Ларин Владимир – Википедия - критика

В Википедии в статье, посвященной «Гипотезе изначально гидридной Земли» (в разделе «критика») приведена следующая фраза:

Доктора геологических наук Короновский и Гончаров утверждают, что на 2009 год термодинамические расчеты показывают невозможность существования устойчивых гидридов -продуктов конденсированного среднегокосмического вещества при любых температурах. Этим, по мнению Короновского и Гончарова, объясняется то, что гипотеза Ларина об изначально гидридной Земле не нашла себе сторонников в научном сообществе и практически не используется в научных работах.  [11]

 Согласно приведенной ссылке ^[11]составители данной фразы руководствовались публикацией: Н.В. Короновский, М.А. Гончаров («Отечественная геология». 2007. № 6. С. 81-88).

В этой статье сделано несколько весьма острых критических заявлений в адрес концепции Ларина.  Обсудим обоснованность этой критики.

 Итак, д-р Короновский и д-р Гончаров заявляют:

 … «гипотеза В.Н. Ларина об изначально гидридной Земле не нашла себе сторонников и не используется потому, что термодинамические расчеты равновесного минерального состава продуктов конденсированного среднего космического вещества, например, вещества Солнца, показывают, что устойчивых гидридов при любых температурах быть не может. Чтобы они появились, необходимо нереально низкое давление кислорода.»

 В этом заявлении нет ссылок на работы, из которых можно было бы понять какая модель аккумуляции Земли положена в основу этих расчётов. Но если у вас при конденсации «вещества Солнца» (состоящего сейчас на 73,46% из водорода) никаких гидридов не получается, то скорее всего в основу были положены, как минимум, следующие допущения: во-первых – протопланетный диск был пылегазовым, во-вторых – в зоне формирования Земли его хорошо «продуло» солнечным ветром, в результате весь водород оказался в зоне планет гигантов, затем в нем началась конденсация и последующий сбор планеты происходил из твердых частиц и тел. Эти допущения уже давно стали привычными в рамках традиционных представлений о происхождении Солнечной системы. И подавляющее большинство ученых, затрагивающих в своих изысканиях вопросы космогонии, склоняются именно к такой точке зрения, полагая, что иного просто не могло быть.

 Вместе с тем, концепция Ларина основана на принципиально новой космогонии, которая является практически полной альтернативой традиционным представлениям. Фундаментом новой космогонии является эмпирически установленная закономерность, согласно которой – распределение химических элементов в Солнечной системе связано функциональной зависимостью с первыми потенциалами ионизации атомов.

Концепция Ларина защищена в качестве докторской диссертации (Москва, ГИН, 1989г). До защиты эта, неизвестная ранее, закономерность обсуждалась на специальных семинарах у физиков и астрофизиков самой высшей квалификации (Флёров, Дубна; Шкловский, ГАИШ и др.)  и постоянно получала полное одобрение, и обсуждалась не как гипотеза, а как эмпирически установленный факт.

Для справки: последняя книга Ларина «Наша Земля», в которой изложена альтернативная концепция и новая космогония, опубликована в 2005 году. Статья Короновского и Гончарова с критикой Ларина опубликована в 2007 году.

На основе этой закономерности оказалось возможным определить исходный состав Земли, в котором кислорода оказалось порядка 1%, тогда как содержание водорода было около 60%-атомных, остальное (перечислено по убывающей) – Si, Mg, Fe, Ca, Al, Na …. Выявленная зависимость распределения элементов от первого потенциала ионизации показывает высокую степень ионизации протопланетного вещества, т.е.  диск в зоне формирования планет земного типа скорее всего был представлен холодной (неизотермической) плазмой, и аккумуляция планет происходила из плазменных глобул (по модели Энеева-Козлова). Более того, после сбора всей своей массы Протоземля представляла собой газовую сферу (из частично ионизированной плазмы) диаметром порядка 1 миллиона км. Конденсация в этой сфере началась по мере вымирания короткоживущих изотопов (образованных «на старте» взрывом Сверхновой).

