Є ЖИТТЯ - Є ВОДА. НІ ЖИТТЯ - НІ ВОДИ.
Ми існуємо завдяки наявності води. Але, в цій статті я наважуся доводити і зворотне, горде для нас думку, що вода на Землі, у свою чергу, також існує тільки завдяки нам - живим істотам. Без нас вона давним-давно встигла б зникнути, як зникла на Венері і на Марсі ...
* * *
Наявність води на планеті зовсім не є якимось неминучим, само собою зрозумілим вселенським правилом, а навпаки - найщасливішою винятком, чудовий дар природи, гідним тільки здивування і захоплення. Щоб ви анітрохи в цьому не сумнівалися, давайте розглянемо для початку два найяскравіших приклади з безлічі небезпечних факторів ризику для води ...
... Якщо подумки перемішати всі речовина нашої Землі, з центру до поверхні, то вийде зовсім не мокра кам'яна рідота - а розплавлена чавунна маса, для якої вся вода океанів схопила б хіба що на один "пшик": вона без видимого сліду зникла б на реакції Fe + H 2 O = FeO + H 2. (Радіус Землі трохи більше 6000 км, притому внутрішня половина цієї відстані заповнено чистим без домішок металом, а середня глибина світового океану, якщо подумки розлити його по рівній землі - всього близько 4 км.) Як же така фантастично мілка вода змогла благополучно розділитися від пекельної суміші надр при утворенні планети Земля, і як не змішалася з нею потім, при такому бурхливому вулканізм і при зіткненнях з величезними астероїдами?
... Подивимося тепер з іншого боку ... Розділимо 4000 м середньої глибини океану на минулі після утворення Землі 3.5 млрд. років ... При цьому ми отримаємо всього 0.0011 міліметра ... - Якби ось стільки води за рік (всього лише мікронний шар!) Зникало або углиб Землі (в реакцію з металом), або випаровувався б у космос - то на сьогодні наша планета какраз б розпрощалася з її останньою краплею ... Може, процес все-таки йде, тільки води раніше було незмірно більше? Але, виявляється, немає: вода протягом усієї геологічної історії майже нікуди не поділася - ученим зараз стали відомі найдавніші гірські породи віку 3.5 - 3 млрд. років, які могли виникнути тільки на сухій поверхні континенту. Отже, якщо раніше і була "зайва" вода, то ніяк не товщі на 500-700 м у порівнянні з нинішньою.
У космосі за Земним кулею тягнеться довгий шлейф відірваною атмосфери, його навіть можна побачити по темних вечорами ... Але, раз за рік ми не втрачаємо ні навіть мікронного шару речовини, то робимо висновок, що таким відірваним частинкам все ж не вистачає другої космічної швидкості для повного відриву, і вони рано чи пізно падають назад. У всякому разі, втрати не перевищують поповнення за рахунок метеорних частинок і залишку космічного "туману".
Ці два приклади нехай служать вам, так би мовити, "для початкового здивування", а зараз, давайте, розглянемо "водне питання" більш докладно, приступаючи з самого початку зародження Землі. Буде ще чимало "очевидно-неймовірних" чудес ...
* * *
... Усередині найдавнішої зірки - праматері нашого Сонця, за відомими лише вченим-астрофізикам причин, виник товстий непрозорий шар з атомів заліза, який заблокував результат променистої енергії від центру. Протистояння сил стиснення зовні і напору енергії зсередини в кінці-кінців призвело до вибуху "наднової". За короткі миті при цьому виникли і інші види атомів. Все це виплеснулося у відкритий космос, а там з якогось його клаптика утворилася газо-пилова туманність - матеріал для майбутньої Сонячної системи. Все так просто ... та не так вже й просто в сенсі нашої "удачі" і "щастя", проте ... Цей клаптик туману адже мав містити в собі пам'ять про структуру народила його зірки: якась частина його була від зовнішнього шару, де був майже тільки водень, а якась частина - від самої товщі залізної шкаралупи ... І ще найнеймовірніші градації між цими крайнощами. Не було ніякої гарантії, що наша Земля потім виникне саме в такому зручному для нас складі: на нашому місці міг згуститися і суцільний газ без тверді під нею, і сумний шматок суцільного чистого заліза ...
А з цього випливає робити один такий дуже невтішний для фантастів і уфологів висновок - у Всесвіті навряд чи знайдеться дуже вже багато місць, де хлюпоче миленький, злегка солоний зелений океан біля берегів, що складаються з повного набору періодичної системи Менделєєва, як на Землі ...
