Вторая редакция

В работе представлена гипотеза о решающем влиянии последствий столкновений комет с Землей на формирование земной атмосферы, океанов и горных массивов. В качестве иллюстрации описаны возможные последствия предполагаемого грандиозного  столкновения, произошедшего приблизительно 250 — 180 млн. лет назад.

Данные, приведенные в статье без ссылки на авторитетные источники (только на основе популярных публикаций), указывают только на возможную взаимосвязь событий и не являются аргументами доказательства гипотезы, которыми однако могут стать после подтверждения фактическими материалами.

Целью публикации является обнародование идеи, которую автор полагает несомненно полезной для геологии и экономики, но которую не имеет возможности развивать далее самостоятельно по причине информационной необеспеченности профессиональными базами данных.

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 необходимо расширить область поиска и искать возможное решение проблемы в рамках Солнечной системы.

Существующий аккреционный процесс, определяющий и всегда определявший увеличение массы Земли, приводит нас к предположению о возможности решения проблемы с учетом множественных столкновений с космическими объектами (строительным материалом), в том числе и с кометами.

Начнем с возникновения океанов. Первое, на что необходимо 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 не очень высокими кратерами вулканических извержений и кратерами от столкновений. Это привело бы к образованию одного Мирового океана. Но при глубине 2,5 км невозможно формирование осадочных пород в том количестве, которым 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 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 раз больше. Оценить ситуацию, которая существовала на ранних стадиях формирования планет, можно по внешнему виду естественных 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 метеоритных потоков. 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 также и океанских впадин. Но в данном случае придется рассматривать не огромное количество мелких столкновений, а исключительно 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 выделении тепловой энергии, происходящей при столкновении с малыми астероидами. Расчеты для малых космических тел сильно преувеличены изначально в результате выбора модели взрыва, по типу Тунгусского метеорита. В основу этих расчетов положено утверждение о полном превращении кинетической энергии астероида в тепловую энергию. 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, в случае столкновения с кометами существенным фактором становится содержание льда в комете, для которого процессы теплообмена существенно отличаются от каменных тел.

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 минимальной толщине коры, Земля представляла очень ровный сфероид, почти шар [6]. Кометы и астероиды, столкнувшиеся ранее с Землей, не могли оставить следов на ее расплавленной поверхности, но влияли на формирование состава Земли. Пока температура поверхности Земли была больше температуры кипения,  вся вода находилась в атмосфере.

 

Все столкновения с космическими телами, произошедшими после образования твердой коры, должны были создавать ландшафт лунного типа. Особенностью Земли могли быть лишь более активные вулканические процессы. 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 трапповые возвышенности. В случае очень больших извержений лавовое поле может осесть и до нулевого уровня (по схеме образования лунных морей).

 

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. Характер осадочных породах свидетельствует о том, что безжизненный, мелководный Мировой океан существовал многие миллионы лет. Однако, жизнь (возникшая или привнесенная) развивалась именно в этом океане.

 

К моменту возникновения животных с твердым скелетом (≈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 существования.

 

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 приняты соответствующими, произведенными кометой эффектами, 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 с очень объемной и рыхлой кометой. Удар пришелся по наклонной траектории, с запада на восток, по площади, занимаемой сейчас Тихим океаном. Комета состояла из большого количества фрагментов, представляющих собой отдельные глыбы льда и каменных 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 развития 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 захваченными мощными потоками магмы, уперлось на огромной площади в сохранившуюся часть земной коры. В результате неравномерного приложения сил 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.

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 сфероидной формы. Силы гравитации, заставляя Землю вновь принять естественную 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].

 

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 и разно направленными разломами уцелевшей земной поверхности с последующим образованием морей и озер. Часть образовавшихся разломов сразу заполнялись водой бывшего Мирового океана и водой тающего льда кометы, что способствовало достаточно быстрому процессу отвердевания поверхности разломов и сохранению глубоких впадин. Это в свою очередь привело к образованию глобальных тектонических плит. Другая часть разломов служила источником истечения магмы.

