Bыпадение галактических комет

Происхождение подводных гор и магматических камер объясняют наличием плюмов. Полагают, что такие плюмы периодически поднимаются от границы мантии и земного ядра [4], либо рождаются в мантии [5] и в астеносфере [6], либо выпадением галактических комет [7], либо процессами дегазации.В соответствии с [7] при движении по галактической орбите Солнце через 19-37 млн лет пересекает струйные потоки и спиральные рукава Галактики, и в такие эпохи 1-4 млн лет планеты подвергаются интенсивным бомбардировкам. Эти времена выделены в истории Земли как эпохи глобальных природных катастроф (геологических,климатических, биотических и др.), выступающих границами периодов и отделов фанерозойской шкалы.

За время одной бомбардировки на Землю может выпадать 104–106 комет. Их скорость 450 км/с, масса 109-1014 кг, энергия 1020-1025 Дж, а диаметр ядра варьирует от 0,1 до 3,5 км. Плотность вещества комет близка 1,0 г/см3 [7].

При падении таких комет на планеты без атмосферы (Меркурий, Луна) или на обладающий разреженной оболочкой Марс в месте удара возникает кратер 10-250 км в диаметре. Газовая оболочка Земли (тем более Венеры) для комет является непреодолимым препятствием [7]. В ней они разрушаются, порождая гиперзвуковую ударную волну, которая, достигая поверхности, не создает кратера. Так как скорость волны много выше скорости звука в породах литосферы (6-8 км/с), эта волна, слабо затухая, может достичь глубин 10-100 км, где, замедлившись до скорости звука,взрывным образом выделить энергию. Основная энергия кометы идет на дробление пород вдоль движения волны и на создание в месте удара, глубоко под поверхностью, магматической камеры [8].

Объем магматических камер под подводными горами 104-105 км3, а степень плавления их пород 10% [3]. Так что при образовании камер в них возникает объем расплава 103-104 км3. За счет разности в плотности породы и расплава в камере имеется избыточное давление, заставляющее магму подниматься наверх.

Расчетами показано [8], что, по крайней мере, 5% комет имеют кинетическую энергию достаточную для объяснения параметров наблюдаемых магматических камер, а также числа подводных гор и характера их расположения на Земле.

Пoд континентами также образуются зоны сильно разогретых пород, но на большей глубине, чем в океанах. Разрядка их энергии приводит к образованию диапиров и интенсивному росту массивов. При этом основная часть кометной энергии поглощается в астеносфере, поддерживая ее вещество в частично расплавленном состоянии. В дальнейшем эта энергия участвует в образовании континентальных и океанических рифтовых систем [9].



C А.А. Баренбаум (Институт проблем нефти и газа РАН, Москва, e-mail: azary@mail.ru)
О происхождении и механизме роста подводных гор. Геология морей и океанов: Материалы XVII Международной научной конференции (Школы) по морской геологии. Т. IV. 2007, cc.15-17 http://window.edu.ru/resource/501/70501/files/marinegeo_tom_4.pdf


4. Добрецов Н.Л., Кирдяшкин А.Г., Кирдяшкин А.А. Физико-химические условия на границе ядро-мантия и образование термохимических плюмов //ДАН. 2003. Т. 393. №6. С. 797–801.
5. Пущаровский Ю.М., Новиков В.Л., Савельев А.А., Фадеев В.Е. Гетерогенность мантии и конвекция // Геотектоника. 1989. №5. С. 3–13.
6. Хаин В.Е. Основные проблемы современной геологии. М.: Научный мир, 2003. 348 с.
7. Баренбаум А.А. Галактика, Солнечная система, Земля. Соподчиненные процессы и эволюция. М.: ГЕОС, 2002. 394 с.
8. Баренбаум А.А. Воздействие галактических комет на внешние оболочки планет земной группы // Физика экстремальных состояний вещества2005. Черноголовка: ИПХВ РАН, 2005. С. 117–119.
9. Баренбаум А.А., Хаин В.Е., Ясаманов Н.А. Крупномасштабные тектонические циклы: интерпретация с позиций галактической концепции //Вестник Моск. Ун-та, Сер. 4. Геология. 2004. №3. С. 3–16.

c А.А. Баренбаум (Институт проблем нефти и газа РАН, Москва, azary@mail.ru) Тектономагматические процессы в океанах и на континентах как следствия падений галактических комет. Материалы XVIII Международной научной конференции (Школы) по морской геологии Москва, cc.205-209 ноября 2009 г.http://rogov.zwz.ru/Marine%20geology%202009_t_5.pdf

В настоящее время объяснение важнейших тектономагматических процессов в океанах и на континентах – спрединг и внутриплитный магматизм, построено на двух разных физических идеях: концепции литосферных плит, основанной на механизме глобальной мантийной конвекции [1, 2], и концепции плюмов [3]. В обоих случаях полагают, что энергия этих процессов имеет эндогенную природу и выделяется в ядре планеты. Kосмическими факторами пренебрегают, хотя и допускают, что эти факторы могут играть роль спусковых механизмов при передаче энергии из земного ядра на поверхность [4].


