Энергия, таящаяся в горных породах

При радиоактивном распаде атомные ядра, разрушаясь, испускают альфа-частицы, электроны и другие частицы, обладающие высокими скоростями. Однако, несмотря на большую начальную скорость, частицы, пройдя в кристаллах минералов путь всего в несколько микрометров, останавливаются, сталкиваясь с атомами. Пр|и этом энергия движения частиц полностью превращается в тепло, которое поглощается кристаллами минералов.

Именно это тепло как раз и приводит к плавлению гранита, помещенного в герметически закрытый сосуд.

Помимо урана и тория, важную роль среди радиоактивных элементов, входящих в состав горных пород, играет калий, а точнее, его радиоактивный изотоп калий-40, который с периодом полураспада 1,25 миллиарда лет превращается в аргон-40 и кальций-40. Хотя доля радиоактивного калия-40 в составе природного калия (то есть содержащегося в породах Земли.) составляет 0,0117%, но в гранитах калий содержится в значительном количестве (до нескольких процентов), и изотоп калий-40 поэтому имеет важное значение как источник внутренней энергии.

Если подсчитать количество тепловой энергии, выделяемой за год радиоактивными элементами, содержащимися в обычном граните, оно составит около 0,000 01 калории на грамм вещества. В таких породах, как базальты, из которых сложены хорошо известные японцам Фудзияма, Хаконэ и другие вулканы, также содержатся уран, торий и калий, хотя в количестве, на порядок меньшем, чем в гранитах.

Для перидотитов, горных пород, редко встречаемых на поверхности Земли, но являющихся, как полагают ученые, главным составным элементом ее глубинной части—мантии, содержание радиоактивных элементов в несколько сот раз меньше значения, обычного для гранитов.

Если учесть все эти данные, количество тепла, выделяемого за год веществом Земли, в среднем составит очень маленькую величину — не более 0,000 000 05 калории на грамм вещества. Однако общее количество энергии, выделившееся за очень долгую историю Земли (4,5 миллиарда лет), составит весьма внушительную цифру.

Эта выделяющаяся при распаде радиоактивных элементов энергия является основной движущей силой на протяжении 4,5 миллиарда лет драматической истории Земли, «включая» взрывы вулканов, землетрясения, дрейф континентов, представляя собой и причину и источник эволюции внутренней части Земли.