В катархее и архее, на отрезке времени между 4,0—2,8 млрд. лет тому назад, когда сформированная к этому времени атмосфера значительно уплотнилась и насытилась различными парами за счет исключительно активной вулканической деятельности. Это привело к тому, что солнечный свет не достигал поверхности Земли. Высокая плотность атмосферы даже при весьма низкой светимости Солнца (примерно в 4 раза меньше современного) привела к формированию высокого парникового эффекта. Следствием этих факторов стал ровный, очень теплый климат с температурами в диапазоне 200—400° С. Мелкие, пересыщенные солями обширные моря были сосредоточением проявлений жизни. Органический мир был представлен, как пишет В.А. Зубаков, доядерными бессмертными микроорганизмами — прокариотами. Прокариоты были гетеротрофными архебактериями, дышащие метаном и производными серы. Прокариоты не обладали оформленным клеточным ядром и типичным хромосомным аппаратом. Наследственная информация реализовывалась через ДНК.[ ...]
Тектонический рубеж катархей-архей обусловил появление первых магматических излияний на Земле и ее дегазацию, происходивших первоначально по трещинам, возникшим в приповерхностных слоях, благодаря интенсивным приливным деформациям. При этом максимальное трещинообра-зование, как и наибольшее развитие астеносферы, в самом начале архея происходило в низких широтах, поэтому и максимальные базальтовые излияния, и дегазация мантии тогда сосредоточивались главным образом в приэкваториальном поясе.[ ...]
На начальных этапах примерно 600 млн. лет в катархее в криптотектоническую эпоху происходил медленный разогрев земных ее недр, который дополнялся приливными воздействиями Луны. Тектономагматическая активность смогла проявиться только тогда, когда температура в недрах Земли поднялись до возможности переплавления земного вещества. Примерно 4 млрд. лет тому назад Земля сформировала астеносферу, что в сочетании с приливными взаимодействиями привело к ускоренному отдалению Луны от Земли. Очень важные процессы происходили в это время на Луне, которая собирала из околоземного пространства все малые космические тела и испытывала активную бомбардировку своей поверхности, что привело в конце концов к разрушению ее анортизитовой коры и активным излиянием базальтовых расплавов.[ ...]
Приведенная оценка фактора добротности Земли в катархее позволила определить, что за этот период Луна благодаря приливным взаимодействиям с Землей оказалась отброшенной от нее на расстояние до 160 тыс. км (рис. 8.2). При этом отодвигание Луны от Земли было весьма неравномерным: вначале очень быстрым, а затем - более спокойным.[ ...]
Благодаря приливным деформациям Земли в ее недрах в катархее (за первые 600 млн. лет) выделилось около 2,1 ТО37 эрг тепловой энергии. Такая существенная добавка энергии привела к заметному дополнительному разогреву верхней мантии, а это, безусловно, значительно ускорило образование у молодой Земли астеносферы. Появление последней с ее быстрым расширением и перегревом (произошедшем под влиянием лунных приливов) обусловило возникновение главного процесса, управляющего глобальным развитием нашей планеты, -процесса гравитационной дифференциации земного вещества и, как следствие этого, - начало тектонической активности Земли.[ ...]
Таким образом, можно уверенно утверждать, что только в катархее и в начале раннего архея лунные приливы существенно влияли на тектоническое развитие Земли, начиная же с позднего архея и тем более протерозоя, воздействие Луны на тектоническое развитие Земли уже практически равнялось нулю.[ ...]
В этот период происходил процесс наращивания и усложнения земной коры. Уже к концу архея (2,6 млрд. лет назад) на обширных пространствах сформировалась зрелая континентальная кора мощностью порядка 30 км, а в раннем протерозое произошло обособление протоплатформ и протогеосинклиналей.[ ...]
Учитывая приведенные соображения, можно ожидать, что только за счет выделения приливной энергии температура верхних слоев молодой Земли в катархее могла подняться на 500-800°С, достигнув к концу этой эпохи температуры плавления земного вещества и начала формирования в верхней мантии астеносферного слоя.[ ...]
