Файл: Кесарев, В. В. Эволюция вещества Вселенной.pdf

тов, 3,4* ІО26 г железных метеоритов и 15,3-ІО26 г вещества комет. Эта оценка близка к оценке мас­ сы межпланетного вещества, полученной С. В. Ор­ ловым, — ІО27 г.

Частные, но принципиальные положения, кото­ рые не нашли своего отражения в изложенном тек­ сте, могут быть восполнены при постановке приве­ денных ниже вопросов и ответов.

Вопрос. Отражают ли метеориты состав пла­ нет?

Ответ. Дифференциация вещества по всему объему верхней мантии формирует слои веществ по их степени плавкости, летучести, растворимости. В свете этого каждый класс метеоритов отражает состав не всего планетного вещества, а только оп­ ределенного слоя, расположенного на конкретной глубине.

Вопрос. Можно ли судить по соотношению па­ дающих на Землю метеоритов о химическом соста­ ве планеты?

Ответ. Многие исследователи оценивали состав Земли по каменным и железным метеоритам в их различных соотношениях. На наш взгляд, если па­ дающие на Землю метеориты и отражают соотно­ шение между каменными и железными метеорита­ ми в межпланетном пространстве, все равно по нему нельзя судить о составе Земли, так как в межпла­ нетном пространстве обитают метеориты не одной планеты. Кроме того, помимо метеоритов оскол­ ками планет являются кометы, следовательно, без учета комет любое соотношение различных клас­ сов метеоритов не может дать истинного состава планеты.

Вопрос. Каков состав материнского вещества метеоритов и почему оно не обнаруживается среди падающих на Землю метеоритов?

96

Ответ. Материнским веществом метеоритов яв­ ляется вещество нижней мантии. При разрушении этой зоны планеты возникают не метеориты, а ко­ меты. При внедрении комет в атмосферу Земли вещество комет взрывается от нагревания при тре­ нии и сгорает в кислороде атмосферы, а продукты распада — газы и пары — распределяются главным образом в атмосфере.

Вопрос. Каков возраст метеоритов?

Ответ. В ранней стадии существования Солнеч­ ной системы не было предпосылок к катастрофам и, следовательно, предпосылок появления планет­ ных осколков в межпланетном пространстве. Они могли возникнуть позднее при трех возможных ка­ тастрофах. У всех трех космических тел в пору ка­ тастроф степень развития находилась в полном со­ ответствии с их общим'и массами. Время возникно­ вения метеорита, разумеется, не совпадает с време­ нем появления его минералов, за исключением слу­ чаев застывания магмы.

В-опрос. Почему среди метеоритов, выпавших на Землю, мало железо-каменных, углистых и вовсе не обнаруживаются метеориты, отражающие состав коры?

Ответ. Железо-каменные метеориты, углистые метеориты и метеориты-тектиты отражают очень узкие слои вещества планеты. Несмотря на то что таких веществ мало на планете, они играют чрез­ вычайно важную роль, потому что свидетельствуют о переходных ступенях вещества при его дифферен­ циации. Метеориты состава планетной коры не об­ наруживаются потому, что слой коры представ­ ляет собой еще меньшую пленку, чем слой железо­ каменных составов.

Вопрос. Сколько комет в Солнечной системе, ка­ ковы их происхождение и возраст?

Ответ. При формировании Солнечной системы конденсация пылевых облаков до космических тел могла протекать в широком диапазоне масс. Все первичные космические тела с массой ниже ІО25 г могли представлять собой тела с кометной функ­ цией, т. е. с наружной, а не с внутренней актив­ ностью. Такие первичные кометы за истекшие мил­ лиарды лет в значительной степени подвергались распаду при прохождении через зоны перигелия.

Другой источник пополнения Солнечной систе­ мы кометами — это планеты и крупные спутники планет, терпящие катастрофы, при этом возникают кометы вторичного происхождения. По массе вто­ ричных комет могло возникнуть в три раза боль­ ше, чем всех метеоритов.

Вопрос. Формируются ли сферы Земли за счет падающих на нее метеоритов?

