В работе представлена гипотеза о решающем влиянии столкновений комет с Землей на формирование земной атмосферы, океанов и горных массивов. В качестве иллюстрации описаны возможные последствия предполагаемого грандиозного столкновения, произошедшего приблизительно 540 млн. лет назад.
Данные, приведенные в статье без ссылки на источники, указывают только на возможную взаимосвязь событий и могут стать доказательством гипотезы лишь после предоставления фактических материалов.
Целью публикации является обнародование идеи, которую автор полагает несомненно полезной для геологии и экономики, но которую не имеет возможности развивать далее самостоятельно.
1 Краткий анализ состояния Земли с обращением к ближайшим
космическим объектам
Земля является уникальным космическим объектом. О ее уникальности много написано. Но чтобы дать верную оценку значению Земли для понимания процессов, происходящих во Вселенной, необходимо очень тщательно изучить эволюцию Земли в составе Солнечной системы. Однако, белых пятен в этом аспекте больше, чем можно было ожидать, исходя из уровня развития современной науки. Одним из таких пятен является причина возникновения на Земле огромных горных массивов и океанов.
Из БСЭ можно узнать лишь то, что на Земле был когда-то период бурного горообразования, и это все. Существует, правда, гипотеза о формировании существующего рельефа Земли за счет движения тектонических плит. Но разработчики этой гипотезы также ограничиваются лишь общими утверждениями и не публикуют описаний возможных процессов, которые могли бы привести к формированию существующего облика Земли. Создалась странная ситуация, перед нами очень спорная гипотеза, в которой отсутствует логика выводов, а вся ее аргументация сводится к предъявлению существующих реалий. Однако, невозможно вообразить внутренние процессы Земли, способные стать причиной образования таких горных массивов, как Гималаи и Кордельеры. А если это так, то надо расширить область поиска и искать решение проблемы в рамках Солнечной системы.
Аккреционные процессы наращивания массы Земли однозначно приводят нас к предположению о решении этой проблемы посредством множественных столкновений с космическими объектами (строительным материалом), в том числе и с кометами. Оценим такую возможность.
Начнем с возникновения океанов. Первое, на что нужно ответить, это откуда на Земле столько воды, и когда она появилась. Если предположить, что вся вода, которая сейчас есть на Земле (а ее по разным источникам от 1386 до 1454 млн. кв.км [7]), была на ней уже к моменту начала отвердевания, то при конденсации такого количества воды она образовала бы ровный слой толщиной более 2,5 км. При температуре конденсации, т.е. ниже 100ºC, поверхность Земли должна была быть похожей на лунный ландшафт, т.е. достаточно ровный сфероид, покрытый кратерами, что привело бы к образованию одного Мирового океана. Но при глубине 2,5 км невозможно образование осадочных пород, которыми покрыта вся Земля. Даже в самый сильный шторм движение воды на глубине более 50 метров практически отсутствует. Глубина морского волнения h определяется соотношением h≈0.375λ, где λ - расстояние между смежными гребнями волн, которое никогда не наблюдалось более 100м (из морских справочников). Распространенные по всей Земле отложения осадочных пород свидетельствуют о том, что они сформированы именно мелководным океаном, миллионы лет перемалывавшем донные породы мелководий в песок, глину и известь. Отсюда следует, что ресурс воды на Земле на момент формирования мирового океана был значительно меньше, по сравнению с настоящим временем. Если предположить, что средняя глубина мирового океана равнялась 25 м, то это составит всего лишь около 1% от существующего сейчас водного ресурса. Из этого следует, что водный ресурс Земли неизбежно пополнялся, и вероятнее всего за счет комет, т.к. в солнечной системе вода и газообразная атмосфера входят в состав практически всех комет [1]. Орбиты комет и их плотность в Солнечной системе таковы, что вероятность столкновения их с Землей даже в настоящее время достаточно велика, а миллионы лет назад она была во много крат больше. Оценить ситуацию, существовавшую на ранних стадиях формирования планет, можно с помощью спутников Марса и Земли. Обладая очень малой массой, спутники Марса остыли одними из первых. В момент застывания они запечатлели на своей поверхности следы столкновений, плотность которых отражает существовавшую тогда интенсивность метеоритного потока. По оценке астрофизиков [3, 4] она более чем в сто раз превышала плотность, которая позже была зафиксирована поверхностью Марса. Можно с уверенностью предположить, что и комет в то время было во много раз больше, чем сейчас. Это позволяет признать столкновение Земли с кометами, особенно на ранних стадиях существования, событием достаточно заурядным.
