Растущая Земля: из планет в звёзды (стр. 62 )

Как уже говорилось, резкого отличия планет от звезд не существует и это отражает дополненная диаграмма Герцшпрунга-Рессела (рис. 10.3). В этой связи у планет должны появляться наиболее важные свойства звезд в

§ 10. 4. Место Земли на диаграмме Герцшпрунга-Рессела 235

редуцированном виде. И хотя Земля - несветящееся тело, она излучает энергию. В геофизике эта энергия определяется тепловым потоком из недр. Глобальная мощность тепловых (энергетических) потерь является такой же характеристикой, как и светимость для звезд. В табл. 10.1 приведены энергетические потери в единицу времени для некоторых планет в сравнении с Солнцем и звездой Ван Маанена (белым карликом). Литературные данные в табл. 10.1 дополнены производными (вычис-ленными) величинами.

Таблица 10. 1

Мщность энергетических потерь некоторых небесных тел

	Солнечная	Излучение
Небесное тело	постоянная	(тепловой поток)	Светимость, эрг/сек	Литература
	эрг /см2 ·сек
Солнце	-	6,2 · 1010	3,8 · 1038	[352]
Звезда Ван Маанена	-	2,5 · 1012	7,6 · 1029	- “ -
Юпитер	5,08 · 104	13,7 · 104	8,8 · 1025	- “ -
Сатурн	1,39 · 104	3,47 · 104	1,54 · 1025	- “ -
Земля Луна	1,38 · 106 –	58 11– 18	2,96 · 1020 5,3 1018	[322] [301]

Табл. 10.1 содержит также солнечные постоянные для планет, характеризующие энергию, получаемую планетами от Солнца. В сравнении с излучением эти данные свидетельствуют о том, что Земля и Луна теряют внутренней энергии значительно меньше, чем получают ее от Солнца. Для Юпитера и Сатурна внутренние энергетические потери в несколько раз больше, чем поступление энергии от Солнца. Излучение внутренней энергии - это типичная звездная функция, и она присуща всем небесным телам, в том числе Луне, Земле, Юпитеру и Сатурну. Для Юпитера светимость уже настолько велика, что для ее объяснения иногда привлекаются [333] ядерные реакции типа

1Н1 + n ® 1H2 + g, (10.5)

где g - квант энергии, трансформирующейся в инфракрасное и радиоиз-лучение Юпитера.

На Марсе величина тепловых потерь непосредственно не измерялась, но ее можно предсказать, так как ”светимость” Марса должна иметь величину, определяемую тепловым потоком из недр меньшим, чем у Земли, но большим, чем у Луны. Тепловые потоки на поверхностях планет связаны с внутренними температурами. Поэтому, теоретические значения внутренних температур Юпитера, Земли и Луны оказались [351, с.18] на продолжении температурной зависимости в недрах красных карликов и желтых звезд. Таким образом, ”светимости” планет, их внутренняя температура и положение на диаграмме Герцшпрунга-Рессела обуслов-

236 Глава 10. Земля среди небесных тел .

лены единой схемой развития планет и звезд, постепенным перерастанием меньших небесных тел в большие.

Общность развития небесных тел прослеживается не только между планетами и звездами, но и в самой группе планет. Так, на планетах зем-ной группы отчетливо выделяются два типа коры: океанический и конти-нентальный. При подсчетах площадей коры на различных планетах оказа-лось, что океанская кора занимает тем большую площадь, чем массивнее планета [281]. Для Венеры, Марса, Меркурия и Луны площади океаннской коры соответственно составляют 60, 35, 23 и 17%. Причем для Венеры и Земли доля площадей океанской коры практически одна и та же.

Отмеченные соотношения для океанической коры и континентальной коры - это одновременно приблизительные данные о площадях океанической коры древних эпох земного шара, когда Земля имела соответствующие размеры (массу). Уменьшение доли океанических площадей земной коры в глубь эпох обусловлено конечной (предельной) деформативностью континентальных участков корового слоя, обеспе-чивавшей относительно небольшие приращения поверхности для тел меньших размеров. Увеличение поверхности Земли и планет по экспоненте приводило ко все большим разрывам сплошности коры, что и выразилось в уменьшении доли океанической коры для Марса, Меркурия и Луны.

Изучение поверхностей планет с помощью космических аппаратов принесло массу сведений о разрывных дислокациях и растяжениях в корах планет и их спутников [131, 234, 332, 444]. Дислокаций и признаков растяжений в коре особенно много на Венере [332, с.27]: «Как показали измерения советских станций серии ”Венера”, равнины имеют базальтовый состав, но следов тектоники плит не обнаружено. Земля с ее океаническими хребтами, желобами островных дуг и трансформными разломами стала представляться каким-то ”космическим уникумом”». Как было показано (§ 2.2), тектоники плит на Земле не существует. В этом смысле Земля не является ”уникумом”, она - самое обычное растущее космическое тело.

