате дифференциации последней – образования астенос-
феры и коры. Не исключено, что второй период массового падения космических тел на
Землю связан с пересечением орбитой Земли скоплений планетозималей несостоявшейся
гипотетической планеты Фаэтон (4,3—4,5 млрд лет назад).
Таким образом, формирование Земли, в частности земной коры, в которой реали-
зуются геологические процессы, происходило благодаря двум принципиально разным, но
находящимся в диалектическом единстве источникам энергии: кинетической энергии паде-
ния космических тел на Землю и энергии распада радиоактивных элементов. Кине-
тическая энергия падения космических тел в определенные периоды формирования Земли
была импульсом к дифференциации вещества и, в результате, к относительному обога-
щению отдельных ее зон радиоактивными элементами. Это обеспечивало дальнейшую
дифференциацию вещества Земли и, в конечном счете, современную радиоактивность
Схема глубинного строения Земли
ЗБІРНИК НАУКОВИХ ПРАЦЬ ІНСТИТУТУ ГЕОХІМІЇ НАВКОЛИШНЬОГО СЕРЕДОВИЩА, 2013, ВИП. 22
78
внешних ее слоев, с которой, как справедливо подчеркивал В.И. Вернадский, связаны гео-
логические явления.
1. Вернадский В.И. О геологических оболочках Земли как планеты // Изв. АН СССР. Сер. Геогр. и
геофиз. – 1942. – № 6. – С. 251—262.
2. Бербидж Дж. Ядерная астрофизика. – М.: Мир, 1964. – 217 с.
3. Пущаровский Д.Ю., Пущаровский Ю.М. Состав и строение мантии Земли // Соросовский образова-
тельный журн. – 1998. – № 11. – С. 111—119.
4. Сафронов В.С. Эволюция допланетного облака и образование Земли и планет. – М.: Наука, 1969. –
244 с.
5. Соботович Э.В. Изотопная космохимия. – М.: Атомиздат, 1974. – 208 с.
6. Соботович Э.В. Изотопы свинца в геохимии и космохимии. – М.: Атомиздат, 1970. – 350 с.
7. Рудник В.А., Соботович Э.В. Космогеологические аспекты формирования Земли // Проблемы космо-
химии и метеоритики. – Киев: Наук. думка, 1971. – С. 51—117.
8. Соботович Э.В., Рудник В.А. Ранняя история Земли. – М.: Недра, 1984. – 349 с.
Соботович Е.В. ЩОДО ПРОБЛЕМИ РАДІОГЕННОЇ ТЕПЛОТИ ЗЕМЛІ
Розглянуто механізм і джерла енергії утворення Землі та її геологічна будова.
Sobotovich E.V. ON THE PROBLEM OF RADIOGENIC HEAT OF THE EARTH
A mechanism and energy of formation of Earth sources and its geological structure is considered.
|