О расширяющейся Земле и разъезжающихся континентах.

Наша Земля (происхождение, состав, строение и развитие изначально гидридной Земли)
Москва “Агар” 2005

Глава третья.
ВЗАИМОДЕЙСТВИЕ ВОДОРОДА С МЕТАЛЛАМИ.

Вся Геология нашей планеты, все ее геологические структуры являются следствием глубинных процессов, которые протекали в недрах Земли в прошлом и происходят в настоящем. Чтобы понять суть этих глубинных процессов, нам следует рассмотреть характер взаимодействия водорода с металлами, поскольку мы определили изначальный состав планеты как гидридный.
Практически все металлы способны реагировать с водородом. Взаимодействие идет по следующей схеме: Адсорбция на поверхности; Растворение в объеме металла (окклюзия); Химическое взаимодействие (образование гидридов).
Адсорбция и окклюзия являются чисто физическими процессами. При адсорбции молекулы водорода распадаются на атомы и уже в виде отдельных атомов адсорбируются на поверхности металлов. В процессе окклюзии атомы водорода отдают свои электроны в зону проводимости металла, или, как еще говорят физики, при растворении в металле электроны атомов водорода “коллективизируются”. Эта коллективизация электронов внешних оболочек атомов явление обычное при растворении в металлах многих химических элементов. Данное явление наблюдается и при образовании твердых растворов. Однако “изюминка” здесь в том, что атом водорода при потере своего (единственного!) электрона оказывается в решетке металла в виде голого протона”. Давайте зафиксируем в памяти этот эмпирически установленный факт, поскольку именно с ним связаны многие характерные особенности глубинной геодинамики планеты, что будет показано в дальнейшем.
Металлы способны растворять в одном своем объеме сотни и даже тысячи объемов водорода. При этом характер решетки остается прежним, что свидетельствует об отсутствии химического взаимодействия.
Химическая реакция водорода с металлами приводит к образованию качественно новых соединений – гидридов с новым типом решеток, в которых водород присутствует в виде гидрид аниона
“Н-“(это протон с двумя электронами). Вообще то, в виде гидрид аниона водород присутствует только в тех гидридах, в которых преобладает ионный тип химической связи. Вместе с тем есть гидриды с ковалентной связью. Тип химической связи обусловлен разницей в величинах электроотрицательностей атомов металлов и водорода, и это прекрасно изложено Лайнусом Полингом в его учебниках по общей химии. С увеличением этой разницы связь становится все более ионной, а с уменьшением – все более ковалентной (эти рассуждения о типе связей нам потребуются в дальнейшем).
В обычных условиях (при комнатных температуре и давлении) различные металлы по разному взаимодействуют с водородом. У одних оно не идет далее образования адсорбционных пленок на поверхности металла. У других – сопровождается объемной окклюзией, т.е. образованием твердого раствора водорода в решетке металла. У третьих – контакт с водородом вызывает химическую реакцию, в результате которой образуются гидриды.
Окклюзия водорода натрием, кальцием и магнием (а равным образом и другими щелочными и щелочноземельными металлами) приводит к образованию твердых солеобразных соединений – гидридов. Алюминий и кремний образуют с водородом полимерные соединения (алуаны и силаны), построенные по типу углеводородов. Эти соединения с высокими стехиометрическими содержаниями водорода находятся при комнатной температуре в газообразном (силикометан – SiH4) или жидком состоянии, а с более низкими содержаниями – являются кристаллическими (например, силикоацетилен – Si2H2). Железо, никель и другие переходные металлы адсорбируют и растворяют в себе большие количества водорода (особенно при длительной выдержке в атмосфере водорода), но это не сопровождается образованием гидридов. Однако под давлением порядка 60 кбар и выше все переходные металлы, насыщенные водородом, трансформируются в гидриды.
Важно отметить: давление и температура влияют на взаимодейст вие водорода с металлами прямо противоположным образом. Повыше ние давления способствует окклюзии и образованию гидридов. Рост температуры, напротив, вызывает разложение гидридов, в процессе которого водород из формы гидрид_иона переходит в состояние протонного газа, растворенного в металле. При дальнейшем повышении температуры водород дегазируется из кристаллической решетки металла.
При этом повышение температуры до некоторого определенного уровня довольно слабо сказывается на диссоциации, тогда как превышение этого уровня вызывает быстрое разложение гидрида. И еще следует отметить, что повышение давления поднимает температурный уровень диссоциации, т.е. для разложения гидридов в условиях повышающегося давления требуется все более высокая температура.
Таким образом, в условиях высоких и сверхвысоких давлений “наводороженные” металлы должны находиться в виде гидридов. Но повышение температуры вызывает разложение гидридов, переход водорода из гидрид ионной формы в протонный газ и, наконец, дегазацию водорода из металлов.

Глава шестая.
ЯДРО ЗЕМЛИ

6.1. Внутреннее ядро планеты Внутреннее ядро планеты по геофизическим данным представляется твердым и, по бытующим воззрениям, имеет плотность порядка 12 г/см3. В рамках наших построений оно представлено гидридами металлов, среди которых резко преобладают кремний и магний.
В условиях повышения давления характер химической связи в гидридах должен становится все более ионным, с тем чтобы могла реализоваться по максимуму потенциальная способность гидрид иона к уплотнению.
Энергетический аспект. Изменение характера химической связи – процесс всегда энергоемкий, и эта энергоемкость измеряется сотнями килоджоулей на моль, т.е. для насильственной трансформации ковалентной связи в ионную необходимы большие энергетические затраты. Откуда поступала эта энергия? Выше упоминалось, что “в случае изначально гидридного состава потенциальная энергия, выделявшаяся при гравитационном уплотнении планеты, не приводила к ее разогреву, а преимущественно расходовалась на преобразование химических соединений в недрах Земли”. Оценим эту энергию, выделявшуюся при гравитационном уплотнении изначально гидридной Земли. Допустим кремний уплотнялся от 2.33 г/см3 (плотность кремния при одной атм.) до 12.4 г/см3 (плотность внутреннего ядра). Предположим, что это уплотнение происходило в интервале давлений от 0 до 1 мегабара и что градиент уплотнения на всем интервале давлений был постоянным. Предположение о постоянном градиенте уплотнения не меняет сути явления, но очень упрощает счет, который показывает выделение энергии порядка 500 кДж/моль. Допустим, то же самое уплотнение происходило в интервале давлений от нуля до 2 х мегабар, тогда выход энергии был бы порядка 1000 кДж/моль. Таким образом, те самые “сотни килоджоулей на моль”, необходимые для трансформации химической связи, получались автоматом в самом процессе уплотнения изначально гидридной Земли в связи с реализацией потенциальной энергии гравитационного сжатия планеты. Эта энергия, запасенная в гидридах на стадии формирования твердого тела планеты, впоследствии являлась основным энергетическим источником тектонической активности планеты. Но об этом мы будем говорить позже.

