БУДУЩЕЕ ЗЕМНЫХ ОКЕАНОВ

Расчет содержания воды на Земле

Атмосфера

Термохимические реакторы внутри Земли

Рис. 11. Термохимические реакторы внутри Земли

Представляет интерес оценить, какими запасами воды обладала молодая Земля 4,4 • 109 лет назад, полагая ее массу тогда 6,02 • 1027 г (см. гл. VI). За вычетом массы внутреннего металлического ядра 0,12 • 1027 г, которое возникло изначально и служило центром конденсации пылегазового облака, масса первичной мантии будет 5,90 • 1027 г. За время внутренней активности часть вещества мантии была переработана и сформировались: внешнее ядро с массой 1,62 • 1027 г, земная кора 6 • 1025 г (рис. 11) и свободная вода массой 2,96 • 1024 г. Сюда входят и потери на фотолиз в процессе океанизации, в доокеани-ческий период фанерозоя, а также за всю предыдущую докембрийскую историю Земли. Общая масса фотолиза составила 1,38 ? 1024 г. Таким образом, переработке подверглось 1,68- 1027 г мантийного вещества. Оставшееся протовещество мантии, не прошедшее через горнило реакций на границе с ядром и в астеносфере, составляет 4,10 • 1027 г, в том числе — 2,05 • 1025 г воды (табл. 8).

Подсчитаем количество воды, содержавшейся в молодой мантии (5,90 1027 г) 4,5 ? 109 лет назад, с учетом данных по метеоритам (0,5% от массы). В итоге получим 2,95 • 1025 г воды. За это же время при переработке 1,68 • 1027 г мантийного вещества образовалось 0,85 • 1025 г воды; осталось в мантии 2,07 • 1025 г. Выход свободной воды на поверхность составил 2,96 • 1024 г, или около 30% от общей массы выработанной воды. Следовательно, возможный вынос оставшейся в мантии воды составит 4,0 • 1024 г, или около трех объемов современного Мирового океана (табл. 8).

Количество воды на Земле

Таблица 8

Показатель

Масса (г)

Примечание

1. Молодая Земля (М3)

6,02 • 1027

4,5 • 109 лет назад

2. Металлическое ядро (Ммя) реликтовое

0,12 • 1027

Современная Земля — М = 5,98-1027 г

3. Внешнее ядро (Мвя) современное

1,62 • 1027

4. Молодая мантия (Ммм)

5,90 • 1027

М3 — Ммя

5. Современная мантия (Мсм)

4,10 • 1027

Ммм — (Ммя + Мвя + Мзк + + МН2О + MF)

6. Земная кора (Мзк)

6- 1025

hsiai= 14,6 км, р = 2,7 г/см3 hsima = 25 км, р = 3,0 г/см3, S = 5,1 • 108 км2

7. Выработка воды в докембрии и фа-нерозое (до KZ)

0,72 • 1024

_

8. Выработка воды в последние 65—70-106 лет

2,3-1024г

9. Количество вынесенной на земную поверхность воды (MHiO ) за 4,5-109 л

2,96 ? 1024

_

10. Потери на фотолиз за всю историю (MF)

1,38 • 1024

Константа фотолиза F = 2,5 • 107 г/км2год Для Солнца с t = 6000 К

11. Количество воды в молодой Земле

2,95 • 1025

12. Образование воды за 4,5 ? 109 лет

1,7-1025

0,85• 1025 г нижней мантии

13. Осталось в мантии

2,05 ? 1025

14. Процент выноса воды от массы, образованной Н2О

-30%

Возникает вопрос: сколько времени будет продолжаться процесс океанизации? Судя по тому, что объем пространства астеносферы, занятый опустившейся корой, меньше объема вынесенного на поверхность вулканогенного материала и воды на 0,8 • 109 км3, дно океана может опуститься еще на несколько сот метров. Этот процесс уже идет. Подобное погружение продолжается в глубоководных котловинах океанов и вдоль желобов островных дуг. В любом случае, в ближайшем геологическом будущем процесс выноса эндогенной воды из зоны внешнего ядра в астеносферу будет сокращаться ввиду наметившегося уменьшения ресурсов внешнего ядра, которые являются главным источником кайнозойского глобального вулканизма. Это следует из наблюдающегося значительного сокращения напряженности вулканизма в четвертичном периоде, начавшегося с конца миоцена и составляющего сегодня 2—3 км3 в год, а также уменьшения площадей, на которых происходит вулканизм, до гребневой зоны рифтовых хребтов и цепей островных дуг. Эти зоны, очевидно, являются проекцией деформаций в мантии, вызванных сокращением объема Земли. Поэтому весьма вероятно, что ресурсы оставшихся долгоживущих радиоактивных 238U и 232Th во внешнем ядре в значительной мере истощены. Находящаяся в современной мантии вода в количестве 2,05 • 1025 г может никогда не выйти на поверхность.

 
Посмотреть оригинал
< Пред   СОДЕРЖАНИЕ ОРИГИНАЛ   След >