Быстрое образование гранитной породы: еще больше доказательств

Краткий обзор

Когда-то считалось, что гранитная магма была настолько вязкой и густой, что для образования гранитных пород должны были пройти десятки миллионов лет. Однако данные последних исследований говорят о том, что гранитная магма не настолько уж и густая, как это считалось раньше. Более того, физические условия, в которых скапливается, переносится и размещается богатая кварцем магма, свидетельствуют о том, что гранитный магматизм представляет собой быстрый и динамичный процесс. Эти новые данные полностью согласуются с историей Земли длиной в 6000 лет, которая записана в Писании. Гранитные магматические породы могли образоваться на Земле в течение периода длительностью 1,600 лет между событием Сотворения и Потопа, а также разместиться и частично охладиться во время самого Потопа. В качестве альтернативы, также возможно, что образование гранитов происходило с помощью динамической тектонической активности, связанной с Потопом длиной в один год, но это предположение требует дополнительного исследования.

На протяжении более ста лет, существовало традиционное мнение о том, что образование и охлаждение вулканических пород происходило в течение миллионов лет. Весь процесс образования гранитов состоит их нескольких этапов. Прежде всего, для того, чтобы происходило частичное плавление, в материал материнской породы (протолит) должно поступать тепло. Эта расплавленная фракция (гранитная магма) должна отделяться и экстрагироваться из оставшейся протолитовой породы (остаток). После этого расплав должен переместиться через твердый поверхностный слой земли толщиной несколько километров до того, как он соберется внутри камеры в земной коре. И, наконец, эта интрудированная масса гранитной магмы должна иметь время, чтобы охладится и кристаллизироваться.

Мы уже говорили о том, что последние упомянутые два процесса – перенос через земную кору и охлаждение, происходили в пределах не более нескольких тысяч лет.1 Таким образом, магматическим породам не нужно подниматься в земную кору с помощью медленных процессов, которые обуславливаются плотностью, или очистительных процессов, в которых магма отделяет и поглощает обломки вмещающей породы. Вместо этого магма может быстро выдавливаться через дайки и другие уже существующие каналы. И даже гранитные тела батолитовых размеров могут кристаллизироваться и охлаждаться в течение всего лишь нескольких тысяч лет, если происходит конвекционное, водное охлаждение, что, несомненно, должно быть и происходило во время, и сразу же после Потопа.

Существует целый ряд доказательств, о которых недавно говорилось,2 указывающих на то, что первые два процесса - частичное плавление протолитов и выделение гранитных магматических пород - также полностью согласуются с идеей о молодой Земле. Основная униформистская доктрина о высокой вязкости гранитных магматических пород должна была потерпеть крах, чтобы принять этот факт.

Вязкость — переменное значение, которое определят скорость

В то время когда я 20 лет назад посещал лекции по вулканической петрологии, наши преподаватели учили нас тому, что гранитные магматические породы являются настолько вязкими3, что их почти невозможно отличить от твердой горной породы, что касается их основных физических характеристик. Должны были пройти миллионы лет для того, чтобы магма с такой вязкостью видоизменилась и поднялась через твердый поверхностный слой земли. Фактически, униформистские геологи на протяжении большей части двадцатого столетия принимали очень высокую вязкость гранитных магматических пород, как факт.2 Теперь выяснилось, что это был миф (об этом рассказывается ниже).

Почему же вязкость магмы играет настолько значительную роль? Оказывается, что вязкость гранитной магмы является тем переменным, определяющим скорость значением, которое устанавливает, насколько быстро может выделиться магма из её частично расплавленного протолита (протолит – порода, из которой образовалась метаморфическая порода).4 В общем, и при прочих равных условиях, уменьшение порядка величины вязкости гранитной магмы соответствует увеличению порядка величины скорости экстракции расправа из частично расплавленного протолита, а также увеличению порядка величины скорости переноса гранитной магмы через земную кору.5