Наша рідна газо-пилова туманність до початку згущення мала майже абсолютно нульову температуру, складалася з частинок атомарної дрібності, переважна більшість при цьому становив водень, потім йшли залізо, з великим відривом після нього кисень, кремній, алюміній, магній, сірка і т.д .. Початкові хімічні реакції були майже виключно реакції з'єднання з воднем, утворилися дуже нестійкі гідриди металів, також вода, сірководень, аміак. метан. Все це падало у вигляді невідчутного, "містичного" подуву на зародок Землі ... Ніяких каменепадів ... Деякі "реакційні вчені Заходу" при цьому тут же починають вбачати сепарацію речовин за ступенем щільності: мовляв, важкі метали йшли вниз, легкі гази і вода витіснялися наверх ... І забувають про такий простий факт, що для залізниці пилу атомарної дрібності досить простого дотику з киснем або водою, щоб виникли оксиди і гідроксиди при будь-якій низькій температурі. А так як залізо становило разюча більшість маси, то на зародку Землі і в помині не могло бути ні води, ні снігу, ні молекулярного кисню, ні сірки. Так повинно було бути до самого кінця цього процесу, поки що практично вся газо-пилова туманність на розсмокталася по великих протопланетним згущення. Новонароджена Земля повинна була бути зверху суцільно покрита сухий пилом, без жодної краплини води, зате з дуже товстою водневої атмосферою. Тільки так, поки зовсім не припинилося падіння залізної пилу. Тому що кисню та інших окисляють елементів "катастрофічно" не вистачало для всієї маси цього, надактивного через свою атомарної дрібності заліза ...
З цього робимо один такий важливий, "приголомшливий" висновок - води як такої на Землю з космосу не надійшло жодної краплі! (Точніше - не залишилося від неї ні краплі.) Весь наш нинішній Світовий океан має вторинне походження!
* * *
Між тим, що народжується Земля ущільнювалася, в глибоких її надрах тиск і температура все наростали, речовина перейшло у розплавлене стан, і там вже почалася сепарація по щільності: розплавлений чистий метал йшов вниз, витісняючи наверх більш легкі та тугоплавкі окислені сполуки. Якщо б справа кінчилася тільки цим, то вийшла б нагорі акуратна кірка з силікатів і оксидів, без води, природно, а понад те розвіялася б ріденька атмосфера з азоту, аміаку, вуглекислого газу та інертних газів. Що ми маємо, до речі, на планеті Марс - це один з варіантів її походження, хоча для нього є і інший варіант. Будь же на місці Землі така ж маленька планета - всі її подальший розвиток, мабуть, обмежилося б всього лише деяким періодом вулканізму перед повним згасанням ...
Але Земля має набагато більший розмір, і через це в його надрах відбуваються дуже цікаві і "корисні" інші процеси. А саме: оксиди, які опинилися на досить великих глибинах, під дією величезного тиску і високої температури, піддаються досить незвичайної реакції - з їх молекул буквально "здираються" атоми кисню: 2FeO = 2Fe + O 2. Реакція ця ендотермічна, тобто дуже примусова, що йде "проти єства" в нашому життєвому розумінні. Воно сприяє видаленню неабиякої кількості тепла з надр Землі, і найголовніше - відправляє нагору цілющий кисень ... Через вічного кругообігу речовин такі реакції, ймовірно, відбуваються і понині, тільки ми вже не спостерігаємо прямого виходу кисню з-під землі: на своєму шляху він встигає повністю взаємодіяти з не до кінця окисленими металами, а також з сіркою, утворюючи сірчистий газ. Іншими словами, процес уже став неабияк млявим ... Але в надрах найдавнішої Землі падаючих вниз оксидів, треба думати, було незрівнянно більше, і кисень йшов наверх потужним фронтом, окислюючи все що окислюється, поки таким чином не вирвався на поверхню планети. А там ще існувала первинна воднева атмосфера ... Реакція водню з киснем з надр і народила наш Світовий океан. Ще раз зауважимо для більшої вірності - накопичення такої води почалося тільки після сильного зменшення пилових опадів з космосу.
Це - наше припущення, тобто гіпотеза, але не чисто умоглядна - вчені-геофізики зараз за багатьма непрямими даними почали дотримуватися думки, що в атмосфері найдавнішої Землі був абіогенний кисень в досить великій кількості, який, однак, згодом повністю поглинула лужним океаном. А океан став лужним через великі викидів із земних надр все тих же неокислених глибинних металів.
Загальний висновок з космології - маленька тверда планета лише в дуже рідкісних випадках може мати трохи води. Як правило, там або зовсім не буде води, або планета буде в основному рідкою. Це в тому випадку, якщо первинної космічної воді нічого (або майже нічого) буде окисляти спочатку.
