На головну

Виникнення речовини Сонячної системи

  1. A) ступінь наближення системи до ідеальної
  2. B. Нові елементи Системи національних рахунків
  3. ERP-системи
  4. I. Теплові явища. Зміна агрегатних станів речовини (23 годин)
  5. I.2. 1. Окремі захворювання серцево-судинної системи
  6. I.3. Основні захворювання органів травлення, ендокринної системи. Глистові захворювання у дітей дошкільного віку.

Наявні дані по геохімії і космохімії хімічних елементів вказують на генетичну єдність всього речовини Сонячної системи. Досягнення геохімії і космохімії, геофізики і астрофізики, дозволили сформулювати наступні положення щодо природи речовини СС:

1. Земля, планети і метеорити виникли з сонячної речовини. Вихідний матеріал був спочатку представлений роз'єднаними іонізованими атомами. Це був зоряний газ, з якого в міру охолодження виникли молекули, рідкі краплі і частки твердої фази. Відмінності в хімічному складі планет і метеоритів виникли в результаті пізніших процесів, пов'язаних з фракціонування та диференціацією первинного, щодо однорідного речовини.

Речовина СС проходило через зоряну стадію розвитку, що включала процеси природного синтезу атомів хімічних елементів. Матеріалом для побудови всіх елементів послужив водень. Спочатку виникали легкі, а потім все більш важкі елементи в ході різних ядерних реакцій в надрах зірок ранніх поколінь. Передбачається, що для синтезу важких елементів типу уранових і трансуранових необхідні були умови наднових зірки (СЗ), маса якої перевищувала масу сонця у вісім разів (рисунок 1).

Температура до центру СЗ різко зростала, і за рахунок вигорання легких елементів у внутрішніх зонах зірка придбала оболонкову будову. Зовнішні оболонки СЗ мали воднево-гелієвий склад, далі йшли оболонки збагачені вуглецем, киснем, кремнієм, ядерна частина була складена переважно залізом і елементами групи заліза. Чітких кордонів між оболонками не було.

Неоднорідне стиснення масивної зірки викликало гравітаційний колапс - легкі атоми з зовнішніх шарів «провалилися» в високотемпературні глибинні області внутрішніх частин СЗ з боку полюсів, при цьому почалися численні ядерні реакції, які провокували потужний вибух в площині екватора з відповідним кутовим моментом. СЗ перетворилася в газовий диск.

Неоднорідності хімічного і ізотопного складу первинної туманності відбилися в відповідних неоднородностях тел СС в різній мірі віддалених від Сонця. Сонце, в даному випадку, виявилося залишком СЗ, речовина якої трансформувалося в новий стан. Звідси випливає таке положення:

2. Планети земної групи і астероїди мають різний хімічний склад залежно від геліоцентричної відстані. Основна відмінність визначається різним ставленням металевих і силікатних фаз. Найближчі до Сонця планети містять більше металевого сплаву, ніж віддалені: Меркурій на 2/3 складний металевим залізом, а Марс - на 1/4.

3. Вік метеоритів і Землі за даними ядерної геохронології становить 4,5 - 4,6 млрд. Років.

4. Вивчення структур і речового складу метеоритів дозволяє судити про процеси утворення планет СС. Одержані дані свідчить що і планети і метіоріти утворилися в умовах високих температур, які потім змінилися швидким охолодженням.

5. Виникнення Землі було пов'язано з втратою летких металів, або вона отримала їх у зменшеній кількості. Так, літосфера Землі характеризується дефіцитом Au, Hg, Т1, Pb, Bi в порівнянні з вуглистими хондрити (фрагменти кам'яних метіорітов), які найбільш близькі до складу первинного сонячної речовини. Концентрація цих металів в речовині Землі в 100 - 1000 разів нижче.

6. Земля виникла в результаті конденсації переважно з тугоплавкої фракції сонячної речовини, що відбилося як на складі ядра і силікатної мантії, так і на їх масовому співвідношенні. При цьому металеве залізо і близькі до нього метали мали явну перевагу об'єднуватися в компактні маси перед силикатами.

7. Освіта важких радіоактивних елементів завершилося безпосередньо перед утворенням Сонячної системи. Ця обставина визначила присутність в твердих тілах системи численних радіоактивних ізотопів, як швидко вимираючих, так і збереглися до нашого часу в зв'язку з тривалістю розпаду.

Геохімічна класифікація елементів

В. М. Гольдшмідт

Як же розподіляються хімічні елементи в оболонках Землі?

В. М. Гольдшмідт порівняв диференціацію елементів в розплавленої планеті з виплавкою металу з руд, коли на дно металургійної печі опускається важкий метал з щільністю близько 7, а на поверхню спливає легкий силікатний шлак (аналог земної кори). Між ним і розташовується шар «Штейна» - сульфіду Fe з домішкою сульфідів інших металів (аналог мантії). Розподіл елементів по оболонок, за Гольдшмідт, залежало від їхніх атомних обсягів.

Елементи з мінімальними атомними обсягами, які дають сплави з Fe і в ході диференціації утворили земне ядро ??(сідерофільние елементи). Елементи, які мають максимальні обсяги атомів, володіють більшою спорідненістю до кисню. При диференціації вони утворили земну кору і верхню мантію (літофільні елементи). Проміжні елементи мають високу спорідненість до S, Se, Ті (халькофільних); вони зосереджені в нижній мантії і утворюють сульфідно-оксидну оболонку. Інертні гази відносяться до атмофільной групі (малюнок).

Гіпотеза Гольдшмідт про будову Землі представляє лише історичної інтерес, але пов'язана з нею класифікація елементів (опублікована в 1924р.) Широко застосовується в геохімії.

В даний час завдяки геофізичним, астрофизическим, геохимическим дослідженням, вивченням геотектоніки встановлено, що Земля має більш складну будову, ніж уявлялося Гольдшмідт і іншим родоначальникам геохімії.

 



програма роботи | Геохімічнакласифікація елементів В. І. Вернадського.
© um.co.ua - учбові матеріали та реферати