При этом 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» в центру тяжести планеты. Скорее всего конденсация кремния, магния, железа и других металлов приводила к образованию весьма рыхлых частиц твердой фазы (своеобразных «снежинок»), на рыхлой поверхности которых адсорбировались атомы водорода и других газов. Оказывается, ещё в 20-х годах прошлого века металловеды обнаружили – при конденсации железа в водородной атмосфере каждый атом металла захватывал с собой по два атома водорода.

Следует также отметить: по космогонии Ларина на стадии сброса протопланетного диска не было никакого солнечного ветра, поскольку Солнце еще не было звездой, а было центральное сгущение в виде протосолнечной небулы; и дополнительно к этому - положение инертных газов на тренде распределения химических элементов заставляет предполагать эффект удержание газов при «сборке» Земли.

Соответственно, согласно концепции Ларина, изначальная Земля практически целиком состояла из водородистых соединений. И чтобы опровергнуть это положение, нужно каким-то образом дезавуировать выявленную закономерность в распределении химических элементов, но ее не отменишь, поскольку это эмпирически установленный факт. Разумеется, его можно проигнорировать, демонстрируя тем самым свое нежелание признавать новые эмпирические данные.

Прежде чем обозначить второе критическое заявление, сначала напомним о том, что пояс астероидов (откуда приходят к нам метеориты) образовался, скорее всего, в результате распада некой материнской планеты. А теперь приведем цитату из книги Ларина «Наша Земля» (стр. 216): «В зоне пояса астероидов, согласно трендам относительной распространенности элементов, кислорода должно быть в 100 раз больше, чем на Земле. Следовательно, материнская планета была полностью силикатно-окисной, и никаких гидридов в ней изначально не было.»

Ниже приведено второе заявление оппонентов:

«Минералогия метеоритов также не содержит признаков гидридов как существенных минеральных компонентов протопланетного вещества, а если бы они и были, то многие ми­­­­­нералы, наблюдаемые в метеоритах, не могли бы возникнуть из-за крайне низкого давления, т. к. парциальное давление кислорода в равновесии с ними было бы крайне низким. Эти соображения не позволяют поддержать гипотезу В.Н. Ларина.»

Как следует из второго заявления - точка зрения д-ра Короновского и д-ра Гончарова идентична точке зрения д-ра Ларина в данном вопросе, но оппоненты почему-то видят в этом свидетельство против. К таким случаям применимо выражение – «ломиться в открытую дверь». Комментарии по сути здесь излишни.

Заявление №3 д-ра Короновского и д-ра Гончарова:

 «Рассмотренные ограничения на ощутимое увеличение радиуса Земли в геологическом прошлом дают величины его возможного изменения не более чем на ±1%, и никакие умозрительные геологические рассуждения пока не в состоянии опровергнуть те элементарные расчеты, которые сделаны на основе всем хорошо известных законов физики и астрономии.» 

 К сожалению, в этой фразе авторы ничего не говорят о том, над какой моделью планеты они провели «элементарные расчеты». Однако, если у них при этом не получилось хотя бы «ощутимое увеличение радиуса», то это определённо не «Земля Ларина». И возникает вопрос, что же они обсчитывали «на основе всем хорошо известных законов физики и астрономии»?  И как прикажете отвечать Ларину на критику, которая сделана на основе обсчета чего-то такого, чего, скорее всего, нет в его конструкции.  

В статье Короновского и Гончарова касательно Ларина имеются только эти три фразы, и больше ничего нет. В них нет никакой конкретики и поэтому они производят «странное» впечатление. По всей видимости, авторы посчитали необходимым выказать свое негативное отношение к альтернативной концепции, но высказаться при этом так, чтобы уклониться от обсуждения конкретных вопросов, по существу.