Физические условия образования магмы

По мере того, как тепло входит в протолит и протолит начинает плавиться, минералы, которые имеют более низкую точку плавления, начинают плавиться первыми. В результате внутри все еще твердого материала образовываются камеры, которые теперь состоят из оставшихся минералов с более высокой точкой плавления. Другими словами, сначала магма образует мириады капелек, каждая из которых окружена оставшимся пористым материалом из нерасплавленной породы. Что касается физических и механических характеристик, то частично расплавленный протолит похож на губку, которая наполнена маленькими капельками жидкости. Однако толщина этой губки один километр — она настолько толстая, что дно может просто развалиться под весом огромной вышележащей части этой гигантской ‘губки’, которая выжимает жидкость.

Естественно, что для такой очень вязкой жидкости потребовалось очень много времени, чтобы выдавиться из этой губки и просочиться наверх. Однако необходимое время намного сократилось бы, если бы в губке находились полые, вертикальные каналы — наподобие даек, которые проходят через твердый поверхностный слой Земли. В таком случае жидкости не нужно было бы очень сильно выжиматься до того, как она попала бы в дайку и поднялась бы до вершины. Время, которое необходимо для того, чтобы выдавить магму, сократилось бы еще больше, если бы на губку действовало внешнее давление: это очень похоже на то, как мы сжимаем в руках губку, только в этом случае на протолит оказывали бы действие тектонические силы, а их масштабы были бы гораздо больше. Еще большее сокращение времени выдавливания магмы (наверное, наибольшее) произошло бы, если бы жидкость в губке была менее вязкой. Отличие можно было бы сравнить с отличием во времени, которое требуется, чтобы выдавить из губки смолу по сравнению с выдавливанием воды! И, конечно же, если бы все три эффекта (дайки, тектоническое давление и низкая вязкость) происходили одновременно, сокращение времени выделения гранитной магмы было бы наивысшим.

Вязкость магмы

Итак, какова же вязкость гранитных магматических пород? На протяжении очень долгого времени считалось, что ‘сухие’ гранитные магматические породы имеют вязкость, которая приблизительно равна 10⁹ паскаль-секундам (Pa s),6 в отличие от мафических магматических пород, которые имеют вязкость всего 10–100 паскаль-секунд.7 Однако, современные экспериментальные данные указывают на то, что даже относительно сухие гранитные магматические породы (1–3% воды) имеют такую вязкость, которая на два-четыре порядка величины меньше (10⁵–10⁷ Pa s), чем считалась раньше.8 Более того, магма, которая содержит несколько весовых процентов воды, может иметь вязкость, которая, по меньшей мере, на два порядка величины меньше чем вязкость сухой магмы.9 Необходимо также отметить, что вязкость гранитных магматических пород, несмотря на то, что она чрезвычайно чувствительна к содержанию воды, намного больше зависит от повышенного давления,10 но имеет среднюю чувствительность к температуре.5 На этой стадии неясно, насколько ‘тонкой’ может, в конце концов, быть гранитная магма. Экстраполяция экспериментальных данных11 говорит о том, что исключительно горячие и влажные гранитные магматические породы могут иметь вязкость, которая равна 1 паскаль-секунде.

Время выделения и размещения гранитной магмы

Для того чтобы понять, насколько низкую вязкость имеют магматические породы, давайте рассмотрим время, которое необходимо для выделения около 10% объема гранитной магмы из слоя протолита толщиной 1 километр. Допустим, что температура составляет 700 °C, и что ни поток тепла в протолите, ни физическое напряжение в материнской породе, не являются ограничивающими факторами. Если вязкость магмы равна 10¹²паскаль-секундам, то выделение магмы заняло бы 100 миллионов лет. Если снизить вязкость до 10⁹ паскаль-секунд, то время выделения магмы сократилось бы приблизительно до 20,000 лет. И, наконец, при вязкости 10⁶ паскаль-секунд, необходимое время сокращается всего лишь до 100 лет! Это намного меньше, чем 1,600 лет, которые прошли от начала Сотворения и до начала Потопа, даже если учесть значительную ошибку в посчитанном показателе времени самого выделения магмы, которое могло происходить в течение менее 100 лет.

