(2.2.5)
где S = 4;R2 – полная поверхность земного шара с текущим радиусом R, SC — суммарная поверхность континентов. Так как распухание земного шара происходит только за счет прирастания океанской коры, а континентальная кора остается неизменной, величина SC не меняется во времени и ее можно записать как S = 4;R02 — поверхность условного земного шара, когда он весь занят сушей, а моря и океаны отсутствуют. Тогда
(2.2.6)
или
(2.2.7)
Интегрирование полученного выражения от ;=0 (в этом случае R = RP) до ; дает
(2.2.8)
В настоящее время средний радиус Земли RP = 6.371;10(6) м, площадь суши составляет 1.49;10(14) м;, поэтому R0 = 3.444;10(6) м. Пусть ; = 200 млн. лет, тогда радиус раскола Пангеи RS = 4.06;10(6) м, что всего на 18% превышает величину R0. Некоторое превышение RS над R0 обязательно должно иметь место, т. к. за те миллиарды лет, что прошли с момента зарождения первичного Океана до раскола Пангеи, атмосферные осадки, пусть даже незначительные, должны были привести к некоторому ослаблению гравитационного поля Земли и увеличению ее размеров.
Результаты расчетов изменения земного радиуса во времени показаны на рис. 2.2.1. Обращает на себя внимание резкая интенсификация процесса свеллинга в период, начавшийся с примерно 3.2;3.4 млр.лет после возникновения первичного океана. До этого момента радиус Земли увеличивался слабо и медленно. Что послужило причиной такого „взрывообразного“ распухания земного шара? Сама по себе гипотеза гравитационного свеллинга этот эффект никак не объясняет. Но напрашиваются серъезные доводы в пользу предположения о выбросе огромных масс воды из мантии наружу. Геофизики утверждают, что глубоко под землей в мантийных породах содержится воды в несколько раз больше, чем вмещают в себя все океаны и моря на поверхности. И нет причин сомневаться, что раньше было иначе. Когда расколы земной коры достигли наконец мантии, содержащаяся в ней вода была выброшена на поверхность, что и повлекло за собой резкую интенсификацию процесса свеллинга.
Рис. 2.2.1. Изменение радиуса Земли из-за преобразования энергии гравитационного поля в энергию физического вакуума в ходе природного круговорота воды и выпадения атмосферных осадков.
Настоящая гипотеза гравитационного свеллинга позволяет ответить на те три вопроса, которые были заданы чуть выше (причины ассиметричности доисторического рельефа земной поверхности, время и причины раскола единого ранее праконтинента). Ответ на первый вопрос полностью совпадает с тем, что предлагает О.Хильгенберг: в действительности никакой ассиметричности доисторического рельефа нашей планеты не существовало и в те отдаленные времена рельеф был не более ассиметричен, чем сегодня. Причиной же раскола послужило постепенное и неуклонное уменьшение напряженности земного гравитационного поля вследствие затрат энергии поля на переработку горных пород в минеральное удобрение, что происходит в процессе естественного круговорота воды. Этот процесс действует постоянно, но раньше он происходил сравнительно медленно из-за малых количеств воды на поверхности. Когда наконец растягивающие усилия превысили предел прочности гранитных пород (это произошло 200;300 млн. лет назад), земная кора треснула и дала путь наверх содержавшейся в мантии воде. С этой поры процесс свеллинга значительно ускорился.
Следует также отметить, что настоящая концепция выгодно отличается от предложенных ранее гипотез тем, что она возникает как строгое логическое следствие законов и процессов физики. Поэтому гипотеза гравитационного свеллинга могла бы появиться задолго до выдвижения А.Вегенером и О.Хильгенбергом своих идей, если бы не досадная ошибка в форме потенциальной и кинетической энергии, которая значительно затормозила прогресс в этой области. С другой стороны, гипотеза А.Вегенера до сих пор не имеет под собой надежного физического фундамента в форме объяснения причин самого факта дрейфа материков. Чтобы заставить материк куда-то „плыть“ по нижележащей астеносфере, нужны огромнейшие силы. Откуда они берутся и какой процесс их создает? Если же допустить, что материки имеют своеобразные „корни“, уходящие глубоко вниз в мантию (а такие соображения уже начинают появляться в кругу геофизиков), тогда придется признать, что материки в принципе никуда „плыть“ не могут: они заякорены на одном месте примерно также, как заякорен корабль у причальной стенки.
