Растущая Земля: из планет в звёзды (стр. 29 )

pо ® 2g (4.23)

Эта реакция примечательна тем, что g-квант - это порция энергии DЕ = hn = mфc². Как правило, ядерные реакции обратимы и если обеспечить необходимый подвод энергии, должна наблюдаться реакция обратная (4.23)

2g ® pо, (4.24)

т. е. рождение нейтрального p о –мезона как бы из энергии. Эксперимен-тально наблюдаются реакции фотообразования pо-мезонов [283] на гелии

g + 2Не4® 2Не4 + pо (4.25)

§ 4. 4. Увеличение массы и образование вещества 109

и на дейтерии

g + 1Н2 ® 1Н2 + pо. (4.26)

Физический смысл этих реакций заключается в переходе энергии движения g-квантов DЕ в энергию покоя вещества

DЕ ® Dmн c2® p о, (4.27)

где mπ - масса p о - мезона.

От разрешенных реакций (4.23 – 4.27) принципиально ничем не отли-чается предполагаемый процесс рождения нейтрона n с массой mн.

DЕ ® mн с2 ® n (4.28)

С позиций принципа первичности материи реакции (4.24÷428) - это ес-тественные переходы материи из вакуумного и полевого состояний мате-рии в вещественное. При этом направленные движения материи (энергия) слабо структурированные трансформируются в квазизамкнутые движения, образуют устойчивые динамические структуры - частицы вещества.

Реакция (4.28) не наблюдалась в лабораторных условиях, вероятно потому, что не удавалось подобрать достаточно энергоемких g-квантов и сконцентрировать значительную энергию в малых объемах. Внутри же ядер и в межъядерных зонах химических элементов концентрация энергии на много порядков выше, чем в вакууме (в атмосфере) и реакции (4.28), очевидно, реализуются. Об их реализации свидетельствуют геологические признаки роста массы [28, 29, 66, 119, 137, 170] и многочисленные данные об увеличении размеров Земли [88, 173, 204, 381, 420, 424, 443, 445, 451 458 и др.]. В этой связи проблема образования вещества на Земле вышла из стадии экзотики и серьезно рассматривается многими исследователями.

Непрерывное поступление энергии в недра земного шара способст-вует постоянному образованию нейтронов, из-за чего вещество Земли содержит некоторый избыток нейтронов. С этим связано ”водородное дыхание” Земли [98, 144, 213], объясняемое тем, что нейтроны, распадаясь на протоны и электроны,

n ® p+ + e– ® IH1 (4.29)

образуют атомы водорода. Основная же масса избыточных нейтронов идет на усложнение и преобразование земного вещества. В массивах вещества возможны самые разнообразные ядерные реакции (см. главу 8), среди которых следует выделить реакции на холодных нейтронах, протекающие при обычных температурах. Их повсеместное протекание объясняется тем, что нейтроны, не имея заряда, беспрепятственно проникают внутрь ядра, изменяют его состав, а в принципе - химический состав земного вещества.

О протекании ядерных реакций в природе свидетельствуют обильные потоки водорода и других легких газов, поступающих из глубоких недр земного шара и формирующих многочисленные месторождения углеводородов в верхних горизонтах земной коры [461, 483].

110 Глава 4. Теоретическое обоснование концепции растущей Земли .

При избытке нейтронов образование и преобразование химических элементов всей периодической системы Менделеева осуществляется по известным схемам ядерных реакций [220]:

n+ n ® p - + 1H2 (1H2 - дейтерий);

1H2 + n ® 1H3 (1H3 - тритий);

1Н2+1Н3®2Не4+n;

1H3 + 2H4 ® 3Li6 + n ® 3Li7;

3Li7 + 2He4 ® 5B10 + n и т. д.

Возможны и другие каналы протекания ядерных реакций, например:

2Не4 + n ® 2He5;

2He5 + p ® 3Li6;

3Li6 + n ® 3Li 7;

3Li7 + p ® 4Be8 и т. д.

Теория увеличения массы земного шара естественно вытекает из фундаментальных проблем физики и положений диалектического материализма, она позволяет глубже проникнуть в сущность геологических процессов, заглянуть в те области Земли и в те эпохи, в которых ни наблюдение, ни эксперимент невозможны. Теория вписалась и в геологическую проблематику, в частности, она хорошо согласуется с геологическими сведениями о становлении земной коры - с разрастанием материков и спредингом океанов. Органическая сопряженность теории роста массы космических тел с естествознанием и философией позволяет надеяться, что ее дальнейшее функционирование будет достаточно эффективным и будет способствовать познанию явлений природы.

Из формулы (4.22) следует, что рост массы происходил ускоренно и на протяжении всей истории Земли и управлял акселерацией геологических процессов, отмеченных в § 4.2. Ускоренное увеличение массы с преобладающим образованием вещества в недрах Земли определило необратимость развития планеты и весь ход корообразования на Земле как единый, длительный непрерывный и необратимый процесс, проявившийся в виде главной геологической закономерности и структурно-возрастной зональности коры.

