Файл: Войткевич, Г. В. Происхождение и химическая эволюция Земли.pdf

Я . Б . Зельдович пишет: «Новое открытие в 1965 г. излу ­ чения объясняется тем, что много миллиардов лет тому назад вся Вселенная была совершенно непохожа на совре­ менную. Все пространство было заполнено тем, что физики

этого расширения происходило постепенное изменение, остывание плазмы . Радиоволны, наблюдаемые в настоя­

он помогает правильно предсказывать потоки волн в раз ­ ных диапазонах .

С охлаждением связано и выделение отдельных небес­ ных тел. Совсем грубо можно применить аналогию — когда теплый воздух охлаждается, возникает туман; водя­ ные нары, содержащиеся в воздухе, превращаются в ка­ пельки воды. Похожее явление происходит при охлажде ­ нии и с плазмой: электроны и ядра объединяются в атомы, атомы объединяются в облака газа, далее эти облака рас­ падаются на отдельные звезды. Часть вещества и сейчас

был представлен главным образом водородом, доми­ нирующим и поныне в космохимии Вселенной. Длитель ­ ность эры допланетного существования едва ли может быть оценена даже приблизительно, поскольку у нас нет

дах позволяют допустить, что естественный синтез атом­ ных ядер шел по последовательному пути построения сначала легких, затем средних и в заключение т я ж е л ы х трансурановых атомов. Поэтому первая стадия восходя­ щей эволюции элементов должна была пройти через этап

Райе, по мнению астрофизиков, я в л я ю т с я наиболее близ­ кими прообразами этой былой стадии развития земного

75

вещества'. Стадия водородно-гелиевого «сгорания» завер­

Следующая стадия — стадия а-процесса — когда гра­ витационная энергия сжимающейся звезды вызывает на­

пий вызывает фоторасщепление легких элементов с выле­ том я-частпц, обладающих энергией 4—5 Мэв. а-Частицы, взаимодействуя с Ne-0 , последовательно приводят к обра­

няет земную и метеоритную распространенность «желез­

времени фиксирует своеобразный скачок в Ж И З Н И массив­ ной звезды, связанный с катастрофическим взрывом и рас­

элементов будут составлять основную часть массы пла­

а-процесса и равновесных термоядерных реакций опре­ делили в далеком прошлом состав главной массы земного шара . Все остальные элементы, вместе взятые, составляют малую величину. Д а ж е в земной коре, которая является наиболее легким дифференциатом, преобладают главные продукты сгорания H — Н е и а-процесса.

Д а л ь н е й ш а я стадия — процессы нейтронного захвата — была весьма важной в том отношении, что при ней обра-

76

естественные радиоизотопы. Условия д л я осуществления процессов нейтронного захвата могли создаваться в нед­ рах крупной звезды, значительно превосходящей массу современного Солнца. Н о эта массивная звезда, вероятно, была предком Солнца, в которое она превратилась, вы­

ных ядер вещество Солнца и Земли (а также других чле­ нов солнечной системы) имело общую историю до опреде­ ленного этапа развития, который знаменовался дифферен­ циацией некоторой общей системы — смеси (первичной звезды) — на первичное Солнце и околосолнечный протопланетный материал.

Прямым следствием процесса нейтронного захвата, прошедшего, очевидно, непосредственно перед обособле­ нием Солнца от остального протопланетного материала, было возникновение многочисленных радиоактивных изо­ топов. Сохранившиеся до настоящего времени в планетном материале ß-активные изотопы, возможно, появились при нейтронном захвате от некоторых стабильных изотопов, образованных ранее другими ядерными процессами.

Формирование изотопов трансвисмутовых элементов неизбежно протекало в условиях быстрого процесса ней­ тронного захвата, поскольку в радиоактивных р я д а х имеются недолговечные изотопы, появившиеся при быст­ ром и мощном потоке нейтронов. Интервал времени между завершением процесса синтеза радиоактивных ядер и на­ чалом образования Земли 100—200 млн. лет. Не исклю ­ чена возможность того, что в этом интервале произошло рождение легких изотопов, быстро выгорающих в термо­

облучения, ускоренного магнитным полем. Это протонное облучение взаимодействовало с С, N , О и вызывало т а к ж е образование нейтронов. П р и этом допускается, что Солнце тогда отличалось высокой магнитной активностью.

77

Х И М И Ч Е С К А Я Э В О Л Ю Ц И Я Н Р О Т О П Л А Н Е Т Н О Г О ВЕЩЕСТВА

Образование Земли и других планет солнечной системы

ческие гипотезы, но и было связано со свойствами самого вещества — с физико-химическими процессами в широком смысле слова. Рождение атомов в их космической истории определялось законами ядерной физики и термодинамики. Возникновение химических соединений, состоящих из атомов, было связано со строением их электронной обо­ лочки и физическими условиями в пределах относительно низких температур по сравнению с условиями ядерного синтеза. Протопланетное вещество, из которого непосред­ ственно а к к у м у л и р о в а л и с ь первичные планеты во всем пространстве солнечной системы, приобрело в ходе своей химической эволюции вещественную неоднородность, от­

до определенного этапа развития . Этот переломный этап выразился в разделении общей системы (первичной мас­ сивной звезды) па первичное Солнце и околосолнечное вещество, имеющее первоначально состав солнечного газа. Мы не знаем конкретного механизма отделения этого ве­ щества, по-видимому, он был как-то связан с центробеж­ ными силами, вызванными изменением скорости вращения первичной массивной звезды. Т а к и м путем возникла протопланетная солнечная туманность в виде газового диска, совпадающего с плоскостью солнечного экватора. Это неизбеяшо было связано с раслшрением солнечного (звезд­ ного) вещества и его охлаждением до температур, способ­ ствующих образованию молекул, химических соединений

79