Космічні процеси та мінералоутворення

Космические процеси та минералообразование

А.Г.Жабин, доктор геолого-мінералогічних наук.

В кристалах мінералів, гірських породах, шаруватих товщах опадів фіксуються і мільярди зберігаються ознаки, що характеризують як еволюцію самої Землі, але її взаємодію Космосу з космосом.

Земные і космічні явления.

В геологічних об'єктах мовою фізичних і хімічних властивостей записана своєрідна генетична інформацію про вплив космічних процесів на Землю. Ведучи мову про методі вилучення цієї інформації, відомий шведський астрофізик Х. Альвен стверджує следующее:

" Оскільки не може знати, що сталося 45 млрд. років тому, змушені розпочинати з сучасного стану Сонячної системи та крок по кроку відновлювати дедалі попередні стадії його розвитку, Цей принцип, выдвигающий першому плані ненаблюдаемые явища, є основою сучасного підходи до вивченню геологічної еволюції Землі; його девіз: «справжнє є ключі до минулому » .

В насправді, сьогодні вже можна якісно діагностувати багатьох видів зовнішнього космічного впливу Землю. Про зіткнення її з гігантськими метеоритами свидетельстеуют астроблемы на земної поверхні (Земля і Всесвіт, 1975, 6, з. 13−17.-Ред.), поява більш щільних видів мінералів, усунення і плавлення різних порід. Діагностувати можна також ознайомитися космічну пилюку і проникаючі космічні частки. Цікаво досліджувати зв’язок тектонічної активності планети з різними хроноритмами (временнЫми ритмами), обумовленими космічними процесами, такі як сонячна активність, спалахи наднових зірок, рух Сонця і Сонячної системи в Галактике.

Обсудим питання, чи можна виявити космогенные хроноритмы в властивості земних мінералів. Ритмічний і масштабний, — який охоплює планету характер сонячної активності та інших космофизических чинників може стати основою загальнопланетарних «реперів «часу. Тому пошуки й діагностика матеріальних слідів подібних хроноритмов можна як нове перспективний напрям. У ньому спільно використовуються ізотопний (радіологічний), биостратиграфический (з урахуванням копалин залишків тварин і рослин) і космогенноритмический методи, які у її розвитку будуть доповнювати одне одного. Дослідження у цьому напрямі має: описані астроблемы, в соляних товщах виявлено верстви, містять космічну пил, встановлено періодичність кристалізації речовин, у печерах. Але тоді як біології і біофізиці останнім часом постали нові спеціальні розділи косморитмология, геліобіологія, биоритмология, дендрохронологія, то мінералогія поки що відстає аналогічних исследований.

Периодические ритмы.

Особое увагу зараз звертається шукати можливих форм фіксації в мінералах 11-річного циклу сонячної активності. Цей хроноритм фіксується як на сучасних, а й у палеообъектах в глинисто-песчаных опадах фанерозоя, в водоростях СоIIеniа з ордовика (500 млн. років тому), на зрізах копалин пермських (285 млн. років) скам’янілих дерев. Віддзеркалення як і космогенной ритмічності на мінералах, виросли на планеті у зоні гипергенеза, тобто у самій верхню частину земної кори, ми щойно розпочинаємо шукати. Але він безсумнівно, що кліматична періодичність космогенной природи виявлятиметься через різну інтенсивність циркуляції поверхневих та грунтових вод (чергування посух і обводнений), різний прогрів верхньої плівки земної кори, через зміна швидкості руйнації гір, накопичення опадів (Земля і Всесвіт, 1980, 1, с.2−6. — Ред.). Але смільчаків як ці чинники впливають на земну кору.

Наиболее перспективні місця на допомогу пошуку ознак подібних космогенных хроноритмов це кора вивітрювання, карстові печери, зони окислення сульфідних родовищ, опади соляного і флишевого типу (останні є шарувате чергування порід різного складу, обумовлене колебательными рухами земної кори), звані стрічкові глини, пов’язані з періодичним таненням ледников.

Приведем кілька прикладів періодичності, зафіксованої у разі зростання кристалів мінералів. Добре вивчені кальцитовые сталактити (СаСО3) з печер Зауерланда (ФРН). Встановлено, що сьогодні середня товщина наростаючого ними щороку шару дуже мала, всього 0,0144 мм. (швидкість зростання приблизно мм. за 70 років), а загальний вік сталактита близько 12 000 років. На тлі зон, чи оболонок, з річний періодичністю на сталактитах виявлено і більше товсті зони, які наростали через 10 — 11 -літні проміжки. Інший приклад кристали целестіна (SгSO4) розміром до 10 див, які виросли в пустотах серед силурийских доломітів Огайо (США). Вони виявлено дуже тонка добре витримана зональність. Потужність однієї пари зон (світлої й темній) коштує від З до70 мкм., але у певних місцях, де є багато тисяч таких пар, потужність більш стабільна 7,5 — 10,6 мкм. Микрозондом вдалося визначити, що світлі і темні зони різняться за величиною відносини Sr/Ва і крива має пульсуючий характер (осадові доломиты на момент їх вилуговування і безперервної освіти порожнин повністю скам’янілими). Після розгляду можливі причини виникнення як і зональности перевагу віддали річний періодичності умов кристалізації. Очевидно, теплі і гарячі хлоридные води, містять Sr і Ва (температура вод коштує від 68 до 114С) і мають собі напрямок руху в надрах Землі вгору, періодично, разів на рік, розбавляли поверхневими водами. Через війну могла виникнути тонка зональність кристалів целестина.

