Гипотеза изначально гидридной Земли

Эта статья находится на начальном уровне проработки, в одной из её версий выборочно используется текст из источника, распространяемого под свободной лицензией
Материал из энциклопедии Руниверсалис

Гипотеза изначально гидридной Земли — гипотеза, выдвинутая советским геологом В. Н. Лариным в 1968 году[1].

В. Н. Ларин утверждал, что ядро Земли в значительной степени состоит из гидридов металлов. Его гипотеза не согласуется с общепринятыми научными взглядами на строение Земли[2], согласно которым земное ядро содержит 85,5 % массовой доли железа, 6 % кремния, 5,2 % никеля, 1,9 % серы и других элементов, среди которых водород располагается на последнем месте[3]. Являясь вариантом гипотезы расширяющейся Земли, гипотеза Ларина также противоречит современной геологической теории тектоники плит[2][4].

Содержание гипотезы

Автор гипотезы сопоставил элементный состав нескольких объектов Солнечной системы (пары Земля-Солнце, Земля-астероиды, Земля-Луна), построил пропорции распределения химических элементов в них. В поиске причин такого распределения элементов он сделал вывод, что при формировании протопланетного диска в ранней Солнечной системе на распределение элементов сильно влияла ионизация вещества, а из-за взаимодействия с магнитным полем происходило дополнительное разделение элементов в зависимости от их потенциалов ионизации[5] Исходя из своего предположения, В. Н. Ларин решил, что ранняя Земля состояла по большей части из гидридов металлов и сохранила их в составе ядра[5] (во внешнем ядре — раствор водорода в металлах, во внутреннем — гидриды металлов[6]). По традиционным представлениям водорода в ядре содержится не более 600 частей на миллион (0.06 % по массе)[3], а в составе всей планеты — 260 частей на миллион (0,026 % по массе)[7]. При этом В. Н. Ларин утверждает, что практически весь кислород был вытеснен в верхнюю мантию и кору, сложенные ныне силикатно-оксидными соединениями[5], а между литосферой и ядром находится «металлосфера», состоящая из соединений кремния, магния и железа[6] (общепринятые представления о мантии Земли — в основном она состоит из силикатов и оксидов магния и железа с небольшой, около 10 % долей разных соединений кислорода и кремния с калием, кальцием, алюминием и железом[8], с общим содержание кислорода около 45 массовых процентов[9][10]).

Согласно гипотезе, ключевая роль в эволюции Земли отводится водороду, который в процессе распада гидридов выделяется из ядра планеты через земную кору в атмосферу[11], причём неравномерно. Периоды активной «водородной дегазации» Земли, сопровождающиеся расширением планеты, по мнению Ларина, сменяются периодами относительного покоя для накопления энергии и начала следующего цикла[12].

Гипотеза Ларина предсказывает возможность обнаружить бескислородные интерметаллические силициды в областях активного рифтогенеза на глубинах порядка 30 км[13].


Критика

  • Доктора геологических наук Короновский и Гончаров утверждают, что на 2009 год термодинамические расчеты показывают невозможность существования устойчивых гидридов продуктов конденсированного среднего космического вещества при любых температурах. Этим, по мнению Короновского и Гончарова, объясняется то, что гипотеза Ларина об изначально гидридной Земле не нашла себе сторонников в научном сообществе и практически не используется в научных работах.[14]
  • В соответствие с гипотезой Ларина, высокая плотность внутреннего ядра Земли объясняется большой сжимаемостью гидридов металлов за счет сильной деформации гидрид-ионов. Согласно лабораторным исследованиям, сжатие гидридов металлов не сопровождается аномально большим ростом их плотности. Таким образом, допущение Ларина об аномально большой сжимаемости гидридов металлов не подтверждается.[15]
  • Позже, благодаря разработанному в 2006 году под руководством химика-кристаллографа Артёма Оганова эволюционному алгоритму, ученые из МГУ пришли к выводу о том, что водород не может играть большой роли в ядре Земли[16]: «одним лишь водородом нельзя объяснить ни одного свойства ядра Земли. Водород может присутствовать в маленьких количествах, но главным элементом-примесью в ядре Земли он быть не может».
  • Данные современной геофизики указывают на неизменность радиуса Земли как в прошлых геологических эпохах, так и в наши дни:
    1. Измерения при помощи современных высокоточных геодезических технологий показывают, что земной шар не изменяет свой радиус с точностью до 0,2 мм в год[17][18].
    2. Палеомагнитные данные свидетельствуют, что радиус нашей планеты 400 миллионов лет назад составлял 102 ± 2.8 процента от текущего радиуса[18][19].
    3. Оценки момента инерции Земли по палеозойским породам свидетельствуют о том, что за последние 620 миллионов лет не происходило значительного изменения массы земного шара[20].