Помимо приведенной выше критики, в этой же статье из Википедии, посвященной «Гипотезе изначально гидриднойЗемли», приведена ещё одна критическая фраза:

 «В соответствии с гипотезой Ларина высокая плотность внутреннегоядра Землиобъясняется большой сжимаемостью гидридов металлов за счет сильной деформации гидрид-ионов. Согласно лабораторным исследованиям, сжатие гидридов металлов не сопровождается аномально большим ростом их плотности. Таким образом, допущение Ларина об аномально большой сжимаемости гидридов металлов не подтверждается.^[12]»

Согласно приведенной ссылке ^[12]  это заявление сделано на основе публикации:  Р.Ф. Трунина  «Сжатие конденсированных веществ высокими давлениями ударных волн (лабораторные исследования).» — Российский федеральный ядерный центр - Всероссийский научно-исследовательский институт экспериментальной физики, 2001. — Т. 171, № 4.  В этой статье сказано, что причина проведения исследований «соединений (металл – водород) в условиях интенсивных импульсных нагрузок ... связана с возможностью проверки гипотезы Ларина» … (в которой) … «высокая плотность внутреннего ядра Земли объясняется большой сжимаемостью гидридов металлов за счет сильной деформации гидрид-ионов…».

 Здесь правильно сказано относительно особой роли, отведенной (в концепции Ларина) сжимаемости «гидрид-ионов». Но читаем далее:

  «Характер сжатия переходных металлов и их гидридов примерно одинаков, и при давлениях в 200-250 ГПа разница … не превосходит 6% по плотности. При этом сжатие металла может быть, как больше, так и меньше сжатия соответствующего гидрида.»

 К этому следует сделать пояснение - переходные металлы при насыщении их водородом не образуют ионных гидридов, т.е. в них нет гидрид-ионов, которые обладают аномальной сжимаемостью. Поэтому характер сжимаемости переходных металлов, насыщенных водородом, ни в коей мере не является свидетельством против концепции Ларина.

 Опять читаем Трунина:

 «Для легких веществ (Li, Ca, Mg) сжатие гидридов, как правило, меньше сжатия металла. … Таким образом, допущение гипотезы Ларина об аномально большой сжимаемости гидридов металлов не подтверждается.»

 Отмечаем касательно «легких веществ (Li, Ca, Mg)» - у гидрида магния химическая связь ковалентная и гидрид-ионов у этого соединения также нет. Соответственно, сжимаемость гидрида магния не может быть показанием против.

 Li, Ca образуют ионные гидриды, и весьма показательно то, что они оказываются гораздо плотнее исходных металлов: LiH в 1,55 раза, CaH₂ в 1,23 раза.  Это обусловлено тем, что в ионном гидриде центры катионов металлов располагаются ближе друг к другу, в сравнении с центрами атомов в решетке металла. Получается – металл при образовании ионного гидрида поглощает сотни объемов водорода на один свой объем, но при этом не разбухает, а существенно уплотняется (почему-то Трунин с коллегами не обратили на это должного внимания). 

 Причина данного явления в следующем:

 При образовании ионных гидридов атомы металлов, отдавая свои внешние электроны на атомы водорода, становятся катионами, радиус которых в 2 раза меньше атомных, и соответственно объемы катионов уменьшаются в 8 раз(!) в сравнении с объемами нейтральных атомов.

  Радиус образующихся гидрид-ионов (т.е. гидрид-анионов) в 2 раза больше катионных радиусов металлов. Поэтому остов кристаллической решетки ионных гидридов строится из гидрид-анионов.

Но у гидрид-анионов (это протон с двумя электронами) нет внутренних электронных оболочек. То-есть, у гидрид-аниона радиус большой, а внутренних электронных оболочек нет. Отсюда аномальная сжимаемость ионных гидридов, что подтверждено данными по сжимаемости при изостатических нагрузках (см. ниже рис. 6 из книги Ларина «Наша Земля»).

 Сжимаемость гидрида калия взята из работы - HochheimerH.D., StrossnerK., etal… High Pressure X-Ray Investigation of the Alkali Hydrides NaH, KH, RbH and CsH. Zeitschrift fur Phisikalische Chemie Neue Folge, 1985, Bd. 143, pp. 139-144. Сжимаемостьметаллакалия – из Birch F., Handbook of Physical Constants. Baltimore, 1942. За единицу по ординате принята плотность калия при нулевом давлении, 10 кбар = 1 ГПа.

