Кратчайшая история Вселенной. От Большого взрыва до наших дней (в сверхдоступном изложении)

Одна планета размером с Землю и другая планета величиной с Марс, которую мы называем Тейя, столкнулись друг с другом. Планета размером с Землю поглотила подавляющую часть обломков и преобразовалась. 1,2 % вещества оказалось на орбите Земли в качестве обломков после столкновения. В конце концов осколки собрались вместе, чтобы стать Луной.

Земля в то время оставалась чрезвычайно горячей, так как пожары от столкновений планет продолжали пылать. Кроме того, Землю постоянно бомбардировали астероиды, и каждое новое столкновение было разрушительным, как ядерная война. Поскольку Земля продолжала поглощать окружающую материю на своей орбите, давление от веса всего этого «мусора» создавало тепло в ядре Земли. Короче говоря, Земля 4,5 миллиарда лет назад была расплавленной и мягкой – как студенистый шар пудинга, горящий и пузырящийся при температуре в тысячи градусов.

Такое состояние запустило процесс дифференциации, разделения на фракции. Земля представляла собой расплавленный шар из мягких, полужидких пород, поэтому материалы могли двигаться сквозь нее достаточно свободно. Многие из самых тяжелых элементов, таких как железо и золото, опустились сквозь обжигающую смесь в самый центр Земли. Железо образовало в ядре Земли шар диаметром 3400 километров, дающий нашей планете магнитное поле.

В остывающей земной коре застряли только незначительные остатки тяжелых элементов. Вот почему люди так редко находят что-то, подобное золоту. Однако если бы каким-то образом удалось добраться до расплавленных недр мантии и ядра Земли, то там нашлось бы достаточно золота, чтобы покрыть им всю поверхность Земли, позолотив континенты от моря до моря.

Столкновение Земли и Тейи

©Mark Garlick / Science Photo Library

Легкие элементы всплывали на поверхность. Появилась корка из кремния (основного компонента химического состава Земли), а также алюминия, натрия и магния. Самые легкие из всех элементов, такие как углерод, кислород и водород, исторглись в виде газов и образовали изначальную атмосферу Земли.

Однако остывание земной коры часто прерывалось падениями астероидов в течение поздней тяжелой бомбардировки. Как только поверхность расплава начинала отвердевать, новые удары разрушали тонкий слой и снова разогревали Землю. Лишь около 4 миллиардов лет назад бомбардировки прекратились, и кора смогла полностью затвердеть.

Уже в этом аду огненной лавы на нашей планете началось усложнение. Когда Тейя врезалась в Землю, стало возможным образование около 250 химических соединений. К моменту завершения процесса дифференциации существовало уже более 1500 различных химических веществ.

Снятие мерок у матушки-Земли

Даже сегодня земная кора тонкая и хрупкая по сравнению с остальными частями структуры Земли. Это может удивлять, если вспомнить, какими массивными кажутся человеку скалистые горы и темные каменные проходы шахт. Однако совершенно уместно назвать кору «слоем жира, который застывает на поверхности бульона в кастрюле». Толщина земной коры, содержащей множество легких элементов Земли и лишь незначительное количество более тяжелых, составляет всего около 35 километров, а в некоторых местах на дне океанов и вовсе составляет примерно 7 километров.

Под корой находится верхняя мантия. Там настолько большое давление, что температура поднимается выше 1000 °C, создавая ужасающую раскаленную лаву, которую вулканы время от времени извергают на поверхность. Верхняя мантия уходит примерно на 650 километров в глубину океаном расплавленной магматической породы. Под ним располагается нижняя мантия. Она находится на глубине 2900 километров и настолько раскалена, что горные породы полностью переходят в жидкое состояние.

Под нижней мантией располагается ядро. Внешнее ядро на глубине около 5200 километров состоит в основном из жидкого железа и никеля. Далее лежит внутреннее ядро. Оно располагается на глубине 6370 километров до самой середины этого ада и испытывает настолько сильное давление, что чрезвычайно горячее расплавленное ядро тем не менее ведет себя так, как если бы оно было твердым. В ядре Земли температура достигает 6700 °C.

Земная кора, мантия и ядро

©Gary Hincks / Science Photo Library

Ад на Земле

Земля в период 4,5–4 миллиарда лет назад относится к гадейскому эону[5], названному так из-за адских условий на Земле в то время. Температура на поверхности Земли оставалась выше 100 °C, что препятствовало образованию жидкой воды, а в некоторых местах температура достигала даже 1500 °C, и Землю покрывали океаны лавы.

Там, где все же образовывалась суша, она была тонкой, как бумага, и из трещин вырывались струи пара – легкие газы, исторгавшиеся Землей в процессе дифференциации. Такую же работу выполняли и вулканы. Они поднимались из Земли, извергая лаву, дым и пепел. По мере того как лава высыхала до состояния корки и нарастала, некоторые вулканы становились выше Эвереста.