Совершенно естественным в такой ситуации является обращение к космическому фактору и в случае объяснения горообразования, а заодно и океанских впадин. Но в данном случае придется рассматривать не огромное количество мелких столкновений, а чрезвычайно редкие, но грандиозные столкновения с очень массивными объектами. Воображение современных астрофизиков и геологов оказалось сильнейшим образом заторможено в результате ошибочной интерпретации, представленных им расчетов о выделения тепловой энергии, происходящей при столкновении с космическими объектами. Расчеты произведены для малых космических тел, и сильно преувеличены изначально в результате выбора самой катастрофической модели взрыва, по типу Тунгусского метеорита. Простое умножение рассчитанных эффектов на отношение масс космических объектов, определило критический диаметр астероида-убийцы, это всего 10 км. Однако, при такой массе астероид несомненно достигнет поверхности Земли и значительную часть своей кинетической энергии передаст опять же кинетической энергии Земли, т.е. вращению ее вокруг своей оси и вокруг Солнца. Чем крупнее космический объект, тем большая часть его энергии передается Земле в форме кинетической энергии. Кроме того, для случая столкновения с кометами существенным фактором становится содержание льда в комете.
2 Формирование земной коры с учетом космического фактора
Проследим возможный процесс формирования литосферы Земли с момента образования первого твердого слоя коры. Приведем самые общеизвестные факты, которые имеют отношение к гипотезе. В начальный момент, при толщине коры около одного метра, Земля представляла очень ровный сфероид, почти шар [6]. Кометы и астероиды, столкнувшиеся ранее с Землей, не могли оставить следов на ее расплавленной поверхности, но могли существенно повлиять на формирование ядра Земли и ее атмосферы. Если атмосфера к этому моменту уже была, то скорее всего, не большая, и насыщенная водными парами, т.к. вся вода была в атмосфере.
Все столкновения с космическими телами, произошедшими после образования твердой коры, должны были создавать ландшафт лунного типа. Особенностью Земли могли быть более активные вулканические процессы, время начала которых нам не известно. При малой толщине твердой, и еще горячей коры, извержения не могут вызывать образование конусообразных вулканов, лава в этих условиях растекается по значительной площади, создавая небольшие по высоте, но обширные по площади возвышенности. В случае очень больших извержений лавовое поле может осесть и до нулевого уровня (по такой схеме, скорее всего, образовались лунные моря).
При охлаждении Земной коры до температуры ниже 30 градусов Цельсия, атмосфера Земли по тепловому режиму приблизилась к современному состоянию, и вся вода, кроме атмосферных паров, которые сейчас составляют всего около 0,001% общего ресурса, сконденсировалась на ее поверхности, образовав единый Мировой океан. Суша во время существования Мирового океана была представлена окаймлениями высоких кратеров, а также возвышенностями, сформированными в результате возможной вулканической, и схожей с нею, деятельности. Отсутствие в осадочных породах остатков жизненных форм, свидетельствует о том, что безжизненный, мелководный океан существовал много миллионов лет.
Жизнь в воде возникла либо самопроизвольно, либо была занесена из космоса. Возникшие формы жизни, под действием космической радиации и радиации, создаваемой радиоактивными породами, подвергались непрерывной мутации. Процесс естественного отбора формировал из мутантов все новые и новые устойчивые виды живых организмов.
К моменту возникновения животных с твердым скелетом (ок. 500 млн. лет назад ) Земля, по данным археологических раскопок, должна была представлять собой гигантские первобытные джунгли, в которых значительная часть растений произрастала прямо из воды. Деревья, погибая и падая, образовывали многометровые отложения, постепенно превращающиеся в торф. Мелководные океанские просторы, вероятно, были полны первобытными рыбами, беспозвоночными животными и обильными зарослями водорослей. Останки погибающих животных служили пищей для живых, а несъедобные части быстро сгнивали в сыром и теплом климате, не оставляя следов своего существования для потомков.