... Коли, нарешті, загорілося Сонце, під тиском його променів молекулярний водень дуже швидко, протягом лічених тисячоліть, повністю витіснили на далекі околиці Сонячної системи, Згущаючи там в гігантські планети. Нагріта Сонцем атмосфера Землі також недовго могла утримувати цей став в теплі надзвичайно рухливим газ, який, до того ж, дев'ять разів легше води за молекулярною масою. Тим самим закінчився і "славний" період утворення води за допомогою згаданої вище реакції. Далі вже могли відбуватися тільки безповоротні втрати ... Молекулярний водень, який тільки міг з'явитися будь-яким можливим способом, "тільки й дивився", щоб назавжди відійти від нас ...
Зі сказаного випливає ще один найважливіший висновок - Земля остаточно сформувалася до загоряння Сонця як зірки!
... Бачите, скільки очевидних ризиків треба було подолати і точно потрапити в таку малу ймовірність, щоб нарешті заблищали під променями сонця теплі хвилі земного океану ... А якщо дивитися в масштабах Всесвіту - рідкісна випадковість це, чи все ж таки, під видимими випадковостями криється закономірність? Філософія вчить, що закономірно розвиток вперед, аж до вищого розуму ... Але, тут же поруч фізика вчить, що закономірно прагнення всього на світі розпастися на порох і прах ... А з крутяться навколо Сонця планет одна доводить філософію, а всі інші - фізику ...
* * *
Здоровий глузд припускає, що космічна туманність з щільністю 1 атом / см 3 повинен згущатися дуже повільно і поступово, спочатку до хмари, потім до пухкої вати і т.д., і енергія згущення також повинна розсіюватися не поспішаючи, не доводячи зародок планети до повного розплавлення. Якщо ж планета вся перетвориться на одну жарку краплю, то буйні течії будуть її перемішувати вздовж і впоперек, а при охолодженні вона стане схожим на чавунний окатиш. Це особливо неприпустимо після вичерпання газо-пилової туманності і формування океану, тому що тоді океан прореагує з металами надр остаточно, що виділився при цьому водень випарується безповоротно ...
Поставимо-ка тут попутно питання: а чи не така чи доля спіткала Венеру? Якщо навіть вона не повністю розплавилася - не перемішалися чи її надра з поверхнею через якоїсь глобальної катастрофи? Є дуже велика підозра саме на те, адже американські супутники-сканери виявили на її поверхні дуже вже надзвичайно глибокі й довгі рани, за якими колись текли цілі моря розплавленої лави ...
Коли з поверхні Венери зникла вода, то піднімаються з надр сірчистий газ і сірчаний ангідрид прямо почали потрапляти в атмосферу, звідти вже не мали можливості назад повернутися в кругообіг речовин венеричною кори через відсутність того ж океану. Цей вічний пекельний насос, що працює завжди тільки в одному напрямку, надув атмосферу до неймовірних розмірів, що виникає при цьому парниковий ефект нагрів планету, і без того дуже близьку від Сонця, до червоного розжарювання. - Такий один з варіантів розвитку цієї злощасної планети.
За певних умов і океан Землі міг весь знаходиться у вигляді гарячої пари в атмосфері, і це теж, здавалося б, здатне викликати сильний парниковий ефект ... Багато хто так стверджують, але, так як цього ніхто не спостерігав на власні очі, я дозволю собі дуже засумніватися. Справа в тому, що вода має просто фантастичною здатністю триматися в межах температур замерзання та кипіння. Над розпеченій планетою з водою, нехай навіть над імовірною древньої Венерою, на самій височині все одно утворилися б дощові хмари, і від них полив б дощ ... Цей дощ не обов'язково відразу дійде до поверхні, але викличе інтенсивний викид холоду вниз і тепла вгору: випаровуються далеко внизу дощові краплі піднімуться назад вже у вигляді гарячих потоків пари. Замість парникового ефекту вийде потужний тепловий насос. Коли ж дощ торкнеться вершин який-небудь гори, почнеться катастрофічна ланцюгова реакція обвалу всього небесного океану на землю ... Я так припускаю - хай хто-небудь перевірить, якщо зможе ... Вважаю, що й на Венері теоретичний міг колись плескатися океан. Вона адже такого ж розміру, як і Земля, ніякої фактор "не забороняв" їй мати свою воду. Тільки їй не пощастило з-за двох причин: 1) з-за глобальної катастрофи; 2) через відсутність життя. Швидше за все, із-за обох причин відразу.
Сакраментальне висновок: не дозволено планеті мати у своїй історії бурхливі катастрофи, що ведуть до дуже вже сильному перемішуванню надр з поверхнею. Під страхом безповоротної смерті ...
* * *
А тепер, давайте, повернемося до згаданої спочатку "одномікронной нормі втрати води" ... Чи так вже мало перемішувалася Земля в ході своєї довгої історії, що не могла виконуватися навіть настільки незначна норма? - Очевидні факти, між тим, говорять зовсім про інше ...
