Вчені до цих пір сперечаються про появу води на Землі. Один товариш зайнявся пошуками гіпотез. Знайшов аж шість штук. Немає згоди в цьому світі! Звідки вода на Землі - варіанти відповіді.
Гіпотези про походження води на Землі
Перша гіпотеза. Гаряче походження Землі
Вважається, що колись Земля була розплавленим вогненною кулею, який, випромінюючи тепло в простір, поступово остигав. З'явилася первородна кора, виникли хімічні сполуки елементів і серед них сполука водню з киснем, або, простіше кажучи, вода.
Простір навколо Землі все більше заповнювалося газами, які безперервно вивергалися з тріщин остигає кори. У міру охолодження пари утворювали хмарний покрив, щільно огорнув нашу планету. Коли температура в газовій оболонці впала настільки, що волога, що міститься в хмарах, перетворилася в воду, пролилися перші дощі.
Тисячоліття за тисячоліттям падали дощі. Вони-то і стали тим джерелом води, яка поступово заповнила океанічні западини і утворила Світовий океан.
Друга гіпотеза. Холодне походження Землі
Була Земля холодна, а потім почала розігріватися. Розігрів став причиною вулканічної діяльності. Вивергається вулканами лава виносила на поверхню планети пари води. Частина парів, конденсуючись, заповнювала океанічні западини, а частина утворила атмосферу. Як тепер підтверджено, головною ареною вулканічної діяльності на перших стадіях еволюції Землі дійсно було дно сучасних океанів.
Відповідно до цієї гіпотези вода містилася вже в тій первинної матерії. з якої склалася наша Земля. Підтвердженням такої можливості є наявність води в падаючих на Землю метеоритах. У «небесних каменях» її до 0,5%. На перший погляд мізерна кількість. Як щось не переконливо!
третя гіпотеза
Третя гіпотеза знову ж виходить із «холодного» походження Землі з подальшим її розігрівом.
На якійсь стадії розігріву в мантії Землі на глибинах 50- 70 км з іонів водню і кисню почав виникати водяна пара. Однак висока температура мантії не дозволяла йому вступати в хімічні сполуки з речовиною мантії.
Під дією гігантського тиску пар вижимався в верхні шари мантії, а потім і в кору Землі. У корі нижчі температури стимулювали хімічні реакції між мінералами і водою, в результаті розпушення порід, утворилися тріщини і порожнечі, які негайно заповнювалися вільної водою. Під дією тиску води тріщини лунали, перетворювалися в розломи, і вода через них спрямовувалася на поверхню. Так виникли первинні океани.
Однак діяльність води в корі Землі цим не вичерпувалася. Гаряча вода досить легко розчиняла в собі кислоти і луги. Ця «пекельна суміш» роз'їдала все і вся навколо, перетворюючись на своєрідний розсіл, який і надав морській воді притаманну їй і понині солоність.
Тисячоліття змінювали один одного. Розсіл вшир і вглиб невблаганно розповзався під гранітними підставами континентів. Проникнути ж в власне граніт йому дано не було. Пориста структура граніту, подібно тонкому фільтру, затримувала суспензії. «Фільтр» засмічувався, а засмітившись, починав грати роль екрану, які стоять на заваді воді.
Якщо все це мало місце, то під материками на глибині 12- 20 км стеляться океани стислою і насиченою розчиненими солями і металами води. Цілком можливо, що такі океани розкинулися і під багатокілометрової товщею базальтового дна наземних океанів.
На користь наведеної гіпотези свідчить різке зростання швидкості сейсмічних хвиль на глибині 15-20 км, т. Е. Як раз там, де має пролягати межа передбачуваного поділу між гранітом і поверхнею розсолу, межа різкої зміни фізико-хімічних властивостей речовини.
Наведену гіпотезу підтверджує і так званий дрейф материків. Гранітні громади материків переміщаються. Вони «пливуть», хоча швидкість їх руху становить усього кілька сантиметрів в сторіччя. Чому ж не припустити, що океани розсолів виконують роль своєрідної плівки під «днищами» материків, подібно плівці масла в підшипнику між цапфою і валом.
Якщо розсоли існують, то в майбутньому людство напевно використовує їх як багатющу рідку руду, в якій розчинені найцінніші елементи та їхні сполуки.
Четверта гіпотеза англійського астрофізика Хойла
Суть її така: конденсація протопланетної хмари, що оточував наше прото-Сонце, протікала неравнозначно на різних відстанях від Сонця. Чим далі від нього, тим температура хмари була нижче. Ближче до Сонця могли конденсуватися, скажімо, метали як речовини більш тугоплавкі. А там, де проходять орбіти Урана, Нептуна і Плутона, за розрахунками Хойла, температура становила приблизно 350 К, що вже досить для конденсації водяної пари.
Саме цією обставиною можна пояснити «водну» природу Урана, Нептуна і Плутона, що утворилися в процесі злиття частинок льоду і снігу. «Водну» природу зазначених планет підтверджують новітні астрономічні спостереження.
Однак в процесі формування зовнішніх планет мало місце гравітаційне «виштовхування» брил льоду в область внутрішніх планет. Ті з брил, які володіли достатніми розмірами, не встигнувши повністю випаруватися від сонячних променів, досягали Землі і падали на неї у вигляді своєрідного крижаного «дощу». Очевидно, такі «дощі» були більш рясними на Марсі і вельми мізерними на Венері.
