Знание-сила, 1999 № 09-10 (867,868)

Как согласовать такие разные позиции? Валерий Петрович Трубицын утверждает, что двухслойной конвекция была на начальных стадиях формирования Земли, а потом стала общемантийной. Считалось, что если существовала разогретая мантия (а Земля остыла со времени своего рождения уже примерно на 150 градусов), то и перемешивание вещества в ней происходило интенсивно и не могло быть расслоено. По расчетам Трубицына оказалось, что все наоборот – именно в горячей мантии возникает многоэтажная конвекция, а с понижением температуры мантия становилась более вязкой и в настоящий момент может перемешиваться в основном только как целое. Современного нагрева уже недостаточно для полного поддержания двухъячеистой конвекции. А на полученных учеными картах видно, что в мантии Земли сейчас в основном существует одноячеистая конвекция, перемешивающая вещество до самого ядра. Но и геохимики тоже правы! Дело в том, что сведения о двух резервуарах запечатлены в породах, которые образовались не сегодня, а значит, несут информацию о двухъячеистой конвекции, существовавшей в мантии в прошлые несколько миллиардов лет!

Почему так важен вопрос о конвекции внутри мантии? Потому что следствием той или иной схемы конвекции является перераспределение вещества с теми или иными химическими элементами. Заменив в своей модели однородное вещество жидкостью, состоящей из четырех компонентов: железа, мантийного материала, вещества коры и летучих газов, ученые теперь смогут объяснить перераспределение элементов в истории Земли.

Следующий шаг уже очевиден – более точные расчеты в будущем позволят восстановить, где в мантии возникали магматические потоки, приводящие к формированию месторождений полезных ископаемых.

Правда, по словам Валерия Трубицына, невозможно «развернуть» математические вычисления вспять. Для выяснения месторасположения континентов и потоков вещества в мантии в прошлом, а значит, и районов образования месторождений придется идти методом подбора.

В процессе формирования ядра неясен механизм осаждения железа. Если оно выпадало как снег, постепенно, небольшими порциями, то для этого потребовались бы десятки и сотни миллиардов лет (напомним, что возраст Земли 4,6, а возраст Вселенной 15 мллиардов лет). При этом не смог бы запуститься механизм конвекции вещества – слишком мало при таком процессе выделяется энергии. С другой стороны – конвекция начнется, если выпадение железа в ядро произойдет большими порциями, но непонятен механизм плавления такого огромного количества железа.

Пока не решена одна из важнейших проблем геологии-механизм возникновения первичных континентов и роста и эволюции континентальной литосферы.

Принципиальная схема может выглядеть, по словам Валерия Трубицына, таким образом: наряду с быстрым провалом железа в ядро стало подниматься легкое вещество будущей коры. Подобно пене, оно бурлило в водоворотах магматического океана и слипалось в протоконтиненты. Согласно оценке Трубицына, только когда размер континента становился больше 30 километров, он не утягивался на дно мантии. Достигнув уже тысячи километров в поперечнике, континенты начнут свое неумолимое движение, приводя в движение потоки из самых глубин мантии.

И будут продолжать его и на протяжении следующих полутора миллиардов лет – именно тогда, согласно модели Трубицына-Рыкова, все нынешние континенты Земли соберутся вблизи Южного полюса, образовав очередной суперконтинент. И предсказали его появление и механизм формирования впервые в России.

Досье «ЗС»

В 1889 году английский пастор и физик О.Фишер изложил в своем труде «Физика земной коры» модель развития Земли, схожую во многом с положениями плитотектоники.

В 1915 году немецкий геофизик Альфред Вегенер опубликовал свою знаменитую гипотезу дрейфа континентов.

В 1968 году американский геофизик В.Морган и французкий геофизик Кс.Ле Пишон выделили наиболее крупные литосферные плиты и объяснили механизмы их движения по поверхности земного шара.

Плитотектоническая гипотеза стала обретать очертания полноценной теории.

В 1974 году американский геофизик Адам Дзевонски впервые опубликовал трехмерную модель строения Земли на основе данных томографии.

В 1994 году была опубликована работа японских геофизиков – четырнадцать карт, отражающих неоднородность внутреннего строения Земли на глубинах от подошвы земной коры до границы мантия- ядро.

Время, когда нашу планету можно было представлять в виде четко сменяющих друг друга оболочек, кончилось.

В 1995 году Валерий Трубицын и Виталий Рыков впервые в мире опубликовали трехмерную декартовую математическую модель, описывающую конвекцию в мантии Земли с учетом влияния на нее континентальных и океанических плит, закладывающую основы новой тектоники-тектоники плавающих континентов. В 1999 г.лостроена трехмерная сферическая модель Земли, позволяющая "видеть" процессы в недрах Земли.

Брельские тезисы

Виктор Брель

Миг удачи