Рідке ядро Землі знаходиться в постійному русі, що забезпечує, до речі, магнітне поле планети. Нещодавно було доведено, що від металевого ядра відходять великі течії у напрямку мантії. Так починається рух чистого металу вгору, назустріч падають оксиди, внизу від них зривається кисень з сірою - таким чином, йде безперервна конвекція. У результаті тільки верхня кора має більш-менш завершений окислений вигляд, тільки там знаходяться т.зв. "Кислі" мінерали. Вже базальтова кора безпосередньо під нею має "основний" характер, то їсть в ній вже є неповне окислення складових металів. Глибинні вулканічні породи, різними шляхами вириваються на поверхню, ще більш "металевості". Найбільш наочним прикладом цього, мабуть, слугує магнітний залізняк, речовина темно-синього кольору і складається в основному з двовалентного оксиду заліза - FeO. Подрібнюючи під дією води та вітрів, він рано чи пізно окислюється до червоного і бурого залізняку за рівнянням 2FeO + H 2 O = Fe 2 O 3 + H 2. Викинувши в атмосферу молекулу водню, це тривалентне залізо лягає на грунт, надавши їй "земної" бурий колір, а звідти починає свій довгий шлях назад в глибини, щоб через сотні мільйонів років повернутися звідти знову у вигляді двовалентного FeO. Ніхто, мабуть, ще не порахував масштаби цього "конвеєра", але ми й без того інтуїтивно відчуваємо його неабияку чималою. Якщо додати до цього ще неодноразові глобальні розриви земної кори і падіння гігантських астероїдів, то навряд чи у нас залишиться сумніви в тому, що металеві надра "попивають" воду океану в набагато більшій кількості, ніж той жалюгідний мікрон ...
Але на питання, куди дівається виділився при цьому водень, відповідь у нас дуже навіть легкий - він майже одразу реагує з киснем повітря і повертається назад у вигляді води в той же океан. А звідки береться кисень? - З процесу фотосинтезу зелених рослин! - Ось вам і головний секрет планети Земля! - Без життя на ній не було б вільного кисню, а без нього водень випарувався б безповоротно в космос. Абсолютно однозначно: є життя - є вода. Немає життя - немає води.
Виділяючи кисень, рослини відновлюють вуглець з вуглекислого газу, і такий вуглець накопичується у вигляді трави, деревини, нафти, вугілля і т.д., а з цих запасів коли-небудь назад повертається в окислене стан. Кисень атмосфери при цьому завжди знаходиться у вигляді великого динамічного запасу і служить потужним буфером проти навіть дуже великих катастроф. Що б не трапилося, які б металеві фонтани не забили з-під землі, скільки б водню ні виривалося при цьому "на свободу" ми ні крапельки води в результаті не втрачаємо.
* * *
А на Марсі немає життя, і немає буфера проти втрати водню ... Якщо навіть допустити, що там була початкова вода, тобто в його надрах вистачало тиску для розкладання оксидів заліза, то все одно, час зробив свою справу ...
Американські автомати нещодавно побачили там сліди нібито осадових порід. Якщо вони насправді осадові, то версію початкового відсутності там води нам, дійсно, доведеться відкинути. Але від версії її безповоротного зникнення важко відмовлятися, навіть якщо результат дуже вже сумний. Чи міг, наприклад, марсіанський океан замерзнути і покритися пилом? Навряд чи, адже навіть замерзла вода здатна випаровуватися і просочуватися нагору, і в підсумку марсіанська пил спочатку покрився б зверху інеєм, а врешті-решт поховані б під шаром льоду. Глибокі води океану де-небудь та прорвалися б і забили б фонтаном ... До того ж, на Землі ми не маємо жодного прикладу засипки водоймища піском і пилом зверху ... Вода на Марсі, швидше за все, зникло саме вище описаним способом - її поглинули колись гарячі надра цієї планети, а виділений при цьому водень безперешкодно випарувався в космос через відсутність кисню в атмосфері. Вулканізм ж там був не в приклад земним, про це говорять гори, аж 26 разів перевищують наш Еверест.
Щоправда, деяку кількість води там все ж могло залишатися у глибоких надрах, як наприклад, земні нафту і газ. Так що, майбутнім марсонавти варто захопити із собою потужну бурову установку ... Раптом на щастя заб'є фонтан?
А мандрівникам на юпітерскую Європу, мабуть, варто захопити з собою побільше земельки ... Тамтешній океан, швидше за все, практичний бездонний ... Це передбачає наша скромна теорія-гіпотеза ...
Нарешті, дуже сумне пророцтво для майбутніх Зорельотчики ... Вони там, у далеких зірок, знайдуть або цілком живі, квітучі планети і там зможуть бути в кращому випадку гостями, або ж - мертві та безводні світи, де живим істотам робити взагалі-то нічого.
Зубаер Міфтахов,
біолог.
