В верхней мантии — оболочке Земли — давление, возрастающее в глубь Земли, достигает значения до 10 000 атм и температура — около 1500°, как вытекает из теоретических расчетов. Эта оболочка состоит из плотных минералов типа оливинов и пироксенов, в которых скорость распространения сейсмических волн напоминает условия, существующие в мантии. Здесь средняя расчетная плотность считается равной средней плотности Луны.
Ядро Земли от глубины 2900 км разделяют на две части: внешнюю — до 5000 км и внутреннюю — от 5000 км до центра Земли, т. е. до 6370 км. На этих границах изменяется характер распространения сейсмических волн. Предполагается, что в составе ядра преобладают металлы, и некоторые ученые считали, что вещество ядра, во всяком случае, глубже 5000 км — твердое.
Однако расчет давления к центру Земли указывает на колоссальные значения порядка 3 млн. атм. Рост давления должен сопровождаться и ростом температуры, которая получается различной в зависимости от условий расчета. По некоторым данным, она может достигать 12 000° в центре, при плотности вещества порядка 17 г/см3.
Еще в 1939 г. советский ученый В. Н. Лодочников выдвинул гипотезу о том, что существование поверхностей раздела внутри Земли объясняется не различием химического состава вещества, а изменением его состояния при росте давления, так называемым фазовым превращением.
Сейчас это мнение является распространенным. «Металлическое состояние» центральных областей Земли может быть следствием громадного давления, при котором нагретое до высокой температуры вещество сохраняется в квазигазообразном состоянии.
О состоянии внутренних областей Земли позволяют судить данные об ее фигуре, распределении силы тяжести и о колебании ее оси вращения, изучаемых астрономическими средствами. Из этих данных, тщательно проанализированных в работах советского астронома М. С. Молоденского, вытекает, что ядро Земли находится в жидком состоянии. Об этом же говорит и характер вековых изменений магнитного поля Земли и само его существование.
Таким образом, хотя некоторые особенности внутреннего строения Земли выяснены, многое остается еще неясным. Какова действительная температура внутри Земли?
Действительно ли источником энергии внутри Земли является лишь радиоактивный распад? Какие физико-химические процессы протекают в оболочке и ядре Земли? Какие из этих процессов определяют особенности земного магнитного поля? Каковы причины многочисленных катаклизмов, которые переживала Земля?
Эти и многие другие вопросы еще ждут своего решения. Их разработке может помочь правильное понимание прошлого нашей планеты, ее космогонической истории.
Возраст Земли и Солнечной системы
Мы видим, как современные быстро растущие знания о Земле, о природе планет и различных групп малых тел устанавливает недостаточность и прямую ошибочность прежних космогонических гипотез. Одновременно выясняется сущность гигантских процессов, происходящих на Солнце.
Существуют данные, которые прямо говорят о прошлом Земли. Можно сказать даже, что окружающий нас космический мир и сама Земля сохраняют отметки, черты прошедшего развития. Они содержат в себе собственную историю. И эту историю можно научиться читать.
Но почему же тогда далеко еще не все нам известно о прошлом небесных тел? Почему остаются открытыми тайны рождения и развития Земли? Мы можем ответить на этот вопрос.
Современная наука о природе возникла сравнительно недавно, лишь после того, как было определено место Земли во Вселенной и показана несостоятельность религиозных объяснений мира.
Но первое время мир считался чем-то неизменным, застывшим, раз навсегда заданным. В XIX веке наука поднялась на более высокую ступень. Из необходимости объяснить прошлое небесных тел возникло представление о развитии, происходящем в природе. Становилось все более ясным, что не только окружающие нас явления и объекты на Земле, но и небесные тела переживают историю, развиваются.
Но это развитие понималось лишь в смысле накопления или уменьшения движения или каких-то неизменяющихся элементов, т. е. в смысле механическом. Поэтому в те времена не могла быть выяснена подлинная сущность явлений, происходящих в космосе.