Происхождение воды на Земле

Происхождение воды на Земле.

Известно, что вода является основным элементом, определяющим становление жизни. Вопрос о том, каким образом на Земле возникла гидросфера, остаётся не решённым до сих пор. Существует ряд гипотез, более внимательное рассмотрение которых не даёт ответа на поставленный вопрос.
В статье представлены астрономические, геологические и физические данные, указывающие на то, что вода на Земле появилась вследствие падения на неё в далёком прошлом большого космического тела. Это тело состояло практически полностью из водяного льда с примесью органики и имело массу порядка 10Е22 Кг. Тело упало в районе, где в настоящее время находится Тихий Океан, далее шёл медленный переходный процесс таяния льда и перераспределения воды, как по земной поверхности, так и движения её вглубь планеты. Данный процесс продолжается и в настоящее время и является причиной, вызывающей наблюдаемое движение материков и периодически повторяющихся землетрясений.

Астрономический аспект

К настоящему времени получено большое количество данных о физическом состоянии и пространственных параметрах тел, населяющих солнечную систему.
Следует определить место, где могло сформироваться интересующее нас тело, и указать на причину, способствовавшую попаданию его на Землю.
Исследованиями установлено, что большинство спутников планет гигантов состоят из водяного и других льдов и имеют подходящую массу, особенно у дальних спутников, чтобы стать прототипом предполагаемого тела.
По орбитальным характеристикам среди спутников больших планет выделяются дальние нерегулярные и внутренние, регулярные тела. Например, особенностью в строении системы Юпитера является наличие двух групп дальних спутников на близких орбитах. Не могут ли быть данные тела фрагментами некогда существовавших массивных спутников? Ведь это может свидетельствовать о том, что солнечная система испытала мощное возмущение на определённом этапе эволюции, которое и привело к появлению крупного ледяного тела, упавшего в последствие на Землю.
Обратим внимание на физические особенности состава планет земной группы и ближайших к Юпитеру спутников.
Исследования показали, что в их составе преобладают скальные породы. Это скорее всего свидетельствует о том, что данные космические объекты формировались при температуре порядка 3000 К и были, по-видимому, первоначально в расплавленном состоянии. При их образовании вещество было в значительной степени дегазировано. Лишь после того, как Солнце уменьшило свою светимость, они стали медленно остывать. Остывание сопровождалось вулканической активностью.
Видимо, первоначально состав атмосфер планет земной группы был близок и содержал в основном СО2 и N2.
И вот на Землю, находившуюся в горячем состоянии, упало ледяное космическое тело. Модель процесса можно представить так. Ледяное тело с массой порядка 10Е22 Кг приближается к расплавленной Земле, покрытой корой и окружённой первичной атмосферой. Относительная скорость сближения предполагается 10 Км/сек.
Оно падает на Землю в районе современного Тихого Океана. Происходит неупругий удар. Энергия соударения расходуется на деформацию тела и возбуждение поверхностной волны в теле планеты. Происходит сброс импульса, при котором с противоположной стороны отделяется Луна.
Космические исследования выявили тот факт, что на Луне отсутствует вода, а поверхность обратной стороны Луны сложена более древними породами, чем видимая.
Затем произошло преобразование атмосферы, из которой был вымыт углекислый газ. Это привело к накоплению древних карбонатов в основном в окаймлении Тихого Океана.
Можно предположить, что большая часть поверхности Земли была покрыта ледником, а современные континенты находились в тесном контакте. И только в течение дальнейшей длительной эволюции Земля пришла к современному виду. Большую роль при этом, видимо, играл процесс таяния и перераспределения воды.
Кроме того, если в космическом теле находилась органика и некие эмбрионы жизни, то с появлением воды сразу же начался процесс становления жизни на планете.
В литературе можно найти данные по современному состоянию атмосфер планет земной группы и распределению летучих соединений. Оказывается, что на Марсе и Венере атмосферы состоят из СО2 и N2, и отсутствует большое количество воды на поверхности. На Земле основной составляющей атмосферы является N2 и наблюдается большое количество воды на поверхности. Углекислота входит в основном в состав горных пород.
Следует отметить, что количество СО2 и N2 на Земле и Венере одного порядка.
Конечно, такое событие должно было сказаться на геологической истории Земли.