Существуют ли какие-либо петрологические или петрографические данные о том, что гранитные магматические породы выделились в течение всего лишь десятков или сотен лет? Несомненно, существуют. Я приведу всего два примера. В некоторых Гималайских лейкогранитах (плутоническая порода кислого состава нормального ряда из семейства лейкогранитов, состоящая из калиевого полевого шпата, плагиоклаза и кварца с примесью слюды) отмечается сильное недонасыщение элемента циркония.12 Это указывает на то, что гранитная магма выделилась настолько быстро из оставшейся материнской породы (максимум 150 лет или около этого), что цирконий не имел достаточно времени для того, чтобы достичь состояния равновесия между двумя фазами. Подобная ситуация наблюдается в Квебеке, в Канаде. На основе аналогичных данных было получено удивительно короткое время разделения между гранитной магмой и остатком, а именно 23 года.13

Источники тепла

Откуда взялось тепло, которое расплавило протолиты к началу Потопа? Одним из возможных источников является тепло, которое хранилось в мантии земли и земной коре в виде остатков от божественных процессов во время самой Недели Сотворения. Конечно, эти процессы предопределили Землю как планету в общем, и в частности образовали твердую земную кору. Согласно униформистской системе взглядов, подразумеваемое медленное нагревание протолита в основном произошло благодаря теплу, которое выделилось в результате внутреннего радиоактивного распада. Хамфрис14 предположил, что Бог во много раз увеличил скорость распада нуклидов, таких как уран. Он говорит о том, что это был умышленный механизм образования огромного количества тепла, которое было необходимо для таких вещей, как быстрый орогенез, быстрое расплавление протолитов и так далее. Он также отметил, что одно из этих событий ускоренного ядерного распада происходило во время первых трех дней Недели Сотворения. В этом сценарии образованного необходимого тепла было бы достаточно для того, чтобы со временем заново расплавить значительную часть земной коры, которая недавно сформировалась во время последующего интервала в 1,650 лет между моментом Сотворения и моментом Потопа. Таким образом, огромный бассейн расплавленной гранитной магмы образовался в нижней части твердого поверхностного слоя земли, ожидая, когда она придет в движение, интрудируется и частично охладится во время Потопа.

Несмотря на то, что идея об ускоренном радиоактивном распаде очень интересная, мы, ученые-креационисты, не должны ‘ставить все на одну карту’. Необходимо исследовать и другие модели быстрого плавления протолита, которые не требуют какого-либо ускорения радиоактивного распада как источника тепла. На самом деле модель15 быстрого плавления земной коры, которая соответствует этому описанию, существует. Эта модель очень привлекательна, потому что очень проста и согласно этой модели может образовываться огромное количество расплавленного гранитного отложения. Для этой модели не требуется ничего, кроме переноса тепла между мафической магмой и сиалическим материалом земной коры. До наступления кристаллизации температура мафических магматических пород обычно составляет примерно 1200 °C. С другой стороны, гранитные магматические породы, как правило, перемещаются при температуре ниже 700 °C и материал гранитного состава может частично расплавляться при температуре приблизительно 850 °C.16

Теперь представьте, что происходит, когда огромное количество базальтовой магмы внедряется в твердую гранитную земную кору. По мере того, как тепло выходит из мафической магмы, и она начинает кристаллизироваться, окружающая гранитная кора поглощает тепло и начинает плавиться. Очень значительно то, что подобное плавление может происходить быстро, даже для гранитной коры батолитовых размеров. Представьте, к примеру, залежь базальта толщиной 500 метров, которая проникает в твердую гранитную кору. В течение всего лишь 90 лет или что-то около этого, 60% базальта кристаллизируется таким образом, что в залежи больше не будет возникать внутренней конвекции. В течение того же самого периода времени, из коры образуется слой гранитной магмы, размеры которого будут колебаться от 500 до 1400 метров, в зависимости от начальных условий мафической магмы.17

В пределах одного года Потопа?