Галактические кометы – это класс крупных космических тел, интенсивно бомбардирующих планеты Солнечной системы в периоды пребывания Солнца в струйных потоках и спиральных рукавах Галактики. В истории Земли такие периоды повторяются через 20–37 млн. лет эпохи глобальных катастроф (геологических, климатических, биотических), выступающих естественными границами стратонов фанерозоя. В эти короткие отрезки времени длительностью 4–5 млн. лет на Землю может выпадать до 10^4–10^6 комет. Последняя кометная бомбардировка средней силы имела место на границе неогенового и четвертичного периодов и закончилась 1 млн. лет назад.

Состоят галактические кометы в основном из водяного льда плотностью 1 г/см3. Размер их ядра 0.1–2.5 км, масса 10^12 –10^17 г, а энергия 10^20–10^25 Дж. Из-за наклонения плоскости эклиптики к направлению на центр Галактики, область с максимальной плотностью кометных падений перемещается по земному шару между полюсами с периодом примерно 300 млн. лет [6].

В отличие от астероидов и комет Солнечной системы при падении на Землю галактические кометы не создают кратера. В земной атмосфере ядра комет разрушаются, формируя гиперзвуковую ударную волну, которая с малым поглощением проникает на глубину сотен километров, происходит локальный нагрев и частичное плавление пород с образованием «магматических камер».

В силу специфики взаимодействия кометных ударных волн с океаническими (тонкими) и континентальными (толстыми) плитами [6], падения в океан и на континенты различны. Условное различие между ними в том, что в первом случае возникающие в магматических камерах расплавы изливаются на поверхность (океаническое дно) в форме лав, а во втором – кристаллизуются в верхних зонах коры, создавая разные по морфологии интрузивные тела.

Классификация взаимодействия ударных волн с океаническими плитами я с учетом одиночного или группового способа их формирования .

Структуры, связанные с излиянием лав на поверхность:
Одиночное формирование
Горячие точки
Горячие поля
Подводные горы
Срединные океанические хребты

Горячие точки – места излияний на океаническое дно лав, поступающих с больших глубин. Число горячих точек 50 [1]. Могут проявить себя в виде цепей подводных гор протяженностью до 1000 км. Oобразуются энергией 10^25 Дж, создающими камеры на глубине 100 км и более.

Все горячие точки располагаются в пределах так называемых горячих полей [10] – крупных магматических провинций площадью 10^6 км2. Их активность проявляется импульсами 1-5 млн. лет в течение времени 50 млн. лет [11]. Bремя и характер активности провинций определяются неравномерным нагревом астеносферы галактическими кометами.

Подводные горы – вулканические постройки высотой от 0.5 до 6 км, равномерно покрывающие дно океанов. Их численность 10^6 [12]. В процессе спрединга дна движутся от срединных океанических хребтов вместе с океаническими плитами, испытывая рост [13]. Создаются кометами с энергией 10^23 Дж, образующими магматические камеры в толще океанической коры [8].

Сводовые поднятия – приподнятые на сотни метров участки океанического дна площадью 10^2–10^3 км2, cформированные с участием подушечных лав [12]. Их образование объясняют вспучиванием и растрескиванием поверхности дна вследствие неглубокого залегания магматических камер.

Трапповые плато – лавовые платформы высотой от сотен метров до первых км. Отдельные плато могут иметь объем 10^8 км3, занимать площадь 10^7 км2 и формироваться за время 10^6 лет [1]. Эпохи излияния траппов совпадают или несколько запаздывают относительно времен кометных бомбардировок [6].

Срединно-океанические хребты – планетарные разломы протяженностью 10^4 км, в которых океаническая кора наращивается изливающими лавами, объясняется конвективным выносом тепла из слоя астеносферы, нагреваемого кометами. Зона максимального нагрева астеносферы перемещается по земному шару, контролируя процессы раскола и перемещения литосферных плит [6].

