Формирование вод Мирового океана

   Проблема происхождения и истории океанов есть прежде всего проблема происхождения океанских вод. Вода, или, вернее, сложный солевой раствор, заполняющий океанические впадины, - основное, что характеризует океаны. Воды океанов и морей имеют объем около 1,3 млрд.км3, обладают массой порядка 1,4 млрд. т и составляют 96,5% всего объема гидросферы.

   Еще в XVIII и XIX вв. складывались представления об образовании гидросферы одновременно с другими оболочками Земли. Согласно космогонической гипотезе, выдвинутой немецким философом Кантом и французским математиком Лапласом, Земля находилась в начальный период в расплавленном жидком состоянии. Пары воды и газы, выделявшиеся из недр Земли, сосредоточились у поверхности планеты в виде горячей плотной первичной атмосферы. При охлаждении она вскоре разделилась на водную и газовую оболочки, образовав первичный океан и остаточную атмосферу. С возникновением этой гипотезы возникло и мнение о постоянстве объема океанических вод Мирового океана, солевой состав которого формировался главным образом благодаря приносу растворимых веществ реками.

   Однако исследования последних десятилетий нашего времени обнаружили несоответствие между таким способом образования гидросферы и структурой и составом этих оболочек Земли. Правда, гипотеза конденсационного происхождения гидросферы некоторыми учеными развивается и в настоящее время. Так, например, советские исследователи В. И. Ферронский и С. А. Денисик считают, что Земля вместе с Солнцем и другими планетами образовалась из единого протосолнечного холодного газового облака. Земля выделилась из этого облака в процессе сжатия последнего, причем сжатие сопровождалось разогревом системы и химической дифференциацией вещества. После образования практически несжимаемого тела планеты наступил процесс постепенного охлаждения Земли до температур, при которых возникли условия конденсации воды. Исходя из этой гипотезы, авторы цитируемой работы полагают, что океан моложе земной коры, а химический и изотопный состав его вод мало изменился с момента образования гидросферы.

   Изложенные взгляды - лишь одна из гипотез, пока не получивших достаточно широкой поддержки ученых.

   Основой современных взглядов на историю земных оболочек является наиболее полно разработанная космогоническая гипотеза, согласно которой планеты солнечной системы образовались из холодного газо-пылевого облака, захваченного Солнцем при движении его по орбите. В облаке происходила дифференциация вещества, образование холодных планет, в том числе планеты Земля. За счет энергии, выделявшейся при распаде радиоактивных элементов, прежде всего урана, тория и изотопа калия (К40), Земля разогревалась до полного или частичного расплавления ее вещества. При разогреве планеты вещество Земли разделилось на оболочки. Гидросфера выделилась из глубин Земли в процессе ее разогрева, плавления и дифференциации вещества. Надо сказать, что мысль о глубинном магматическом происхождении морских вод еще в 30-х годах прошлого столетия высказал В. И. Вернадский. Он писал, что нельзя не учитывать огромного количества вод, связанных с подводными вулканическими извержениями и выходами минеральных источников, может быть, на всем протяжении морского и океанического дна.

   Одним из критериев для решения вопроса о происхождении гидросферы считается соотношение содержания некоторых элементов в осадочных породах, образовавшихся в большинстве в водных условиях, а также в атмосфере по сравнению с содержанием этих элементов в глубинных слоях Земли. Поверхностные слои обогащены некоторыми элементами глубинных пород. Так, например, содержание азота в гранитной оболочке в 300 раз, а серы в осадочных породах в 10 раз больше, чем в более глубоких слоях Земли. По данным американского ученого Дж. Калпа (Kulp, 1951), отмечается значительный избыток аргона в атмосфере и гидросфере по сравнению с содержанием К40 - изотопа калия, при радиоактивном распаде которого образуется этот инертный газ. Аргон ввиду своей инертности не способен связываться в какие-либо природные соединения и непрерывно накапливается в атмосфере. Избыток его, по мнению Дж. Калпа, пропорционален избытку воды, «изгнанной из земных недр на поверхность из метеоритной холодной - разогревающейся Земли».

   По подсчетам Дж. Калпа, таким путем в гидросфере и коре должно было сосредоточиться 3,4 млрд. км3 воды, а непосредственный подсчет количества воды в земной коре и гидросфере дает цифру 2,2 млрд. км3, т. е. величину того же порядка. В этом исследователи видят доказательство правильности идеи, согласно которой океан, составляющий большую часть гидросферы, - не остаточное природное тело, как это должно было бы следовать из гипотезы первично «горячей» Земли (по Канту и Лапласу), а производное, образовавшееся из продуктов дегазации вещества недр Земли.