Мы сможем увидеть истинные результаты исследований, которые приводятся в этой статье, когда вспомним о том, что все они смоделированы и разработаны в рамках основного униформистского типа мышления. Могло ли плавление протолита и экстракция гранитного расплава происходить (в значительной мере) в пределах одного года Потопа? В этих исследованиях тепловой поток является одним из наиболее значительных факторов, который ограничивает экстракцию расплава 100 годами (смотрите Рисунок 16 Руттера и Ньюмена 18). Однако, маловероятно, чтобы на только что образованной Земле существовала бы такая температурная граница, как об этом говорилось ранее. Несомненно, необходимо исследовать, могло ли значительное количество гранитной магмы чрезвычайно низкой плотности и чрезвычайно высокого содержания воды экстрагироваться из частично расплавленного протолита в течение одного года или даже быстрее. Более того, нам надо понять эффект очень высоких уровней напряжения, которые должно быть существовали как результат катастрофического тектонизма во время Потопа. Физическое давление, которое создалось в результате таких уровней напряжения, действовало непосредственно на частично расплавленную материнскую породу. С помощью соответствующих исследований можно было бы определить, возможны ли такие уровни напряжения, даже если бы они сохранялись на протяжении короткого времени, и выявить, насколько реально высказывание о том, что граниты могли образоваться в пределах одного года.

Однако, это довольно спорный вопрос. Независимо от того, образовались ли значительные количества гранитной магмы во время именно первого года Потопа, на основании данных последних исследований можно сделать вывод, что весь процесс петрогенезиса гранитов мог произойти на Земле, которой было всего несколько тысяч лет:

‘В результате, динамичные модели, которые действуют в масштабах месяцев и столетий, заменяют господствующую некогда точку зрения о том, что гранитная магма образовалась путем медленного, уравновешенного процесса, для завершения которого должны были пройти миллионы лет’ 19

Было бы трудно сделать более ясные и определенные выводы о том, что наша Земля молодая. Более того, разрушение мифа об образовании гранитов, который долго удерживался униформистами, является просто-напросто революцией в области геологии. А сколько еще униформистских подобных мифов, в которые мы до сих пор молчаливо верим, можно также разбить в пух и прах?

Заключение

Вязкость гранитных магматических пород, изобилующих кремнеземом, на несколько порядков меньше, чем традиционно считалось на протяжении более ста лет. Следовательно, миллионы лет, которые, как считалось ранее, нужны были для того, чтобы образовать гранитные горные породы, больше не являются необходимыми. Лежащие в основе формирования гранитных пород физические процессы разделения, перемещения и размещения гранитных магматических пород происходят в течение от нескольких месяцев до нескольких сотен лет. Кроме вязкости магмы, важными факторами, которые контролируют скорость размещения магмы, относятся: тектоническая деформация земной коры, структура протолита после частичного плавления, и распределение магмы в сети даек. Гранитный магматизм представляет собой быстрый и динамичный процесс. Гранитные горные породы могли образоваться в Земле в 1,600-летний период между моментом Сотворения и событием Потопа, а затем разместиться и частично охладиться во время самого Потопа. В качестве варианта можно рассмотреть другую версию, которая заключается в том, что связанный с Потопом динамичный тектонизм может полностью объяснить образование гранитов в пределах одного года, пока длился Потоп, но эта версия требует дополнительного исследования.