Исследование тонкослоистых кірок сфалерита з Теннеси (США), знайдених межах рудного родовища Пайн Пойнт, також показало періодичність наростання оболонок, чи зон, цих кірках. Потужність їх майже п’ять — 10 мкм., причому більш товсті чергуються через 9 — 11 тонких зон. Річна періодичність у разі пояснюється лише тим, що проникаючі в рудне родовище грунтових вод змінюють об'єм і склад растворов.

Тонкая річна зональність є й у агаті, дедалі вищому в приповерхностном шарі земної кори. У описах агатів, зроблених ще у столітті, відзначається іноді до 17 000 тонких верств щодо одного дюймі. Отже, одиночна зона (світла і темна смуга) має потужність всього 1,5 мкм. Настільки повільну кристалізацію мінералів агата цікаво порівняти зі зростанням конкреций в океані. Ця швидкість 0,03 — 0,003 мм. за тисячу років, чи 30 — 3 мкм. на рік. Очевидно, в наведених прикладах можна знайти складна ланцюг взаємозалежних явищ, зумовлюючих вплив 11-річного циклу сонячної активності до зростання кристалів мінералів, у поверхневому шарі земної кори. Мабуть, зміна метеорологічних умов під впливом сонячного корпускулярного випромінювання проявляється, зокрема, й у коливаннях обводненості верхніх ділянок земної коры.

Вспышки сверхновых.

Помимо річних і 11-річних хроноритмов існують одиночні космогенные «репери «часу. Тут маємо у вигляді спалахи наднових зірок. Ленінградський ботанік М. У. Ловеллиус вивчив структуру річних кілець 800-летнего дерева арчі, зростаючого в розквіті 3000 м одному з схилів Зеравшанского хребта. Він виявив періоди, коли приріст річних кілець вповільнювався. Ці періоди майже напевно падають на 1572 і 1604 роки, як у небі спалахували наднові зірки: наднова Тихо Бразі і наднова Кеплера. Нам доки відомі геохімічні і мінералогічні слідства інтенсивних потоків космічного проміння у зв’язку з п’ятьма спалахами наднових, які відбулися з нашого Галактиці протягом останнього тисячоліття (1006, 1054, 1572, 1604, 1667 роки), і ми доки вміємо діагностувати подібні ознаки. Важливо не стільки бачити сліди первинних космичеких променів в земних мінералах (тут дещо відомо), як знайти метод визначення інтервалів часу, як у минулому космічні промені з особливою інтенсивністю впливали на форумі нашу планету. Такі інтервали часу, синхронізовані у всій Землі, можна буде порівняти з повсюдно поширеними верствами відомого віку маркирующими стратиграфическими обріями. На думку астрофізиків, від початку існування Землі близько 10 раз найближчі до Сонцю зірки спалахували як наднові. Отже, природа дає до нашого розпорядження мінімум десять послідовних хронореперов, єдиних для всієї планети. Минералогам ще належить знайти сліди подібних космогенных тимчасових реперів в властивості кристалів мінералів і доданків ними гірських порід. Як приклад можна навести місячний реголіт. У ньому відбито історія на Місяць сонячного вітру, галактичних космічного проміння, микрометеоритов. Причому великі космогенные хроноритмы тут мають виявлятися більш контрастно адже Місяць немає атмосфери, і, отже, космічні на неї негаразд сильно спотворюються. Дослідження реголіту показало, що інтенсивність протонного опромінення на Місяці з 1953 по 1963 рік у в чотири рази перевищувала середню інтенсивність для кількох попередніх мільйонів лет.

Идея про причинного зв’язку періодичності геологічних процесів Землі з періодичністю взаємодії Землі та Космосу дедалі більше проникає до тями геологів і планетологов. Тепер зрозуміли, що періодизація геологічної історії, геохронологии пов’язані з сонячної діяльністю єдністю временнОй структури. Та потім отримані нові дані. Виявилося, що общепланетарные тектоно-магматические (мінералогічні) епохи корелюють з тривалістю галактичного року. Наприклад, для послеархейского часу встановили дев’ять максимумів відкладення мінерального речовини. Вони мали місце приблизно 115, 355, 530, 750, 980, 1150, 1365, 1550 і 1780 млн. років тому вони. Інтервали між тими максимумами становлять 170 — 240 млн. років (загалом 200 млн. років), тобто рівні тривалості галактичного года.

Член-корреспондент АН СРСР Р. Л. Поспєлов, аналізуючи місце геології в природознавстві, зазначив, що вивчення багатоступінчастих геологічних комплексів призведе цю науку до відкриттю явищ типу «квантування «різних процесів в макросвіті. Мінералоги разом із геологами-стратиграфами, астрогеологами, астрофізиками збирають факти, що у майбутньому дозволять скласти загальну всім планет Сонячної системи шкалу времени.

.

Схематический розріз шаруватого ділянки земної кори. Видно виходять на поверхню (зліва) і «сліпі «(справа) гидротермальные жили (чорні жирні лінії). У лівих відбувається обмін гидротерм з поверхневими грунтовими водами.

1, 2, 3, 4, — послідовні стадії зростання мінералів: кристалів кварцу і піриту. Зростання кристалів у надрах Землі виявляється що з 11-річним циклом сонячної активності.

Источник: Опубліковано в журн. «Земля і всесвіт », М, АН СРСР, 1982, 1.

Список литературы

Для підготовки даної праці були використані матеріали із сайту internet.