Ответ. Формирование зон и сфер на Земле — это фундаментальное свойство самой планеты, и под­ чинять его «слепому» случаю — попадет или не по­ падет что-либо из межпланетного пространства на Землю — было бы крайне неправильно. Однако есть много гипотез, в некоторых из них возникно­ вение биосферы связывается с падением на Зем­ лю комет.

Вопрос. Каковы следствия и выводы из рассмот­ рения катастрофических событий в Солнечной си­ стеме?

Ответ. Космические тела развиваются по двум направлениям — эволюционному и катастрофиче­ скому. Помимо звезд и комет по катастрофическо­ му направлению могут развиваться планеты и их спутники.

Непосредственной причиной катастроф яв­ ляется повышенная внутренняя активность косми­ ческих тел, для комет — наружная активность.

98

Опосредствованная причина — возникновение при­ ливных сил в телах, вызываемых ближайшими со­ седями: у Фаэтона — Юпитером, у Тритона —Неп­ туном, у Меркурия — Солнцем.

Степень разрушения тел при катастрофах мо­ жет быть различной: это космическое тело без ат­ мосферы, без верхней мантии, частично или пол­ ностью без нижней мантии. Конечная степень — полное разрушение.

О масштабах совершившихся катастроф в Сол­ нечной системе представляется возможным судить по высокоплотным остаткам разорвавшихся тел и по межпланетному веществу, находящемуся в си­ стеме.

6. ЮПИТЕР

Принимая во внимание наиболее характерную черту Вселенной — универсальность и то, что ло­ гичнее не разобщать планеты на группы, подгруп­ пы и отдельные единицы, а, наоборот, выявлять то общее, что их роднит, было бы более последо­ вательным строить модель Юпитера по образцу модели Земли. Совершенно очевидно, что такой подход находится в полном противоречии с концеп­ цией «водородного» Юпитера. То, что дает эта концепция в понимании природы Юпитера, теперь достаточно известно. По какой-то непонятной при­ чине легчайший газ — водород — поддался кон­ денсации и образовал планету-гигант с ядром из металлического водорода (для звезд такие ядра по­ чему-то не допускались) и с атмосферой якобы толщиной 1000 км, состоящей из водорода, мета­ на, аммиака. Тщетно было бы искать объяснения тому, что для Сатурна, со средней плотностью в два раза меньшей, чем у Юпитера, построить «во-

99

Дородную» модель невозможно; остается без объ­ яснения и то, почему в условиях металлического водорода аммиак и метан находятся не в твердом состоянии, а в виде газов. Странной то, что глубин­ ные газы планет земной группы: метан, аммиак, формирующие планетные атмосферы, выполняют ту же роль и на «водородном» Юпитере.

Внешний облик Юпитера находится в полном соответствии с его массой. Имеются признаки то­ го, что это гигантское космическое тело «живет» бурной жизнью; оно обладает внутренней активно-

Таблица 6

Показатели Юпитера

стью и мощной вулканической деятельностью. Глубинные продукты вулканов фонтанируют на вы­ соту в десятки тысяч километров, достигая поверх­ ностных слоев атмосферы и принимая здесь раз­ личные формы, тона окраски, направления и ско­ рости движения. Наконец, Юпитер обладает мощ­ ным магнитным полем, радиационным поясом и радиоизлучениями.

Зная наблюденные показатели Юпитера и при­ няв в расчет параметры тела планеты, можно оп­ ределить отдельно показатели атмосферы Юпите­ ра (табл. 6).

100

Ь сделанном расчете общие показатели плане­ ты находятся в согласии с наблюденными общими данными для Юпитера, приведенными в литера­ туре.

Обращает на себя внимание атмосфера Юпите­ ра (0,7% общей массы планеты), по составу анало­ гичная земным глубинным газам. Если на плане­ тах земной группы водород, метан, аммиак не скап­ ливаются в атмосферах, потому что они эволюцио­ нируют дальше, то в условиях Юпитера эти газы в какой-то степени стабильны. Именно они и опре­ деляют состав верхних слоев атмосферы. Естест­ венно полагать, что более низкие слои плотнее и многообразнее по своим компонентам.

По графику зависимости средней плотности планетных тел от относительной массы прореаги­ ровавшего первичного вещества (см. приложение 12) можно рассчитать, что масса нижней мантии составляет 11,2%, масса железного ядра — 47,3%. масса верхней мантии с корой — 41,5%.