Aналогична классификация интрузий, учитывающая их общепринятое подразделение на тела, согласные и несогласные по залеганию со слоистостью вмещающих пород. (глубина формирования тел, cогласное/ несогласное залегание)

1. Глубинные (> 1.5 км) Лополиты Батолиты
2. Среднеглубинные (1.5–0.5 км) Силлы Штоки
3. Приповерхностные (> 1.5 км) Лакколиты Дайки

Лакколиты – интрузивные массивы диаметром от 100 м до нескольких км, приподнимающие вышележащие породы, не нарушая их слоистости. Имеют в разрезе грибовидную или куполообразную форму и плоскую подошву. Сложены вязкими кремнекислыми магмами. Mагмы поступают из расположенных снизу небольших магматических камер.

Силлы – плоские межслоевые интрузии, сложенные, породами основного состава. Располагаются на средних глубинах. Протяженность силлов может достигать 300 км при толщине 10-100 м. Нередко образуют тела одно над другим, соединенные ответвлениями, секущими вмещающие породы.

Лополиты – межпластовые интрузии формы блюдца и диаметром 10 км. Преимущественно сложены породами основного и ультраосновного состава.

Батолиты – крупные линзовидные тела мощностью до 15 км и площадью до 10^4 км2. Бывают удлиненные и изометрические. Состоят из пород кислого и среднего состава. Относятся к глубинным интрузиям.

Штоки – тела в виде колонн изометрической неправильной формы. Имеют меньшую мощность и диаметр, чем у батолитов.

Дайки – малые интрузии представлены заполненными кристаллизовавшимся расплавом трещины с параллельными стенками, пересекающими вмещающие породы. Состав даек меняется от кислого до основного. Бывают вертикальными, наклонными, расходящимися из одного центра и кольцевыми. Ширина даек варьирует от см до 5–10 км, а длина от 10 м до 10^3км. Малоглубинны.

Параметры интрузий указывают на то, что возникновение этих тел, вызвано падениями мелких комет с энергией 10^20-10^21 Дж. В отличие от подводных гор и хребтов, создаваемых с энергией 10^25 Дж, мелкие кометы способны формировать небольшие быстро остывающие камеры неглубокого залегания.

Таким образом, энергия тектонических процессов может поступать к поверхности планеты не только «снизу»,, но и приноситься «сверху» из космоса галактическими кометами. Данный вывод устраняет ряд принципиальных трудностей мантийной плюмовой геодинамики, отдельные положения которой поставлены в последние годы под сомнение [14].

1. Лобковский Л.И., Никишин А.М., Хаин В.Е.. Современные проблемы тектоники и геодинамики. М.: Научный мир. 2004. 612 с.
2. Трубицын В.П. Основы тектоники плавающих континентов // Физика Земли. 2000. №9. С.4-40.
3. Добрецов Н.Л., Кирдяшкин А.Г., Кирдяшкин А.А. Глубинная геодинамика. Новосибирск: СО РАН. Фил. ГЕО. 2001. 409 с.
4. Хаин В.Е. Основные проблемы современной геологии. М.: Научный мир. 2003. 348 с.
5. Баренбаум А.А. Галактоцентрическая парадигма в геологии и астрономии. М.: «ЛИБРОКОМ». 2009. 544 с.
6. Баренбаум А.А., Хаин В.Е., Ясаманов Н.А. Крупномасштабные тектонические циклы: анализ с позиций галактической концепции // Вестник МГУ.Сер. 4. Геология. 2004. №3. С.3-16.
7. Жулева Е.В. Геоморфология вулканических гор ложа океана. М''84_f2 .: ИО РАН. 2004. 185 с.
8. Баренбаум А.А. Подводные горы как области современного магматизма. Причина и механизм их возникновения // Области активного тектогенеза в современной и древней истории Земли. Материалы ХХХIХ Тектонического
совещания. М.: ГЕОС. 2006. Т.1. С.33-37.
9. Баренбаум А.А. Процессы в земной коре и верхней мантии: проблемы горообразования и новейших поднятий земной коры // Связь поверхностных структур земной коры с глубинными. Матер. XIV Межд. конф. Петрозаводск: Карельский НЦ РАН. Ч.1. 2008. С.43-47.
10. Зоненшайн Л.П., Кузьмин М.И. Палеогеодинамика. М.: Наука. 1992. 192с.
11. Bryan S.E., Ernst R.E. Revised definition of Large Igneous Provinces (LIPs) // Earth-Science Reviews. 2008. Vol.86. №1-4. P.175-202.
12. Ильин А.В. Изменчивый лик глубин. Проблемы изученности дна океана.М.: Наука. 1996. 186 с.
13. Баренбаум А.А. О происхождении и механизме роста подводных гор //Материалы XVII Международной научной конференции по морской геологии (ИО РАН). Т.IV. М.: ГЕОС. 2007. С.87-89.
14. Пучков В.Н. «Великая дискуссия» о плюмах: так кто же все-таки прав? //Геотектоника. 2009. №1. С.3-22.