Происхождение океана
Известно, что почти три четверти земной поверхности
покрыты водами океана. По своему составу морская вода является водным раствором
неорганического электролита. Происхождение вод мирового океана и содержащихся в
них солей представляет собой весьма интересный вопрос.
В установлении химического состава воды океана в прошлом
большую пользу могут оказать палеонтологические исследования. Если судить по
имеющимся в настоящее время данным, то физические и химические свойства океана,
по-видимому, в течение геологического времени существенно не менялись. Этот
вывод обосновывается тем, что биологические виды прошлого более или менее
сходны с современными видами.
Геохимическое решение этой проблемы заключается в попытке
сопоставления количества состава эродированных изверженных и осадочных горных
пород с количеством и составом растворенных в океане солей. Однако существуют
трудности в объяснении содержания в морской воде и осадочных породах колоссальных
количеств таких анионов, как карбонатный, хлоридный и сульфатный. Эрозией
изверженных пород невозможно объяснить присутствие в современном океане многих
летучих, и большая часть таких элементов, как C, CI, S, N, B, Br, F и т. д.,
содержащихся в современном океане и связанных в осадочных породах, должна
поступать из внутренних частей Земли.
Вероятно, хлор, азот, сера и фтор поступали в виде HCI,
NH3, H2S и HF; углерод в виде CH4, CO И CO2, а значительная часть кислорода в
виде H2O, СО2 и СО.
Каким же образом протекал этот процесс? Для того чтобы
ответить на этот вопрос, необходимо рассмотреть некоторые условия образования
Земли.
В соответствии с ранней гипотезой Земля первоначально
была в расплавленном состоянии, и поэтому могла произойти частичная потеря
летучих, но и большая их часть должна была сохраниться внутри Земли. Именно эта
часть летучих поступает после охлаждения на поверхность Земли в виде
постепенного непрерывного потока.
Если летучие были утеряны на начальной стадии
образования, то рН первичного океана должен быть около 0, 3 и столь сильно
кислый раствор должен был легко растворять значительные количества изверженных
пород. Как только концентрация Са2+, Mg2+, и СО2-3 в водном растворе достигла
точек растворения кальцита и доломита, начали быстро осаждаться карбонаты.
Вследствие этого из первичных атмосферы и гидросферы начала быстро извлекаться
углекислота, что в конечном итоге привело к возникновению условий, пригодных
для существования живых организмов.
Необходимо рассмотреть альтернативное допущение о
постепенном формировании океана. Предположим, что исходное парциальное давление
двуокиси углерода было ниже 1 атм и что общее атмосферное давление примерно на
10% больше современного. Тогда осаждение карбонатов должно было начаться к моменту
эрозии около 240 х 1020 г изверженных пород и по достижении рН примерно 5, 7. В
этом случае количество избыточных летучих в гидросфере не должно превышать 1/10
от современного их содержания из внутренних частей Земли. Параллельно кислород
поступал и за счет жизнедеятельности живых организмов. Таким образом
происходило постепенное формирование современной гидросферы.
Далее рассмотрим вопрос о поступлении воды за счет
горячих источников. Считается, что водные пары горячих источников
Йелоустонского парка содержат 10-15 % магматической воды, а горячие источники
Айдахо - 2, 5% ее. Но даже если бы содержание магматической воды в воде горячих
источников было меньше 1%, то в течении 4, 5 млрд. лет они могли бы выбросить
достаточное количество воды для объяснения существования океана. По крайней
мере, существование такой магматической воды поддерживает идею о том, что вода
современного океана скопилась за счет постепенного поступления из внутренних
частей Земли.
Существует еще одна точка зрения, выраженная Калпом [1951],
что гидросфера могла сформироваться постепенно за счет поступления воды из
внутренних частей Земли, после остывания ее поверхности до какой-то
определенной температуры. Хотя температура более глубоких зон земной коры и
мантии точно не известна, но, по-видимому, он не выше 1000о С. при столь
высокой температуре Н2О не может входить в кристаллическую решетку каких бы то
ни было минералов. Поэтому, подобно газу, газообразная Н2О, мигрируя сквозь
породы, терялась земной корой. Однако в отличие от газа при приближении воды к
земной поверхности часть ее соединялась с веществом коры и образовала гидраты:
остальная часть поступала в гидросферу и атмосферу.
Список литературы
Для подготовки данной работы были использованы материалы
с сайта http://www.o8ode.ru/