Сила разуплотнения поверхностного слоя воды и ее роль в геологических процессах (стр. 50 )

В последующем действие механизма диффузионного флюи­дозамещения было сосредоточено в основном по окраинам этих щитов, так как именно эти области были местами наиболее актив­ных тектонических подвижек на границе между утолщенной конти­нентальной и тонкой океанической корой. Это следует из извест­ного факта с льдинами, когда участки наибольшей трещиноватости сосредоточены на границе толстых льдин с окружающим их тонким льдом.

Далее новообразованные материковые части земной коры начинают дрейфовать самостоятельно среди тонкого в тот период литосферного слоя по вязкой астеносфере или по еще частично расплавленной мантийной оболочке. Причиной дрейфа являются силы Кориолиса, которые появляются в период поднятия матери­ков. Эти силы стремятся затормозить вращение земного шара так же, как они действуют на фигуриста, когда во время вращения он раскидывает руки в стороны. Но эти сила торможения сказывается не столько на замедлении вращения Земли, сколько в виде гори­зонтальной силы, действующей на материки и заставляющей их двигаться, главным образом в направлении к экватору, где их дей­ствие исчезает. и др. (1994) считают, например, что действием сил Кориолиса определяется миграция пятен на Солнце к его экватору; они проявляются также в жидком ядре Земли. В этой части гипотеза сходна с гипотезой А. Вегенера (1925) о дрейфе континентов. Но главным недостатком этой гипо­тезы и причиной последующего отказа от нее было то, что, по мнению ученых, силы Кориолиса слишком слабы, чтобы заставить двигаться континенты среди твердой литосферной оболочки.

Однако, по-видимому, этих сил достаточно, чтобы создать на окраинах материков зоны повышенной тектонической активности, где начинает действовать механизм диффузионного флюидоза­мещения, зарождающий гранитоидные мигматитовые зоны, из ко­торых расплавы объединяются в гранитоидные плутоны, всплы­вающие и создающие завершающий горообразовательный этап развития складчатых областей в соответствии с ундационной тео­рией P. P. Бемеллена (1956). Благодаря этому материки последо­вательно наращиваются по краям новыми складчатыми поясами, расширяя таким образом площади устойчивых континентальных участков земной коры.

В период зарождения магматических расплавов в краях кон­тинентальных глыб и под ними появляется как бы жидкая смазка, которая способствует более легкому их скольжению вдоль лито­сферы. Иначе говоря, материки, создавая сначала ослабленные тектонические зоны вокруг себя, сами способствовали возникнове­нию разжиженной окружающей среды, в которой могли легко скользить в горизонтальном направлении даже под действием сравнительно слабых сил Кориолиса. Значит, они своим движе­нием как бы проплавляли или, точнее, перерастворяли литосфер­ную оболочку.

Можно предполагать, что такой механизм наиболее активно действовал в докембрийский и палеозойский период развития Земли, когда образовались главнейшие материковые щиты и складчатые пояса в соответствии с теорией геосинклиналей (Му­ратов, 1975).

В это время тепловой поток из недр Земли шел широким фронтом, поэтому конвекция мантийного вещества астеносферы осуществлялась в пределах очень узких ячеек, не способных вли­ять на движение континентов, так как их размер был меньше ши­рины последних. Это можно видеть из экспериментальных наблю­дений, приведенных А. Коксом и др. (1989): если воду в кастрюле нагревать широкой горелкой размером во все дно кастрюли, то тепловая конвекция воды осуществляется в виде множества мел­ких ячеек.

Однако можно полагать, что, начиная с мезозоя, в связи с уменьшением тепловой энергии Земли и соответствующего утол­щения литосферной оболочки тепловые струи в мантии сосредо­точиваются вдоль определенных узких зон – рифтов, т. е., образно говоря, «горелка» греет дно «кастрюли» в узколокальных участках, поэтому возникают крупные конвективные ячейки мантийного ве­щества, способные перемешать крупные блоки литосферы. В это время свободное движение материков прекращается, поскольку они оказываются впаянными в эту литосферу, так что в после­дующем становится возможным только их движение как пассажи­ров в составе крупных литосферных плит. Это следует из разраба­тываемой сейчас теории тектоники плит (Зоненшайн и др., 1979, Унксов, 1981, Кокс и др., 1989, Сорохтин, 1991, Добрецов и др., 1994). Но механизм, приводящий в действие тектонику плит, иной, чем был раньше при движении материков. Здесь главную роль приобретают локальные тепловые потоки вдоль узких зон глубин­ных разломов, которые способствуют созданию горизонтальной конвекции мантийного вещества в пределах крупных конвекцион­ных ячеек. Эта конвекция захватывает литосферные плиты вместе с впаянными в них материками и перемещает их по поверхности Земли. В зонах спрединга литосферные плиты расходятся, рождая новые участки океанической земной коры, а в зонах, субдукции они уходят одна под другую в мантию, где одна из них переходит в со­став вязкой астеносферы и ее вещество снова участвует в ман­тийной конвекции.