Геологический аспект

Становление исторической геологии началось, благодаря разработке методов определения возраста горных пород. Было выяснено, что эта история насчитывает миллиарды лет.
Разработка методов петрографии позволила реконструировать термобарические условия, необходимые для формирования тех или иных структурных образований в породах. Изучение останков живых организмов дала возможность судить о динамике континентов и об этапах становления жизни.
Геологами были выявлены периоды диастрофизма или процессов глобального излияния больших объёмов лавы, которые нарастали к современной эпохе. Косвенно, это может говорить об увеличении объёма свободной воды на поверхности Земли.
И.А. Резанов посвятил свою книгу эволюции земной коры. Он приводит обобщённую диаграмму, отражающую условия на земной поверхности за исторический период времени и обосновывает свои выводы по результатам анализа строения горных пород с учётом петрологических данных.
Оказалось, что до отметки времени 4 10Е9 лет на Земле существовала плотная горячая атмосфера. Затем последовал период достаточно быстрого охлаждения, и началось накопление воды, как в мантии, так и на поверхности. После того, как мантия насытилась водой, произошло быстрое увеличение объёма воды на поверхности Земли с образованием океанов. Такое поведение процесса может указывать на очень медленное таянье льда и перераспределение воды по поверхности планеты. Косвенно, наличие в далёком прошлом больших потоков воды можно связать с накоплением гигантских объёмов песка, наблюдаемых на всех континентах.
В.И. Шульдинер посвятил свою книгу исследованию докембрийского фундамента тихоокеанского пояса. Он отмечает наличие большого количества древних карбонатов в изученном регионе. Это может свидетельствовать об интенсивном вымывании углекислоты из атмосферы Земли в прошлом с образованием карбонатов.
В книге В.П. Гаврилова приводится анализ становления жизни на Земле. Автор отмечает, что найденные останки трелобитов, имеющие возраст 500 миллионов лет, идентичны на всех континентах. Это может свидетельствовать о том, что в данный период времени все континенты были тесно связаны между собой, и только в дальнейшем они стали изолироваться друг от друга водными пространствами. Например, Атлантический Океан стал формироваться 150 миллионов лет назад. Это может быть связано с незаконченостью до сих пор процесса перераспределения воды. Она всё время стремится внутрь планеты, но, встречая горячие горизонты, превращается в пар высокого давления, который ищет выход наружу, поэтому возникает источник нестабильности, приводящий к землетрясениям, вулканизму и движению континентов.

Физический аспект

Была сделана попытка, оценки времени таянья гигантского количества льда на поверхности Земли. Бралось дозированное количество водяного льда и определялось время таянья в лабораторных условиях. Затем, получены данные по результатам исследований эволюции айсбергов в океане. Однако, было выяснено, что в воде таянье идёт на порядок быстрее. Оказалось, что таянье действительно могло происходить в течение миллиардов лет. С учётом климатических условий высоких северных и южных широт, а также высокогорных районов можно заключить, что этот процесс продолжается до сих пор.
С другой стороны с помощью геофизических исследований установлено внутреннее строение Земли. Основными элементами являются: ядро предположительно из тугоплавких материалов, сравнительно тонкий расплавленный слой с температурой порядка 2000С, а далее располагаются астеносфера, мантия и земная кора.
Измерен общий поток тепла из недр планеты. Он составляет около 10Е20Дж в год. Определено, что за счёт приливных эффектов со стороны Луны и Солнца, Земля замедляет период вращения на величину 2 10Е(-5)с в год. Видимо, энергия выделяющееся при торможении является причиной существования наблюдаемого расплавленного слоя. Величина выделяющейся энергии имеет порядок также 10Е20Дж в год. Эта энергия за счёт теплопроводности распространяется к поверхности Земли, а вода наоборот стремится просочиться в недра планеты наиболее интенсивно в местах глубоководных впадин, где гидростатическое давление достигает 1000 Атм. Превращаясь на горячих горизонтах в пар высокого давления, она создаёт условия для нестабильности, в результате чего периодически происходят землетрясения, извергаются вулканы и постоянно движутся континенты.
Заключение

Таким образом показано, что вода на Земле могла появиться в следствие падения на неё 4 109 лет назад ледяного тела с массой порядка 10Е22 Кг. В результате дальнейшей эволюции на Земле сформировалась гидросфера и появилась жизнь. Данный результат может поставить под сомнение вопрос о большой распространённости внеземных цивилизаций.