Вследствие такого процесса возраст донных океанских пород  должен определять время произошедшего столкновения, и должен быть примерно одинаковым во всех точках. Проведенные к настоящему времени исследования, подтверждают прогноз о равном возрасте донных океанских пород, определяя их возраст в 180 млн лет вне зависимости от места взятия пробы [10].

Последствия грандиозного столкновения обязательно должны были сказаться на развитии жизни на Земле. 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. Быстрое похолодание должно было спровоцировать начало очередного ледникового периода. Массовая гибель значительной части всего живого в таких условиях была неизбежна. Очень похоже, что возможным следствием комплекса этих событий стало явление, получившее название «Пермская катастрофа» или так называемая Великая Смерть — массовое и стремительное вымирание живых организмов в земных океанах в пермскую эпоху, 245 миллионов лет назад, когда „разом“ погибло около 95 процентов всей тогдашней морской фауны. При таком ударе все высокие деревья (исключая полярные области) должны были свалиться, что привело к массовому их гниению и бурному размножению грибковых форм, что и подтверждается исследованиями. Однако проведенные исследования пород океанского дна, определившие их возраст в 180 млн лет, противоречат этому предположению. Аргумент такой весомый, что срок предполагаемого столкновения, казалось бы, невозможно отнести к сроку событий Пермской катастрофы.  Но в этом случае очень странно выглядело бы то обстоятельство, что столь грандиозное столкновение, произошедшее уже после Пермской катастрофы, не оставило никаких значимых палеонтологических следов этого периода. Создается впечатление, что катастрофическое формирование материков и Пермская катастрофа, все-таки являются следствием одного предполагаемого события – грандиозного столкновения. В этом случае разница дат (245 и 180) должна быть отнесена к ошибкам использованных методик по определению возраста пород и связанных с ним событий.

 

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, просочившегося к поверхности.

За существование глубинных залежей углеводов свидетельствуют следующие факты. Ежегодно в атмосферу поступает примерно 10¹⁵ г углерода в виде метана. Судя по изотопному составу его углерода (d^l3C от -43 до -47 ⁰/₀₀ по разным замерам) и принятым изотопным меткам биохимического метана (d^l3C от -55 до -90 ⁰/₀₀) 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. Если Земля, восстанавливая свою естественную форму, затем приподняла эти  области, то должны были образоваться трапповые возвышенности аналогичные сибирским.

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 существующими теориями. Взаимосвязь образования каменного угля с предполагаемым столкновением может и вовсе отсутствовать, что не делает само столкновение менее достоверным. Но вот факт глубинного залегания природного газа и нефти трудно объяснить иначе, как в рамках представленной гипотезы.

 

Еще одним аргументом, подтверждающим данную гипотезу, могут служить некоторые характеристики алмазоносных, так называемых кимберлитовых трубок. Во-первых, геометрия трубок явно напоминает застывший вихрь. Во-вторых, состав трубок в основной массе представляет собой вынос пород из астеносферных слоев Земной мантии, недостаточно обоснованно предполагаемой областью образования алмазов [9]. 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 увлекаются вслед за телом. Таким образом, компактный фрагмент кометы, углубившись в мантию, мог вынести вихревой фрагмент тяжелых кимберлитовых 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 возможное месторождение алмазов в аморфных отложениях, которому может сопутствовать монолитное месторождение пород кометного 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.

На основании гипотезы можно предположить наличие аналогичной структуры южнее или севернее, а если установить направление вращения, то останется одно направление поиска.

 

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.

 

Дополнительным 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 проблемные вопросы, которые до сих пор не имеют достаточно убедительного обоснования.

Необходима идентификация всех значительных столкновений, оставивших след, что помогло бы правильно оценить вклад космического фактора в эволюционные процессы. Более точные представления об эволюционных событиях в формировании Земли позволили бы оптимизировать стратегию геологической разведки.

 

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.

9  Портнов А., Алмазы – сажа труб преисподней. Наука и Жизнь, 1999 №10.

10  Хаин В.Е., Ломизе М.Г., Геотектоника с основами геодинамики. М.: Изд-во МГУ, 1995. 476 с.