Лантаноиды
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Солнце и планеты солнечной системы образовались в космических временных рамках одновременно из вращающейся газопылевой туманности (гипотеза Канта-Лапласа)
Вещество планет возникло из материи «выброшенной» Солнцем (гипотезы: Бюффона, Чемберлена-Мультона, Джинса-Джефриса, Фесенкова).
Планеты солнечной системы образовались из газопылевой туманности захваченной Солнцем (гипотеза Шмидта).
Наиболее вероятной представляется гипотеза Канта-Лапласа. Считается, что 98% массы первичного досолнечного облака нашей звездной системы было представлено атомами (прежде всего водородом и гелием), а 2% - космической пылью из ледовых (водяных, углекислых, метановых, аммиачных и др.), каменистых (в основном силикатных и оксидных) и железоникелевых образований.
Первичное облако (небула) изначально вращалось и при этом сжималось. Так как центробежные силы препятствовали сжатию в экваториальной плоскости, облако приобрело сплюснутую форму. При сжатии скорость вращения постоянно возрастала, и в центре первичного облака образовался сгусток, который постепенно разогревался, что обуславливало конвекцию тепла от центра небулы к периферии. Космическое излучение ионизировало облако до состояния плазмы15. Сила Кориолиса16 закручивала конвекционные потоки17 плазмы в спирали против направления вращения. В целом небула напоминала соленоид, генерировавший магнитное поле. Магнитные силовые линии «армировали» туманность, обуславливая ее вращение как единого целого.
Английский астрофизик Ф. Хойл предположил, что при превышении критической температуры и массы вещества в центре туманности произошел распад небулы на Протосолнце и периферийный газопылевой диск с ничтожно малой плотностью. В Протосолнце сосредоточилась почти 99,9% массы первичного облака, при незначительном моменте количества движения. Остаток вещества образовал газопылевой диск, на который приходилось 98% начального момента количества движения туманности. Величина силы Кориолиса, на медленно вращающемся Протосолнце, была весьма незначительна, поэтому потоки плазмы перестали закручиваться в спирали, генерация единого магнитного поля в туманности прекратилась. Протосолнце сжималось и разогревалось, и когда температура в его ядре достигла миллионов градусов, началось термоядерное «горение» водорода, а Протосолнце превратилось в настоящую звезду – Солнце.
При разрушении небулярного соленоида (рис. 2) напряженность магнитного поля в газопылевом диске на краткий по космическим масштабам момент времени (тысячи лет) резко возросла. В диске возникли круговые электрические токи, и диск распался на отдельные независимо вращающиеся кольца. Кольца перетягивались магнитными силовыми линиями, образуя стяжения – глобулы18. По мере увеличения массы протопланетных сгустков и уменьшения степени ионизации происходило уплотнение вещества.
Рис. 2 Небула в режиме ротационной неустойчивости (по А.П. Никонову)
Распределение атомов в небулярном соленоиде определялось их склонностью к ионизации. Атомы с высоким потенциалом ионизации (металлы и металлоиды - черные точки на рис. 2) концентрировались близ Протосолнца, а с низкой склонностью к ионизации (неметаллы - кружки на рис. 2) распространялись дальше от центра системы. Поэтому ближайшие к Солнцу планеты (земной группы) отличаются от состава «газовых» планет группы Юпитера.
Описанная модель распределения химических элементов при образовании планет позволяет оценить исходный состав протопланетного вещества в зоне формирования Земли (табл. 2). Почти 60% всех атомов в этой зоне составлял водород. Водород обладает рядом уникальных свойств: он мигрирует через твердые тела; многие металлы под давлением способны поглощать значительное количество водорода с образованием твёрдых растворов, сохраняющих кристаллическую структуру металла, и имеющих плотность, значительно превышающую плотность самого металла. Это происходит потому, что атомы металла, вступая в химическую связь с водородом, теряя внешнюю электронную оболочку, превращаются в ионы, имеющие значительно меньший объем19. При нагревании гидрид распадается на водород и металл, объем которого превышает исходный объем гидрида.
Таблица 2