Виды энергии:аккреционная,приливного торможения, импактная,радиогенная и глубинной гравитационной дифференциации
Аккреционная энергия.Ее выделение приходится на самую раннюю стадию развития Земли,когда падение на Протоземлю платеземалей метеоритного состава приводило к полному их плавлению.Следовательно,вещество Протоземли испытало полное переплавление.
Импактная энергия.
Падение
астероидов и планетезималей вносило
не меньший вклад в общий энергетический
баланс ранней Земли. О масштабах их
бомбардировки можно судить по строению
Луны и других планет, испещренных
многочисленными кратерами. При падении
астероидов проникновение ударной волны
могло достигать глубины 500-700 км. Вызванное
импактными процессами плавление земного
вещества приводило к образованию
оболочки,получившей н
азвание
«магматический океан».
Рис.3.3.Кратеры на Меркурии(слева) и «магматический океан»
ранней Земли (справа)
Энергия приливного торможения генерируется гравитационным взаимодействием между Луной и Землей.Не случайно сейчас Землю и Луну рассматривают как двойную планету.В результате взаимного притяжения на поверхности Земли возникают волны приливного торможения. В настоящее время они проявляются ежесуточно в виде океанических приливов и отливов. Их амплитуда в мелководных морях и на суше незначительная. Однако в прошлом благодаря гравитационному взаимодействию приливные волны интенсивно раскачивали Землю.4,5 млрд. лет назад орбита Луны находилась на расстоянии не более трех радиусов Земли и совершала оборот вокруг своей оси всего за два часа. В эоархее (4,0 млрд. лет) продолжительность суток Земли 3 часа, а высота орбиты - 150 тыс. км. В начале протерозоя с увеличеним высоты орбиты до 340 тыс. км продолжительность суток составила 17, в девоне - 22 часа.В настоящее время высота орбиты – 380 тысяч км, а продолжительность суток - 24 часа.
Таким образом, влияние Луны на развитие Земли особенно сильно сказалось на самых ранних стадиях ее эволюции. Трудно себе представить, что амплитуда приливных волн достигала 1,0-1,5 км, которые повторялись через каждые 2-3 часа. Подобное раскачивание Земли приводило к выделению огромного количества тепловой энергии, являвшейся важным вкладом в общую энергетику Земли. По оценкам О.Г.Сорохтина и С.А.Ушакова, только за счет приливного торможения температура Земли могла повыситься на 500 градусов.. После образования Луны масштабы генерации приливной энергии в 13 тыс. раз превышали генерацию тепла в современной Земле. Доля приливной энергии в сегодняшнем суммарном тепловой потоке не превышает 1-2%.
Рис.3.4. Предполагаемое взаимодействие между Землей и Луной на раннем этапе их развития (слева) и изменения расстояния между Землей и Луной(справа).
Рис.3.5. Лунные приливы и отливы (слева) и динамика выделения энергии приливного торможения (справа)
Таким образом необходимо иметь ввиду,что рассмотренные виды энергии проявились только на ранней стадии развития Земли.
Радиогенная энергия образуется при распаде радиоактивных элементов, прежде всего урана, тория, калия. К их числу следует относить также короткоживущие изотопы элементов, реализовавших свою энергию уже на ранних стадиях развития Земли. При оценке энергетического баланса Земли следует использовать реальные данные об энергии, выделявшейся при радиоактивном распаде. На них базировались теория общей эндогенной эволюции Земли и, прежде всего, господствовавшая в то время геосинклинальная теория формирования земной коры.Вместе с тем все попытки объяснить глубинное тепло Земли на этой основе встречали определенные трудности.
Тип породы |
Скорость генерации тепла, кал/(гс) |
Гранит |
2,6 10-13 |
Базальт |
3,8 10-14 |
Перидотит |
2,9 10-16 |
Дунит |
6,0 10-17 |
Хондритовый метеорит |
1,2 10-15 |
Железный метеорит |
1,0 10-18 |