Геохимия будущего
Вспомним: почти все радиоактивные элементы в земной коре имеют вторичное происхождение, поскольку постоянно образуются в результате радиоактивного распада урана и тория. Так как уран и торий сами радиоактивны, то, если они в конце концов исчезнут, периодическая система оборвётся на висмуте — последнем стабильном элементе. Однако периоды полураспада (так называется время, за которое данное количество радиоактивного элемента распадается наполовину) урана и тория составляют около 5 млрд лет. Можно представить, какой огромный срок потребуется, чтобы они «съели сами себя». Сохранится ли к этому времени сама наша планета?!
Восточная мудрость гласит: «Прежде чем считать звёзды, внимательно посмотри под ноги».
У геохимиков будущего остаётся непочатый край работы. Пока ещё недоступны и непредста-вимы методы, которые позволили бы, образно говоря, «пробурить планету насквозь». Несомненно, чем глубже будет проникать человек в недра Земли, тем чаще придётся сталкиваться с новыми загадками и неожиданностями. Наверное, если бы мы смогли узнать действительный химический состав земного ядра, то существующие представления о нём подверглись бы пересмотру.
И ведь всплывает совершенно неожиданная проблема.
По мере углубления в недра Земли увеличивается сжатие, которому подвергается вещество. По расчётам в земном ядре давление должно достигать 3 млн атмосфер. При таком колоссальном давлении свойства многих веществ должны существенно изменяться. Даже если бы ядро Земли состояло из газов, то в подобных условиях они перешли бы в металлическое состояние. На этом соображении построена, в частности, гипотеза о земном ядре, образованном металлическим водородом.
Пусть, как обычно считается, ядро имеет железоникелевый состав: свойства этих металлов в условиях сильнейшего сжатия, очевидно, должны быть необычными.
Почему? Вот некоторые сведения из области строения атомов. Например, вокруг ядра атома калия с зарядом, равным 19, вращаются 19 электронов.
По четырём электронным оболочкам они распределяются в следующей последовательности: 2 — 8 — 8 — 1. Единственный электрон на четвёртой, внешней, оболочке и определяет важнейшие химические свойства калия. На предыдущей, третьей, содержатся свободные места: согласно теории строения атома, эта оболочка вмещает максимум 18 электронов. И вот что предполагают теоретики: при сверхвысоких давлениях одинокий внешний электрон калия может «перекочевать» с четвёртой оболочки на третью. Образуется необычный атом: он имеет тот же заряд, то же число электронов, но иное их распределение: 2 — 8 — 9. А следовательно, такой «неокалий» обладал бы принципиально иными химическими свойствами. И прочие, обычные в нормальных условиях элементы, испытали бы подобные превращения. Ещё более высокие давления могли бы вообще «смять» электронные конфигурации (т.е. строение) атомов, по существу лишив элементы химических свойств. Такую необычную картину нарисовал лет сорок назад русский термохимик и геохимик Анатолий Фёдорович Капустинский (1906—1960). Он предложил выделять в земном шаре три «химические» зоны, сменяющие друг друга по мере увеличения сжатия: зону обычного химизма, зону вырожденного химизма и зону «нулевого» химизма.
Насколько неожиданна и привлекательна эта гипотеза, настолько же она и спорна. Найти ей подтверждения или отбросить напрочь можно лишь при условии, что удастся «потрогать руками» образцы вещества земных недр, добытого с очень больших глубин.
Постоянная ссылка на страницу: http://pochemy.net/?n=1074
Случайная статья
