В центре планеты, как мы видели, находится металлическое ядро, выше (до глубин 2900 км) – обширная зона жидкого расплава, так называемое внешнее ядро, которое облекается твердой мантией – оболочкой (см. рис. 8, с. 28). В этой мантии и сосредоточено первичное планетное вещество, из которого была сформирована наша Земля. Считается, что преобразование этого протовещества происходит в результате физико-химических реакций в зоне внешнего ядра. Продукты этого преобразования – тяжелые металлы – опускаются вниз и формируют плотное внутреннее ядро, а легкие газы и силикаты поднимаются в верхние горизонты планеты. Оценивая массу ядра, земной коры и внешнего ядра, можно примерно найти, сколько протовещества уже подверглось переработке в течение всей истории Земли. Эта величина составляет 361×1025 г. Непрошедшее через горнило физико-химических реакций вещество (240×1025 г) сосредоточено в мантии Земли. Считается, что состав протовещества близок составу выпадающих на Землю метеоритов. Но метеориты содержат в среднем около 0,5% воды. Это позволит оценить, сколько воды было выработано при распаде 361×1025 г протовещества; получается 1,8×1025 г. Из этой огромной массы лишь 4,2×1024 г поступило на поверхность в жидкой фазе, что составляет 23%. Значит, 77% воды навсегда осталось в недрах верхних этажей планеты. Непрошедшая через горнило физико-химических реакций часть протовещества оболочки (240×1025 г) способна дать еще 1,2×1025 г воды и, следовательно, 2,76×1024 г в свободной фазе. Иными словами, земные недра еще должны выработать полтора объема современного Мирового океана!
Приведенные расчеты позволяют сделать ряд важных выводов относительно прошлой истории свободной воды и будущей эволюции Мирового океана.
За всю жизнь Земля уже выработала 2/3 воды, содержавшейся в протопланетном веществе. В будущем она еще выработает примерно полтора объема Мирового океана, после чего поступление воды на земную поверхность прекратится.
Из 4,2×1024 г вынесенной на поверхность воды за период океанизации, т.е. за последние 70 млн. лет, была выработана почти половина – 2,2×1024 г. Оставшаяся часть поступила на поверхность в течение всей предыдущей истории Земли, т.е. за 4 млрд. лет. Естественно, этой воды было недостаточно, чтобы сформировать Мировой океан, подобный современному. Ее было слишком мало. Этой массы воды должно было хватить лишь на образование небольших мелководных водоемов. Поскольку пышная наземная растительность появилась лишь в середине палеозоя – в каменноугольном периоде, то мы должны признать, что только к этому времени мелководные водоемы более или менее равномерно покрыли земную поверхность.
До карбона воды еще было мало, поэтому жизнь не могла выйти на бесплодную неувлажненную сушу, продолжая развиваться в немногочисленных морских бассейнах докарбонового времени. С появлением обширного зеркала водоемов ускорился фотолиз, и, следовательно, стал быстро накапливаться в атмосфере кислород. В производство кислорода включилась также растущая масса биосферы. Атмосфера Земли становится все более кислородной, что способствовало развитию высших форм органической жизни.
Таким образом, вся история Земли может быть разделена на два периода – доокеанический, включающий криптозой и большую часть фанерозоя, и период океанизации, начавшийся в конце мезозоя (70 млн. лет) и продолжающийся с наивысшей скоростью в настоящее время. Причина такого разделения определяется постепенным характером накопления выделяющейся из недр свободной воды на земной поверхности. Иными словами, эволюция лика Земли и жизни шла с постепенным ускорением.
Из приведенного следует также, что Мировой океан – чрезвычайно молодое образование. Никогда на Земле не было раньше подобного глубоководного и обширного резервуара свободной воды. Поэтому тщетно искать следы древних океанов на современной суше – их там никогда не было. Океан не дается планете изначально. Он появляется в результате длительной и долгой эволюции протовещества, в результате постепенного накопления выносимой из недр планеты свободной воды.
Возникает вопрос: как долго Земля еще будет производить воду и сколько лет будет существовать океан?
Реальная фантастика голубой планеты. Средняя скорость поступления воды в период океанизации составляет 3,6×1016 г в год, т.е. на порядок ниже современной (3,6×1017 г в год). При сохранении средних темпов дегидратации, установившихся в кайнозое, в последующее время для выработки оставшейся массы свободной воды в недрах планеты (2,76×1024 г) потребуется 2,76×1024 г/3,6×1016 г/год = 8×107 лет. Следовательно, Земля еще 80 млн. лет будет вырабатывать воду, после чего ресурсы ее протовещества исчерпаются и поступление воды на поверхность полностью прекратится. Если мы нанесем эту цифру на левую часть графика (см. рис. 16, с. 65) и предположим, что последующие поступления воды, вследствие ее уменьшения в оболочке, будут происходить все замедляясь, т.е. аналогично закону возрастания в период океанизации, то получим симметричный график (см. рис. 16, с. 65). Значит, максимума дегидратации следует ожидать в ближайший миллион лет, после чего скорость поступления воды начнет уменьшаться. Отсюда находим, что продолжительность периода океанизации составляет всего 120 – 140 млн. лет. Следовательно, океанизация – это финал эволюции планеты. Развитая гидросфера возникла на Земле на заключительном этапе ее внутренней активности.
Как же будет изменяться лик Земли в процессе финального этапа океанизации?