См. также

Примечания

  1. ↑ Умер автор гипотезы об изначально гидридной Земле Владимир Ларин. РБК (9 октября 2019). Дата обращения: 10 апреля 2020. Архивировано 4 августа 2020 года.
  2. ↑ 2,0 2,1 Гаврилов, 2005, 2.5. Ядро, с. 65−66.
  3. ↑ 3,0 3,1 McDonough, 2003, Table 4. The composition of the Earth’s core, p. 556.
  4. ↑ Цыкин, Р. А. Геотектоника и геодинамика : [арх. 1 февраля 2014] ; Организационно-методические указания по освоению дисциплины / Р. А. Цыкин, А. М. Сазонов, Е. В. Прокатень. — Красноярск, 2008. — С. 55. — 64 с.:

    Гипотезу расширяющейся Земли разрабатывали О. К. Хильгенберг, М. М. Тетяев, В. Н. Ларин и др. В начале текущего века гипотеза была аргументированно отвергнута О. Г. Сорохтиным и С. А. Ушаковым.
  5. ↑ 5,0 5,1 5,2 Юсупов, 2012, с. 11.
  6. ↑ 6,0 6,1 Юсупов, 2012, с. 15.
  7. ↑ McDonough, 2003, Table 3. The composition of the bulk Earth, p. 554.
  8. ↑ Пущаровский, Д. Ю. Состав и строение мантии Земли : [арх. 22 декабря 2018] / Д. Ю. Пущаровский, М. Ю. Пущаровский // Соросовский образовательный журнал. — 1998. — № 11. — С. 111−119.
  9. ↑ mantle : [англ.] // Everything2. — 2003. — 21 August.
  10. ↑ Jackson, I. MThe Earth's Mantle : Composition, Structure, and Evolution : [англ.]. — Cambridge University Press, 1998. — С. 311—378. — ISBN 0-521-78566-9.
  11. ↑ Перевозчиков, Г. В. Поле водорода на месторождении Газли по данным геохимических исследований в нефтегазоносном регионе Средней Азии // Нефтегазовая геология. Теория и практика : журн. — 2012. — Т. 7, № 1. — УДК 550.84:553.981.2(575.1)(G). — ISSN 2070-5379.
  12. ↑ Шевченко, И. В. Изучение перспектив нефтегазоносности Южного Каспия на основе новых представлений о геодинамическом развитии региона : [арх. 3 февраля 2014] // Экспозиция Нефть Газ : журн. — 2013. — № 4 (29) (июнь). — С. 9—15. — УДК 551(G). — ISSN 2076-6785.
  13. ↑ Юсупов, 2012, с. 12.
  14. ↑ Короновский Н., Гончаров М. О статье Н.И. Дерябина "Критические замечания по тектонике плит с позиции пульсационного развития Земли" // Отечественная геология. — 2009. — № 3. — С. 93—95.
  15. ↑ Р.Ф. Трунин. Сжатие конденсированных веществ высокими давлениями ударных волн (лабораторные исследования). — Российский федеральный ядерный центр - Всероссийский научно-исследовательский институт экспериментальной физики, 2001. — Т. 171, № 4. — С. 402—403.
  16. ↑ Компьютерный дизайн новых материалов: мечта или реальность?. Дата обращения: 21 декабря 2016. Архивировано 22 декабря 2016 года.
  17. ↑ It's a small world, after all: Earth is not expanding, NASA research confirms (англ.). ScienceDaily. Дата обращения: 5 июня 2019. Архивировано 5 июня 2019 года.
  18. ↑ 18,0 18,1 D. J. Stevenson, S. R. Taylor, M. W. McElhinny. Limits to the expansion of Earth, Moon, Mars and Mercury and to changes in the gravitational constant (англ.) // Nature. — 1978-01. — Vol. 271, iss. 5643. — P. 316—321. — ISSN 1476-4687. — doi:10.1038/271316a0. Архивировано 6 февраля 2019 года.
  19. ↑ D. A. Clark, P. W. Schmidt. The response of palaeomagnetic data to Earth expansion (англ.) // Geophysical Journal International. — 1980-04-01. — Vol. 61, iss. 1. — P. 95—100. — ISSN 0956-540X. — doi:10.1111/j.1365-246X.1980.tb04306.x. Архивировано 5 июня 2019 года.
  20. ↑ Williams G. E. Geological constraints on the Precambrian history of the Earth’s rotation and the moon’s orbit (англ.) // Reviews of Geophysics. — 2000. — No. 38. — P. 37—59. — ISSN 8755-1209. Архивировано 25 августа 2019 года.

Литература

  • Учебно-методический комплекс дисциплины «Геохимия» : Основной образовательной программы по специальности 130301.65 «Геологическая съемка, поиски и разведка месторождений полезных ископаемых», для очной и заочной в сокращенные сроки форм обучения : [арх. 7 января 2014] / Сост. Юсупов Д. В. (к. геол.-минералов. н., доцент); Кафедра геологии и природопользования Инженерно-физического фак-та Амурского гос-го ун-та. — Благовещенск : АГУ, 2012. — 53 с.
  • Гаврилов, В. П. 2.3. Земная кора. 2.4. Мантия. 2.5. Ядро : [арх. 21 августа 2014] // Геотектоника : учебн.. — М. : РГУ нефти и газа имени И. М. Губкина, 2005. — Гл. 2 : Внутреннее строение и состав геосфер Земли. — С. 30−66. — 368 с. — УДК 551.1(G). — ISBN 5-7246-0354-3.
  • McDonough, W. F. 2.15. Compositional Model for the Earth’s Core : [арх. 8 октября 2013] // Treatise on geochemistry :  (недоступная ссылка) : [англ.]. — Elsevier, 2003. — Т. 2. — С. 547–568. — ISBN 0-08-043751-6.

Ссылки

Источник — https://xn--h1ajim.xn--p1ai/index.php?title=Гипотеза_изначально_гидридной_Земли&oldid=7039739