В соответствии с предлагаемой гипотезой, где-то в это время произошло грандиозное столкновение с огромной и рыхлой кометой. В предлагаемом гипотетическом описании параметры этого столкновения подобраны в соответствие с эффектами, произведенными кометой, и сохранившимися до настоящего времени.
3 Грандиозное столкновение с кометой и его сохранившиеся последствия
Исходя из современного облика Земли [2], можно предположить, что Земля столкнулась именно с объемной и рыхлой кометой. Удар пришелся по наклонной траектории, с запада на восток, по всей площади, занимаемой сейчас Тихим океаном. Комета состояла из большого количества фрагментов, представляющих собой отдельные глыбы льда и твердых пород. Такое строение сделало удар распределенным по площади, и распределенным во времени. В результате первый суммарный импульс движения, полученный земной корой, вызвал ее фронтальную подвижку от полюса до полюса, которая привела к образованию меридионального горного хребта огромной протяженности, распавшегося в процессе дальнейшего формирования на Анды и Кордельеры.
Однако, основной и гораздо больший импульс получила подкорковая мантия. В обширнейший разлом, образовавшийся на месте первых столкновений, вторглись огромные массы вещества последующих эшелонов кометы, увлекая с собой обломки раздробленной части земной коры. Вещество кометы, по траектории близкой к хорде, сначала несколько углубилось к центру Земли, а затем вновь поднялось к поверхности, и изнутри, совместно с созданными мощными внутренними потоками магмы, уперлось на огромной площади в сохранившуюся часть земной коры. В результате образовался огромный меридиональный разлом, очертивший восточное побережье Америк, и произошла подвижка значительной части Земной коры, отодвинувшейся от образовавшихся Америк на ширину Атлантического океана. Впервые эту идею (без механизма реализации) предложил немецкий геофизик Альфред Вегенер.
Движение возникших континентов определялось не только привнесенным импульсом инерции кометы, но и дополнительной раздвижкой коры за счет увеличения геометрической площади поверхности Земли, вызванного скачкообразным увеличением ее объема. Эта раздвижка коры сопровождалась множественными, мелкими разломами уцелевшей земной поверхности и последующим формированием морей и озер. Большинство образовавшихся разломов сразу заполнялись водой бывшего Мирового океана и водой тающего льда кометы. Это способствовало достаточно быстрому процессу отвердевания поверхности разломов и сохранению глубоких впадин, что в свою очередь привело к образованию глобальных тектонических плит.
Возникшие в мантии течения постепенно гасли, неравномерно передавая импульс движения отдельным участкам земной коры. Неравномерные горизонтальные усилия огромной величины вызвали процесс энергичного горообразования. К числу таких образований, видимо, относится и Уральская гряда [2].
Скачком увеличившиеся масса и объем Земли вызвали временное нарушение ее естественной формы. Силы гравитации, заставляя Землю вновь принять сфероидную форму, вызвали процесс отката раздвинутых континентов, в результате которого несколько сжались образовавшиеся разломы, вызвав тем самым формирование срединных, и параллельных им, океанских донных хребтов [2].
Вся растительность и вся живность, что находилась на поверхности земли, принявшей на себя удар кометы и вдавленной вглубь мантии, послужили исходным материалом для образования природного газа и нефти глубокого залегания. Вполне возможно, что легкая нефть (почти бензин) является результатом природного крекинга глубинных месторождений, просочившимся к поверхности.
За существование глубинных залежей углеводов свидетельствуют следующие факты. Ежегодно в атмосферу поступает примерно 1 млрд. тонн углерода в виде метана. Судя по изотопному составу его углерода и принятым изотопным меткам биохимического метана, доля поступления глубинного метана в атмосферу может достигать 50 % [8].
Общая величина запасов углеводородов с учетом торфяных отложений свидетельствует об обилии биологической массы, существовавшей в свое время.