Таким образом, по моему мнению, необходимо разделить тек­тоническую историю Земли на два этапа: домезозойский и после­мезозойский. В первый этап действовал механизм диффузионного флюидозамещения с образованием геосинклиналей и древних щи­тов, а во второй этап развивалась тектоника плит в современном представлении.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Предлагается принципиально новое в науке представление о механизме формирования поверхностного слоя газообразных, твердых и жидких веществ и в первую очередь воды – главней­шего жидкого минерала в природе. Сейчас считается, что ряд важ­нейших свойств этого слоя, в первую очередь поверхностное на­тяжение, обусловлен втягиванием молекул с поверхности в глу­бину ван-дер-ваальсовыми силами, а тепловое движение молекул способствует только ослаблению этих свойств. Я выдвигаю идею: наоборот, именно тепловое движение молекул в виде их активиро­ванных скачков над поверхностностью воды является главной движущей силой создания этих свойств, а ван-дер-ваальсовы силы снижают энергию скачков, предохраняя молекулы от мгновенного испарения, и только таким образом участвуют в создании разуп­лотненного поверхностного слоя. На создание этого слоя расходу­ется энергия скачков тех самых молекул, которые в глубине жид­кости создают ее температурное расширение. С такой же силой температурного расширения скачущие молекулы создают разуп­лотненный поверхностный слой, раздвигая в момент его возникно­вения контактирующие фазы веществ. Создающееся таким обра­зом разуплотнение, осуществляется с большой силой, названной мной температурной составляющей силы разуплотнения поверх­ностного слоя – Т-СРПС.

В науке существует ошибочное, по моему мнению, представ­ление о том, что растворенные вещества в воде создают в по­верхностном слое воды так называемый диффузный нераство­ряющий объем за счет отталкивания растворенных молекул от границы контактирующих с водой твердых фаз в результате дей­ствия электростатических сил. Я разработал идею о том, что в создании этого «нерастворяющего» поверхностного слоя главную роль играет своеобразный показанный мной молекулярно-кинети­ческий механизм отталкивания (диффузного отражения) раство­ренных молекул от граничной поверхности в процессе их тепло­вого движения и соударения с ней с учетом также предложенного мной нового представления о диффузии как результате соударе­ния одноименных молекул. Здесь этот процесс отталкивания мо­лекул осуществляется с силой осмотического давления, названной мной осмотической составляющей силы разуплотнения поверхно­стного слоя (О-СРПС). С этой точки зрения, данный слой не явля­ется «нерастворяющим», а наоборот, наиболее химически активно растворяет все контактирующие с ним твердые вещества, осо­бенно в микропорах горных пород земной коры.

Новое представление о механизме формирования поверхно­стного слоя веществ за счет действия силы разуплотнения по­верхностного слоя (СРПС) ведет к пересмотру многих представле­ний о роли поверхностного слоя в различных природных и техно­логических процессах. Эта сила способствует обмену веществ во всех водосодержащих микропористых средах, каковыми являются растения, живые организмы и горные породы земной коры. По­этому она лежит в основе жизни на Земле и главнейших геологи­ческих процессов в земной коре, что и показано в этой книге пока кратко.

Дальнейшую работу над этой проблемой необходимо сосре­доточить по следующим направлениям: 1) обратить внимание и проанализировать ошибочные уже устоявшиеся и ставшие догма­тическими некоторые представления молекулярно-кинетической теории газов, жидкостей и твердых веществ, которые до настоя­щего времени не позволяли открыть и теоретически обосновать СРПС; 2) дать обоснование СРПС, как молекулярно-кинетического явления, на основе точных методов статистической физики и ме­ханики; 3) выполнить необходимые экспериментальные исследо­вания; 4) провести детальное изучение роли СРПС в различных природных явлениях и технологических процессах.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

Адам и химия поверхностей. М.: Гостехиздат, 1947. 552 с.

изическая химия поверхностей. М.: Мир, 1979. 568 с.

Алекин гидрохимии. Л.: Гидрометеоиздат, 1970. 444 с.

, Грушин переноса в реагирую­щих газах и плазме. М.: Энергоатомиздат, 1994. 433 с.

Анфилогов поликонденсация и строение силикатных расплавов // Геохимия. 1973. № 12. С. 1793–1800.

Бгатов к экогеологии. Новосибирск: Изд-во НГУ, 1993. 221 с.

Бгатов среда и здоровье твое, мое и братьев наших меньших, или Сладкие земли. Новосибирск, 1999. 71 с.

Бемеллен . М.: ИЛ, 1956. 104 с.

Бергельсон мембраны. М.: Наука, 1975. 183 с.

Бетехтин растворы, их природа и про­цессы рудообразования // Основные проблемы в учении о магма­тогенных рудных месторождениях. М.: Изд-во АН СССР, 1955. С. 125–278.