геология. бөж 5 геология. Суды арышты шыуы туралы гипотеза
 Скачать 17.13 Kb.
|
|
Жерде су қалай және қашан пайда болды? Ғалымдар бұл тақырыпты әлі де талқылап жатыр, бірақ әлі ешкім нақты және логикалық дәлелденген жауап берген жоқ. Бүгінгі күні планетада сұйықтықтың қалай пайда болуы мүмкін екендігі туралы бірнеше болжамдар бар. Олардың арасында мүлдем абсурдты да, әбден қисынды гипотезалар да бар, бірақ әзірге олардың ешқайсысы толық сенімді емес. Жерде су қалай пайда болды? Негізгі гипотезалар туралы қысқаша Су планетадағы тіршілікті сақтауда маңызды рөл атқарады, өйткені ол кез келген ағзаның негізгі ішкі ортасы болып табылады. Сусыз адам орта есеппен үш күннен артық өмір сүре алмайды, ал сұйықтықтың 15-20% жоғалуы жиі өлімге әкеледі. Жерде су қалай пайда болды? Бұл субстанцияның пайда болуы туралы гипотезалар аз және олардың ешқайсысы әлі шынайы дәлелдерді алған жоқ. Дегенмен, олар ғана біздің планетамыздың гидросферасының пайда болуын түсіндіре алады. Судың ғарыштық шығуы туралы гипотеза Бір топ зерттеушілер су көптеген құлаған метеориттермен бірге пайда болған деген болжам жасады. Бұл шамамен 4,4 миллиард жыл бұрын, планета әлі қалыптасу кезеңінде болған кезде болды, ал оның беті құрғақ, қираған жер болды, оның үстінде атмосфера әлі қалыптаспаған Жерде судың қалай пайда болғанын сұрағанда, бұл гипотезаны жақтаушылар бұл сұйықтықтың алғашқы молекулалары өздерімен бірге метеориттерді алып келген деп жауап береді. Алғашында бұл молекулалар газ түрінде болған және жинақталған, ал кейінірек планета суыта бастағанда су сұйық күйге өтіп, Жердің гидросферасын құрады. Судың химиялық түзілуі сутегі мен оттегі аниондарының бастапқы протондарынан пайда болуы мүмкін, бірақ кейіннен Жерге түскен аспан денелерінің қалыңдығында мұндай реакцияның пайда болу ықтималдығы апатты түрде аз. Иондар ағындары ғарыштың тереңдігінен Күн жүйесіне үнемі бағытталған-бұл дәлелденген факт. Осындай иондық нөсердің суреттері мен бейнелерін "Хаббл" ғарыш Обсерваториясы және планетааралық зерттеу станциялары ұсынды. Мұндай ағындардағы үлкен көлемді протондар алады, олар химиялық тұрғыдан Н + атомдарының ядролары, дәлірек айтқанда протия-электроны жоқ жеңіл сутегі изотопы. Иондық жаңбыр және көптеген миллиард жыл бұрын төгілді. Жер атмосферасының жоғарғы қабаттарына жетіп, олар электрондарды ұстап, таза сутекке айналды, ол бірден оттегімен әрекеттесіп, су түзеді. Ол жер бетіне жауын-шашын түрінде құйылды. Есептеулер көрсеткендей: осылайша жыл сайын тек 1,5 тонна су түзілуі мүмкін. Бірақ миллиондаған және миллиардтаған жылдар ішінде планетадағы ғарыштық су әлемдік мұхитты құра алды. Жер бетінде судың қалай пайда болғаны туралы тағы бір болжамды белгілі ғалым В.С. Сафронов. Оның болжамының мәні планетаның қойнауында пайда болған судың жер бетінде пайда болуына байланысты. Көптеген метеориттердің құлауының әсерінен біздің сол кездегі ыстық планетада магма шығып кеткен көптеген жанартаулар пайда бола бастады. Онымен бірге жер бетіне «су буы» бөлініп, Жер гидросферасының пайда болуына себеп болды. Теория судың жердегі пайда болуына негізделгеніне қарамастан, ол көптеген сұрақтарға жауап бере алмайды. Мысалы, литосферадағы тау жыныстары қалай еріп, көптеген жанартаулардың пайда болуына әкелді? Ал су буы қалай пайда болды? Алғашында ғалымдар сол кезде жанартаулардың саңылаулары арқылы магмамен бірге газ тәрізді күйде жарылған жер асты сулары бар деп болжады. Будың пайда болуының бұл теориясын 17 ғасырдағы табиғат зерттеушісі П.