Земная поверхность, в момент потери шарообразной формы, местами представляла относительные низменности. В разломы этих низменностей могла изливаться расплавленная магма, заливая эти низменные равнины многометровыми толщами раскаленных пород. Накопившиеся отложения торфа, попавшие под слой расплавленных пород мантии, сформировали затем отложения каменного угля. Проведенные к настоящему времени исследования определяют возраст каменного угля в 300 млн. лет, но при этом в справочниках не приводятся данные о погрешности измерений, которая может составлять 100% и более. Кроме того, представляемая гипотеза не отвергает возможности более поздних образований каменноугольных отложений, происходивших в соответствии с разработанными теориями. Взаимосвязь образования каменного угля с предполагаемым столкновением может и вовсе отсутствовать, что не делает само столкновение менее достоверным. Но вот факт образования природного газа и нефти из погребенных растений и животных трудно объяснить иначе, как в рамках представленной гипотезы.
Еще одним фактом, подтверждающим данную гипотезу, могут служить некоторые характеристики алмазоносных, так называемых кимберлитовых трубок. Во-первых, структура трубок явно напоминает застывший вихрь. Во-вторых, состав трубок в основной массе представляет собой вынос пород из астеносферных слоев Земной мантии, предполагаемой области образования алмазов. В-третьих, в составе пород трубок часть образцов вкраплений кимберлита (эклогитов нодулей) рассматривается современной геологией как внедренное в мантию вещество земной коры. Все эти особенности можно объяснить в рамках процессов описанного столкновения. Действительно, при движении массивного твердого тела в жидкой среде, позади тела возникают вихревые образования, которые двигаются вслед за телом. Таким образом, компактный фрагмент кометы, углубившись в мантию, мог вынести часть астеносферных пород к поверхности Земли в форме такого вихря позади себя (или бесформенно, впереди себя). То, что в вихрь попали осколки разрушенной коры, является в данной ситуации совершенно естественным. Вихри обычно образуются парами с двух сторон, с разным направлением вращения, что необходимо проверить (в качестве доказательства). Кроме того, фрагменты комет, сформировавшие эти вихри, должны вынести некоторую часть алмазных пород впереди себя. Таким образом, каждая пара (или четверка) трубок должна определять еще одно месторождение алмазов в аморфных отложениях, которому может сопутствовать монолитное месторождение пород космического происхождения, которое также может иметь промышленное значение.
На иллюстрации приведена фотография недавно открытой вихревой структуры Ришат, обнаруженной в пустыне Сахара на территории Мавритании. От известных кимберлитовых трубок ее отличают огромные размеры, 48 км в диаметре. Изображение структуры Ришат было получено при помощи новейшего космического радиометра (Астра) 7 октября 2000 г. Сначала, из-за округлой формы, считалось, что это - кратер, возникший в результате падения метеора. Но потом эту версию отклонили, так как поблизости не было обнаружено соответствующих следов удара. Сейчас, от безысходности, считается, что эта структура представляет собой каменный купол, образовавшийся из-за эрозии.
Обширнейшие контакты раскаленной магмы с водой (а вода была повсеместно) вызывали образование огромных масс водяных паров, поднявшихся в атмосферу. Очень быстро должно было наступить резкое похолодание климата, вызванное огромной толщей облаков и влиянием продолжающегося таяния льда кометы. Стремительное похолодание, возможно, вызвало формирование первых ледников. Следствием комплекса этих событий стало явление, получившее название "Кембрийского взрыва".
Справка из БСЭ: "Кембрийским взрывом называют внезапное (в геологическом смысле) появление в раннекембрийских (ок. 540 млн. лет) отложениях окаменелостей представителей многих подразделений животного царства, на фоне отсутствия их окаменелостей или окаменелостей их предков в докембрийских отложениях. По мере накопления палеонтологических данных интерпретация кембрийского взрыва неоднократно изменялась".