Значение [/4,0 можно найти, если к потенциальной энергии первичной Земли U+s = - 23, 61-10за эрг прибавить радиогенную и приливную энергии, выделившиеся в катархее за первые 600 млн лет существования Земли: ей = 1,09-1037 эрг и е, = 2,09-1037 эрг[ 121; 122]. В этом случае U4fi = -23,29-1038 эрг. Потенциальная энергия современной Земли-и распределение температуры в ее недрах (рис. 8.7) были определены в работе [91]. По этим данным С/о,о = -24,75-1038 эрг. Следовательно, согласно (8.2), полная энергия гравитационной дифференциации Земли eg =1,46-10 эрг.[ ...]
Историю Земли подразделяют на несколько очень крупных последовательных промежутков времени, называемых эрами, которые в свою очередь подразделяют на периоды, а периоды — на эпохи. Иногда эти подразделения продолжают, подразделяя эпохи на века. Эрами являются катархей, архей, протерозой, палеозой (возраст рыб и амфибий), мезозой (возраст рептилий) и кайнозой (возраст млекопитающих).[ ...]
Однако такие экстремальные условия на Земле продолжались очень недолго. Уже через один миллион лет приливная теплогенерация в Земле снизилась приблизительно в 100 раз, а еще через 108 лет достигала уровня 7-1020 эрг/с, т.е. уже менее чем в 2 раза превышала современную теплогенерацию в Земле (4,3-1020 эрг/с). В дальнейшем диссипация приливной энергии продолжала плавно снижаться приблизительно до уровня 1,2-Ю20 эрг/с в конце ка-тархея. Всего в катархее за первые 600 млн лет существования Земли выделилось около 2,1-10 эрг/с тепловой энергии приливного происхождения.[ ...]
В архее приливная добротность Земли, как и в фанерозое, должна была быть достаточно низкой по двум причинам. Во-первых тогда сами океаны еще были мелкими и в них рассеивалась значительная часть приливной энергии и, во-вторых, в архее уже происходило расплавление нижней мантии (во всяком случае на низких широтах) с существенным ее перегревом. Учитывая теперь неразрывность процесса отодвигания Луны от Земли, и связывая его воедино в катархее, архее, протерозое и фанерозое, найдем, что в архее фактор приливной добротности Земли в среднем равнялся 26.[ ...]
На ранних этапах планетарной эволюции Земли ее строение, состав, тепловое состояние и “приливная” тектоника настолько резко отличались от всех последующих периодов геологического развития Земли, что эту уникальную эпоху, продолжавшуюся около 600 млн лет от момента рождения нашей планеты приблизительно 4,6-10 лет назад до начала архея, следует выделять в качестве самостоятельной эпохи в истории нашей планеты. Эту эпоху было предложено именовать термином катархей (ниже архея) [122].[ ...]
Солнце пересекало небосвод за 3 ч, чтобы через 3 ч снова подняться над горизонтом. Движение Луны было медленнее, так как она вращалась в ту же сторону, что и Земля, а фазы Луны сменялись всего за 8 ч. Видимая площадь диска Луны была в 300—350 раз больше современной, и так как Луна была горячей планетой, то диск светился темнокрасным цветом и даже обогревал Землю. Луна вращалась вокруг Земли по орбите с радиусом примерно 25 тыс. км (сейчас радиус лунной орбиты составляет примерно 384,4 тыс. км). Это в сочетании с большими размерами Луны приводило к тому, что амплитуда лунных приливов достигала 1,5 км. Лунные же приливы следовали за Луной и каждые 18—20 ч потрясали земной ландшафт. К концу катархея лунные приливы снизились до 7 м и сейчас составляют в твердой Земле вблизи подлунной точки 45 см. Быстрое отдаление Луны от Земли в катархее обусловило невозможность перегрева и переплавления Земли и привело к постепенному снижению приливной сейсмичности. Следует заметить, что сейсмичность носила в это время исключительно экзогенный характер, так как никакой тектонической деятельности на Земле еще попросту не было. Земное вещество было практически стерильным за счет воздействия жесткого космического излучения, а также было лишено летучих форм, которые, если и образовывались, то сразу же сорбировались поверхностью высокопористого реголита и медленно перемещались в ее недра. Газы же устранялись активным излучением молодого Солнца.[ ...]