3.2.  Тепловая эволюция Земли

Геологические данные свидетельствуют о том, что величина теплового потока Земли, определяемая её теплогенерацией, в архее (4,0-2,5 млрд. лет назад) должна была в несколько раз превышать современный тепловой поток. Основными такими данными являются следующие особенности архейского эона:

• максимальная скорость формирования континентальной коры;
• выплавление из мантии магм как основного (базальтового), так и ультраосновного (коматиитового) состава;
• проявление высокотемпературного гранулитового метаморфизма на значительных площадях.

Расчётные данные также свидетельствуют о постепенном во времени снижении как скорости выделения отдельных видов тепловой энергии (Рис. 3.11), так и величины общего мантийного теплового потока (Рис. 3.12).

Рис. 3.11.  Скорость выделения энергии в Земле (а) и её энергетический баланс (б)

Рис. 3.12.  Вариации мантийного теплового потока (а) и интегральная форма энергобаланса Земли (б)

С конца архея Земля испытывает охлаждение, которое имеет нелинейный характер и сопровождается всплесками выделения эндогенной (глубинной тепловой) энергии. Это проявляется в периодическом изменении интенсивности тектогенеза и магматизма, позволяющем выделять отдельные тектоно-магматические циклы (уже упоминавшиеся циклы Бертрана, имеющие продолжительность в фанерозое - 150-200 млн. лет) и тектонические эпохи (циклы Штилле, , названные в честь великого немецкого геолога Г. Штилле, продолжительностью ~30 млн. лет) [9]. Данное охлаждение будет продолжаться, и в перспективе Землю ожидает тепловая смерть - она превратится в мёртвую планету, подобную Меркурию и Марсу, а времени до этого осталось всего 1-1,5 млрд. лет [5].

Тектонические процессы могут обусловливаться различными причинами и источниками энергии. Но основную роль в тектоно-магматической активности Земли играет её внутренняя тепловая энергия. В современном энергетическом балансе планеты преобладающее значение имеет тепло глубинной гравитационной дифференциации её вещества, за которым следует радиогенное тепло. Основные источники тепловой энергии Земли иссякнут через 1-1,5 млрд. лет.