6.2. Внешнее ядро планеты 1. Поперечные волны не проходят через внешнее ядро, что свидетельствует о его жидком состоянии. 2. Магнитное поле Земли генерируется во внешнем ядре, и поэтому оно должно иметь высокую электропроводность. 3. Плотность на подошве мантии примерно 5,5 г/см3, на поверхности ядра – 9,9 г/см3, т.е. при переходе через границу плотность увеличивается примерно в 1,8 раза. В рамках наших построений внешнее ядро представлено металлами, содержащими водород в основном в виде раствора. И оказывается одного этого (водорода, растворенного в металлах) абсолютно достаточно, чтобы внешнее ядро было жидким, электропроводящим и более плотным в сравнении с металлосферой, из которой водород был дегазирован в прошлые эпохи.
…..
Теперь относительно электропроводности внешнего ядра, которая должна быть высокой, чтобы обеспечить генерацию магнитного поля. С этим вообще никаких проблем, поскольку внешнее ядро в нашей модели состоит из металлов. Более того, при образовании раствора водорода его атомы отдают свои электроны в зону проводимости металла, при этом, естественно, возрастает электропроводность. К тому же растворение водорода в металлах можно рассматривать как образование в объеме металла полностью ионизированной водородной плазмы, высокая электропроводность которой обеспечивается как подвижностью электронов, так и подвижностью протонов.

Сайт В.Н.Ларина http://hydrogen-future.com/larin/

Наша Земля (происхождение, состав, строение и развитие изначально гидридной Земли)
Москва “Агар” 2005

Глава 8
РАСШИРЕНИЕ ПЛАНЕТЫ

8.1. Масштабы расширения. Надеюсь, все уже поняли, что развитие изначально гидридной Земли непременно должно сопровождаться существенным расширением планеты. Но как определить возможные масштабы этого процесса? Напомню, в изначально гидридной Земле металлосфера образовалась в связи с разложением гидридов и дегазацией водорода. Казалось бы, чего проще, мы знаем плотность гидридов во внутреннем ядре, это примерно 12,3 г/см3, и знаем плотность дегазированной металлосферы, на границе с ядром это порядка 5,5 г/см3. Делим первое на второе и получаем разуплотнение в 2,24 раза. Увеличение объема в два с лишним раза – много это или мало? Если впервые сталкиваешься с мыслью о реальности расширения планеты, то это кажется много, если же догадываешься о возможном диапазоне уплотнения металлов в виде ионных гидридов, то “два с лишним” представляется недостаточным.
Наши знания о глубинном строении планеты базируются в основном на данных сейсмологии, и эти данные дают нам только скоростные характеристики, но ничего не говорят о плотности. Распределение плотностей по радиусу планеты не определяется из геофизических данных, а подбирается таким образом, чтобы построенная модель строго соответствовала двум параметрам – суммарной массе Земли и ее моменту инерции. Эти параметры определены в астрономии с достаточной точностью. Многие десятилетия в справочной литературе кочуют одни и те же плотностные модели, построенные в середине прошлого века. В них строго соблюдаются указанные параметры. И хотя в этих моделях ничего не говорится о составе внутренних сфер планеты, а только о распределении плотности по ее радиусу, тем не менее все они отстроены под “железное ядро и силикатную мантию”. Но у нас теперь другая Земля, и мы вправе отстроить свое распределение плотностей, разумеется, при сохранении массы и момента инерции планеты.
В разделе 6.1 (Внутреннее ядро) мы сетовали на то, что плотность внутреннего ядра, приводимая в геофизических моделях, явно меньше той, что могут обеспечить ионные гидриды. Но, оказывается, в нашей модели мы можем (вернее, обязаны) удвоить плотность внутреннего ядра.
….
В рамках нашей модели мы можем принять такой же характер распределения плотности в верхней мантии (до глубины 1050 км), однако в нижней мантии наша металлосфера должна иметь существенно меньшие градиенты уплотнения (этим металлы отличаются от силикатов и окислов). И при этом для сохранения массы Земли (так показывают расчеты) мы вынуждены увеличить вдвое плотность внутреннего ядра – до 25 г/см3. Расчеты также показывают: чтобы набрать суммарный момент инерции планеты, мы должны предусмотреть увеличение плотности астеносферы на 0,2-0,25 г/см3, а также несколько изменить характер распределения плотности во внешнем ядре при сохранении его массы. Что же касается астеносферы, то это вообще ключевой момент нашей модели. Если в нашей астеносфере не обнаружится тенденция к уплотнению, то рухнет вся концепция, поскольку без этого нам не набрать (в рамках нашей модели) суммарный момент инерции. Вместе с тем достижение давлений порядка 50-60 кбар не составляет проблемы для современного экспериментального оборудования, и эту “тенденцию” легко проверить.

Итак, если у нас под литосферой залегает металлосфера (с ее малыми градиентами уплотнения глубже 1050 км), то уже одно это требует резкого увеличения плотности внутреннего ядра планеты. Проведенные оценки показывают, что мы действительно можем (должны) вдвое увеличить плотность внутреннего ядра. Плотность в 25 г/см3 многим может показаться невероятно высокой. Вместе с тем некоторые химические элементы имеют почти такую же плотность при атмосферном давлении. К примеру, плотность металла иридия – 22,65 г/см3. Да, конечно, у него большая атомная масса, но у металла висмута атомная масса существенно больше, а плотность в два с лишним раза меньше (9,84 г/см3). В общем, значение плотности 25 г/см3 для внутреннего ядра, диктуемое сжимаемостью металлов в виде ионных гидридов, не является чем то фантастичным, и я надеюсь на скорое подтверждение этого в эксперименте (как уже не раз случалось при разработке данной концепции).