Современные темпы поступления эндогенной воды составляют 0,6 мм в год. Они, как мы видели, установились многие миллионы лет назад. Поэтому у нас нет никаких оснований считать, что, скажем, в ближайшие тысячи и даже сотни тысяч лет (что в геологическом масштабе времени – всего лишь миг) эти темпы могут резко измениться. Значит, через 10 тысяч лет уровень океана при отсутствии крупных изменений его емкости за счет значительных углублений дна поднимется на 6,1 м. Но такое увеличение уровня неизбежно повлечет за собой общее потепление климата, что может привести к полному или значительному таянию льдов Антарктиды и Арктики. Ликвидация этих ледников повысит уровень моря еще на 63 м, т.е. в сумме с глубинной водой уровень поднимется на 70 м. Это приведет к затоплению всей низменной суши, треть которой лежит на отметке ниже 100 м. Человечество, видимо, будет бессильно сдержать это наступление океана, ибо нельзя построить вдоль всего океанского и морского побережья дамбы высотой около 80 м. Через 100 тысяч лет уровень моря поднимется еще на 60 м и достигнет отметки +240 м. Под водой окажутся все равнины Земли. Через миллион лет уровень поднимется еще на 500 м и достигнет отметки 600 – 650 м. Теперь уже только горные области в виде редких островов будут возвышаться над гладью безбрежного океана. Наша Земля превратится в планету-океан. Все предыдущее рассмотрение показывает, что реальность столь быстрого и значительного подъема уровня Мирового океана чрезвычайно высока. Теперь мы видим, что происходящее наступление океана на побережьях Голландии, Средиземного моря и в других районах – это не случайные явления. Наблюдаемое здесь наступление океана является следствием общепланетарного процесса, имя которому – океанизация Земли! Поэтому ожидать кардинального изменения существующих условий было бы непростительной ошибкой. Усилия по защите затапливаемых побережий должны быть утроены. Недооценка явления океанизации вскоре может обернуться значительным удорожанием работ или даже безвозвратной утратой обширных территорий. Фантастика голубой планеты, к сожалению, слишком реальна!
Что ожидает планету в более отдаленном будущем? Как было показано, в предстоящие 70 – 80 млн. лет земные недра выработают еще примерно полтора объема Мирового океана, т.е. 2,76×1024 г воды. Вместе с имеющейся массой гидросферы (1,64×1024 г) это составит 4,4×1024 г. Современные ежегодные потери воды на фотолиз составляют примерно 20% ее ежегодных поступлений, т.е. 0,7×1016 г. При дальнейшем подъеме уровня моря площадь зеркала Мирового океана увеличится с 360×1016 до 400×1016 см2 и более. Значит, объем испарения будет больше, чем теперь. В результате фотолиз ускорится на одну треть, достигнув 2,1×1016 г в год (табл. III.4).
Таблица III.4
Структура и баланс протовещества Земли (Орлёнок, 1985)
| Объект | Масса, г | Продолжительность поступления вещества | Масса, г |
| Современная Земля | 5,974×1027 | Современный вулканизм в год | 9×1015 |
| Молодая Земля (4,5×109) | 6,01×1027 | За 70×106 лет | 6,3×1023 |
| Земная кора до границы М | 5,0×1025 | За 4,5×109 лет | 4,2×1025 |
| Диссипирование Н2, Не, Н2О и др. летучих | 4,2×1025 | Современные темпы денудации в год | 50×1015 |
| За 70×106 лет | 3,5×1024 | ||
| Непереработанное протовещество оболочки (слой D модели Буллена) | 240×1025 | Темпы денудации в доокеанический (домеловой) период в год | 10×1015 |
| За 4,0×109 лет | 4,0×1025 | ||
| Переработанное прото-вещество (ядро, астено- перисфера, гидросфера) | 361×1025 | За всю историю Земли | 4,2×1025 |
| Вся выработанная вода (связанная и в свободной фазе на поверхности Земли | 1,8×1025 | Современные темпы поступления свободной воды в год | 3,6×1017 |
| Средние за последние 140×106 лет | 3,6×1016 | ||
| Вода, оставшаяся в оболочке (слой D) | 1,2×1025 | Образовалось воды за период океанизации (70×106 лет) | 2,2×1024 |
| За предыдущую историю Земли (4,5×109 лет) | 2,0×1024 | ||
| Будет выработано в последующие 80×106 лет | 2,76×1024 | ||
| Всего свободной воды, выработанной Землей за весь период ее внутренней активности | 6,96×1024 |
Следовательно, при отрицательном балансе водных поступлений (только расход, приход воды, как мы теперь знаем, через 70 – 80 млн. лет прекратится) для полного исчезновения гидросферы с поверхности Земли потребуется (с учетом захоронения 20% Н2О от массы 4,4×1024 г в будущей 1 – 2-километровой толще морских осадков) около 40 млн. лет. Таким образом, в течение ближайшего миллиона лет вся поверхность Земли, за исключением высокогорных областей, будет покрыта водами Мирового океана, и на 40 млн. лет она превратится в планету-океан. Со временем высыхающие океаны вновь откроют погребенные под морским илом континенты, а затем они навсегда исчезнут с лика Земли. Поверхность планеты превратится в безжизненную пустыню с зияющими впадинами высохших океанов, над которыми будут высоко возвышаться останцы некогда цветущих континентов.