«Младенчество» Земли
Возможность расставить по порядку события в истории образования Солнечной системы дала исследователям природы естественная радиоактивность. Тяжелые элементы периодической системы, самопроизвольно испуская ядра гелия, электроны и гамма-лучи, превращаются в более легкие. Сегодня геологи могут наблюдать распад только долгоживущих радиоактивных изотопов: урана-238, урана-235, тория-232 и калия-40, которые непрерывно превращаются в изотопы свинца-206, -207, -208 и аргон. Измеряя в образце количество «материнского» и «дочернего» элементов, можно рассчитать момент начала процесса распада, т. е. возраст породы.
Соотношение изотопов свинца в метеоритах, породах земной коры и в последние годы — Луны дали сходящиеся результаты их возраста, а значит, времени образования Земли — 4,5—4,6 млрд. лет.
?br> В конце 20 века в нашей стране значительно продвинулись теоретические исследования последнего этапа формирования Земли, а именно: длительность слипания частиц в земное тело, характер начальной неоднородности и начальная температура планеты.
Значительную часть планеты составляли тела астероидальных размеров с массой до тысячной доли всей ее массы. Наряду с глобальной однородностью состава пра-Земли эти крупные удары должны были обусловить значительные локальные температурные и плотностные неоднородности, сыгравшие решающую роль во внутренних процессах.
Изначальное тепло Земля черпала в ударах присоединяющихся к ней космических объектов, в энергии гравитационного сжатия и уплотнения земного «кома», в радиоактивном разогреве, в том числе короткоживущими изотопами с высокой удельной теплоемкостью. Однако ввиду большой длительности периода компановки планеты начальная температура в центре должна была быть невысокой (ниже 1000°С), при этом вязкость вещества была большой, ядро Земли долгое время оставалось нерасплавленным.
Вместе с тем первоначально однородная Земля предстает ныне перед исследователями безусловно расслоенной на многие оболочки. Процесс этого расслоения, разделения вещества, по-видимому, составлял наиболее характерную черту ее эволюции. Однако можно думать, что он начинался не обязательно в центре.
Температура в новорожденной Земле была максимум 1500°К на глубине порядка 500 км. Здесь за счет ударного внедрения крупных астероидов возникли первоначальные очаги плавления, и в них началось разделение вещества — опускание тяжелой железной и всплываиие легкой, силикатной компоненты. Лишь постепенно, через 1—2 млрд. лет, по мере разогрева центральной области радиоактивными изотопами силикаты вытеснялись из центра тяжелыми соединениями железа.
Именно на поверхности и в верхних слоях новорожденной Землн (примерно соответствующих современной верхней мантии) за счет разогрева от ударов метеоритов на ранних этапах эволюции существовали температуры, близкие к режиму плавления силикатов, и как в металлургической домне происходило разделение вещества по плотности. Был ли это сплошной расплавленный слой или отдельные, достаточно протяженные зоны, но так или иначе тяжелая компонента опускалась в его основание, а затем, распадаясь на отдельные включения, понемногу продвигалась сквозь твердую мантию к центру благодаря избытку массы и тепла.