Татарстан, м. Наб.Челни.
Ми існуємо завдяки наявності води. Але, в цій статті я наважуся доводити і зворотне, горде для нас думку, що вода на Землі, у свою чергу, також існує тільки завдяки нам - живим істотам. Без нас вона давним-давно встигла б зникнути, як зникла на Венері і на Марсі ...
* * *
Наявність води на планеті зовсім не є якимось неминучим, само собою зрозумілим вселенським правилом, а навпаки - найщасливішою винятком, чудовий дар природи, гідним тільки здивування і захоплення. Щоб ви анітрохи в цьому не сумнівалися, давайте розглянемо для початку два найяскравіших приклади з безлічі небезпечних факторів ризику для води ...
... Якщо подумки перемішати всі речовина нашої Землі, з центру до поверхні, то вийде зовсім не мокра кам'яна рідота - а розплавлена чавунна маса, для якої вся вода океанів схопила б хіба що на один "пшик": вона без видимого сліду зникла б на реакції Fe + H 2 O = FeO + H 2. (Радіус Землі трохи більше 6000 км, притому внутрішня половина цієї відстані заповнено чистим без домішок металом, а середня глибина світового океану, якщо подумки розлити його по рівній землі - всього близько 4 км.) Як же така фантастично мілка вода змогла благополучно розділитися від пекельної суміші надр при утворенні планети Земля, і як не змішалася з нею потім, при такому бурхливому вулканізм і при зіткненнях з величезними астероїдами?
... Подивимося тепер з іншого боку ... Розділимо 4000 м середньої глибини океану на минулі після утворення Землі 3.5 млрд. років ... При цьому ми отримаємо всього 0.0011 міліметра ... - Якби ось стільки води за рік (всього лише мікронний шар!) Зникало або углиб Землі (в реакцію з металом), або випаровувався б у космос - то на сьогодні наша планета какраз б розпрощалася з її останньою краплею ... Може, процес все-таки йде, тільки води раніше було незмірно більше? Але, виявляється, немає: вода протягом усієї геологічної історії майже нікуди не поділася - ученим зараз стали відомі найдавніші гірські породи віку 3.5 - 3 млрд. років, які могли виникнути тільки на сухій поверхні континенту. Отже, якщо раніше і була "зайва" вода, то ніяк не товщі на 500-700 м у порівнянні з нинішньою.
У космосі за Земним кулею тягнеться довгий шлейф відірваною атмосфери, його навіть можна побачити по темних вечорами ... Але, раз за рік ми не втрачаємо ні навіть мікронного шару речовини, то робимо висновок, що таким відірваним частинкам все ж не вистачає другої космічної швидкості для повного відриву, і вони рано чи пізно падають назад. У всякому разі, втрати не перевищують поповнення за рахунок метеорних частинок і залишку космічного "туману".
Ці два приклади нехай служать вам, так би мовити, "для початкового здивування", а зараз, давайте, розглянемо "водне питання" більш докладно, приступаючи з самого початку зародження Землі. Буде ще чимало "очевидно-неймовірних" чудес ...
* * *
... Усередині найдавнішої зірки - праматері нашого Сонця, за відомими лише вченим-астрофізикам причин, виник товстий непрозорий шар з атомів заліза, який заблокував результат променистої енергії від центру. Протистояння сил стиснення зовні і напору енергії зсередини в кінці-кінців призвело до вибуху "наднової". За короткі миті при цьому виникли і інші види атомів. Все це виплеснулося у відкритий космос, а там з якогось його клаптика утворилася газо-пилова туманність - матеріал для майбутньої Сонячної системи. Все так просто ... та не так вже й просто в сенсі нашої "удачі" і "щастя", проте ... Цей клаптик туману адже мав містити в собі пам'ять про структуру народила його зірки: якась частина його була від зовнішнього шару, де був майже тільки водень, а якась частина - від самої товщі залізної шкаралупи ... І ще найнеймовірніші градації між цими крайнощами. Не було ніякої гарантії, що наша Земля потім виникне саме в такому зручному для нас складі: на нашому місці міг згуститися і суцільний газ без тверді під нею, і сумний шматок суцільного чистого заліза ...
А з цього випливає робити один такий дуже невтішний для фантастів і уфологів висновок - у Всесвіті навряд чи знайдеться дуже вже багато місць, де хлюпоче миленький, злегка солоний зелений океан біля берегів, що складаються з повного набору періодичної системи Менделєєва, як на Землі ...
