Глава XIII. ОБЗОР ГЕОЛОГИЧЕСКИХ ОБОЛОЧЕК И ГЕОСФЕР ЗЕМЛИ КАК ПЛАНЕТЫ ГЕОСФЕР

Смотрите также:

БИОСФЕРА. Следы былых биосфер

Вернадский Владимир Иванович

Вернадский. Ноосфера Вернадского. Биосфера планеты Земля

Владимир Иванович Вернадский. Основанные Вернадским ...

Биосфера. Вернадский. Дж. Мерей. Зюсс. Ламарк

ВЕРНАДСКИЙ. БИОСФЕРА. Представитель космизма ...

НООСФЕРА. ВЕРНАДСКИЙ

Вернадский. Какое вещество считается живым. Термин «живое ...

ВЛАДИМИР ИВАНОВИЧ ВЕРНАДСКИЙ. Биография и книги ...

ВЕРНАДСКИЙ. Биография и труды Вернадского. Вершиной его ...

Ноосфера. Вернадский. Пьер Тейяр де Шарден

Тяжелая подгранитная оболочка

Ниже гранитной оболочки (за исключением Тихого океана, где она подходит к его дну, следовательно, на несколько километров от уровня геоида, в среднем 4,2) лежит тяжелая подгранитная оболочка, так названная мною ввиду того, что все существующие представления о ее физико-химическом и петрографическом характере являются явно неверными или вызывают серьезные сомнения, как, например, "дунитовая", "перидотитовая", "эклогитовая" и т.д.

С геохимической точки зрения такое название, связанное с двумя предположениями, вошедшими с легкой руки Э. Зюсса, назвавшего ее Sima, т.е. богатой Si и Mg, недопустимо (см. § 78). Мы не имеем никаких оснований допускать уменьшение с глубиной количества алюминия и увеличение количества магния.

Надо отметить, что магматические очаги, едва ли выходящие на поверхность планеты, должны получать в ней еще большее значение, так как за пределами гранитной оболочки в тяжелой подгранитной оболочке мы встречаемся с максимумом температуры нашей планеты. Здесь (и в нижележащей оболочке) могут играть большую роль сжатые аэрозоли, типические свойства которых нам едва известны.

Необходима здесь правильно поставленная систематическая экспериментальная работа над свойствами вещества при больших давлениях, которая в нашей стране совершенно отсутствует47. Она идет, и то не в достаточной степени, в Соединенных Штатах Америки и до войны шла в Париже [43]. По-видимому, в этой области максимальной температуры лежит на материках нижняя граница "области натяжений", активной, действенной, подвижной, ломающейся и передвигающейся, твердой, но в глубинном положении вязкой астеносферы (см. § 93).

В гранитной оболочке мы встречаемся с конечным материальным изменением биосферы, и уже в подгранитной тяжелой оболочке на суше мы входим в область, которая чужда нам и которую с трудом мы можем себе представлять (см. § 18, 65).

Едва ли здесь можно говорить о горных породах. Вероятно, мы встречаемся здесь с пластическими, медленно охлаждающимися к уровню геоида гомогенными образованиями, в которых молекулы химических соединений существуют, а мельчайшие монокристаллы, их кристаллические решетки благодаря высокому давлению деформируются. Тела, здесь находящиеся, едва ли отвечают известным нам алюмо- и феррисиликатам. Переход от гранитных пород в под- гранитную оболочку, температура которой достигает максимума, вероятно, совершается постепенно, и возможно, что в верхней части подгранитной оболочки мы имеем еще горные породы.

Это касается суши. Под дном Тихого океана и тех частей других океанов, где нет гранитной оболочки, мы должны иметь дело с основными горными породами, которые отвечают этой оболочке и нигде не выходят на земную поверхность.

