129 ПРИЧИНА ПОВЫШЕНИЯ ТЕМПЕРАТУРЫ С ГЛУБИНОЙ

Выше мы видели, что все неподвижные звезды и планеты или обладают очень высокой температурой, или же обладали ею прежде и постепенно охладились. Весьма серьезные основания заставляют нас допустить, что и Земля развивалась по тому же пути.

Отсюда весьма вероятно, что причиной повышения температуры с глубиной является та теплота, которой обладала Земля при отделении от Солнца. Это объяснение принимается теперь почти всеми геологами: общность явлений и высокая температура внутренних частей Земли, доказываемая вулканами, служат решительными доводами в пользу этого взгляда. Что же касается других объяснений, то ни одно из них не может быть признано удовлетворительным. Мы не знаем ни одного химического процесса, который бы был так распространен на Земле и совершался бы с такой напряженностью, чтобы ему можно было приписать повышение температуры с глубиной и плавление огромных масс изверженных горных пород. То же самое приходится сказать и о превращении механической работы в теплоту. Можно, пожалуй, указать на горообразовательные процессы, но в таком случае были бы замечаемы существенные различия между геотермическими свойствами новейших горных кряжей, каковы Альпы, и равнинами, где эти процессы не действовали. На самом деле этого не наблюдается; да, наконец, и этого источника было бы недостаточно для образования таких огромных количеств теплоты. Что касается гипотезы о прохождении Земли и всей солнечной системы через более теплые области мирового пространства, то вряд ли и здесь можно искать причины рассматриваемого явления. Но этой гипотезы мы не станем разбирать: в настоящее время она почти не имеет сторонников.

Пытались доказать, что изменение геотермических градусов с глубиной не соответствует факту постепенного охлаждения Земли из расплавленного состояния. Чтобы яснее себе это представить, обратимся к свойствам нагретой и охлаждающейся массы.

Главным вопросом здесь является, возрастают ли геотермические градусы по направлению к центру, или убывают, т. е. замедляется ли в глубинах прирост теплоты, или ускоряется, и если мы находим на поверхности геотермический градус 33 м, то будет ли он на большей глубине равняться 34 м, и т.д. Простое соображение устраняет все недоразумения: нагретое тело, находящееся в более холодной среде, теряет свою теплоту; процесс отдачи последней должен совершаться интенсивнее на поверхности тела и слабее внутри его. Поэтому различия в температуре верхнего слоя должны быть больше, и

по мере приближения к центру—меньше; другими словами, прирост теплоты будет замедляться: геотермические градусы Земли будут возрастать с глубиной.

Бишоф в Бонне проверял этот вывод экспериментальным путем: он

заставлял охлаждаться большие шары расплавленного базальта; когда они застывали,

Бишоф просверливал в них отверстия и вставлял туда термометры, при посредстве

которых и наблюдались законы охлаждения. В шаре с диаметром в 271/4 дюйма через 48 час. после плавления было наблюдаемо следующее:

Температура в центре 191,9 °С

» в расстоянии 472 д. от центра 170,0 °С

Температ. в расстоянии 63Д Д- от центра 156Л°С » » » 9 » » 137,2 °С

Отсюда, несомненно, следует, что температурные различия по направлению к центру уменьшаются, и геотермический градус возрастает; на расстоянии 41/2 дюйм, от центра температура убывает на 21,9°, на расстоянии же следующих 4l/2 дюйм, на 32,8°.

Много споров возбудил вопрос о том, соответствует ж теоретическим соображениям действительное возрастание температуры Земли при приближении к центру; наконец, все согласились, что данных для решения его недостаточно; большая заслуга Ганна в Вене в том, что он способствовал утверждению именно этой точки зрения. Вопрос не только затрудняется неравенством геотермического градуса в разных местах Земж и существованием многих неправильностей, но он делается прямо неразрешимым, так как самые болыпые глубины, которых достиг человек, ничтожны сравнительно с диаметром Земж.

В. Томсон вычислил, что если охлаждение Земж продолжается 100 миллионов лет, то увежчение геотермического градуса можно подметить только на расстоянии 7ю amp; диаметра, т. е. на глубине 40000 м; если же оно продолжается 1 милжон лет, что, между прочим, совсем уже невероятно, то глубина эта уменьшается до 4000 м. Отсюда видно, что мы не можем наблюдать изменения геотермических градусов в наших рудниках и буровых скважинах.