Существует корреляция – чем выше плотность, тем выше скорости прохождения сейсмических волн. И действительно, на сейсмических разделах, где скорости возрастают скачком, также возрастает плотность. Вместе с тем по физическому закону скорости и плотности в твердых телах находятся в обратной зависимости согласно выражению: Vp 2 = E/d, где E – модуль упругости, d – плотность. Если при фазовом переходе скорости возрастают, то это связано с резким увеличением модуля упругости, что перекрывает обратное влияние плотности. По этой причине не следует думать, что принимаемая нами высокая плотность внутреннего ядра должна была бы обусловить высокие скорости.
При такой плотности гидридов в мегабарном диапазоне давлений, развитие изначально гидридной Земли должно было привести примерно к пятикратному увеличению ее объема (25 : 5 = 5, делитель здесь – это плотность металлосферы над границей с ядром).
Важное значение имеет своеобразие самого процесса расширения планеты. Вызвать разложение гидридов можно лишь тепловым нагревом. Для этого привлекается радиогенное тепло. Кстати, изначально на нашей планете урана и калия было на порядок больше, чем в метеоритах, тория больше примерно в 2 раза. Так определила магнитная сепарация согласно потенциалам ионизации этих элементов (см. рис. 4). При таких концентрациях урана, тория и калия Земля должна нагреваться на 100 оС примерно за каждые 7-10 миллионов лет в мезокайнозое, а в нижнем архее за каждые 2-3 миллиона лет (тогда радиогенного тепла выделялось больше).
Повышение температуры в определенной зоне глубин (в наружной сфере внутреннего ядра) до температурного предела устойчивости гидридов вызывает их разложение, и в данной зоне начинается разуплотнение и дегазация водорода во вне. Энергия для разуплотнения берется из тех энергетических запасов, которые были сделаны в виде химического потенциала водорода на стадии формирования (и уплотнения) твердого тела изначально гидридной Земли (в нашем понимании, потенциальная энергия при гравитационном сжатии планеты не выделялась в виде тепла, а трансформировалась в химический потенциал водорода).
Энергетический баланс этого процесса можно представить в следующем виде:
µ + DQR = p DV+ DQH5,
где m- химический потенциал водорода в гидридах, DQR – радиогенное тепло, p DV – работа по разуплотнению (DV) при давлении (p) в зоне разуплотнения, DQH5- тепло, уносимое из зоны разуплотнения
протонированным водородом как теплоносителем.
Выше мы уже отмечали, что “изначально гидридная Земля” изначально была холодной. В рамках наших построений, работа по расширению планеты (p DV) целиком поглощает энергию химического потенциала и преобладающую часть радиогенного тепла (DQR), а остаток уносится водородом теплоносителем. Соответственно, у нас нет оснований предполагать существенный разогрев планеты, покуда у нее имеются запасы гидридов, идет расширение и происходит дегазация водорода. Ниже (в разделе 14) будет показано, что термодинамика Земли, по сути, такая же, как у живых организмов, которые способны поддерживать температуру на одном уровне на протяжении всей своей жизни.
Вместе с тем это слишком осредненная (во времени) картина, что то вроде “средней температуры по больнице” за несколько лет. На самом деле, в пределах интервала времени каждого тектономагматического цикла земные недра, скорее всего, испытывали то сильный разогрев, то глубокое охлаждение. Рассмотрим, что будет, когда во внешней сфере внутреннего ядра температура (за счет радиогенного тепла) поднялась выше температурного предела устойчивости гидридов, и они претерпели диссоциацию. Сжимаемость гидридов много больше сжимаемости металлов с растворенным в них водородом (даже если водорода в них не меньше, чем в гидридах). Следовательно, в сфере, где гидриды распались, сразу начиналось разуплотнение. Эта работа осуществлялась за счет энергии химического потенциала, которая выделялась при распаде гидридов. Но поскольку часть тепла уходила с водородом теплоносителем во внешние сферы, то температура в зоне разуплотнения начинала понижаться.
В итоге зона разуплотнения присоединялась к внешнему ядру, и в нем увеличивалась концентрация водорода (становилась сверхравновесной). В результате этого начиналась дегазация водорода от ядра в металлосферу и далее. Процесс дегазации прекращался по мере распространения низких температур из зоны разуплотнения на объем внешнего ядра.
Теперь, чтобы все повторилось, надо ждать, пока вновь накопится радиогенное тепло, ядро согреется и в очередной сфере внутреннего ядра температура дойдет до разложения гидридов. И эта температура должна быть несколько выше, чем в предыдущем этапе, поскольку с глубиной (т.е. с увеличением давления) устойчивость гидридов повышается. Таким образом, расширение планеты должно иметь циклический характер. И в каждом цикле есть этап разуплотнения с последующей дегазацией водорода (когда температура зоны разуплотнения и сопредельных зон понижалась), и этап стабильного существования планеты (когда температура внутренних сфер планеты вновь повышалась за счет накопления радиогенного тепла).
Обратите внимание: цикличность определяется характером разложения гидридов внутреннего ядра планеты. Когда то “изначально гидридная Земля”, по сути, целиком состояла из гидридов. Но сейчас внутреннее ядро (гидридное) занимает примерно 1% объема планеты. Совершенно очевидно, что земные запасы гидридов близки к исчерпанию. В данной связи мы вынуждены полагать, что приходит конец привычной цикличности в характере развития планеты и, возможно, альпийский цикл будет последним полно проявленным тектономагматическим циклом.

