100 великих рекордов стихий

Нижняя мантия сложена силикатными породами. Заключенное в ней ядро – также силикатное, но силикаты находятся в нем в особом состоянии: их электроны сильно сжаты, приближены к атомному ядру, как у металлов.

Есть и другая гипотеза: о полностью железном ядре и нижней силикатной мантии. В настоящее время трудно отдать предпочтение одному из этих предположений: слишком мало данных о составе и строении глубоких недр Земли. Но для наших рассуждений и неважно, как в точности обстоят дела на глубине – в любом случае это не противоречит гипотезе Е. Артюшкова.

Допустим, что ядро сложено силикатами. На границе между ним и нижней мантией температура достигает нескольких тысяч градусов, а давление 1,5 тысячи килобар! В таких условиях легко происходят фазовые переходы: твердые силикаты нижней мантии переходят в жидкое состояние. Более тяжелые компоненты тонут. Они проходят разжиженный слой, попадают в ядро и опускаются в нем до тех пор, пока не встретят равное по плотности вещество. Тут пришельцы останавливаются и постепенно уравниваются с ним во всем. Возможно, что самые «весомые» из них доходят до более тяжелого внутреннего ядра, о существовании которого говорит ряд ученых. Легкие компоненты тем временем всплывают. Подъем кончается у подошвы нижней мантии. Поднимающееся вещество наталкивается на нее, как вода на запруду, и здесь скапливается.

Можно сказать, что на границе раздела ядра и нижней мантии работает своеобразный гравитационный сепаратор. Его технологический цикл: перевод твердого материала в жидкий, а затем разделение. Так, по мнению Е. Артюшкова, была переработана (и перерабатывается сегодня) часть объема нижней мантии.

Из всех оболочек земного шара только нижняя мантия является однородной по составу. Не она ли представляет сейчас первичное вещество нашей планеты, вернее то, что от него осталось? Гравитационная конвекция разделила это вещество в глубинах ранней Земли. Мы видим, как она создала жидкое и тяжелое ядро и, наверное, способствовала появлению верхней мантии и земной коры; на формирование последних пошел тот легкий материал, который скапливался у подошвы нижней мантии. Но как он проник сквозь нижнюю мантию и попал в верхние сферы земного шара?

В физике известен опыт: если тонкий слой жидкого вещества снизу нагревать, а сверху охлаждать, в нем появятся конвекционные ячейки, например шестигранники. В них будет совершаться круговорот вещества: нагретое, как более легкое, – наверх, более холодное – вниз. Подобный процесс, возможно, происходит и в земных глубинах.

Всплывший после разделения материал расположился прямо под нижней мантией, как более легкий. И выходит, что в нижней мантии в результате высокого давления возникает ситуация, о которой мы говорили выше. В нижней мантии должна начаться тепловая конвекция, должны появиться гигантские конвекционные ячейки. По их краям легкий материал будет подниматься наверх. Правда, говорит Е. Артюшков, возможен иной способ подъема – «каплями», будто воздушными шарами. Но данных о нижней мантии так мало, что отдать предпочтение тому или иному виду «транспорта» пока трудно.

Пройдя нижнюю мантию, легкий материал доходит до верхней. Здесь он уже обязательно делится на отдельные «капли», чтобы продолжить путешествие дальше. Размер «капель» – до сотен километров. Во время пути наверх они не успели остыть и, еще разгоряченные, попали в верхнюю мантию – словно угли, выброшенные в остывшую золу.

Но условия в верхней мантии уже другие – давление меньше, чем на той глубине, откуда поднялся материал. Точка плавления веществ ниже. И если раньше при определенной температуре они не плавились, то сейчас при тех же градусах уже не могут устоять. Происходит снова плавление и снова разделение на тяжелые и легкие компоненты. И так до тех пор, пока «угли не прогорят и не обратятся в золу». Самые легкие компоненты смогут подняться к разделу Мохоровичича, находящемуся между корой и верхней мантией. Гравитационная конвекция производит сортировку вещества и здесь.

По подсчетам Е. Артюшкова, каждые 200 миллионов лет в верхнюю мантию внедрялось огромное количество легкого вещества – около 10 в двадцатой степени граммов. Из него были сформированы верхние сферы Земли.

Как видите, эта новая гипотеза унаследовала лучшее от гипотезы контракции – в один процесс объединены магматические превращения и тектонические передвижения! Поднимающийся материал по своим свойствам напоминает магму. Она внедряется в недра Земли, образуя породы и различного типа месторождения, в то же время создает тектонические перемещения, приподнимая и раздвигая окружающие породы.

Гипотеза Е. Артюшкова не получила ни одного возражения со стороны специалистов.