Ссылки

Снеллинг, A.A. и Вудморапп, Д., Охлаждение толстых вулканических тел на молодой Земле, взято из работы Уолша, Р.E. (редакция), Протоколы четвертой международной конференции по вопросам креационизма, Технический том, Креационное научное общество, г. Питцбург, стр. 527–545, 1998. Также для получения более детального объяснения смотрите: Снеллинг, A.A. и Вудморапп, Д., Быстро образующиеся породы: граниты … им не нужны были миллионы лет для охлаждения, Журнал Creation 21(1):42–44, 1999,. Вернуться к тексту.
Петфорд, Н. и соавторы, Образование, перемещение и размещение гранитной магмы в коре Земли, Журнал Nature 408:669–673, 2000. Вернуться к тексту.
Смотрите в качестве хорошего учебного пособия относительно характера и измерения вязкости. Вязкость мафической магмы (при 10–100 паскаль-секунд) можно сравнить с вязкостью меда, сиропа или кетчупа. Сухая гранитная магма имеет вязкость (при 10⁷ паскаль-секунд), которую можно сравнить с вязкостью смолы или дегтя. (Вязкость общих веществ, измеряемая при комнатной температуре common). Вернуться к тексту.
Руттер, E.Х. и Ньюман Д.Х.K., Экспериментальная деформация частично расплавленного Западного гранита в условиях отсутствия жидкости, с последствиями для экстракции гранитных магматических пород, Журнал J. Geophysical Research 100(B8):15697–15715, 1995. Вернуться к тексту.
Бейкер, Д.Р., Вязкость гранитных сплавов: модели экспериментальной и конфигурационной энтропии для их подсчета, Журнал American Mineralogist 81:126–134, 1996. Вернуться к тексту.
Руттер, E.Х. и Ньюман Д.Х.K., ссылка 4, стр. 15709. Вернуться к тексту.
Скайлетт, Б. и соавторы, Вязкость Гималайских лейкогранитах, Журнал J. Geophysical Research 101(B12):27696, 1996. Вернуться к тексту.
Бейкер, ссылка 5, стр. 128. Вернуться к тексту.
Шульц, Ф. и соавторы, Влияние H²O на вязкость гаплогранитных расплавов, Журнал American Mineralogist 81:1155–1165, 1996. При высокой температуре (1300 °C) и содержании воды в материале 4 (процентный вес), гранитная магма может иметь вязкость всего 10^3.5 паскаль-секунд (стр. 1159). Вернуться к тексту.
Бейкер, ссылка 5, стр. 132. Вернуться к тексту.
Хесс, K.Ю. и Дингвелл, Д.Б., Вязкость водных лейкогранитных расплавов: Неархейская модель, Журнал American Mineralogist 81:1297–1300, 1996. Вернуться к тексту.
Харрис, Н., Ванс, Д. и Айрес, M., От осадочной породы до гранитной: временная шкала анатексиса в верхней части земной коры, Журнал Chemical Geology 162:161, 2000. Вернуться к тексту.
Сойер, E.У., Неуравновешенное плавление и скорость отделения остаточного расплава во время магматизации мафических пород из ‘гренвильского фронта’, Квебек, Журнал Petrology 32(4):701–738, 1991. Вернуться к тексту.
Хамфрис, Д.Р., Ускоренный ядерный распад: жизнеспособная гипотеза? Взято из работы: Вардимана, Л., Снеллинга, A.A. и Чаффина, E.Ф., (редакция), Радиоизотопы и возраст Земли: Креационная инициатива исследования молодой Земли, Институт креационных исследований, Эль Каджон, и Общество креационных исследований, г. Сейнт Джозеф, штат Миссури, стр. 333–379, 2000. Вернуться к тексту.
Хапперт, Х.E. и Спаркс Р.С.Д., Образование гранитных магматических пород путем интрузии базальта в континентальную кору, Журнал Petrology 29(3):599–624, 1988. Вернуться к тексту.
Хапперт и Спаркс, ссылка 15, стр. 614. Вернуться к тексту.
Хапперт и Спаркс, ссылка 15, стр. 614–615. Вернуться к тексту.
Руттер и Ньюман, ссылка 4, стр. 15712. Вернуться к тексту.
Петфорд и соавторы, ссылка 2, стр. 669. Вернуться к тексту.