Теория Дарвина предполагает, по крайней мере, два фактора ускоряющих процесс мутации и совершенствования видов: это борьба видов между собой, и приспособление видов к условиям существования. Кемберийский взрыв дает основания для предположения о катастрофическом характере изменений общих условий существования. К моменту столкновения с кометой все факторы, стимулирующие трансформацию видов, были минимизированы. Общий, всё охватывающий, мелководный океан с россыпью отмелей и относительно невысоких островов. Постоянная, сплошная облачность и относительно тонкая земная кора способствовали равномерному прогреву атмосферы и океана. Атмосфера насыщена углекислым газом. Смена времен года, скорее всего, отсутствовала. Все вместе это способствовало бурному росту растительности, которая, в конце концов, превратила основную часть атмосферного углерода в ископаемые отложения и насытила атмосферу кислородом. В таких тепличных и стабильных условиях можно предположить существование огромного количества слизняков, червеобразных и хордовых, - и все это с гипертрофированными размерами. Вероятно, существовали и дальние предки динозавров, которые, проводя основное время в мелководьях, определили строение динозавров: крупное тело с длинной шеей и короткими передними конечностями. Толстые костные образования на макушке черепов у некоторых видов динозавров не находят объяснения их целевого назначения, а ведь метеориты в те времена сыпались как из ведра. И, если вода все-таки спасала от не очень сильных ударов, то головы динозавров всегда были над водой, и аналогичный удар по голове мог быть уже смертельным.
Образование материков с горными массивами и глубоких океанов привело к возникновению совершенно новых условий существования жизни, что в свою очередь вызвало формирование новых видов животных и растений. Этот фактор также относится к характеристикам "Кембрийского взрыва".
Совершенно очевидно, что не все горные образования на Земле вызваны, описанным здесь столкновением. Отчетливо прослеживается, что Тибетский и Тянь-шаньский горные массивы представляют собой результат другого катастрофического столкновения, произошедшего с компактным и очень большим космическим телом, направление движения которого было с севера на юг. Именно это столкновение могло вызвать существующее в настоящее время отклонение оси вращения Земли и, возможно, гибель динозавров.
Кавказский массив также явно является результатом еще одного, более позднего столкновения. Однако анализ возможных причин образования всех горных массивов - не является целью данной работы.
Еще одним аргументом в пользу представленной гипотезы являются аномальные характеристики планеты Венера. При массе 0,85 массы Земли, она имеет атмосферу гораздо более плотную, и при этом вращается в противоположном относительно всех планет направлении, со скоростью в 117 раз медленнее Земли [5]. Совершенно естественно предположить, что Венера, как и Земля, испытала несколько столкновений с гигантскими кометами. Знак приращения момента вращения планеты, получаемый при столкновении с кометой, является случайным событием. В отличие от Земли, которая при столкновении получила положительное приращение, добавочный момент, полученный Венерой, видимо был отрицательным, что могло привести к существующей ситуации.
4 Некоторые выводы и комментарии.
Как видим, уникальные, и трудно объяснимые особенности Земли: происхождение океанов, происхождение меридиональных горных и подводных хребтов, происхождение тектонических плит, происхождение нефти и газа, причины ледниковых периодов, вихревые структуры ископаемых пород,- находят естественное объяснение в рамках предлагаемой гипотезы. Возможный результат столкновений хорошо совпадает со сложившимся обликом Земли и решает многие другие проблемные вопросы, которые до сих пор не имеют достаточно убедительного обоснования.
Необходима идентификация всех значительных столкновений, что помогло бы правильно оценить вклад космического фактора в эволюционные процессы. Однако некоторые выводы можно сделать и на основе изложенного материала.
3.1 Влияние подвижных тектонических плит допустимо рассматривать только с момента рассмотренного столкновения.
3.2 Природные запасы нефти и газа не восполняются, т.к. они явно биологического происхождения и являются результатом закончившихся процессов.
Нижний Новгород, сентябрь 2009г.
Список литературы
[1] Добровольский О.В., Кометы, М., 1966.
[2] Человек и Вселенная: Атлас. Отв. ред. И. В. Мучникова. - М.: Комитет по геодезии и картографии, 1994.
[3] Морозов В.И., Физика планет, М., 1967.
[4] Вокулер Ж., Физика планеты Марс, М., 1956.
[5] Шаронов В. В., Планета Венера, М., 1965.
[6] Уиппл Ф., Земля, Луна и планеты, 2 изд., М., 1967.
[7] Львович М. И., Человек и воды, М., 1963.
[8] Галимов Э.М. Изотопы углерода в нефтегазовой геологии. - М.: Наука, 1973.