Зонные показатели свидетельствуют о высокой степени развития планеты. Бурные процессы, про­ текающие в недрах планеты, находят свое отра­ жение во внешнем облике Юпитера. Знаменитое Красное пятно овальной формы, расположенное на южном полушарии Юпитера, по мнению автора, имеет вулканическое происхождение. Появление на диске Юпитера других пятен и их быстрое рас­ текание по горизонтали можно объяснить также вулканической деятельностью, но менее мощной.

Горизонтальные паро-газовые потоки при столкновении с мощными вертикальными вулкани­ ческими фонтанами разбиваются на частичные по­ токи, которые устремляют свое движение в обход фонтана, образуя на диске планеты своеобразные заливы. Иллюстрацией такой картины может слу­

101

жить то же Красное пятно, которое при встрече с темной полосой раздваивает ее, при этом потоки частично устремляются в обход пятна.

В отношении игры цветов «а Юпитере можно сказать, что их происхождение такое же, как и в атмосфере Марса. Среди фонтанирующих паров и газов поступают в верхние зоны атмосферы водя­ ные пары, которые подвергаются фотолизу с обра­ зованием свободного кислорода. Последний окисля­ ет аммиак до двуокиси азота. Если вулканические газы охлаждаются ниже —9°С, то становятся воз­ можными переходы красно-бурого мономера дву­ окиси азота в желтый диаметр двуокиси азота. Это положение подтверждается исследованиями косми­ ческого аппарата «Пионер-10», согласно которым темные полосы Юпитера теплее светлых. Эти дан­ ные могут служить дополнительным доказатель­ ством того, что на Марсе окраска поверхностей в общем плане является индикацией температуры.

Красное пятно Юпитера с темной каймой вдоль краев, по-видимому, имеет механизм образо­ вания окраски, близкой к таянию полярных шапок на Марсе, когда весною белые полярные шапки окаймляются темными полосами. В том и в другом случае переход светлой окраски в темную связан с перепадами температур. Ширина Красного пятна не менее 1600 км, поэтому нет ничего удивительно­ го, если на таких расстояниях возникают перепады температур. С такими же перепадами температур вдоль направления движения окрашенной полосы происходит внезапное исчезновение одной окраски и возникновение другой. Когда в полосах отчетливо отмечаются сгустки темного или светлого вещества, то это означает в одном случае наличие вещества при температуре выше —9° С, в другом — ниже этой температуры.

102

Возникает вопрос: могут ли быть на диске Юпитера зоны, не имеющие двуокиси азота и окраски? Такое положение вполне возможно там, где нет сильных потоков вверх, при которых исклю­ чаются процессы фотолиза воды и окисления ам­ миака до окислов азота.

С. Кисс, У. Корлисс, Н. Кисс считают, что умень­ шение альбедо Юпитера с длиной волны в синей части спектра может объясняться присутствием двуокиси азота. В. Пик и некоторые другие авторы указывали на твердые частицы двуокиси азота, как на агент, ответственный за красный цвет. Отсюда видно, что автор не одинок в оценке роли двуоки­ си азота в облике Юпитера и не может согласиться с В. И. Морозом (1967), когда он высказывает на этот счет следующие соображения: «Сомнительно, чтобы двуокись азота действительно присутство­ вала в атмосфере Юпитера». В. И. Мороз не может не признать наличия аммиака в атмосфере Юпи­ тера, но аммиак всегда и везде признавался источ­ ником возникновения окислов азота. Почему же им не быть в атмосфере Юпитера, если есть предпо­ сылки фотолиза водяных паров? Специфичность атмосферы Юпитера заключается в том, что усло­ вия, ограничивающие возникновение фотолизного кислорода, позволяют ему только частично окис­ лять метан до углекислоты, аммиак — до двуокиси азота.

Представляет интерес знание распределения температуры по радиусу атмосферы, особенно в зо­ не, прилегающей к поверхности планеты. В связи с высоким ¡показателем яркостной температуры диска Юпитера В. И. Мороз отмечает: «Если этот результат достоверен, он может рассматриваться как доказательство относительно высоких темпера­ тур на больших глубинах в атмосфере Юпитера».

103