На Марсе, как и следовало ожидать, тектоника плит менее интенсив-ная, чем на Земле и Венере, но как и на Венере в коре Марса преобладают структуры растяжения и различных типов разрывные нарушения. По свидетельству с соавторами [131, с.72] ”На снимках поверхности Марса не обнаружено достаточно убедительных признаков проявления сжимающихся усилий”. Далее следует вывод: ”Признаков настоящих складчатых структур, связанных с условиями сжатия, здесь не обнаружено”. Зато на Марсе имеются отдельные системы рифтовых и рифтоподобных структур спрединга. Наиболее крупные из них - это экваториальные рифтовые пояса Копрат (протяженностью более 4000 км) и Касэй длиной более 2000 км. В рифтовом поясе Копрат, наряду с типичными гребенками, прослеживаются все переходы от эмбриональных до развития форм рифтогенеза.

Структуры растяжения кор существуют не только на планетах, но и на спутниках планет. Это, прежде всего, кратеры, цирки и округлые моря,

§ 10. 4. Место Земли на диаграмме Герцшпрунга-Рессела 237

обнаруженные на всех небесных телах. Специфический глобальный рифт обнаружен на Миранде (спутник Урана), отчего край ее диска получился ущербным. Известна также [444] зонально-возрастная структура ледяной поверхности Ганимеда (спутник Юпитера), свидетельствующая о разрастании его поверхности. Разрастание здесь настолько очевидно, что мысль об увеличении объема Ганимеда высказали исследователи [444] далекие от проблем растущей Земли.

Одним из общих признаков увеличения поверхностей (объемов) пла-нет и спутников является малая распространенность кратеров на равнинах - морских бассейнах,- представляющих структуры растяжения и новообразованные участки поверхности. Кратерные структуры здесь относительно редки, так как они уничтожаются в результате деструктивных коровых процессов и не успевают возникать из-за молодости (недавнего возникновения) морских бассейнов). Базальтовое ложе морей планет и спутников и структуры растяжения в морских регионах свидетельствуют о росте небесных тел, общности их развития и причастности к диаграмме Герцшпрунга-Рессела.

§ 10. 5. Будущее Земли. Климат и экология

Каждые 100 лет радиус Земли увеличивается на ~ 2 м. В масштабе человеческой жизни рост земного шара происходит очень медленно, но изменения размеров и других характеристик планеты оказывается существенными на длительных промежутках геологического времени; изменение характеристик Земли приобретает принципиальное значение в вопросах генезиса и эволюции Земли как небесного тела. Так, если не произойдет непредвиденных (катастрофических) изменений, наша планета превратится в звезду. Согласно гравитационной шкале времени (формула 6.2) через 1– 2 млрд. лет масса Земли составит 0,08 М☼ , т. е. планета станет красным карликом. Эти сведения говорят о том, что будущее Земли в концепции роста кардинально отличается от состояния, которое предсказывают ей кантовские гипотезы. В этой связи в проблеме эволюции земного шара возникает множество вопросов, постановка которых не мыслима в рамках кантовских гипотез.

Чрезвычайно важной проблемой для будущего развития цивилизации являются те изменения климата на Земле, которые могут существенно сказываться на флору, фауну и экологию в целом. Современный подход к изучению земного климата и прогнозам по его изменению [46] совершенно не учитывает динамику развития небесных тел. Обычно считается, что Земля и Солнце будут существовать практически неизменными еще несколько миллиардов лет. Отсюда вытекает, что единственными значимыми факторами изменения климата Земли являются антропогенные воздействия, в частности, увеличение доли СО2 в атмосфере и связанное с этим потепление климата (парниковый эффект). В свете же идеи роста Земли проблема изменений климата выглядит существенно иначе, причем прогнозы на будущие его изменения менее благоприятные.

238 Глава 10. Земля среди небесных тел .

Изменение земного климата определяется многими факторами. В данной работе не имеется возможности останавливаться на них. Поэтому придется коснуться лишь тех факторов, которые не фигурируют в традиционных исследованиях [46, 60]. Прежде всего на климат Земли влияет увеличивающаяся светимость Солнца, не менее важным является систематическое удаление Земли от Солнца. На третьем месте по значимости (среди причин, не учитываемых ранее) стоит тепловой поток из недр, увеличение которого связано с ростом массы, повышением температуры и дегазацией Земли. Факторы, изменяющие климат Земли, действуют совместно и большей частью взаимно усиливают друг друга. В этой связи климат и климатические условия на Земле, несмотря на медленное изменение массы, гораздо менее стабильны, чем рисуемые на основе кантовских гипотез; в отдельные эпохи земной климат может претерпевать катастрофические изменения.