Строение и законы Вселенной

Говорить о научном познании Вселенной можно только в одном случае — когда для всех происходящих в ней явлений действуют единые законы развития и существования. При этом законы могут по-разному проявляться, что зависит от сложившихся наборов граничных условий, однако их достаточно полный анализ снимает якобы возникающие противоречия. В некоторых редких случаях, когда встречаются некие необъяснимые явления (условно чудеса), мы, вероятнее всего, имеем дело с собственными недостаточным объемом информации, неверной методологией проведения исследований или неверным объяснением произошедшего.

С этих позиций следует подходить к рассмотрению геологической эволюции Земли. В данном случае требуется проявить максимальную осторожность, так как наша планета пока является уникальным объектом, интерпретировать этапы развития которого мы можем лишь по косвенным признакам. Знания, полученные о других планетах Солнечной системы астрономическими (косвенными) методами, вряд ли существенно изменят наши представления в ближайшие несколько десятилетий.

Единственное, что можно отметить, это — каждая планета имеет свой путь развития (по времени и по этапам), что позволит в будущем более обоснован-но сформулировать связь геологической эволюции с появлением и развитием жизни и разума.

Происхождение и развитие планет Солнечной системы, в частности Земли, является с давних пор предметом научного познания. Одной из самых ранних научных (не рассматривая мифологические представления, где встречаются интересные, не отвергаемые современной наукой предположения, полученные, однако, не опытным путем, а путем аксиоматических предположений-догм) гипотез было предположение Рене Декарта, основанное на астрономических наблюдениях, о формировании небесных тел из протозвездной материи. Далее на основе сформулированного Исааком Ньютоном закона всемирного тяготения Кант, Гершель и Лаплас создали более точные модели эволюционирующих звездных и планетных систем; основными факторами их развития им представлялись гравитация и изменения параметров движения в пределах каждой изолированной системы. Однако образование планет и их спутников было невозможно объяснить в рамках тогдашней классической физики. Причинами сгущения материи на удаленных от звезды орбитах могли быть случайные явления — прохождение звезды через облако вещества, метеорный поток, прохождение вблизи другой звезды, провоцирующее выброс звездной материи, и т. д. Возникновение планеты типа Земли представлялось достаточно уникальным явлением, а появление на ней жизни — тем более. Открытие ядерных реакций позволило объяснить энергетику звездных процессов, но сразу возник ряд вопросов о преобразовании материи. Открытие активно взаимодействующих космических объектов (двойных, тройных звезд, сверхновых, черных карликов и т. д.), являющихся довольно распространенными в Космосе, пошатнуло наше представление об уникальности Земли и, соответственно, наш неуемный антропоцентризм.

Одной из перспективных в настоящее время представляется «новая космогоническая теория» А. Е. Хотькова, где рассматривается влияние космических факторов на формирование и физико-химические свойства планет. По этой теории, формирование элементов, образующих небесные тела типа планет, происходит при периодических вспышках звезд, последовательно сбрасывающих со своей поверхности слои вещества вместе с энергозарядом. При этом образование соответствующего химического вещества определяется последовательностью вспышек. Первыми сбрасываются водород и гелий (первый столбец таблицы Менделеева), во второй вспышке — элементы второго столбца и т. д. При этом соблюдаются основные постулаты: гетерогенность Вселенной, разновозрастность материи, усложнение в процессе развития, качественные изменения на каждом этапе, выполнение законов сохранения и преобразования материи и энергии. Становится очевидной связь внутризвездных процессов с эволюционными явлениями во Вселенной. В принятой в астрономии классификации «Главной звездной последовательности» подтверждается вышесказанное.

Таким образом, космогонические процессы полностью подчиняются критериям развития по системе сепарирующих границ (оболочек); существует даже терминологическая аналогия при проявлении последовательно все более сложных структур. Интересно, что число таких этапов составляет не более 7–9, а при дальнейшем преобразовании практически всегда реализуется новая структура со своими сепарирующими границами.

Геологическая эволюция оболочки Земли началась с того момента, когда ее внешняя поверхность охладилась до температуры +600 ? +800?С. Следует отметить, что в настоящее время теория о формировании нашей планеты из сгустка материи имеет наибольшее количество теоретических и практических доказательств и может быть принята за основу.

На первом этапе внешняя оболочка Земли, вероятнее всего, состояла из достаточно однородной смеси, в основном из оливино-простых силикатов, окруженных не содержащими активных окислителей газами (типа крем-некислородиых соединений). В основе построения молекул данных веществ лежит тетраэдр, а межмолекулярные связи достаточно слабы и не имеют жестких (в смысле тенденции к построению) структур. Эти породы до настоящего времени сохранились на больших глубинах и образовали систему плит под поверхностью планеты.

Неустойчивая энергетика поверхностного слоя способствовала активному перемешиванию элементов (вулканы, землетрясения и т. д.) и внесению в атмосферу больших масс вещества, а также излучению энергии, что, соответственно, привело к охлаждению и затвердеванию поверхности планеты на достаточно небольшую глубину, ниже которой располагалась горячая пластичная подстилающая зона, в которой и происходило сложное перемещение так называемых вагнеровских плит, образующих нестационарную, твердую поверхность. Естественно, что единая система оболочки не могла сохраняться вследствие ряда внутренних и внешних силовых воздействий, что привело к образованию системы отдельных и взаимодействующих между собой плит.

На втором этапе, когда появились универсальный растворитель — вода, водяной пар (окись водорода) и газовая атмосфера изменяющегося состава со своими сложными динамическими законами, началась дифференциация минерального состава поверхности. Этому способствовало увеличение путей взаимодействия при образовании минералов: путь термического взаимодействия в зоне вулканов; растворение в водной среде; взаимодействие в газовой среде; взаимодействие при избыточной энергии электрических и магнитных полей (грозовые разряды и т. п.).

Таким образом, образование минералов обусловливалось уже набором законов взаимодействия для каждого конкретного случая. Началось образование более сложных структур из цепочек молекул или каркасных (сетчатых) структур, где узлы сеток могут занимать атомы различных элементов. Появились новые классы минералов типа пироксена или полевого шпата.

На третьем этапе геологической эволюции решающим фактором явилось взаимодействие с газоводяной оболочкой Земли. Появился третий класс минералов — осадочные породы (то есть раздробленные минералы с большой поверхностью взаимодействия, переносимые в водных растворах).

Четвертым и самым интересным для нас является этап эволюции геосферы, в котором планета пребывает до настоящего времени. Произошло образование длинных цепочек и кольцевых структур на основе атомов углерода, водорода и кислорода, то есть образование предшественников органических структур. При этом уже существующие органические структуры также включаются в геоэволюцию, так как после завершения своего цикла развития они становятся минералообразующим фактором: создаются залежи угля, нефти и др.

Время существования минерала определяется сложностью его структуры. Условной характеристикой может быть «субъективное время» — t_суб:

где N₁ — количество составных элементов системы; К_с — коэффициент сложности элемента N; К₃ — коэффициент законов связи элементов N; i — количество базовых (элементарных) образований, ниже которых общей структуры не существует.

При этом совершенно четко выявляются следующие закономерности:

1. Каждый последующий этап эволюции происходит во все более короткий промежуток собственного времени (от миллиардов до сотен миллионов лет).