Глубина большой Шперенбергской буровой скважины достигает 1272 м, т.е. она равняется, приблизительно Vsooo земного радиуса, ее можно сравнить с крошечным уколом в 7ю сделанным на глобусе с диаметром в 1 м. Ясно, что при такой ограниченности наблюдений нельзя установить экспериментальным путем закон возрастания температуры по направлению к центру Земли и что наши геотермические наблюдения не могут привести к точным выводам. Успехи техники в бжжайшие столетия вряд ж позволят человеку углубить его шахты до 10 миль, т.е. до той глубины, где возможно решение вопроса; там господствует страшный жар, измеряемый тысячами градусов.

Если теплота глубоких частей Земж является остатком первоначального жара, то по изменениям температуры по направлению к центру можно сделать известные заключения о возрасте Земли. Такие вычисления произведены знаменитым физиком Вильямом Томсоном; вследствие неточности данных, цифры, полученные этим ученым, колеблются в больших пределах. Данными, на которых основывал он вычисления, были: температура, при которой началось отвердевание Земж, теплопроводность горных пород и геотермический градус. Так как ни одна из этих величин в точности неизвестна, то в одном случае Томсон брал самую большую вежчину, в другом самую меньшую и в третьем случае среднюю. Этим путем он пришел к заключению, что с того момента, как Земля начала отвер-

девать, протекло не менее 20 миллионов и не более 400 миллионов лет; самым вероятным оказывается число, лежащее в пределах между 90 и 200 миллионами лет.

Очень многие считают эти цифры весьма вероятными.

Было бы весьма важно достичь безусловного определения времени в истории Земли, а потому понятно, что мысль, высказанная таким авторитетным ученым, сразу приобрела множество сторонников. Но математические вычисления могут дать правильные результаты только тогда, когда в основании их положены верные данные, при недостатке последних математика бессильна. Вычисления Томсона имели бы право на всеобщее признание только в том случае, если бы все три величины, положенные в их основание, были верны, и если бы не существовало никакого четвертого условия, которое было бы упущено из виду. Первое, может быть, удалось бы и исправить, но в вычислениях Томсона не выполнено и второе условие. Рассматривая вопрос об охлаждении Солнца, мы видели, что при сокращении его массы развивается теплота, которая восполняет потери, происходящие вследствие лучеиспускания; то же самое следует сказать и о Земле: и она в начале охлаждения подвергалась сильным сокращениям, теплота освобождалась, и процесс остывания замедлялся. Как велико было влияние этого условия, мы не знаем. Во всяком случае вычисления, не принимающие его в расчет, не могут быть верными, а потому возраст Земли выражается на самом деле цифрами, которые должны быть значительно ниже вычисленных Томсоном.

Независимо от приведенных возражений, все до сих пор рассмотренные вычисления, догадки, гипотезы ложны в самом основании: они упускали из виду одно весьма важное обстоятельство: наблюдая в той или другой местности повышение температуры с глубиной, предполагают, что горные породы получили свою теплоту непосредственно при охлаждении из расплавленного состояния. Это допущение не верно: большинство наблюдений производится над теми горными породами, которые осели из воды на дне морей и озер; мы даже вообще не знаем ни одной горной породы, которую можно было бы рассматривать, как одну из составных частей первоначальной земной коры. Ту высокую температуру, которую наблюдаем мы в глубине исследуемых горных пород, нельзя считать остатком первобытного жара: осадочные породы получили свою теплоту от тех первоначальных продуктов остывания, которые залегают на более значительных глубинах. Мы не можем входить в рассмотрение следствий, которые отсюда вытекают, и ограничимся указанием, что все гипотезы и вычисления должны быть пересмотрены с указанной точки зрения.

<< | >>

↑

Источник: М. НЕЙМАЙР. История Земли. 1994

Еще по теме 129 ПРИЧИНА ПОВЫШЕНИЯ ТЕМПЕРАТУРЫ С ГЛУБИНОЙ:

- Буровзрывные работы - Геоинформационные системы в геологии - Горное дело - Землеустройство и кадастр - Научно-популярное в геологии - Экологическая геология -

- Безопасность жизнедеятельности и охрана труда - Химические науки - Бизнес и заработок - Горно-геологическая отрасль - Домашнему мастеру - Естественные науки‎ - Зарубежная литература - Информатика, вычислительная техника и управление - Искусство. Культура - История - Литературоведение. Фольклор - Международные отношения и политические дисциплины - Науки о Земле - Общеобразовательные дисциплины - Педагогика, образование, воспитание - Промышленность - Психология - Религиоведение - Социология - Строительство - Техника - Транспорт - Филология - Философские науки - Экология - Экономика - Юридические дисциплины -