DOI: 10.19110/geov.2024.5.2
Земля как система характеризуется определёнными средними параметрами состояния (плотностью, температурой). Эти параметры не могут не зависеть от подобных состояний внутренних геосфер (подсистем), которые подчиняются единому закону увеличения энтропии остывающей Земли в направлении от центра к поверхности по радиусу Земли. В качестве модели динамической устойчивости внутренних геосфер Земли относительно друг друга использован принцип золотой пропорции (золотого сечения) между параметрами плотности, температуры, мощности геосфер к крайним отношениям их состояний (0.618; 1.618; 2.618) в точках, определяющих условия устойчивого динамического равновесия сравниваемых параметров геосфер. Когда эти отношения удовлетворяли известным теоретическим, модельным, геофизическим данным, делался вывод о том, что геосферы в сравниваемых отношениях параметров находятся в состоянии, близком к устойчивому динамическому равновесию в части обмена веществом и энергией между ними. В противном случае признавалось, что либо сравниваемые геосферы Земли находятся в состоянии неустойчивого динамического равновесия с оценкой уровня отклонения от золотых чисел, либо известные значения плотности и температуры геосфер, а также их структура должны быть подвержены уточнению.
Оказалось, что средние модельные оценки параметров внутренних геосфер Земли достигают устойчивого динамического равновесия при отклонениях от золотых чисел до 2.72 %. Неустойчивость динамического равновесия плотности и температуры вещества устанавливается на границах континентальной (гранитный слой) / океанической (базальтовый слой) коры; верхней мантии / слоя Голицына, нижней мантии / внешней части ядра Земли; внутри ядра Земли на уровне выделенных переходных зон в четырёхслойной модели ядра. Наличие во внутреннем (твердом) ядре сфер с высокой плотностью — от 16.05 до 26.45 г/см3 — позволяет предположить расслоение центральной части ядра на существенно золотую и платиноидную части.
Важное практическое следствие непрерывности сопряженной дифференциации вещества геосфер в геологической истории Земли состоит в следующем: при формировании эндогенных рудных месторождений источник металлов в большинстве случаев был гетерогенным, включающим компоненты не только мантийного, но и корового происхождения. Основным источником воды Мирового океана могла быть ювенильная вода из глубин Земли, образовавшаяся при дегазации магм на ранней стадии геологической истории. При этом роль кометного вещества в формировании Мирового океана на Земле была, скорее всего, ничтожной. В противном случае изотопный состав кислорода воды отвечал бы первично-космическому изотопному составу кислорода. Можно предполагать, что относительное равновесие внутренней структуры Земли будет продолжаться ещё около 124 млн лет, вплоть до начала формирования новой Пангеи Проксима, которая, по Кристофору Скотезе, возникнет через 200 млн лет.
Ключевые слова: Земля, плотность, температура, геосфера, континентальная и океаническая кора, верхняя мантия, нижняя мантия, ядро, четырёхслойная модель ядра
The Earth, as a system, is characterized by certain average state parameters (density, temperature). These parameters cannot but depend on similar states of internal geospheres (subsystems), which follow the unified law of increasing entropy of the cooling Earth from the center in the direction of the Earth's radius. As a model for assessing the dynamic stability of the Earth's internal geospheres relative to each other, the principle of the golden proportion (golden section) was used with the given parameters of density, temperature, power of the geospheres to the extreme ratios of their states at points (0.618; 1.618; 2.618), which determine the conditions for the stable dynamic equilibrium of the compared parameters of geospheres. And if these relations satisfied the known theoretical, model, geophysical data, then the conclusion was made that the geospheres in the compared parameter relations were in a state close to a stable dynamic equilibrium of the exchange of matter and energy between them. Otherwise, it was recognized that the compared geospheres of the Earth were in a state of either unstable dynamic equilibrium with an assessment of the level of this deviation from the golden numbers, or the known values of the density and temperature of the geospheres, as well as their structure, should be subject to clarification.
Average model estimates of the parameters of the Earth's internal geospheres reach a stable dynamic equilibrium at a level of deviation from the golden numbers of up to 2.72 %. This allows estimating the model duration of the modern geological activity of the Earth for another 124 million years until the formation of a new state of the existing continents. The instability of the dynamic equilibrium of density and temperature of matter is established at the boundaries: continental and oceanic crust; oceanic crust and Golitsin layer; at the boundary between the outer part of the Earth's core and the lower mantle; inside the Earth's core at the level of identified transition zones in the four-layer core model. The presence of spheres with a high core density from 16.05 to 26.45 g/cm3 suggests the stratification of its central part into essentially gold and platinoid.
The presence of instability boundaries in the dynamic state of geospheres is in good agreement with the concept of plate tectonics and with the depths of plume origin. It can be assumed that the relative equilibrium of the internal structure of the Earth will continue for about 124 million years until the beginning of the formation of a new Pangea Proxima, which, according to Cristofor Scotese, will arise in 200 million years.
Keywords: Earth, density, temperature, geosphere, continental and oceanic crust, upper mantle, lower mantle, core, four-layer core model
Скачать полный текст / Download full text