Перро жоққа шығарды. Ол жер асты суларының жауын-шашынның әсерінен пайда болғанын және бұл үшін атмосфераның болуы қажет екенін дәлелдеді. 4,4 миллиард жыл бұрын атмосфера болмаған. Ал соңғы теория Сонымен су Жерде қалай пайда болды? Басқа гипотеза планетаның гидросферасының пайда болу мәселесіне екінші жағынан жақындай алды. Сондай-ақ өткен болжам В.С. Сафронов және оның авторлары, бұл гипотеза судың жер бетінде пайда болуына негізделген. Айырмашылығы, зерттеушілердің пікірінше, су молекулалары Жердің протопланетарлық дискісімен бірге пайда болған, т.б. планетаның өзі қалыптасу сәтінде. Дейтерий мен оттегі су молекулаларының көзі ретінде қызмет етті. Дейтерий – өзегінде бір нейтрон бар кәдімгі сутегі. Бұл ауыр изотоп Арктикада Баффин аралында табылған ежелгі базальт үлгілерінен табылған (1985). Бұл жыныстар планетаның пайда болуы кезінде әсер етпеген протопланетарлық шаң бөлшектерінен түзілген. Зерттеушілердің пікірінше, дейтерийдің химиялық табиғаты изотоптың планетадан тыс жерде пайда болуына жол бермес еді. Бұл ғалымдардың айтуынша, жер бетінде су осылай пайда болған. Егер олардың деректері дұрыс болса, қазіргі әлемдік мұхиттың шамамен 20% протопланетар дискінің қалыптасуы кезінде пайда болды. Бүгінгі таңда зерттеушілер дүниежүзілік мұхиттардың басым бөлігі, сондай-ақ атмосфералық су булары мен жер асты сулары «протопланетарлық» судан пайда болғанын дәлелдеудің жолын іздестіруде. Ыстық жер Көптеген ғалымдардың пайымдауынша, Жер өзінің өмір сүруінің басында ғарышта айналып, жылу тарататын және баяу суытатын қызыл-ыстық шар болған. Уақыт өте келе жер қыртысы пайда болды, химиялық элементтер бір-бірімен белсенді әрекеттесе бастады, бұған қалған жоғары температура ықпал етті. Сутегі де оттегімен қосылды. Салқындап бара жатқан жер қыртысынан газдар атқылап, планетамызды бұлттармен орап алды. Бұл бұлттардың құрамында Жердің салқындауымен бірге конденсацияланған ыстық су буы болды. Содан кейін планетаның газ қабығының салқындағаны сонша, жаңбыр жауа бастады, аспаннан жерге түсетін сарқырамалар сияқты. Мыңжылдықтар осылай жалғасты. Біртіндеп жер қыртысындағы ойпаттар суға толады – мұхиттар пайда болды. Суық Жер Әріптестерінен айырмашылығы, кейбір ғалымдар біздің планетамыз бастапқыда салқын болды және жанартау белсенділігіне байланысты жылый бастады деп есептейді. Жанартаулардың өте көп саны болды, олар лавадан басқа, жер бетіне өте жеткілікті мөлшерде су буын тасымалдады. Су буының бір бөлігі атмосферада қалды, ал екінші бөлігі ойпаттарды толтырып, теңіздер мен мұхиттарды құра бастады. Қазіргі уақытта ғалымдар ежелгі уақытта негізгі жанартау әрекеті қазіргі мұхит түбінде болғанын анықтады. Егер сіз «суық Жер» гипотезасына сенсеңіз, біздің планетамыз шынымен пайда болған затта су әлі де болған. Гипотезаның жанама растауы - Жерге түсетін метеориттерде судың болуы. Судың пайда болуы туралы тағы бір гипотеза «суық Жер» және одан кейінгі жылынумен байланысты. Бұл нұсқаны жақтаушылар Жердің өзегі жылый бастағанда сутегі