Однако здесь следует сделать оговорку. Изначально в Земле были сформированы разные гидриды. И вряд ли у них одинаковые температуры разложения и одинаковая зависимость этих температур от давления. Вполне возможно, что какие то гидриды сохраняются во внешнем ядре наряду с металлами, содержащими водород в виде раствора. В таком случае следует полагать, что цикличность процессов разуплотнения и дегазации водорода может иметь место и во внешней сфере внешнего ядра по тому же сценарию, который мы предложили для ядра внутреннего. Как бы то было, но планета имеет два фронта разуплотнения: один – по границе внутреннего ядра, второй – по разделу ядра и металлосферы. Возможно, это связано с тем, что в составе нашей планеты резко преобладают два элемента – кремний и магний. Но прежде чем рассуждать на эту тему, надо получить экспериментальные данные по сжимаемости гидридов и их устойчивости от нагрева под давлением.
Любопытно отметить, чтобы продолжительность циклов в фанерозое была порядка 100 млн. лет, температура в ядре Земли в связи с разуплотнением должна периодически понижаться примерно на 1000 град.С (так показывают расчеты). Однако эту оценку не нужно воспринимать в качестве “reductio ad absurdum”, поскольку в рамках наших построений внешнее ядро может быть жидким и электропроводящим даже при комнатной температуре (см. раздел 6.2).
8.2. Идея расширяющейся Земли. Идея расширяющейся Земли в геологии имеет давнюю историю. На этой основе можно было бы решить спор фиксистов и мобилистов, который с переменным успехом длится многие десятилетия. Трудно спорить с фиксистами, когда они указывают, как раз за разом на протяжении геологического времени в одни и те же локальные зоны происходят инъекции одних и тех же интрузивных серий, часто весьма специфического состава и явно мантийного генезиса. Очевидно, это свидетельствует о том, что земная кора стоит на месте относительно зон магмагенерации в мантии. Но с другой стороны, как отрицать то, что Атлантический океан образовался в результате гигантского раздвига. Ведь если его убрать, то континенты (по границе материкового склона) сложатся без зазоров и геологические структуры составят единый, легко читаемый рисунок. Кто то образно заметил, что точно также становится понятным смысл написанного при правильном расположении разорванных частей текста. На расширяющейся Земле континенты продолжают стоять на месте относительно своих глубинных корней (это кредо фиксистов), но по мере расширения планеты они расходятся, и между ними появляются и растут океанические впадины (это кредо мобилистов).
Однако гипотеза расширяющейся Земли не пользуется широкой поддержкой среди геологов, поскольку не было реального механизма этого расширения. Господствующая догма в науках о Земле (“ядро – железное, мантия – силикатная”) позволяет планете изменять свой объем лишь в пределах долей одного процента. В рамках наших построений планета обязана испытывать существенное расширение, и поэтому рассмотрим те возражения, которые высказывались в адрес расширяющейся Земли как геологической концепции.
– Некоторые исследователи полагают, что расширение Земли должно было бы обусловить образование архипелагов мелких островов на месте современных континентов в связи с растаскиванием последних в процессе “разбухания”. – Если океаны считать структурами растяжения, то почему расширение Земли приобрело особенно бурные темпы с конца палеозоя и в мезозое, когда были заложены Атлантический, Индийский и Северный Ледовитый океаны и резко увеличилась площадь Тихого? – Существует также мнение, что расширение Земли не согласуется с интенсивным горизонтальным сжатием коры, которое установлено в массивах кристаллических пород, и оно свидетельствует скорее о режиме контракции планеты на современном этапе. – Весьма распространено мнение, что на фоне расширения Земли нельзя объяснить складчатость, требующую горизонтальных сжимающих напряжений. Обсудим сначала первых три возражения, проблема складчатости будет рассмотрена ниже в соответствующем разделе.
Образование архипелагов мелких островов можно было бы ожидать, если бы разбухание было непосредственно под корой или под литосферой. Однако в нашем случае фронт разуплотнения находится в ядре и постепенно перемещается вглубь планеты в связи с увеличением мощности металлосферы. Чтобы понять, каков будет при этом характер изменения структур растяжения, был поставлен простейший эксперимент: небольшой резиновый мячик покрывали парафиновой оболочкой и затем надували при помощи насоса. Тонкая парафиновая оболочка реагировала на расширение мячика (“ядра”) образованием густой сетки мелких трещин, достаточно равномерно распределенных по поверхности модели (глобуса). Но с увеличением мощности парафинового слоя (мантии) возникала все более грубая трещиноватость. Наконец, когда толщина оболочки достигала 1/6-1/5 радиуса модели, расширение вызывало образование единой системы трещин, раскалывающих парафиновый слой на несколько (шесть – восемь) крупных плиток, которые по конфигурации в ряде случаев оказывались удивительно схожими с очертаниями континентов.
Разумеется, к этим экспериментам нельзя относиться серьезно. Их нельзя подвести под требования теории подобия. Мой сосед, талантливый математик, принимавший живейшее участие в этих “кухонных опытах”, “уважительно” называл их “экспериментами на клизматроне” (поначалу мы использовали детскую клизму). Вместе с тем совершенно очевидно, что с увеличением мощности металлосферы расширение земного шара также должно выражаться в постепенном укрупнении структур растяжения при одновременном уменьшении их числа, пока, наконец, все это не предстанет в виде единой системы рифтогенных зон растяжения, положившей начало современным океанам. Отсюда однозначный вывод: в прошлом, в палеозое и далее вглубь веков, океанов, подобных современным, не было и быть не могло. Этот вывод наверняка “поставит на дыбы” многих тектонистов, но в данном вопросе, по моему, следует больше слушать литологов, которые относятся весьма скептически к существованию в прошлом океанов, аналогичных нынешним. И дело даже не в том, что в осадках “палеоокеанов” отсутствуют красные глины, обогащенные железом и марганцем, а в уникальной фациальной выдержанности осадков современных океанов на расстояниях в тысячи километров. Тогда как в “палеоокеанах” протяженность слоев однотипных (фациальновыдержанных) осадков ограничивается первыми десятками километров. Совершенно очевидно, что палеогеография бассейнов осадконакопления в прошлые эпохи была совершенно иной, соответственно, иной была и тектоника.
Таким образом, наши “эксперименты на клизматроне” позволяют понять, почему океанообразование тяготеет к поздним этапам развития планеты. Дорогой читатель, если вас шокирует оскорбительно примитивный уровень решения (с помощью “клизматрона”) столь важных проблем, то давайте будем считать это моей неуместной шуткой, отражающей мой эстетический и интеллектуальный уровень. В конце концов, все это можно представить более благопристойно, в виде мысленного эксперимента со сферой, моделирующей расширение, и относительно жесткой оболочкой на ней, способной реагировать на это расширение проявлением систем разрывных нарушений.
На темпы расширения должна также влиять различная степень уплотнения гидридов по радиусу планеты. Совершенно очевидно, что по мере роста давлений, т.е. при движении вглубь изначально гидридной Земли, уплотнение гидридов нарастало. Из этого автоматически следует, что по мере передвижения фронта разложения гидридов вглубь планеты масштабы разуплотнения должны были увеличиваться. С этим можно связать акселерацию процесса образования океанов во времени. Более детально модель образования океанов рассмотрена ниже.
Теперь обсудим, как в рамках изначально гидридной Земли объяснить интенсивное горизонтальное сжатие в массивах кристаллических пород, достигающее 1000 кг/см2 на глубине 1 км (по данным многочисленных измерений), что в несколько раз превышает литостатическую нагрузку.
Выше мы говорили о падении температуры в зоне разуплотнения и прилегающих сферах. Это может вызвать небольшую “термическую усадку” и обусловить явление контракции во внешних сферах сразу после этапа разуплотнения. С другой стороны, при расширении планеты уменьшается кривизна литосферных блоков. Это также может обусловить горизонтальное сжатие верхних горизонтов литосферы, которое должно закономерно уменьшаться с глубиной. В реальных условиях трещиноватость и пористость, свойственные приповерхностному слою, обеспечат быструю релаксацию этих напряжений. Поэтому максимальное горизонтальное сжатие в кристаллических массивах должно наблюдаться не на поверхности Земли, а на некоторой глубине, где горное давление начинает закрывать системы пор и трещин.
Здесь открывается возможность проверки реальности расширения нашей планеты на современном этапе, так как если оно происходит сейчас, то связанное с ним избыточное горизонтальное сжатие после достижения максимума, на глубине примерно 1 км, ниже должно вновь пойти на убыль. Если такое явление действительно имеет место, то трудно представить иное объяснение, кроме расширения планеты, которое уменьшает кривизну литосферных блоков, в результате чего и появляется горизонтальное сжатие. До глубины в 2,5-3 км боковое давление, связанное с передачей упругих напряжений от вертикальной литостатической нагрузки, можно игнорировать, поскольку оно на этих глубинах на порядок меньше избыточного горизонтального сжатия.
При увеличении объема планеты в 5 раз ее радиус увеличивается в 1,71 раза, а поверхность примерно в 3 раза. В будущем, когда Земля окончательно вырастет, она будет сравнительно мало отличаться от своего современного состояния. Ее радиус будет 6700 км (сейчас – 6371 км), длина окружности на экваторе прирастет на 2000 км и составит 42076 км, ускорение свободного падения уменьшится примерно на 10%.
Однако в прошлом при меньшем радиусе сила тяжести на планете была существенно выше, а ее вращение вокруг собственной оси было гораздо более быстрым (сутки были короче, а число дней в году больше). Расчеты показывают, что изначально наша планета вращалась в 3,5 раза быстрее, и в сутках было примерно 7 часов, а сила тяжести на поверхности была в 3,5 раза больше современной (3,5 g). В принципе это можно было бы, подтвердить (или опровергнуть) на данных по литологии и палеонтологии.
К примеру, угол естественного откоса в сыпучих грунтах зависит от характера частиц этих грунтов (их формы, размеров, плотности, шероховатости поверхности, влажности и чего то там еще), а также от силы тяжести. Чем выше сила тяжести, тем положе естественный откос. Японские геологи провели массовые замеры углов естественного откоса в мезозойских песчаниках эолового происхождения. Вывод гласил: в нижнем мелу сила тяжести была в 2 раза выше современной.
Канадский палеонтолог Хант ухитрился выделить годичный ритм в строматолитах верхнего протерозоя и подсчитать количество дней в году того времени (в строматолитах в виде очень тонкой слоистости фиксируется суточный цикл жизнедеятельности организма). Дней в году оказалось в 3 раза больше, чем сейчас, соответственно, планета в верхнем протерозое вращалась вокруг своей оси в три раза быстрее.
Не нужно быть провидцем, чтобы понять, какое “признание” получили эти работы и их авторы, когда все вокруг полагали, что такого быть не может, потому что не может быть никогда, ибо Земля с “железным ядром и силикатной мантией” не способна сколь либо заметно менять свой объем. Интересно, сколько ярких пионерских работ загубила на корню эта “фундаментальная” догма в науках о Земле и сколько еще загубит, покуда научное сообщество не освободится от ее тиранического господства. И я надеюсь, что исследования в этом направлении будут расширяться.
Мне представляется, что если литологи включат изменение гравитации в арсенал причин, определяющих эволюцию характера седиментации во времени, то сразу многое станет понятным. К примеру, возьмем турбидиты (осадки, выпадающие из суспензионных или мутьевых потоков), для которых характерна градационная (отсортированная) слоистость. Совершенно очевидно, что если в прошлом сила тяжести была больше, то эта самая “отсортированность” осадка по фракциям (по размерности частиц) должна быть четче (вспомните, центрифугирование взвесей применяется для разделения их на фракции). Соответственно, должны быть более четкими границы между слоями. Должна уменьшаться мощность ритма (песчаник алевролит аргиллит), поскольку при большей силе тяжести чаще происходил срыв осадка со склона и муть поставлялась чаще, но меньшими порциями. Должно также сокращаться расстояние от зоны зарождения мутьевого потока до места отложения взвеси в виде осадка. Короче говоря, в современное время (когда сила тяготения в два с лишним раза меньше, чем в юре) исключено образование такого отсортированного флиша, как на горе “Шелудивая” (свита “Таврическая”, Т3 . J1, Крым, полигон геологической практики). Я не знаю, как выглядят современные турбидиты (догадываюсь только, что они не литифицированы). Моя узкая специализация – петрология гранитоидных формаций фанерозоя, и у меня не было никакой нужды интересоваться такими тонкостями в литологии современного осадконакопления. Однако если современные турбидиты действительно отличаются от классического флиша юры (не только степенью окаменения), то в рамках предлагаемой концепции причину этого прежде всего следует связывать с уменьшением силы тяготения на поверхности планеты.
Скелет живого организма предназначен противостоять силе гравитации. Разумеется, речь идет о сухопутных организмах, обитатели водной среды при любой гравитации будут в состоянии невесомости. Пермская сухопутная рептилия – иностранцевия имела массу примерно равную массе современного медведя гризли. Но если поставить рядом скелеты этих двух животных, то эффект будет весьма впечатляющий. Скелет иностранцевии отличается такой массивностью, как будто природа явно перебрала с запасом прочности. Но природа ничего не делает сверх необходимости, и, скорее всего, это мы неправильно оцениваем условия на планете того времени. Я вижу в этом следствие большей гравитации.
Палеонтологи давно приметили, что скелеты у длительно существующих видов со временем становятся менее массивными и более ажурными. Они дали этому явлению термин – “грацильность” (от слова “грация”), намекая на стремление природы к изяществу и совершенству. Хороший намек, но в рамках нашей концепции в этом скорее просматривается целесообразность в связи с уменьшением силы тяготения. Господа палеонтологи, подумайте над этим, пожалуйста. И еще, я был бы очень признателен, если бы кто нибудь из вашего сообщества сопоставил скелет варана с о-ва Комодо с пермской или юрской сухопутной рептилией сходной формы и размеров.
В некоторых приключенческих фильмах диплодоки, тиранозавры и другие гигантские монстры резво бегают по суше, чиня разбой и разрушения. У неискушенного зрителя может возникнуть впечатление, что и в свое мезозойское время они также населяли долы и веси и резво путешествовали по ним. Однако, на самом деле, тогда в своем мезозое они обитали в водной среде лагун и прочих мелководий, т.е. занимали очень узкую экологическую нишу, что всегда опасно для существования. Длительные прогулки по суше для них были невозможны из за высокой силы тяжести.
8.3. Модель образования океанов. Модель образования океанов можно строить только после того, как мы обсудим состояние металлосферы. В нашем понимании, развитие Земли выражается в уменьшении массы ядра и увеличении объема металлосферы в связи с дегазацией водорода. При этом водород должен проходить через всю толщу металлосферы, что отнюдь не является проблемой. Атом водорода (в виде протона) проходит от ядра до литосферы менее чем за 1000 лет. Проблема в том, что металлосфера, с растворенным в ней водородом, обязана быть столь пластичной, что ни о какой генерализации структур растяжения в единую общепланетную систему рифтогенных зон не может быть и речи. Однако не будем торопиться с выводами, давайте сначала рассмотрим эволюцию характера дегазации водорода во времени.
Мы уже знаем про высокую теплоемкость протонированного водорода и знаем о феноменально высоких скоростях его диффузии сквозь металлы. Добавим к перечисленному экспоненциальную зависимость скорости диффузии водорода в металлах от температуры (рис. 14). Все это приводит к тому, что водород, отделяющийся от ядра в виде достаточно равномерного (и разреженного) облака, быстро разбивается на отдельные струи, которые на выходе собираются в более крупные русла (рис. 15в). Это слияние обусловлено перехватом слабых струй более мощными, так как последние должны быть более прогретыми и, следовательно, в них выше скорость диффузии (водород как теплоноситель прогревает зону своей инфильтрации). Данное явление можно сравнить с притяжением и перехватом мелких рек крупными, поскольку последние имеют больший врез долин. Кроме того, возможно магнитное стягивание струй протонного газа, подобно проводникам электричества с однонаправленными токами.
Таким образом, металлосфера планеты, по мере увеличения своей мощности, одновременно очищается от водорода, теряет пластичность и начинает реагировать на расширение как “относительно хрупкая среда”. Взятое в кавычки означает, что в металлосфере не могут образовываться разрывы сплошности с зиянием, как в наших “экспериментах на клизматроне”. В моем понимании, “относительная хрупкость” лишь обеспечивает концентрацию растягивающих напряжений в узких зонах. В лексиконе геологов есть выражение “тектонически ослабленная зона”, вероятно, здесь можно использовать это расплывчатое понятие.
В прошлом (нижний палеозой и глубже) из за этой пластичности расширение не могло проявиться в виде единой планетарной системы рифтогенных зон.
Выше было обещано объяснить природу слоя D”, который располагается непосредственно над границей с внешним ядром, имеет мощность порядка 200-300 км и в котором заметно уменьшаются скорости прохождения сейсмических волн. В нашем понимании, этот слой обусловлен облаком водорода, обволакивающим ядро планеты. Здесь водорода недостаточно, чтобы обусловить существенное уплотнение, но его хватает для проявления эффекта пластичности.
С каждым циклом расширения планеты тектонически ослабленные зоны появлялись в низах металлосферы. Отсюда они распространялись вверх с одновременным заполнением пластичным веществом из слоя “D””. Таким образом, по тектонически ослабленным зонам (зонам растяжения) происходило нагнетание протрузивных клиньев. Когда эти протрузии доходили до литосферы, в коре начинали формироваться зоны рифтогенеза.
При дальнейшем расширении планеты и увеличении объема протрузивных клиньев литосфера постепенно утонялась, континентальная кора раздвигалась, и закладывались протяженные моря типа Красного моря (с корой океанического типа), которые с поверхности трассировали глубинные зоны растяжения. Это “детская стадия” в развитии океанов.
Следующая стадия знаменуется появлением срединного поднятия. На этой “юной стадии” срединные поднятия обусловлены выдавливанием блоков древней литосферы, которые как бы “выштамповывались” глубинными диапирами из перекрывающей их силикатной оболочки. Это результат формирования все ближе и ближе к поверхности планеты “частокола” сверхглубинных диапиров.
Наконец, наступает момент, когда глубинные диапиры выходят на поверхность океанического дна и начинают формировать срединно океанический хребет. Это “зрелая стадия” в развитии океанов.
Вещество интерметаллических диапиров берется из слоя D”, непосредственно прилегающего к ядру и, следовательно, совсем недавно находилось в ядре планеты. По этой причине оно не могло потерять изначального содержания кислорода, поскольку не подвергалось длительной водородной продувке, как более древние объемы металлосферы. Вместе с тем оно должно содержать какую то концентрацию водорода (он всегда есть в слое D”), истечение которого непременно вызывало перераспределение кислорода. В результате в головной части диапира интерметаллические силициды постепенно трансформировались в силикаты из за “водородной продувки” и выноса кислорода из более глубинных зон. Следовательно, раскрытие океана, по нашей модели, сопровождается как растяжением и утонением древней литосферы, так и некоторым наращиванием ее мощности в связи с трансформацией силицидов в силикаты в головных частях диапиров. Последний процесс представляется весьма масштабным, и, кроме того, он идет не только в рифтовой долине, но и далеко за ее пределами, на разных глубинах, в соответствии с положением головных частей интерметаллических диапиров. Данные по геохимии заставляют нас считать, что диапиры силицидов еще в процессе внедрения (на подходе к поверхности) уже приобретали “оторочку” из силикатов в своей головной части.
Выше было показано, что поток водорода, изначально равномерный по плотности, обязательно должен был обрести “струйный” характер. В соответствии с этим происходил и вынос кислорода. Поэтому сначала мощность литосферы под океанами наращивалась более или менее равномерно, но затем (по мере “старения” диапира) она начинала прирастать по отдельным зонам в зависимости от формы водородных струй. Плотность силицидов примерно 3 г/см3. Плотность образующихся по ним силикатов того же порядка, но силикаты содержат до 45% (вес.) кислорода, поэтому почти в два раза должен увеличиваться объем вещества в процессе силикатизации силицидов. Это проявляется в особенностях рельефа дна океанов, который осложняется положительными формами (горстами), преимущественно в виде изолированных хребтов небольшой протяженности. Изолированность хребтов обязательна, поскольку водородные струи не могут идти рядом, они непременно сольются.
8.4. “Спрединг против “Тектоники плит. Дорогой читатель, надеюсь, вы уже поняли, что моя концепция является полной альтернативой бытующим ныне геолого тектоническим представлениям, основанным на “Тектонике плит”. Исходной посылкой для этих представлений явились полосовые магнитные аномалии, выявление которых в срединных частях океанов породило идею спрединга.