2.3. Последствия гравитационного свеллинга
Попробуем схематично обрисовать процесс эволюции земного шара, исходя из предлагаемой гипотезы гравитационного свеллинга.
В момент зарождения первичного Океана, отстоящего от нашего времени на 3.75 млр.лет назад, почти вся поверхность Земли была покрыта сушей, а радиус планеты составлял около 3444 км. Воды в свободном состоянии было очень мало, атмосфера была в основном сухая и горячая. Океаны и моря в их настоящем виде отсутствовали, имелись только неглубокие водоемы, которые насквозь прогревались Солнцем и служили колыбелью зарождающейся жизни. Отсутствовали также горы и горные цепи в их нынешнем виде и рельеф Земли был много глаже, чем сегодня (хотя вулканы могли быть в значительном количестве).
Под влиянием высокой температуры и солнечного излучения вода испарялась, поднималась в верхние слои атмосферы и там конденсировалась, проливаясь дождем вниз и поглощая при этом энергию гравитационного поля молодой планеты. Благодаря данному эффекту энергия поля постепенно уменьшалась, вместе с ней уменьшалась сила притяжения и Земля распухала. Этот процесс происходил чрезвычайно медленно, но и времени впереди было более чем достаточно. Вследствие вулканических извержений количество свободной воды на поверхности Земли постепенно увеличивалось и процесс поглощения энергии гравполя падающими атмосферными осадками понемногу ускорялся. Вместе с ним ускорялся процесс распухания Земли. Растягивающие усилия все более накапливались и разрывали земную кору, создавая основу будущих океанов и морей.
До тех пор, пока земной радиус был меньше критического значения (около 4000;4700 км), земные породы выдерживали растягивающие усилия и относительно успешно сопротивлялись гравитационному свеллингу, поэтому свеллинг происходил медленно. Но как только земной радиус достиг своего критического значения, земные породы уже не могли противостоять растягивающим усилиям и стали интенсивно растрескиваться. С этого момента глубина разрывов резко увеличилась, а скорость гравитационного свеллинга также резко возросла. Вполне возможно, что некоторые наиболее глубокие разрывы достигали мантии, и контакт сравнительно холодной поверхностной воды с раскаленной мантией приводил к каталитической реакции дегидратации мантийных пород: химически связанная вода высвобождалась, а плотный оливиновый состав мантии менялся на менее плотный серпентиновый. Это еще более ускоряло процесс гравитационного свеллинга. Данный момент и есть разрыв Пангеи, который имел место 200;230 млн.лет назад при RS = 4060 км.
За счет химических реакций дегидратации плотность вещества мантии стала падать, а объем расти. Излишки объема выливались на дно самых глубоких разрывов, содействуя приросту океанской коры. Так как скорость прироста объема мантии вследствие дегидратации могла превышать скорость прироста верхних объемов Земли из-за гравитационного свеллинга, это могло приводить к двум особенностям.
Во-первых, мантия росла не только в ширину, но и в высоту. Она вытесняла воду наверх и та постепенно заливала сушу. Этим объясняется наличие континентального шельфа, той части суши, которая уже покрыта водой. Во-вторых, интенсивное и неоднородное расширение тех слоев мантии, которые находятся под океанами, приводило к нарушению скомпенсированности сил, действующих на отдельные блоки земной коры, в результате чего эти блоки действительно „поплыли“ навстречу друг другу с последующим столкновением и переменой усилий растяжения на усилия сжатия. Под действием сжимающих усилий начался интенсивный процесс горообразования и рельеф земной суши постепенно приобрел современный вид. Самый характерный пример такой смены растягивающих усилий на сжимающие — это движение Индийского субконтинента к северу, столкновение его с Азиатской континентальной плитой и образование горных цепей Гималаев, Гиндукуша, Тибета и Памира.