Розрахунки, виконані Хойлом, підтверджують можливість утворення земних океанів з крижаних дощів, для чого треба було всього кілька мільйонів років.
п'ята гіпотеза
Вона, як і четверта, передбачає чисто космічне походження води, але з інших джерел. Справа в тому що на Землю з глибин космосу безперервно падає злива електрично заряджених частинок. І серед цих частинок неабияку частку складають протони - ядра атомів водню. Пронизуючи верхні шари атмосфери, протони захоплюють електрони і перетворюються в атоми водню, які тут же вступають в реакцію з'єднання з киснем атмосфери. Утворюються молекули води. Розрахунок показав, що космічний джерело такого роду здатний дати майже 1,5 т води на рік, і ця вода у вигляді опадів досягає земної поверхні.
Півтори тонни ... За глобальним мірками - незначна кількість. Але слід мати на увазі, що утворення такої космічної води почалося одночасно з виникненням планети, т. Е. Більше 4 млрд. Років тому.
шоста гіпотеза
Як встановлено вченими, приблизно 250 млн. Років тому на Землі був єдиний континент. Потім, невідомо з яких причин, він тріснув, і частини його почали розповзатися, «спливати» один від одного.
Доказами існування колись єдиного материка є не тільки подібність берегових ліній, але також схожість флори і фауни, схожість геологічних структур узбереж. Коротше кажучи, нині мало хто сумнівається в єдності континентів Землі в минулому. Здивування викликає інше: як можуть, подібно гігантським «айсбергам», спливати один від одного брили материків, якщо їх коріння сягає вглиб на десятки кілометрів? І що приводить їх в рух?
Дослідження останніх років підтвердили: так, материки «пливуть», відстань між ними безперервно збільшується. Пересування материків блискуче пояснює гіпотеза розширюється Землі. Гіпотеза стверджує: спочатку Земля мала радіус удвічі менший, ніж зараз. Материки, злиті тоді воєдино, оперізували планету.Океанов не існувало. І ось на кордоні протерозою і мезозою (250-300 млн. Років тому) Земля почала розширюватися. Єдиний материк дав тріщини, які, наповнившись водою, перетворилися в океани. І з тих пір по наш час радіус Землі збільшився вдвічі!
Винахід атомного годинника дозволило з абсолютною точністю визначити довготу і широту земних об'єктів по зоряному небу. Вимірювання показали, що наша планета ... продовжує розширюватися!
Розширюється, наприклад, Європа. Москва і Ленінград «пливуть» на схід зі швидкістю 1 см на рік. А Гамбург, розташований в центрі Європи, залишається на місці.
Швидкість розширення європейського континенту величезна. Адже за якихось 20 млн. Років (нікчемний термін для геологічної епохи) в результаті такого переміщення може утворитися чаша майбутнього океану шириною в 4000 км.
Однак до сих пір у прихильників гіпотези розширюється Землі не було доказів, за допомогою яких вони могли б пояснити, чому Земля розширюється.
Тепер такі доводи є.
Нагадаємо насамперед (і ми до цього ще повернемося), що Всесвіт на 98% складається з водню, т. Е. З елемента, що народжує воду. На 98% з водню складається і наша Земля. Він прийшов до нас разом з тими частинками холодної космічного пилу, з якої утворилися всі планети Сонячної системи. А серед цих частинок знаходилися і атоми металів.
Ось тут-то ми і стикаємося з цікавим явищем. Виявляється, метали здатні поглинати величезну кількість водню - десятки, сотні і навіть тисячі обсягів на один свій обсяг. Далі: чим більше водню поглинає (або приєднує) метал, тим щільніше він стає, т. Е. Все більше зменшується в об'ємі. Так, ми не обмовилися - зменшується. Так, лужні метали, приєднуючи водень, зменшуються в об'ємі в 1,5 рази вже при атмосферному тиску. Що ж стосується інших металів (наприклад, заліза і нікелю, з яких, на думку вчених, складено ядро Землі), то при нормальному атмосферному тиску (105 Па) зменшення обсягу у них дуже мало.
Однак у міру ущільнення пилової хмари відбувалося його гравітаційне стиснення, і тиск усередині прото-Землі зростала. Відповідно зростала і ступінь поглинання водню металами групи заліза. Стиснення породжувало антипод тиску - розігрів.
А так як найбільшому стиску піддавалися центральні області утворилася планети, то там швидше росла і температура.
І ось на якійсь стадії розігріву, коли температура в ядрі Землі досягла певного критичного значення (перехід кількісного зростання в новий якісний стан!), Почався зворотний процес - виділення водню з металів.
Розпад металловодородістих з'єднань, т. Е. Відновлення металевих структур, викликав різке збільшення обсягу речовини ядра Землі. Розширення металевого ядра проявилося з такою силою, що мантія і кора планети, не витримавши, дали тріщини.
Таким чином, дегазація водню супроводжувалася розширенням Землі. Тим часом водень, пронизуючи величезну товщу планети, захоплював по шляху атоми кисню, і на поверхню її виривалися вже пари води. Конденсуючись, вода заповнювала розломи в корі. Поступово утворилися океани.
Отже, шість гіпотез походження земної води. Згодом з'ясується, в який з них істина. Можливо, виявляться вірними всі шість, в якійсь мірі кожна. Поки ж питання «Звідки взялася вода на Землі?» Залишається відкритим.