Как только выяснились масштабы спрединга в осевых частях океанов, то первое, что приходило в голову, это расширение Земли. Но поскольку планета с железным ядром и силикатной мантией этого не допускает, стали думать, как все это может быть при постоянном объеме планеты, и придумали “Тектонику плит” с ее субдукцией. Нет чтобы задаться вопросом: а чем доказано, что ядро нашей планеты железное, а все остальное – силикаты> Таким образом, спрединг считается “краеугольным камнем” “Тектоники плит”. Вместе с тем тот же самый спрединг должен быть при наших масштабах расширения Земли. Однако у нашего спрединга, если он от расширения планеты, должны быть свои специфические черты, которых не должно быть в рамках “Тектоники плит”. Обсудим этот вопрос.
Если правомерна “Тектоника плит”, то трансформные разломы должны быть чистыми сдвигами с плотно притертой плоскостью смещения, и такая притертость должна усугубляться по мере удаления от оси хребта, поскольку протяженность зоны генерации новой коры (осевые части срединных хребтов и зоны рифтогенеза) намного превышает суммарную длину зон Беньофа.
В случае увеличения объема Земли, наряду с расширением хребта в обе стороны от его рифтовой долины (поперечная составляющая), хребет должен одновременно вытягиваться вдоль своей протяженности, т.е. должна быть и продольная составляющая, равная поперечной. В противном случае при увеличении объема
планеты срединные хребты океанов не могли бы сохранять свою непрерывность.
Продольное хребту расширение лож океанов осуществляется по множеству трансформных разломов, число которых, например, в Атлантическом океане исчисляется многими десятками. Соответственно раздвиговая составляющая должна быть в десятки раз меньше сдвиговой (на трансформном участке), поэтому она не выявляется при исследованиях сейсмических очагов. Однако за пределами трансформного участка, там, где сдвиговая компонента отсутствует, разлом должен быть чистым раздвигом. При этом чем дальше тот или иной участок отстоит от оси хребта, тем больше в нем должно быть накоплено “зияния”. Поясним эту ситуацию простым расчетом. Примем среднюю скорость спрединга для Атлантики равной 2 см/год, а число трансформных разломов равным 100. Отсюда скорость продольной раздвиговой составляющей каждого разлома будет равна 0,02 см/год. При такой скорости раздвига за 10 млн. лет зияние составит 2 км, а за 50 млн. лет – 10 км. Участок разлома с возрастом в 10 млн. лет отъедет от оси хребта на 100 км, а за 50 млн. лет – на 500 км. Таким образом, при расширении Земли поперечные разломы за пределами трансформного участка должны быть раздвигами, и “зияние” в них должно постепенно увеличиваться с удалением от осевой зоны спрединга. Морфологическим выражением раздвига на поверхности всегда является грабен, и, следовательно, трансформные разломы на расширяющейся Земле должны быть впадинами, ширина которых постепенно увеличивается по мере удаления от оси хребта (рис. 19а).
Более того, по этим поперечным разломам, если их причина – расширение Земли, совсем не обязательно должна смещаться ось хребта (рис. 19б). И наконец, поперечный разлом (если это раздвиг и его причина – продольное расширение хребта) может быть односторонним, т.е. у него может отсутствовать продолжение с другой стороны рифтовой долины (рис. 19в). В рамках тектоники плит всего этого (рис. 19а, б, в) быть не должно. Итак, специфические черты поперечных разломов срединных хребтов океанов по “Тектонике плит” и с позиций расширяющейся Земли должны быть диаметрально противоположными, что может служить критерием истинности при решении альтернативы: или расширение планеты, или “Тектоника плит”.
В начале 90 х годов ХХ века я докладывал некоторые свои идеи, и этот аспект в их числе, на заседании ученых мужей в одном академическом институте, в котором я тогда работал и который являлся головным по проблемам геологии и тектоники. Среди слушателей присутствовал весьма авторитетный исследователь геоморфологии океанов со своими сотрудниками. У них мой доклад вызвал неподдельный интерес. Через несколько дней этот неутомимый исследователь и его группа отправились в очередной рейс в Атлантику, и уже через три месяца в том же конференц зале и при той же аудитории они показывали прекрасные карты различных участков срединно океанического хребта, на которых было все то, что я предсказал. Аудиторию особенно заинтересовали односторонние разломы. Она потребовала объяснить как такое вообще может быть, и если это действительно существует в природе, то в чем причина столь необычного явления. Докладчик с некоторым недоумением оглядел аудиторию, затем указал на меня и ответил, что, мол, нужно спрашивать у того, кто все это предсказал три месяца назад на этом самом месте и уже объяснил, почему такое должно быть. Повисла гнетущая недоброжелательная тишина. Один маститый академик, считавший себя ответственным за тектонику океанов, покраснел от негодования, встал и демонстративно вышел, одарив меня отнюдь не ласковым взглядом, и потом в течение полугода старательно делал вид, что меня не существует на свете. Поразительно, но никто тогда не поздравил меня со столь явным успехом.
Возможные типы поперечных разломов на срединных хребтах при их образовании за счет расширения Земли.
Я не следил за литературой и не знаю, нашли или нет объяснение этому сторонники “Тектоники плит”, наверное, нашли, если только не проигнорировали сам факт. Но одно дело – правильно предсказать неизвестное ранее явление, это значит, что теория работает. И совсем другое – объяснять задним числом факты, обнаруженные вопреки твоей теории, внося при этом некоторые усложнения в свои теоретические представления, это означает, что теория не работает.
8.5. Геофизические особенности океанов. Верхняя часть выступа металлосферы под срединными хребтами должна обладать существенно меньшей плотностью в сравнении с перекрывающей ее силикатной литосферой. Этим объясняется само существование срединных хребтов, которые приподняты над глубоководными зонами на 2,5 – 3 километра. Геофизическим выражением этого выступа металлосферы является глубокая отрицательная аномалия, в поле силы тяжести (в редукции Буге).

