Просто потому что Земля в своём веществе очень мало с
охранила информации о самых ранних этапах. То есть они скрыты поздними п
роцессами. Что, скажем, происходило 3.5 миллиарда лет назад мы знаем, всё-так
и что-то осталось, а более ранние этапы, они науке мало известны, потому чт
о не сохранила природа данных.
Но, действительно, летучие компоненты земли важны для понимания гидросф
еры, и атмосферы, и ранней атмосферы. На ранних этапах состав этих летучих
компонентов, как мы предполагаем, был тесно связан с формированием ядра.
В чём дело? По-видимому, был этап Ц хотя это гипотеза Ц был этап, когда мет
алл находился в равновесии с силикатом, ещё ядра не было. Но в присутствие
металла возникает пониженная химическая активность кислорода, как бы д
ефицит. И при таком состоянии глубинного вещества состав газа должен быт
ь абсолютно иным, чем тот, который мы сейчас видим. Это должен был быть вод
ород, метан, Ц как мы говорим, восстановленные газы. Вот они должны были п
рисутствовать в земле.
Но доказать это довольно трудно. Хотя мы пытаемся это сделать. Но как мы пы
таемся сделать? Какие методы используем для того, чтобы понять эти проце
ссы?
Первый путь совершенно очевиден, он связан с ксенолитами, с теми глубина
ми, откуда магма выносит части атмосферы.
О.К. Надо рассказать, наверное, что такое ксенолиты.
А.К. Ксенолиты Ц это часть глубинной породы, которую магма пр
и своём подъёме как бы вырвала из окружающей среды и вынесла на поверхно
сть земли. Мы эти части просто видим, в базальтовой жидкости они сохранил
ись, мы можем их собирать. Мы можем взять эти ксенолиты, изучить химически
е равновесия и рассчитать, скажем, химический потенциал кислорода. Это н
аука и делает. Таким образом мы можем реконструировать, какой газ там был:
вода, СО2 или же метан.
Кроме того, эти глубинные минералы почти что все содержат включения глуб
инных газов. Опять-таки Ц это глубина 100 километров. Мы можем этим восполь
зоваться. Такими методами пользуется наука.
И вот когда мы это сделали, то увидели, что в древних породах литосферы, вы
несенных кимберлитовыми магмами (это такой несущий сплав, ксенолит, кото
рый содержит алмазы), мы видим довольно низкий потенциал кислорода. Дово
льно низкий. Причём возраст этих ксенолитов где-то 3.5 миллиарда лет.
Но всё-таки не настолько низкий, чтобы это вещество находилось в равнове
сии с металлом. А потом по этим же измерениям мы знаем, что потенциал кисло
рода, по-видимому, повышался, и в архее повышался. И вот современная манти
я имеет высокий потенциал кислорода. И метан в верхних слоях мантии не ус
тойчив. Мы не видим таких признаков. Устойчива вода, углекислота, карбона
ты.
О.К. А можно какую-то аналогию провести между составом атмосф
еры Венеры и составом атмосферы Земли?
А.Г. Я тоже хотел об этом спросить.
А.К. Тут надо сказать так. Существует гипотеза эволюции соста
ва газа Земли со временем, которая утверждает, что на ранних этапах был во
сстановленный состав газов мантии. По-видимому, на каких-то ранних этапа
х атмосфера тоже содержала восстановленный летучий метан. По отношению
к Земле мы можем это как-то более-менее обосновывать. Но если говорить в п
ринципе, если сравнивать одну планету с другой по изотопии, то Эрик Михай
лович Галимов, который у вас делал доклад о происхождении жизни, приходи
т к выводу, что на Марсе тоже была восстановленная атмосфера. Но вы спраши
ваете о другом: почему вода на Земле и СО2 на Венере.
А.Г. Один и тот же ли был сценарий развития событий?
О.К. Влияло ли расстояние от Солнца? Или какие-то другие процес
сы? Ещё тут важно магнитное поле. У Венеры нет магнитного поля, у Земли ест
ь магнитное поле.
А.К. Вы знаете, это очень дискуссионный вопрос. Я могу свою точк
у зрения высказать на этот счёт. Эту концепцию, эти представления, вернее,
ибо до концепции ещё далеко, я могу выразить следующим образом.
Вполне возможно, что при формировании протопланетного облака происход
ит так, что то вещество, из которого образовывалась Земля, в целом имело ин
ую летучесть кислорода, чем вещество Венеры. Если мы возьмём систему, кот
орая определяет образование главных газов, Ц это вода, метан, водород, и
эта система будет в равновесии со свободным углеродом (а мы предполагаем
, что на ранних этапах свободный углерод был), то там есть одна важная спец
ифическая особенность термодинамики этих равновесий. Там получается т
ак, что состав газа в этом случае будет очень сильно меняться как раз от по
тенциала кислорода, как мы уже говорили, от химической активности кислор
ода. Очень сильно. Он будет меняться от газов или флюидов, богатых СО2 до га
зов, богатых метаном, потом водородом.
Так вот могло получиться так, что Земля при своём формировании имела отл
ичный потенциал кислорода, и вследствие сжатия этой газовой смеси (поско
льку идёт аккреция, давление) где-то оказалось, что потенциал кислорода с
оответствует устойчивости воды. А на Венере это может быть СО2. И можно нач
ать поиски в этом направлении. Но, в общем, это всё-таки пока не очень понят
но.
А.Г. Это может объяснить газовый состав атмосферы Венеры. А ка
к это объясняет тот факт, что у Венеры, судя по тому, что у неё нет магнитног
о поля, нет, скорее всего, и жидкой мантии, и твёрдого ядра? Если правильна г
ипотеза о происхождении нашего магнитного поля.
О.К. Это, конечно, один из фундаментальных вопросов. Может быть
, даже, что магнитное поле земли как-то связано с происхождением жизни.
Дело в том, что мало иметь ядро.
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86