Возьмем, к примеру, такую яркую идею, как «солнечный ветер», который якобы «выдул» из внутренней части протопланетного диска легкие элементы, и поэтому планеты земного типа обогащены металлами (в частности, железом), тогда как внешние планеты — это водород-гелиевые гиганты. Однако посмотрите на рис. 4. Почему в таком случае в поясе астероидов много (в сравнении с Землей) золота, платины, осмия, иридия? Разве эти элементы легкие? Или почему на том же графике тяжелая и легкоплавкая ртуть оказалась рядом с углеродом, легким и тугоплавким? Эти два элемента полярны по всем своим свойствам, единственное, что их объединяет — близкие потенциалы ионизации первого электрона, поэтому-то они и оказались рядом. Согласно магнитной сепарации — это норма, в свете «солнечного ветра» — это нонсенс. Такой же нонсенс, в рамках «солнечного ветра», положение легкого бериллия на графике рядом с самыми тяжелыми металлами — платиной и иридием. Однако в нашем понимании только так и должно быть. Наконец, водород и, особенно, гелий имеют высокие потенциалы ионизации, поэтому они в своей основной массе оказались во внешних планетах. Туда эти легкие (и, главное, трудно ионизируемые) элементы определила магнитная сепарация.
Это затянувшееся отступление от смысловой канвы повествования было сделано с единственной целью — показать, что в основе наших космогонических представлений лежит эмпирически установленный факт, который гласит: «распределение химических элементов в Солнечной системе зависит от их потенциалов ионизации». И это дает нам большое (вернее сказать неоспоримое) преимущество в сравнении с теми концепциями, которые базируются на умозрительных исходных посылках. По моему мнению, в области наук о Земле умозрительные гипотезы имеют скорее эстетическую ценность, нежели естественнонаучную значимость. И покуда они в своей основе не будут подтверждены эмпирическими фактами, к ним надо относиться как к упражнениям по изящной словесности на заданную тему.
3. ВЗАИМОДЕЙСТВИЕ ВОДОРОДА С МЕТАЛЛАМИ.
Вся Геология нашей планеты, все ее геологические структуры являются следствием глубинных процессов, которые протекали в недрах Земли в прошлом и происходят в настоящем. Чтобы понять суть этих глубинных процессов, нам следует рассмотреть характер взаимодействия водорода с металлами, поскольку мы определили изначальный состав планеты как гидридный.
Практически все металлы способны реагировать с водородом. Взаимодействие идет по следующей схеме:
Адсорбция на поверхности →
→ Растворение в объеме металла (окклюзия) →
→ Химическое взаимодействие (образование гидридов).
Адсорбция и окклюзия являются чисто физическими процессами. При адсорбции молекулы водорода распадаются на атомы и уже в виде отдельных атомов адсорбируются на поверхности металлов. В процессе окклюзии атомы водорода отдают свои электроны в зону проводимости металла, или, как еще говорят физики, при растворении в металле электроны атомов водорода «коллективизируются». Эта коллективизация электронов внешних оболочек атомов явление обычное при растворении в металлах многих химических элементов. Данное явление наблюдается и при образовании твердых растворов. Однако «изюминка» здесь в том, что атом водорода при потере своего (единственного! ) электрона оказывается в решетке металла в виде «голого протона». Давайте зафиксируем в памяти этот эмпирически установленный факт, поскольку именно с ним связаны многие характерные особенности глубинной геодинамики планеты, что будет показано в дальнейшем.
Металлы способны растворять в одном своем объеме сотни и даже тысячи объемов водорода. При этом характер решетки остается прежним, что свидетельствует об отсутствии химического взаимодействия.
Химическая реакция водорода с металлами приводит к образованию качественно новых соединений — гидридов с новым типом решеток, в которых водород присутствует в виде гидрид-аниона «Н-» (это протон с двумя электронами). Вообще-то, в виде гидрид-аниона водород присутствует только в тех гидридах, в которых преобладает ионный тип химической связи. Вместе с тем есть гидриды с ковалентной связью. Тип химической связи обусловлен разницей в величинах электроотрицательностей атомов металлов и водорода, и это прекрасно изложено Лайнусом Полингом в его учебниках по общей химии. С увеличением этой разницы связь становится все более ионной, а с уменьшением — все более ковалентной (эти рассуждения о типе связей нам потребуются в дальнейшем).