Наша рідна газо-пилова туманність до початку згущення мала майже абсолютно нульову температуру, складалася з частинок атомарної дрібності, переважна більшість при цьому становив водень, потім йшли залізо, з великим відривом після нього кисень, кремній, алюміній, магній, сірка і т.д .. Початкові хімічні реакції були майже виключно реакції з'єднання з воднем, утворилися дуже нестійкі гідриди металів, також вода, сірководень, аміак. метан. Все це падало у вигляді невідчутного, "містичного" подуву на зародок Землі ... Ніяких каменепадів ... Деякі "реакційні вчені Заходу" при цьому тут же починають вбачати сепарацію речовин за ступенем щільності: мовляв, важкі метали йшли вниз, легкі гази і вода витіснялися наверх ... І забувають про такий простий факт, що для залізниці пилу атомарної дрібності досить простого дотику з киснем або водою, щоб виникли оксиди і гідроксиди при будь-якій низькій температурі. А так як залізо становило разюча більшість маси, то на зародку Землі і в помині не могло бути ні води, ні снігу, ні молекулярного кисню, ні сірки. Так повинно було бути до самого кінця цього процесу, поки що практично вся газо-пилова туманність на розсмокталася по великих протопланетним згущення. Новонароджена Земля повинна була бути зверху суцільно покрита сухий пилом, без жодної краплини води, зате з дуже товстою водневої атмосферою. Тільки так, поки зовсім не припинилося падіння залізної пилу. Тому що кисню та інших окисляють елементів "катастрофічно" не вистачало для всієї маси цього, надактивного через свою атомарної дрібності заліза ...
З цього робимо один такий важливий, "приголомшливий" висновок - води як такої на Землю з космосу не надійшло жодної краплі! (Точніше - не залишилося від неї ні краплі.) Весь наш нинішній Світовий океан має вторинне походження!
* * *
Між тим, що народжується Земля ущільнювалася, в глибоких її надрах тиск і температура все наростали, речовина перейшло у розплавлене стан, і там вже почалася сепарація по щільності: розплавлений чистий метал йшов вниз, витісняючи наверх більш легкі та тугоплавкі окислені сполуки. Якщо б справа кінчилася тільки цим, то вийшла б нагорі акуратна кірка з силікатів і оксидів, без води, природно, а понад те розвіялася б ріденька атмосфера з азоту, аміаку, вуглекислого газу та інертних газів. Що ми маємо, до речі, на планеті Марс - це один з варіантів її походження, хоча для нього є і інший варіант. Будь же на місці Землі така ж маленька планета - всі її подальший розвиток, мабуть, обмежилося б всього лише деяким періодом вулканізму перед повним згасанням ...
Але Земля має набагато більший розмір, і через це в його надрах відбуваються дуже цікаві і "корисні" інші процеси. А саме: оксиди, які опинилися на досить великих глибинах, під дією величезного тиску і високої температури, піддаються досить незвичайної реакції - з їх молекул буквально "здираються" атоми кисню: 2FeO = 2Fe + O 2. Реакція ця ендотермічна, тобто дуже примусова, що йде "проти єства" в нашому життєвому розумінні. Воно сприяє видаленню неабиякої кількості тепла з надр Землі, і найголовніше - відправляє нагору цілющий кисень ... Через вічного кругообігу речовин такі реакції, ймовірно, відбуваються і понині, тільки ми вже не спостерігаємо прямого виходу кисню з-під землі: на своєму шляху він встигає повністю взаємодіяти з не до кінця окисленими металами, а також з сіркою, утворюючи сірчистий газ. Іншими словами, процес уже став неабияк млявим ... Але в надрах найдавнішої Землі падаючих вниз оксидів, треба думати, було незрівнянно більше, і кисень йшов наверх потужним фронтом, окислюючи все що окислюється, поки таким чином не вирвався на поверхню планети. А там ще існувала первинна воднева атмосфера ... Реакція водню з киснем з надр і народила наш Світовий океан. Ще раз зауважимо для більшої вірності - накопичення такої води почалося тільки після сильного зменшення пилових опадів з космосу.
Це - наше припущення, тобто гіпотеза, але не чисто умоглядна - вчені-геофізики зараз за багатьма непрямими даними почали дотримуватися думки, що в атмосфері найдавнішої Землі був абіогенний кисень в досить великій кількості, який, однак, згодом повністю поглинула лужним океаном. А океан став лужним через великі викидів із земних надр все тих же неокислених глибинних металів.
Загальний висновок з космології - маленька тверда планета лише в дуже рідкісних випадках може мати трохи води. Як правило, там або зовсім не буде води, або планета буде в основному рідкою. Це в тому випадку, якщо первинної космічної воді нічого (або майже нічого) буде окисляти спочатку.