 Кристаллическая решетка, сложенная из анионов и катионов, находится в состоянии электростатического сжатия, которое поджимает гидрид-анионы, и поэтому ионные гидриды оказываются плотнее исходных металлов даже при нулевом давлении (ионный гидрид калия плотнее калия металлического в 1.7 раза при атмосферном давлении).

 Обратите внимание, при давлениях свыше 200 кбар кривая сжимаемости металла «выходит на плато», тогда как градиент сжимаемости ионного гидрида остается постоянным (постоянно высоким).

 На фоне этих данных кажется «весьма странным» заявление Трунина о том, что «…сжатие гидридов, как правило, меньше сжатия металла».

  Таким образом, критика Трунина (в адрес концепции Ларина) оказалась несостоятельной. Мы не будем гадать о причинах такой несостоятельности. Следует только напомнить, что ионные гидриды легко и быстро реагируют с влагой атмосферы, превращаясь в гидроокиси: CaH₂ + 2H₂O = Ca(OH)₂ + 2H₂. Хранить их надлежит в герметичной таре, и проводить сборку опытовлибо очень быстро (за минуту), либо пользовать другие предохранительные меры (сборка в боксе с инертной атмосферой, смачивание образцов маслом и др.). В публикациях Трунина ничего не говорится об этих сложностях при работе с ионными гидридами. И непонятно, предпринимались ли какие-либо меры для предотвращения разложения ионных гидридов в процессе сборки опытов.

 Кроме того, ионные гидриды имеют малую энергию химической связи, т.е. они нестойкие. И возникают большие сомнения относительно сохранности структуры кристаллической решетки ионного гидрида на фронте ударной волны при мгновенном повышении давления до миллионов атмосфер.

 Наконец, в статьях Википедии о Ларине и его концепции сказано – «В настоящее времягипотеза расширяющейся Земли считается аргументированно опровергнутой работами О. Г. Сорохтина и С. А. Ушакова».

 Вместе с тем, в этих работах убедительно показана невозможность сколь-либо существенного расширения традиционной Земли с железным ядром и силикатной оболочкой. Однако у Ларина «Земля - изначально гидридная» и она обязана испытывать существенное расширение в процессе своего развития. Более того, это расширение имеет «… циклический характер. И в каждом цикле есть этап разуплотнения …, и этап стабильного существования планеты» (см. книгу «Наша Земля», стр. 63-64). В связи с этим, оппонентам не следует уповать на то, что отсутствие расширения планеты в сегодняшний момент ее жизни якобы свидетельствует против концепции д-ра Ларина.

 Для читателя с физическим базовым образованием отметим ещё один аспект концепции Ларина, который, как нам представляется, имеет ключевое значение (см. также главу 14 в книге «Наша Земля»). Суть в том, что развитие изначально гидридной Земли сопровождалось сбросом водорода в космическое пространство, в результате чего наша планета потеряла примерно половину атомов от их суммарного изначального количества (при этом масса планеты убавилась всего лишь на 3%). Термодинамика измеряет количество вещества «молями» (т.е. числом атомов и молекул), поэтому «Изначально гидридную Землю» следует считать открытой системой. В традиционном представлении (ядро – железное, остальное – силикатное) Земля - система закрытая, и от нее ничего не убегает. Закрытые системы не могут развиваться в сторону всё большей структурной упорядоченности из-за роста энтропии. Но если Земля - система открытая, то она способна расти и совершенствоваться (усложнять свою структуру) так, как это делают живые организмы, они также открытые.

 Вообще-то энтропия закрытой системы может уменьшаться, если эту систему заморозить так, чтобы в ней не осталось ни жидкости, ни газа, а только твердая фаза, но это явно не земной вариант развития.

 Согласно единодушному мнению геологов, изучавших геологию на структурах от архея до кайнозоя, наша планета все время развивалась в сторону усложнения своей структуры (от хаоса к порядку, от простого к сложному). Земля Ларина, как открытая термодинамическая система, позволяет понять глубинную причину именно такого тренда эволюции планеты.