26.3.3. ЯДРО ЗЕМЛИ
Следует отметить, что данная выше интерпретация распределения тепла внутри Земли основывается на предположении, что ядро имелось в Земле с самого начала ее существования. Тем не менее еще десять лет назад отсутствовали убедительные доказательства против широко признанного предположения Эльзассера [145], по которому ядро Земли образовалось в относительно позднее время геологической истории, когда радиоактивный нагрев вначале однородной Земли уже мог привести к плавлению железа (или сульфида железа) во внешней зоне планеты. Погружение расплавленного металла к центру планеты под действием силы тяжести высвободило бы большое количество гравитационной энергии и привело к процессу «теплового убегания», полностью расплавившему Землю.
Следующие наблюдения указывают на сомнительность такого хода событий.
1. Найдены сохранившиеся участки земной коры, возраст которых достигает 3,7 млрд. лет [70]. Этот факт трудно согласовать с необходимой скоростью остывания, особенно если весь запас летучих, за исключением небольшой части растворенных в расплаве, перешел в протяженную теплоизолирующую атмосферу. К тому же пример Венеры наводит на мысль, что подобная ситуация с разогревом необратима.
2. Для пород, добытых из верхней мантии, характерны высокие концентрации никеля и платины; концентрация никеля обычно порядка
Как указал Рингвуд [354], концентрации этих благородных металлов в силикатах оказались бы значительно меньшими, если бы металлы находились в контакте и приблизительно
в равновесии с расплавленным железом или сульфидом железа. Состав лунных пород, где большая часть металлического железа и сульфидов железа из образовавших планету планетезималей удалена из поверхностного слоя в результате воздействия фронта тепловых пятен аккреции, указывает на то, что такой переход никеля и платины в металлическую фазу действительно имеет место при аналогичных условиях кинетики. В итоге лунные силикаты обладают содержанием никеля и платины, на порядок меньшим того, которое имеется в породах мантии Земли.
Чтобы обеспечить образование ядра одновременно с образованием всей Земли, а не после этого, необходимо принять, что либо вещество, накапливавшееся в области расположения планет земной группы в течение первых примерно
рис. 26.3.1), было сильно обогащено железом, либо, как предположил Рамзей [347, 348], ядро состоит из сжатого металлического вещества с химическим составом, сходным с составом мантии. Обе эти возможности рассматриваются в разд. 20.5.