... Коли, нарешті, загорілося Сонце, під тиском його променів молекулярний водень дуже швидко, протягом лічених тисячоліть, повністю витіснили на далекі околиці Сонячної системи, Згущаючи там в гігантські планети. Нагріта Сонцем атмосфера Землі також недовго могла утримувати цей став в теплі надзвичайно рухливим газ, який, до того ж, дев'ять разів легше води за молекулярною масою. Тим самим закінчився і "славний" період утворення води за допомогою згаданої вище реакції. Далі вже могли відбуватися тільки безповоротні втрати ... Молекулярний водень, який тільки міг з'явитися будь-яким можливим способом, "тільки й дивився", щоб назавжди відійти від нас ...
Зі сказаного випливає ще один найважливіший висновок - Земля остаточно сформувалася до загоряння Сонця як зірки!
... Бачите, скільки очевидних ризиків треба було подолати і точно потрапити в таку малу ймовірність, щоб нарешті заблищали під променями сонця теплі хвилі земного океану ... А якщо дивитися в масштабах Всесвіту - рідкісна випадковість це, чи все ж таки, під видимими випадковостями криється закономірність? Філософія вчить, що закономірно розвиток вперед, аж до вищого розуму ... Але, тут же поруч фізика вчить, що закономірно прагнення всього на світі розпастися на порох і прах ... А з крутяться навколо Сонця планет одна доводить філософію, а всі інші - фізику ...
* * *
Здоровий глузд припускає, що космічна туманність з щільністю 1 атом / см 3 повинен згущатися дуже повільно і поступово, спочатку до хмари, потім до пухкої вати і т.д., і енергія згущення також повинна розсіюватися не поспішаючи, не доводячи зародок планети до повного розплавлення. Якщо ж планета вся перетвориться на одну жарку краплю, то буйні течії будуть її перемішувати вздовж і впоперек, а при охолодженні вона стане схожим на чавунний окатиш. Це особливо неприпустимо після вичерпання газо-пилової туманності і формування океану, тому що тоді океан прореагує з металами надр остаточно, що виділився при цьому водень випарується безповоротно ...
Поставимо-ка тут попутно питання: а чи не така чи доля спіткала Венеру? Якщо навіть вона не повністю розплавилася - не перемішалися чи її надра з поверхнею через якоїсь глобальної катастрофи? Є дуже велика підозра саме на те, адже американські супутники-сканери виявили на її поверхні дуже вже надзвичайно глибокі й довгі рани, за якими колись текли цілі моря розплавленої лави ...
Коли з поверхні Венери зникла вода, то піднімаються з надр сірчистий газ і сірчаний ангідрид прямо почали потрапляти в атмосферу, звідти вже не мали можливості назад повернутися в кругообіг речовин венеричною кори через відсутність того ж океану. Цей вічний пекельний насос, що працює завжди тільки в одному напрямку, надув атмосферу до неймовірних розмірів, що виникає при цьому парниковий ефект нагрів планету, і без того дуже близьку від Сонця, до червоного розжарювання. - Такий один з варіантів розвитку цієї злощасної планети.
За певних умов і океан Землі міг весь знаходиться у вигляді гарячої пари в атмосфері, і це теж, здавалося б, здатне викликати сильний парниковий ефект ... Багато хто так стверджують, але, так як цього ніхто не спостерігав на власні очі, я дозволю собі дуже засумніватися. Справа в тому, що вода має просто фантастичною здатністю триматися в межах температур замерзання та кипіння. Над розпеченій планетою з водою, нехай навіть над імовірною древньої Венерою, на самій височині все одно утворилися б дощові хмари, і від них полив б дощ ... Цей дощ не обов'язково відразу дійде до поверхні, але викличе інтенсивний викид холоду вниз і тепла вгору: випаровуються далеко внизу дощові краплі піднімуться назад вже у вигляді гарячих потоків пари. Замість парникового ефекту вийде потужний тепловий насос. Коли ж дощ торкнеться вершин який-небудь гори, почнеться катастрофічна ланцюгова реакція обвалу всього небесного океану на землю ... Я так припускаю - хай хто-небудь перевірить, якщо зможе ... Вважаю, що й на Венері теоретичний міг колись плескатися океан. Вона адже такого ж розміру, як і Земля, ніякої фактор "не забороняв" їй мати свою воду. Тільки їй не пощастило з-за двох причин: 1) з-за глобальної катастрофи; 2) через відсутність життя. Швидше за все, із-за обох причин відразу.
Сакраментальне висновок: не дозволено планеті мати у своїй історії бурхливі катастрофи, що ведуть до дуже вже сильному перемішуванню надр з поверхнею. Під страхом безповоротної смерті ...
* * *
А тепер, давайте, повернемося до згаданої спочатку "одномікронной нормі втрати води" ... Чи так вже мало перемішувалася Земля в ході своєї довгої історії, що не могла виконуватися навіть настільки незначна норма? - Очевидні факти, між тим, говорять зовсім про інше ...
