* Следует помнить, что водород в исходном составе являлся преобладающим элементом (по числу атомов). В таком случае повышение внутренней энергии при гравитационном сжатии непременно вызывало возрастание «химического потенциала» водорода. «Химический потенциал» — это отнюдь не термин общего пользования, а строго определенная термодинамическая функция, которая имеет размерность энергии и является мерой потенциального стремления компонента к переходу из одной фазы системы в другую. В нашем случае это означает стремление водорода выйти из тела планеты (из твердой фазы) в атмосферу (в газовую фазу планеты как термодинамической системы). В термодинамике химический потенциал «μ» определяется как: μ = U +pV − TS, где U— внутренняя энергия, р — давление, V— объем, Т— температура, S — энтропия. Полный дифференциал этого выражения имеет вид: dμ =dU + pdV+ Vdp − TdS − SdT. Но так как dU = TdS − pdV, то химический потенциал принимает вид: dμ = Vdp − SdT. Когда температура меняется мало или вообще постоянна (по причине протекания эндотермических процессов), то энтропийный член «SdT» будет малым или равным нулю и возрастание давления будет сопровождаться в основном увеличением химического потенциала. Если в дальнейшем к какой-то части этой системы подводится тепло и температура достигает уровня неустойчивости гидридов, последние будут разлагаться с выделением водорода и высвобождением энергии (в виде тепла), ранее запасенной в виде химического потенциала.
Итак по мере роста давлений в недрах планеты начинались процессы, идущие с поглощением тепла, и суть этих процессов в трансформации характера химической связи водорода с металлами. Следовательно, новорожденная планета была относительно холодной. Под этим нечетким определением мы понимаем всего лишь то, что температура в ее недрах не достигала того уровня, при котором гидриды начинали разлагаться. На этом кончается космогонический этап формирования планеты и начинается долгая геологическая жизнь Земли.
В качестве причины дальнейшей эволюции мы принимаем традиционное представление о радиогенном разогреве земных недр. Однако радиогенное тепло отнюдь не является главным источником энергии, определяющим эволюцию планеты (об этом мы будем говорить ниже, в разделе 8). Оно лишь согревает планету до температур, при которых начинается разложение гидридов.
В свете определенного нами характера происхождения Земли радиоактивные элементы изначально должны быть распределены равномерно по всему объему планеты. Соответственно и нагрев планеты происходил равномерно по ее объему.
Учитывая большую устойчивость гидридов с повышением давления (т.е. с глубиной), приходим к неизбежному выводу: при разогреве гидридная Земля должна была расслоиться на ряд геосфер. При этом более длительно гидриды металлов должны были сохраниться в центре планеты (в зоне максимальных давлений) в окружении сферы из металлов, содержащих водород в виде раствора, тогда как из внешних оболочек водород должен был в значительной мере дегазироваться.
В результате сформировались водородсодержащее ядро с чисто гидридной центральной зоной и металлическая оболочка, объем которой со временем увеличивался за счет сокращения массы ядра. Совершенно очевидно, что в процессе развития такой планеты внешняя металлическая оболочка постоянно «продувалась» водородом, поступающим из внутренних зон.
Уже многие десятилетия в практике литейного дела продувка водородом применяется как весьма эффективный метод очистки металлов от кислорода. Продувку ведут как через жидкий металл, так и через твердые отливки, но последние при этом должны иметь температуру порядка 600–700 °C. В данном процессе поражает скорость, с которой примесные атомы кислорода вытесняются из твердых (!) отливок. Если такие же скорости диффузии атомов кислорода принять для внешней геосферы, то получается, что за 15–20 тысяч лет водородная продувка может очистить от кислорода толщу мощностью в 1000 км. Однако мы не регламентированы по времени и вполне можем допустить, что этот процесс протекал в природе, к примеру, в 1000 раз менее эффективно. И все равно это будут лишь 15–20 миллионов лет, что весьма малый срок в рамках земной геохронологии. Очевидно, следует признать, что в рамках наших построений не может быть проблемы с выносом кислорода из глубоких недр наружу и что в результате этого процесса планета покрылась силикатно-окисной коркой, для которой мы будем использовать привычный термин — «литосфера». Следует отметить, что формирование литосферы — процесс весьма длительный. В своем преобладающем объеме она сформировалась к концу архея в виде достаточно ровной геосферы. Но затем по причинам, которые будут изложены в последующих разделах, она стала местами резко утончаться, а местами дорастать, и в настоящее время ее нижняя граница (в сечении) приобрела вид «зазубренной пилы», у которой отсутствуют многие зубья, а те, что есть, имеют разную форму, высоту и ширину.