Наша Земля (происхождение, состав, строение и развитие изначально гидридной Земли)

Глубоководный желоб, в нашем понимании, появляется в результате оттока материала астеносферы из-под этой зоны. Таким образом, желоб как бы обрамляет депрессионную воронку в плане, и, по сути дела, это будущий краевой прогиб. Здесь господствует режим растяжения, и с ним мы связываем появление цепочек вулканов, которые обычно привязаны к внутренним склонам желобов. Эти вулканические пояса появляются в связи с разрывами сплошности земной коры, и первоначально вулканы, как правило, появляются в пределах глубоководного желоба как подводные, но затем, по мере накопления извергнутого материала, они постепенно превращаются в острова. Таким образом, и глубоководный желоб, и вулканический пояс обусловлены одной и той же причиной — растяжением земной коры по периферии депрессионной воронки в астеносфере.

В пределах внутреннего моря, ограниченного от океана желобом и вулканическим поясом, преобладает режим сжатия. И здесь можно видеть начало того самого скучивания, о котором мы говорили в связи с альпийским тектогенезом. Это выражается в наличии очагов землетрясений под морями, во всей толще литосферы, от коры до зоны заглатывания. И по масштабам выделения сейсмической энергии можно судить об активности процессов скучивания. Об этом же свидетельствует «коробление» рельефа дна этих акваторий, а местами в них видны явные признаки формирования кордильер, пока подводных.

Рис. 32. Тектоноген и зона заглатывания в переходной зоне от континента к океану (так называемый «тихоокеанский» тип сочленения).

На рисунке 15 показано генеральное направление эволюции потоков водорода в недрах планеты. Но сейчас нам будут интересны детали этого процесса на современной стадии развития Земли. Для этого было проведено моделирование потока водорода через толщу металлосферы. На рис. 33-а отрезок а-b является границей металлосферы с литосферой, c-d — граница с ядром. Скорость диффузии водорода в металлах возрастает с ростом температуры (см. рис. 14). Следовательно, температуру «Т» можно рассматривать как физическую величину, отражающую проницаемость (или проводимость) водорода в металлах. Соответственно, величина 1/Т, обратная температуре, является мерой сопротивления, и при инфильтрации водорода он всегда направляется по пути наименьшего сопротивления, т.е. в сторону минимальных значений величины 1/Т*.

* С началом цикла разложения гидридов концентрация водорода в ядре превышает равновесную концентрацию (обусловленную растворимостью водорода в металлах при существовавших Р-Т-параметрах). Устанавливается «сверхравновесный» градиент водорода по концентрации (и давлению), и это означает, что водород не просто пассивно всплывает как что-то легкое, но активно нагнетается в металлосферу.

Моделирование начинается с того, что мы задаем температурное поле в металлосфере, для этого проводим изотермы в виде волнистых линий, расположенных горизонтально. Изотермы обращаем в изолинии величины 1/Т (именно эти изолинии показаны на рисунке 33-а). Поток водорода от подошвы металлосферы моделируется в виде отдельных струек (на рисунке 33-а это вертикальные стрелки). Далее включаются следующие алгоритмы. Каждая струйка движется снизу вверх по кратчайшему расстоянию до изолинии и пересекает ее под прямым углом (это путь наименьшего сопротивления при радиальном перемещении). При этом путь струйки должен иметь наименьшую кривизну.

Первоначальное распределение потока всецело зависит от заданного температурного поля. Однако не следует забывать, что водород является прекрасным теплоносителем и обязательно должен прогревать зоны своей преимущественной инфильтрации. В данной связи включается еще один алгоритм — в местах сгущения струек температура повышается, соответственно, изолинии величины 1/Т опускаются вниз, и это обусловливает сбор водородных струек на выходе в изолированные русла (рис. ЗЗ-б). Одновременно с этим крупные потоки начинают перехватывать зоны питания мелких (сравните нижние части рисунков рис. 33-а и ЗЗ-б) и, в конце концов, перехватывают их полностью (рис. 33-в). В результате мелкие потоки постепенно отмирают.

Разумеется, окончательная картина распределения потоков целиком обусловлена изначально заданным температурным полем, и если мы зададим другие тепловые вариации, то и конечный результат будет другим. Но вместе с тем в этом другом варианте обязательно будут те же самые отличительные моменты: стягивание рассеянного стока в изолированные русла и перехват зон питания мелких потоков крупными.

Рис. 33-а, б, в, г. Характер эволюции потока водорода в металлосфере (разрез).