Исключительно важной корреляцией является совпадение формы эм-пирической (2.8) и теоретической (4.22) формул, свидетельствующее о ко-личественной увязке теории и эмпирии. Сопоставление этих формул дает

n = 1,5 k . (4.25)

При ранее полученном значении k (см.§ 2.5) удельный прирост

Массы определяется величиной

n = 9,15·10–9 г/г·год, или 2,9·10–16 сек–1. (4.26)

§ 4. 4. Увеличение массы и образование вещества 111

Согласно выражению (4.10) удельный прирост массы n определяется через величины f, c, b. При стандартных значениях p, c и f, b = 104 кг/м2.

Таким образом, эмпирический коэффициент геотектоники k оказался связанным с мировыми константами: скоростью света с и с гравитаци-ционной постоянной f. В данном случае наглядно проявляется взаимо-связь космических и геологических явлений с процессами в микромире, а также единство философских, физических и геологических проблем.

Внешние признаки увеличения планеты Земля проявляются потому, что образование вещества осуществляется, в основном, в недрах земного шара (ядро и мантия), в результате чего верхняя оболочка (кора) во многих местах растягивается, делается тоньше и разрывается, обнажая подкоровые симатические породы. Образованию вещества в глубоких недрах, кроме высокого давления и температуры, способствует увеличение плотности с глубиной: объем с большей плотностью вещества увеличивается быстрее такого же объема с меньшей плотностью.

Сопоставление самых различных эмпирических данных геологии с теоретическими дает все основания говорить об их хорошем согласии. Но теория, естественно, должна идти дальше эмпирии, предсказывать новые явления, в том числе такие, которые могут быть обнаружены в экспериментах. Целым классом таких явлений должны стать ядерные реакции, в которых может наблюдаться рождение нейтронов. Можно назвать также явление увеличения силы тяжести со временем, которое может быть обнаружено инструментальными измерениями при надлежащей их организации.

§ 4. 5. Развитие Земли как антиэнтропийный процесс

Открытие второго закона термодинамики связывают с именем Сади Карно, хотя в окончательной формулировке закон появился после работ Б. Клапейрона, В. Томсона и Р. Клаузиуса. Содержание этого закона заключается в том, что тепло не может само по себе переходить от тел менее нагретых к телам более нагретым. Тепловые процессы, предоставленные сами себе, протекают только так, что состояние системы характеризуется увеличением энтропии S, математическое выражение для которой имеет вид

dQ

dS = –––– , (4.27)

Т

где dQ - изменение энергии системы, Т - ее температура.

Особенно много внимания увеличению энтропии стали уделять после того, как Р. Клаузиус объявил о возрастании энтропии Вселенной, а Л. Больцман в конце ХIХ в. опубликовал трактат, в котором утвержда - лось, что Вселенная стремится к наиболее вероятному состоянию, к вырав - ниванию температур и потенциалов, т. е. к состоянию ”тепловой смерти”.

Против постоянного увеличения энтропии Вселенной было много возражений [224], но в повседневной практике не наблюдалось

112 Глава 4. Теоретическое обоснование концепции растущей Земли .

отступлений от второго закона термодинамики. В этой связи, по свиде - тельству [224, с. 199], как-то сказал: ”Я не знаю, кто создал мир, но я твердо знаю, что он идет только к постепенному выравниванию всех и всяких потенциалов, к состоянию наибольшей вероятности. Если и есть в мире где-то процессы созидания, то их можно выразить столь малой вероятностью, что она будет выражаться дробью, не более, чем одна десятая и в знаменателе еще восемьдесят четыре нуля - энтропию нельзя перешагнуть”.

И действительно, проблема энтропии осталась нерешенной, о чем сви-детельствует недавнее обсуждение проблемы [372]. В рамках принципа первичности вещества проблему энтропии решить невозможно. Между тем геологи обнаружили... недозволенную термодинамикой акселерацию гео-логических процессов во времени (§ 3.2) и здесь невольно пришлось вспо-мнить, что проблема энтропии в принципе была решена еще Ярковс-ким[415]. оказался неправ: Ярковский перешагнул энтропию.

С позиций принципа первичности материи проблема энтропии решается кардинально и окончательно. Космические тела в процессе их роста, в основном, концентрируют энергию, превращая ее в энергию покоя вещества. Это исключительно антиэнтропийный процесс, мощный и всеобъемлющий, обеспечивающий вечный кругооборот материи в приро-де. Тепловые же процессы, увеличивающие энтропию, уравновешиваются концентрацией энергии и материи. Для Земли процесс рассеяния энергии составляет мизерную долю мощности энергетического потока материи, поглощаемого Землей.

Используя формулу (4.22), можно определить мощность поглощения Землей энергии из вакуума.

dM c2

N = –––––– = nMÅ c2. (4.28)

d t

При массе Земли МÅ = 5,98·1024 кг, n = 2,9·10 –16 сек–1 и с = 3·108 м/сек, мощность N = 1,56·1026 Вт или 1,56·1033 эрг/ссек. Мощность тепловых потерь земного шара по данным с соавторами составляет 2,96·1013 Вт [322], что почти на 13 порядков меньше мощности поглощаемого энергетического потока материи. Практически вся поступающая в Землю материя идет на образование вещества. В результате этого мощного процесса каждую секунду масса Земли увеличивается на 1,73 ·106 т.