109. Образование водной массы океана

Гипотеза происхождения гидросферы исходит из современных пред­ставлений о первичном холодном состоянии Земли, образовавшейся из газопылевого облака галактического вещества. В этом облаке в не­котором количестве содержалась вода, преимущественно в виде ледя­ной пыли. Известно, что в составе комет присутствует лед. Облака водорода, гидроксильных радикалов и молекулы воды обнаружены и за пределами Солнечной системы. Эти вещества послужили исходным ма­териалом для образования гидросферы Земли.

Согласно представлениям, образование гидросферы и атмосферы обусловлено механизмом дифференциации вещества Земли на оболочки и процессом выплавления и дегазации мантии. Этот процесс связан с разогреванием холодного вещества Земли, бла­годаря энергии сжатия - гравитационной и, главным образом, в ре­зультате выделения тепла при радиоактивном распаде.

Механизм выделения воды из твердой зем­ной массы состоит в следующем.

При разогревании вещества мантии происходит выплавление лег­коплавкой фракции силикатов, которая при движении из глубин к по­верхности насыщается многими легкоплавкими и легколетучими веще­ствами. Основную массу их составляет Н₂О. Кроме того, происходит дегазация Н₂S, НСl, НВг, NН₃ и других веществ. Преобладание Н₂О объясняется не только большой распространенностью, но и тем, что при прочих равных условиях Н₂О больше, чем другие пары и газы, поглощается силикатным раствором. В тугоплавкой фазе остаются Fе, SI. Под действием гравитационной силы легкоплавкая фаза ве­щества движется к периферии Земли, увлекая за собой растворенные в ней газы.

При удалении расплава от очага зарождения происходит его ох­лаждение и кристаллизация, в результате чего легкоплавкий расплав распадается на две фазы: силикатную и водную. Вместе с Н₂О конден­сируются и многие газы, растворяющиеся в воде, а также соединения серы. Таким образом на поверхность Земли поступает раствор, содер­жащий разнообразные и сложные соединения. Этот так называемый ювенильный раствор и образовал водную массу первичного океана.

Другая часть газов, не растворяющихся или слабо растворяющих­ся в воде (инертные газы Не, Аг, Nе, Хе , а также СН₄ и частично СО₂) не конденсировались с Н₂О, а остались в газовой оболочке Зем­ли, образовав первичную атмосферу.

Механизм выплавления и дегазации в процесс эволюции Земли проявлялся в виде интенсивной вулканической деятельности.

Подтверждением этой гипотезы является близкое сходстве состава продуктов извержения вулканов с составом вод современ­ного океана. Другим доказательством служит хорошая согласован­ность объема вод Мирового океана и массы воды, образовавшейся в процессе дифференциации Земли на оболочки. Наблюдения и расче­ты количества водяных паров, которые выделяются при вулканичес­ких излияниях базальтов, дают в среднем 3-5%, а в ряде случаев до 8% по отношению к массе излившихся базальтов. Закономерно допущение, что излияние базальтов доставляло на поверхность Земли около 6% воды от массы базальтов. Формирование водной массы океанов происходило путем дегазации при вулканических извержениях.

Количество воды в океане все время увеличивается, т.к. про­цесс образования земной коры идет непрерывно (приход воды из недр Земли примерно 1 км³/год).

Таким образом, объем воды в океане не оставался одинаковым, он нарастал от более ранней геологической эпохи к более поздней. Именно нарастание, а не колебание объема в сторону увеличения или в сторону уменьшения воды - главный планетарный процесс эво­люции водной массы океана. А океан, его водная масса существуют столько же времени, сколько существуют континенты, т.е. длитель­ность его существования близка к 4 млрд. лет.