Скорости прохождения сейсмических волн в силицидах меньше, чем в мантийных силикатных породах. Поэтому наша модель предполагает в сейсмическом разрезе существование низкоскоростного канала, своеобразие которого в том, что он имеет исключительно резкую верхнюю границу (по подошве силикатно окисной оболочки), тогда как нижняя отсутствует. Более того, с погружением от оси хребта этот волновод будет постепенно терять свою резкость и должен сойти на нет на глубинах порядка 110-120 км, что соответствует давлениям 35-37 кбар, при которых скорости в силицидах (нашего сплава) и мантийных силикатных породах уравниваются.
В ряду петрогенных элементов (Si Mg Ca Al Na K – Fe) железо имеет наименьшую энергию связи с кислородом. Поэтому при образовании силикатной корки в зоне перехода от силикатов к силицидам, где степень окисления постепенно спадает, именно железо должно оставаться в виде самородного металла. Температура, при которой железо теряет способность к намагничиванию (точка Кюри), равна 770 0С. Это достаточно высокая температура, у природного магнетита она всего лишь 350 0С. По нашей модели, интерметаллические диапиры внедряются под дно рифтовых долин в холодном виде. В результате происходит быстрое остывание и новообразованной силикатной корки, и переходной зоны от силикатов к силицидам. Температура падает ниже 770 0С, и появляется магнитная аномалия, обусловленная намагничиванием железа, которое является гораздо более сильным ферромагнетиком в сравнении с магнетитом (отсюда интенсивность аномалии). В дальнейшем в процессе силикатизации силицидов (из за выноса кислорода водородными струями) железо окисляется, превращается в магнетит, и интенсивность магнитной аномалии резко падает. В срединных частях океанических хребтов действительно иногда наблюдается осевая магнитная аномалия, интенсивность которой на порядок выше других, более древних полосовых аномалий.
Внимание! Озвучим некоторые следствия, которые можно подвергнуть экспериментальной проверке, используя современные методы геофизических наблюдений.
Поскольку поперечные волны не проходят через жидкую среду, то я надеюсь, геофизикам не составит труда установить существование на небольшой глубине расплавных “шляп”, из которых питаются параллельные дайки, а также наш категорический запрет на существование более глубинных магматических очагов под рифтовыми долинами океанов.
В металлах и их сплавах отношение скоростей продольной волны к поперечной заметно больше, чем в силикатах. Следовательно, если замерить это отношение до глубины 150 км под рифтовыми долинами океанов и сопоставить с тем, что мы имеем в литосфере на континентах, то обнаружится разница, так как под континентами мы имеем силикаты, а под рифтовыми долинами океанов – интерметаллические соединения и сплавы.
Высокие тепловые потоки в рифтовых долинах обусловлены экзотермическими реакциями окисления интерметаллических силицидов, и эти реакции идут непосредственно в зоне спрединга (раздвига), где вода по зияющим трещинам проникает вглубь. Но как только эта зона отодвигается за пределы рифтовой долины, где уже нет раздвига, тепловой поток должен аномально быстро спадать, поскольку он в срединной части океана не поддерживается внутренним теплом планеты.
В пределах выступа металлосферы, подпирающего срединный хребет, могут быть (вернее, должны быть) струи водорода. Мы все время говорили о пластичности металлов в связи с растворением в них водорода. Теперь пора вспомнить о водородной хрупкости металлов, которая сохраняется в интервале от нуля до 5,5 – 6 кбар при повышении давления. При уменьшении давления (т.е. при внедрении из глубины) пластичность исчезает при 3-3,5 кбар. Такие давления достигаются на глубинах порядка 10-12 км от дна рифтовых долин. И если интерметаллические сплавы в осевых зонах начинаются с глубины полутора – двух километров, то до глубины в 12 км они должны быть “охрупчены” в зоне действия водородной струи. “Охрупчивание” металлов сопровождается резким повышением модуля упругости и соответственным увеличением скорости прохождения сейсмических волн, вплоть до значений порядка 9 км/с.
Таким образом, в пределах низкоскоростного выступа металлосферы, в самой верхней его части, не глубже 10-12 км от дна рифтовой долины, могут быть обнаружены отдельные высокоскоростные блоки, чаше всего вытянутые вдоль хребта, длина которых варьирует в пределах 100-170 км, при ширине порядка 10,15 20 км. Эти блоки имеют ту же плотность и поэтому не вносят никаких возмущений в отрицательную (в редукции Буге) гравитационную аномалию.
8.6. Рудное вещество океанов. Первые находки рудных конкреций из глубоководных океанических впадин были сделаны в конце XIX века. Однако лишь к 60 м годам ХХ столетия стало известно, что океаны богаты многими металлами. Глубоководные илы резко обогащены многими рудными элементами, а в пелагических впадинах (ниже уровня карбонатной компенсации), где осадки не разбавляются карбонатным материалом, дно океанов выстилают железомарганцевые конкреции, в которых концентрации многих ценных металлов еще выше.

