Возможен также и обратный процесс, в котором спутники планет, расположенные от них на самых далеких орбитах, отделяются от планеты и превращаются в астероиды.
Таковы в общих чертах современные гипотезы образования различных тел солнечной системы из газопылевой туманности. В ходе их эволюции происходит процесс, обратный созданию. За все время существования Солнечной системы, которое оценивается в 5–6 млрд, лет, происходит закономерный обратимый процесс разрушения астероидов и комет в более мелкие тела, например в метеориты, метеоры и, наконец, в пыль. Эта пыль, двигаясь в Солнечной системе, оседает на поверхности планет и крупных астероидов или уходит в межзвездное пространство и в определенных его частях снова собирается в туманность. Цикл эволюции вещества туманности таким образом замыкается.
4. Эволюция Земли
До настоящего времени у некоторых ученых еще существует мнение о том, что Земля первоначально представляла собой огненно-жидкий шар, при остывании которого образовалась земная кора с неровностями ее поверхности и другие оболочки Земли. Все существующие в настоящее время геологические данные о структуре Земли действительно свидетельствуют о том, что Земля в своем развитии прошла огненно-жидкую стадию; сейчас еще полностью не решен вопрос о времени протекания этой стадии. Однако многие факты противоречат предположению об образовании Земли из огненно-жидкой массы. К ним относится, например, химический состав атмосферы Земли, который, как было показано, резко отличается от состава атмосфер Солнца и других планет. По-видимому, наиболее правильной является широко распространенная сейчас гипотеза о том, что Земля образовалась из холодного вещества пылевой туманности.
В дальнейшем, по мере увеличения массы Земли за счет падения на ее поверхность пыли и мелких астероидов, согласно теории Шмидта, происходило постепенное повышение ее температуры. Источником тепла, по современным данным, считается в основном тепло, которое выделяется при распаде радиоактивных изотопов урана, тория и калия. Крупнейший советский радиохимик акад. В. Г. Хлопин еще в 1937 г. рассчитал распределение радиоактивных элементов в Земле и количество выделяемого ими тепла. Он пришел к выводу, что для объяснения теплового режима земной коры достаточно имеющегося количества радиоактивных элементов, которые содержатся в верхней оболочке Земли толщиной 90 см. Последующие расчеты, выполненные учеными, показали, что известное в настоящее время количество радиоактивных элементов в Земле действительно может обеспечить ее тепловой режим.
В начальный период существования Земли содержание радиоактивных элементов в ней было выше, чем в настоящее время. Примерные расчеты В. Г. Хлопина показали, что 2 млрд, лет назад радиоактивные элементы выделяли в два раза больше тепла, чем сейчас. Более поздние подсчеты Г. В. Войткевича и других свидетельствуют о том, что свыше 5 млрд, лет назад количество радиоактивного тепла, выделяемого радиоактивными элементами Земли, было настолько велико, что вся масса Земли могла находиться даже в газообразном состоянии. Кроме того, в силу неравномерности распределения веществ в пылевом облаке могли существовать области Земли, в которых концентрация радиоактивных элементов была значительно выше, чем в других областях. Вследствие этого могло произойти частичное расплавление некоторых областей Земли.
Нужно учесть и то обстоятельство, что к теплу от радиоактивного распада добавлялось тепло, выделяемое вследствие процессов дифференциации. Сущность их заключалась в следующем: при формировании
Земли из пылевого облака легкие и тяжелые вещества собирались хаотично, вперемешку. По мере повышения температуры и давления вещество Земли становилось пластичным. В этих условиях массы с большим удельным весом медленно перемещались вниз, а массы с низкой плотностью, наоборот, поднимались вверх. Таким путем образовались оболочки Земли. Однако процесс дифференциации их еще полностью не закончился даже в настоящее время. Согласно гипотезе Шмидта, постепенное перемещение тяжелых масс внутрь Земли является одной из причин ее эволюции, которая происходила на протяжении всего существования земного шара и будет длиться, по-видимому, еще очень долго.
Мы уже указывали, что газ, входящий в состав облака, из которого образовались тела Солнечной системы, концентрировался в далеких от Солнца областях. Поэтому холодное вещество Земли не удержало газов, которые не были химически с ним связаны, и Земля вначале после своего образования не имела атмосферы. Мысль об этом впервые высказал Г. Броун. По мнению акад. А. П. Виноградова, атмосфера Земли появилась на последующих стадиях ее истории. Во время выплавления легкоплавкой фракции и продвижения ее на поверхность Земли происходил процесс освобождения легколетучих соединений из более глубоких пород и их дегазации на поверхность. Таким путем Земля сама создавала свою атмосферу. Эта идея находится в согласии с установленным фактом низкого содержания инертных газов — неона, аргона, ксенона и криптона в атмосфере Земли, в то время как средняя космическая распространенность этих элементов весьма значительна. Так, для аргона и неона она примерно равна распространенности кислорода (см. рис. 29).