По мере вымирания короткоживущих изотопов и уменьшения степени ионизации в сферах протопланет земного типа начались реакции с образованием первых химических соединений и процессы их конденсации. Поскольку вымирание короткоживущих было растянуто во времени, то, соответственно, был растянут во времени и процесс уплотнения этих протопланетных сфер в твердые планеты. По всей видимости, это продолжалось порядка полутора — двух миллионов лет. Однако продолжительность этого этапа сказывалась (и то лишь в какой-то мере) только на температурном режиме новорожденной планеты (чем дольше продолжительность процесса уплотнения, тем ниже исходная температура планеты). Следует отметить, что где-то на этом этапе зажглось Солнце, но это уже не могло существенно повлиять ни на состав планет, ни на характер их последующего развития.
В протопланетной сфере, объединенной силами гравитации, рост крупных тел был невозможен, и конденсация протовещества с последующим уплотнением его в твердую планету были подобны "мягкому снегопаду" к центру тяжести протопланеты.
В дальнейшем, в течение первого полумиллиарда лет существования Солнечной системы, планеты земного типа испытали исключительно интенсивную бомбардировку кометными и астероидными телами. При этом если источником астероидов мог быть пояс астероидов, который образовался в результате распада пятой от Солнца планеты (причины этого еще будут обсуждаться), то кометы, по мнению Т.Энеева, приходили с дальней периферии Солнечной системы, из "занептунной" области.
Итак, в данной главе было показано образование Земли как части Солнечной системы. При этом определяющую роль играло дипольное магнитное поле небулы. Но оказывается, это же магнитное поле (и только оно) определило исходные составы планет, и Земли в том числе. Об этом пойдет речь в следующей главе.
Здесь мы не будем обсуждать особенности формирования планет-гигантов, так как это увело бы нас в сторону от Земли и планет земного типа — основной цели этой книги.
2. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ИСХОДНОГО СОСТАВА ЗЕМЛИ.
В конце 50-х годов XX века Фрэд Хойл высказал идею о том, что при отделении протопланетного диска собственное магнитное поле небулы играло определяющую роль (Fred Hoyle — блистательный астрофизик и писатель фантаст в одном лице). Эта идея осталась практически невостребованной в космогонических построениях, однако она органически вписалась в наш сценарий происхождения Солнечной системы. Немного найдется космогонических концепций, которые можно было бы подвергнуть экспериментальной проверке. Но именно такова блистательная идея Хойла!
Схема этого теста удивительно проста. При формировании протопланетного диска вещество, сброшенное с протосолнечной небулы, должно было двигаться поперек магнитных силовых линий (см. рис. 2). Ионизированные, то есть заряженные, частицы не могут пересекать магнитные силовые линии (если у частиц не "релятивистские", а "тепловые" скорости перемещения), поэтому они захватываются магнитным полем и останавливаются в нем, тогда как нейтральные атомы свободно проходят через магнитное поле.
Рис. 2. Магнитная сепарация заряженных частиц при формировании протопланетного диска. Черные точки — ионизированные частицы, светлые кружки — нейтральные атомы.
Атомы различных химических элементов различаются по склонности к ионизации. К примеру, атом цезия может потерять свой электрон от света свечи или керосиновой лампы, в то время как атом гелия может оставаться нейтральным и в непосредственной близости от звезды. Таким образом, если идея Хойла и наши построения правомерны, то при формировании протопланетного диска элементы, которые легко ионизируются, должны были захватываться магнитным полем и останавливаться в околосолнечном (околопротосолнечном) пространстве, тогда как трудно ионизируемые элементы уходили в более удаленные зоны. Иными словами, мы предполагаем, что при формировании протопланетного диска происходило разделение элементов (магнитная сепарация) в зависимости от их потенциалов ионизации*.
* Способность того или иного элемента к ионизации оценивается либо энергией, которую необходимо затратить для отрыва от атома первого электрона, либо потенциалом ионизации первого электрона. В справочниках энергия ионизации приводится в электрон-вольтах, а потенциал ионизации — в вольтах.