Во многих абиссальных впадинах конкреции образуют богатые рудные скопления, в которых запасы металлов (в расчете только на 1 метр мощности донных осадков) в десятки, сотни и тысячи раз превышают континентальные мировые ресурсы меди, никеля, кобальта, марганца. Обогащенные конкрециями прослои неоднократно обнаруживались в толще осадков при бурении дна океанов, что увеличивает (вероятно, еще на порядок) запасы металлов в них.
В 60 х гг. XX века на дне Красного моря выявлены впадины, заполненные горячими рудными илами. В наиболее крупной из них (“Атлантис 2”) придонный слой мощностью 200 м имеет температуру выше 56 0С, а концентрация солей достигает 27% (соленость Красного моря – 4%). Эти горячие илы очень ярко раскрашены и содержат более 50% H2O и NaCl. После отмывки солей и высушивания они превращаются в рудный концентрат, содержащий до 45% железа, до 25% марганца, до 10% цинка, до 6% свинца, а также около 3% меди, 300 г/т серебра, 5 г/т золота. В дальнейшем во многих местах срединно океанических хребтов были обнаружены толщи Fe Mn карбонатных осадков с богатой примесью свинца, цинка, меди и других элементов. Наконец, следует сказать о богатых сульфидных полиметаллических рудах, генерируемых в настоящее время “черными курильщиками”. И можно не сомневаться, что мы узнаем еще много нового о металлогении океанов.