Давление, которое здесь получается, недостаточно, чтобы вещество этих пород перешло в глубинно-планетное состояние. По допустимым представлениям Урри и Пиггота (1941), красный ил Тихого океана идет на глубину нескольких десятков метров. Ниже должны встретиться горные породы, отвечающие подгранитной тяжелой оболочке. Так как осадочные породы, отвечающие красным илам, нигде в пределах суши не встречаются, то не могут встречаться в геологических разрезах континента лежащие ниже их плутонические породы. Как я уже указывал (см. § 77-78), возможно, что отвечающими им вулканическими породами являются вулканические породы базальтовых полей, химический состав которых изменен прохождением через гранитные породы. Дальнейшие исследования должны выяснить эти возможности.

Итак, наиболее простым представлением, основанным на эмпирических фактах, хотя это и не всегда бывает правильным, но как рабочая гипотеза наиболее кажется близкой к реальности, было бы предположить, что верхняя часть подгранитной тяжелой оболочки состоит из глубинных аналогов тех пород, которые образуют на земной поверхности базальтовые поля. Мы нигде не встречаем их в доступной нам биосфере.

Вероятно, здесь на суше лежит область инверсии температуры, и температура начинает книзу понижаться. Эта поверхность, вероятно, совпадает с изо- статической поверхностью, которая резко выражена на континенте. Эта поверхность отделяет поверхность твердых горных пород, физически неоднородных, от однородной пластической массы глубинно-планетных образований. Она выражается, вероятно, в виде изостатической поверхности, которую геофизики принимают на глубине 120 км [44].

Широко распространенные сейчас в геологии представления об этой оболочке требуют коренной перестройки и явно не отвечают современному уровню знаний. Несомненен один факт - большой удельный вес этой оболочки: 3,5-4,5 вместо 2,3-2,6 гранитных пород. Глубже 60 км от уровня геоида вещество становится резко пластическим, и твердое состояние химических соединений неотличимо от жидкого и газообразного. Мы имеем здесь дело с глубинно-планетным веществом, химически отвечающим базальтовым породам. Мы не имеем здесь дела с горной породой, так как горная порода состоит или из твердого стекла или из твердых кристаллов, размеры которых превышают 10-5 см. Текучие, медленно охлаждающиеся массы основных алюмо- и феррисиликатовых тел под сушей должны отвечать глубинным аналогам базальтовых выделений.

Химически они должны отличаться от дунитов и перидотитов тем, что закись железа в значительной степени должна заменять в них окись магния, а окись железа - окись алюминия. Геохимически нет ни малейших указаний на большую роль магния и на резкое уменьшение значения алюминия. Наоборот, значение алюминия и - особенно - железа должно увеличиваться. Силикаты, алюмо- и феррисиликаты основных окислов, в том числе и тяжелых, - закиси железа, надо ожидать, будут играть большую роль с углублением в глубь планеты. Их кристаллические ячейки, не существующие в качестве монокристаллов, но не разрушимые давлением (какое здесь имеет место), должны отвечать идентичным плотным молекулярным структурам. Каолиновые тетраэдры (АЮ4), (Si04), (Fe04) и их аналоги должны господствовать [45].

Прав проф. И.И. Заславский [46], который отметил, что силикаты и алюмосиликаты областей больших давлений должны отвечать другим телам, минералам, чем обычные полиморфные разности силикатов, нам известные.

Небольшой наблюдаемый скачок плотности глубинного материала планеты не позволяет, при полном отсутствии других указаний, предполагать существование резкого изменения его химического состава: силикаты, алюмо- и феррисиликаты кальция, магния, железа, натрия, калия, надо думать, должны по-прежнему резко преобладать.

Ниже этой поверхности, в оболочке тяжелых силикатовых образований, где, можно думать, преобладают Si-Al-O-Fe, температура с углублением должна понижаться, ибо, насколько известно, источник теплоты - количество радиоактивных атомов - заметно непрерывно уменьшается с углублением внутрь планеты.

В пластическом силикатовом веществе должны сохраняться газовые проявления - иначе нам непонятны пока смещения вещества, связанного с глубинными землетрясениями в районе Тихого океана на глубине сотен километров (больше 800) от уровня геоида. Тяжелая подгранитная оболочка идет до глубины, по крайней мере, 1200 км.

К содержанию книги: Академик Владимир Иванович Вернадский - Химическое строение биосферы Земли и ее окружения