мен оттегі иондары мантия ішінде шамамен 60 км тереңдікте су буы пайда бола бастағанына сенімді. Бірақ мантияның жоғары температурасы заттың су буымен химиялық реакцияларға түсуіне мүмкіндік бермеді. Шындығында, жердің ішкі бөлігіндегі үлкен қысым мантиядан су буын жер қыртысына сығып жіберді. Онда ол барлық бос орындарды толтырды, жер қыртысының минералдарының төменгі температурасы әртүрлі реакциялардың жүруіне мүмкіндік берді. Тастар қопсытып, су сыртқа шығып, бастапқы мұхиттарды құрады. Бірақ бұл бастапқы «тұздық» болған барлық сұйықтықпен болған жоқ. Бұл гипотеза, басқа нәрселермен қатар, гранит қабатының астында құбыжық қысымның әсерінен қысылған күйде еріген металдары бар су мұхиттары бар дегенді білдіреді. Бұл гипотезаны жанама растау континенттердің «дрейфі» және сейсмикалық толқындардың 15-20 км тереңдікте, яғни гранит қабатының төменгі шекарасы аймағында күрт артуы деп санауға болады. Хойлдың гипотезасы Бұл гипотезаны дарынды астрофизик Фред Хойл ұсынған. Оның пікірінше, ортасында протосун бар протопланетарлық бұлт өте біркелкі қызған. Орталыққа жақын жерде тек отқа төзімді материалдар ғана конденсациялануы мүмкін, бірақ Нептун мен Уран орбиталарына жақын жерде температура 350 К аймағында болды және бұл температура судың конденсациясы үшін өте қолайлы. Осыған байланысты Хойлдың гипотезасы Уран мен Нептун әлемдерінің «сулылығын» тамаша түсіндіреді, өйткені олар су мен мұз бөлшектерінің бір-біріне жабысуынан пайда болды. Оның өмір сүруінің бастапқы кезеңінде Жерде су болған жоқ, бірақ Күн жүйесінің шетінен су блоктары жердегі планеталар аймағына ығыстырылды. Венера соншалықты көп су алмады (ол жай ғана жол бойында буланып кетті), ал Марстың үлесі Жер алған көлемнен де асып түсті. Фред Хойлдың есептеулері бойынша, «ғарыштық» судың арқасында Жерде мұхиттардың болуы үшін небәрі бірнеше миллион жыл қажет болды. Математикалық есептеулер бойынша Хойл мұндай жауын-шашынның бірнеше миллион жыл ішінде мұхиттар пайда болуы үшін жеткілікті екенін дәлелдеді. Су - сутегі мен оттегінің химиялық қосылысы. Біздің планетада біріншісінің болуымен бәрі анық-бүкіл Күн жүйесі сутегі бұлтынан пайда болды. Бірақ оттегі қайдан пайда болды және жер бетінде судың қалай пайда болғандығы әлі белгісіз. Жердің ыстық шығу тегі Біздің планетамыз бір кездері ыстық дене болған. Салқындату нәтижесінде литосфера пайда болды. Жердегі химиялық қосылыстардың ішіндегі сутегі бастапқыда протоплактан пайда болды, ал оттегі күн пайда болғанға дейін өмір сүрген және өлген жұлдыздарды біздің жүйеге "жіберді". Олардың әрқайсысы ғарышқа жаңа әлемдер үшін көп мөлшерде шикізат шашып жіберді. Екі химиялық элементтің реакциясы нәтижесінде бу суы пайда болды. Ол планетадағы жарықтардан шығып, кеңістікті толтырды. Салқындаған кезде бу бұлт түзеді. Жаңадан пайда болған атмосферадағы температура төмендеген кезде бұлттардағы бу сұйық суға айналды, жаңбыр жауды. Нөсер бірнеше мыңжылдықтарға созылып, жер бетіндегі барлық ойықтарды толтырып, прото-Тынық мұхитын құрады. Бір кездері жер ғарышқа жылу шығарып, біртіндеп салқындаған балқытылған от болды деп саналады. Бастапқы кортекс пайда болды, элементтердің химиялық қосылыстары пайда болды, олардың арасында сутегі мен оттегі, немесе жай ғана су бар. |