Первоначально считали, что рудное вещество в донных осадках океанов целиком обусловлено сносом растворов и взвесей с континентов. Однако по мере выявления грандиозности этих рудных скоплений, которые к тому же явно тяготеют к зонам, наиболее удаленным от материков, их происхождение стали связывать с вулканическими эксгаляциями. Но геохимические исследования показали отсутствие генетической связи рудного вещества с вулканитами. Более того, карты ареалов рассеяния в донных осадках железа, марганца и многих малых элементов показывают, что источник этих металлов, к примеру, в Тихом океане находится не в центральной и северо западной его частях, где наблюдается наиболее активный вулканизм, а в его юго восточной зоне, для которой нехарактерна столь активная вулканическая деятельность. Судя по максимальным концентрациям, именно в срединной части Восточно Тихоокеанского поднятия расположена “металлоносная” зона, протягивающаяся вдоль оси подводного хребта, которая поставляет гигантские количества металлов. В тоже время базальты из этой зоны не обнаруживают ни признаков глубокой гидротермальной проработки, ни повышенных концентраций металлов. Следовательно, источник рудного вещества не связан непосредственно с процессами магмагенерации, а имеет иную природу. И нужно четко осознавать, что в данном случае не может быть привлечен ни один из известных в настоящее время рудообразующих процессов. Чтобы объяснить появление этих неисчерпаемых запасов, требуется совершенно иной источник металлов, на многие порядки превышающий по масштабам все известные источники руд на континентах.
В рамках предлагаемой концепции этим источником является процесс перерождения интерметаллических силицидов в силикаты, идущий в недрах срединно океанических хребтов. Интерметаллические соединения сохраняют значительную долю металлического типа связи, отсюда их способность к образованию разнообразных сплавов, а также твердых растворов внедрения или замещения. Поэтому силициды магния, железа и другие интерметаллы могут удерживать в решетках большие количества разнообразных металлов и неметаллов (фосфора, углерода, серы и др.). Силикаты, наоборот, не образуют сплавы с металлами, а их способность образовывать твердые растворы сильно ограничена. Жесткость кремний кислородных решеток силикатов (обусловленная жесткостью связи Si O) препятствует образованию структур внедрения, а катионно анионный характер кристаллического каркаса ограничивает возможность появления структур типа замещения для многих элементов из за строения их внешней электронной оболочки. Поэтому изоморфная емкость кристаллических решеток силикатов весьма мала.
Из сказанного следует, что перерождение силицидов в силикаты должно сопровождаться выносом многих элементов из тех объемов, в которых это перерождение происходит, поскольку при этом многие элементы оказываются “лишними” при образовании кремний кислородных решеток силикатов. Одни оказываются лишними, потому что не входят в число петрогенных, другие потому, что оказались в избытке, сверх количества, необходимого для стехиометрии силикатов, третьи (малые, редкие и рассеянные) из за весьма малой изоморфной емкости кристаллических решеток образующихся силикатов (а это в основном оливин и пироксены). Подъем интерметаллических силицидов в океанах близко к поверхности планеты – явление глобальное, обусловленное расширением Земли. Соответственно, глобальным является процесс перестройки силицидов в силикаты в самом верхнем слое металлосферы под океанами. Поэтому нас не должна удивлять грандиозность запасов металлов, по сути, являющихся “строительным мусором”, вынесенным на поверхность в процессе ремонта и достраивания силикатной оболочки, которая была сильно растянута и практически разорвана при образовании океанов (напоминаю, интерметаллические соединения и сплавы в океанах находятся на глубине 1,5-2 км от дна рифтовых долин).
Выше мы уже говорили про западные регионы США, под которые “ныряет” Восточно Тихоокеанский хребет, вызывая рифтогенное раздробление на обширных территориях. Упоминали также про изолированные хребты “Большого бассейна”, вздымание которых обусловлено трансформацией силицидов в силикаты в пределах водородных струй, выносящих кислород из глубинных зон интерметаллических диапиров. Следовательно, на этих территориях, в рамках наших представлений, должно быть кайнозойское полиметаллическое оруденение (Pb Zn Cu) с серебром и золотом, как тот самый “строительный мусор” при производстве силикатов по силицидам. И действительно, запад Соединенных Штатов является богатейшей провинцией с кайнозойскими месторождениями именно этого типа (Pb Zn Cu Ag Au). Более того, в этих гидротермально метасоматических месторождениях повсеместно присутствуют железо и марганец. Среди жильных минералов преобладают сидерит (FeCO3) и мангансидерит ([Fe, Mn]CO3), а также родохрозит (MnCO3) и родонит (MnSiO3). Жильные минералы марганца часто представляют промышленный интерес как дополнительный рудный компонент, а в некоторых местах были обнаружены огромные метасоматические тела чистого родохрозита, которые являются важным источником марганца. Среди этих тел родохрозита, как правило, выявляются объемы, в которых марганец из карбонатов вытесняется железом.
Большинство исследователей, судя по литературе, хотели бы приписать этим месторождениям магматогенный генезис. Однако при описании рудных районов они вынуждены были признать отсутствие генетической связи оруденения с известными интрузивами и “опустить” источник металлов в глубокие горизонты коры, полагая, что там могут быть скрыты материнские интрузии. Наша модель не нуждается в гипотетических магматических очагах. В нашем понимании, интертеллурический флюид, первопричина которого – водородные струи, производит перестройку силицидов в силикаты, захватывает “строительный мусор” и отлагает его в виде месторождений в верхних горизонтах коры. Разумеется, сам флюид при этом эволюционирует от чисто водородного на больших глубинах в силицидах, до существенно водного с добавками СО2, Н2S и других летучих компонентов, в коре, на выходе. “Водород” и на русском, и на иностранном – “hydrogen” означает “рождающий воду”, что он с успехом делает, особенно если принять во внимание вытеснение кислорода водородными струями из диапиров интерметаллических силицидов. Это к тому, что гидротермально метасоматический тип оруденения предполагает участие существенно водного флюида.