Рідке ядро Землі знаходиться в постійному русі, що забезпечує, до речі, магнітне поле планети. Нещодавно було доведено, що від металевого ядра відходять великі течії у напрямку мантії. Так починається рух чистого металу вгору, назустріч падають оксиди, внизу від них зривається кисень з сірою - таким чином, йде безперервна конвекція. У результаті тільки верхня кора має більш-менш завершений окислений вигляд, тільки там знаходяться т.зв. "Кислі" мінерали. Вже базальтова кора безпосередньо під нею має "основний" характер, то їсть в ній вже є неповне окислення складових металів. Глибинні вулканічні породи, різними шляхами вириваються на поверхню, ще більш "металевості". Найбільш наочним прикладом цього, мабуть, слугує магнітний залізняк, речовина темно-синього кольору і складається в основному з двовалентного оксиду заліза - FeO. Подрібнюючи під дією води та вітрів, він рано чи пізно окислюється до червоного і бурого залізняку за рівнянням 2FeO + H 2 O = Fe 2 O 3 + H 2. Викинувши в атмосферу молекулу водню, це тривалентне залізо лягає на грунт, надавши їй "земної" бурий колір, а звідти починає свій довгий шлях назад в глибини, щоб через сотні мільйонів років повернутися звідти знову у вигляді двовалентного FeO. Ніхто, мабуть, ще не порахував масштаби цього "конвеєра", але ми й без того інтуїтивно відчуваємо його неабияку чималою. Якщо додати до цього ще неодноразові глобальні розриви земної кори і падіння гігантських астероїдів, то навряд чи у нас залишиться сумніви в тому, що металеві надра "попивають" воду океану в набагато більшій кількості, ніж той жалюгідний мікрон ...
Але на питання, куди дівається виділився при цьому водень, відповідь у нас дуже навіть легкий - він майже одразу реагує з киснем повітря і повертається назад у вигляді води в той же океан. А звідки береться кисень? - З процесу фотосинтезу зелених рослин! - Ось вам і головний секрет планети Земля! - Без життя на ній не було б вільного кисню, а без нього водень випарувався б безповоротно в космос. Абсолютно однозначно: є життя - є вода. Немає життя - немає води.
Виділяючи кисень, рослини відновлюють вуглець з вуглекислого газу, і такий вуглець накопичується у вигляді трави, деревини, нафти, вугілля і т.д., а з цих запасів коли-небудь назад повертається в окислене стан. Кисень атмосфери при цьому завжди знаходиться у вигляді великого динамічного запасу і служить потужним буфером проти навіть дуже великих катастроф. Що б не трапилося, які б металеві фонтани не забили з-під землі, скільки б водню ні виривалося при цьому "на свободу" ми ні крапельки води в результаті не втрачаємо.
* * *
А на Марсі немає життя, і немає буфера проти втрати водню ... Якщо навіть допустити, що там була початкова вода, тобто в його надрах вистачало тиску для розкладання оксидів заліза, то все одно, час зробив свою справу ...
Американські автомати нещодавно побачили там сліди нібито осадових порід. Якщо вони насправді осадові, то версію початкового відсутності там води нам, дійсно, доведеться відкинути. Але від версії її безповоротного зникнення важко відмовлятися, навіть якщо результат дуже вже сумний. Чи міг, наприклад, марсіанський океан замерзнути і покритися пилом? Навряд чи, адже навіть замерзла вода здатна випаровуватися і просочуватися нагору, і в підсумку марсіанська пил спочатку покрився б зверху інеєм, а врешті-решт поховані б під шаром льоду. Глибокі води океану де-небудь та прорвалися б і забили б фонтаном ... До того ж, на Землі ми не маємо жодного прикладу засипки водоймища піском і пилом зверху ... Вода на Марсі, швидше за все, зникло саме вище описаним способом - її поглинули колись гарячі надра цієї планети, а виділений при цьому водень безперешкодно випарувався в космос через відсутність кисню в атмосфері. Вулканізм ж там був не в приклад земним, про це говорять гори, аж 26 разів перевищують наш Еверест.
Щоправда, деяку кількість води там все ж могло залишатися у глибоких надрах, як наприклад, земні нафту і газ. Так що, майбутнім марсонавти варто захопити із собою потужну бурову установку ... Раптом на щастя заб'є фонтан?
А мандрівникам на юпітерскую Європу, мабуть, варто захопити з собою побільше земельки ... Тамтешній океан, швидше за все, практичний бездонний ... Це передбачає наша скромна теорія-гіпотеза ...
Нарешті, дуже сумне пророцтво для майбутніх Зорельотчики ... Вони там, у далеких зірок, знайдуть або цілком живі, квітучі планети і там зможуть бути в кращому випадку гостями, або ж - мертві та безводні світи, де живим істотам робити взагалі-то нічого.
Зубаер Міфтахов,
біолог.
Татарстан, м. Наб.Челни.