FrontiersDifferentiering af Jorden

Den tidlige fødsel og barndom af Jorden var en tid med dybtgående differentiering, der involverede en massiv intern reorganisering i kerne, kappe og protokrust, alt sammen inden for få hundrede millioner år efter solsystemets dannelse (t0). Fysiske og isotopiske beviser tyder på, at dannelsen af jernrige kerner generelt fandt sted meget tidligt i planetesimalerne, byggestenene i proto-Jorden, inden for ca. 3 millioner år efter t0. De sidste faser af den terrestriske planetariske akkretion involverede voldsomme og enormt energirige kæmpeslag mellem kernesegregerede objekter af kviksølv- til Mars-størrelse og planetariske embryoner. Som følge af opvarmningen ved nedslaget var den tidlige Jord til tider helt eller delvist smeltet, hvilket øgede sandsynligheden for højtryks- og højtemperaturudligning mellem de kerne- og kappedannende materialer, der dannede kernen og kappen. Jordens silikatmantel har harmonisk nok forekomster af de siderofile grundstoffer Ni og Co, som kan forenes ved ligevægt mellem jernlegering og silikat under forhold, der svarer til dem, der forventes for et dybt magmaocean. Solidificering af et dybt magmaocean involverede muligvis krystal-smelte adskillelse ved højt tryk, men efterfølgende konvektiv omrøring af kappen kunne i vid udstrækning have slettet den begyndende lagdeling. Imidlertid har primitive bjergarter fra den øvre kappe tilsyneladende nogle ikke-kondritiske hoved- og sporelementer med refraktære lithofile grundstofforhold, som plausibelt kan knyttes til tidlig kappedifferentiering af kappefaser under ultrahøjt tryk i kappen. De geokemiske virkninger af krystalfraktionering i et dybt magmaocean er delvist begrænset af eksperimenter med højtryksforsøg. Sammenligning mellem sammensætningsmodeller for den primitive konvektionsmantel og den primære silikatjord tillader generelt og favoriserer muligvis en samlet fraktionering på 10-15 % af en dyb mantelsammensætning bestående overvejende af Mg-perovskit og med mindre, men geokemisk vigtige mængder af Ca-perovskit og ferropericlase. Langtidsisolering af en sådan krystalbunke er generelt i overensstemmelse med isotopiske begrænsninger for tidsintegrerede Sm/Nd- og Lu/Hf-forhold i den moderne øvre kappe og kan forklare karakteristika for nogle isotopreservoirer i kappen. Selv om der stadig er meget at lære om den tidligste formative periode i Jordens udvikling, er en konvergens af teoretiske, fysiske, isotopiske og geokemiske argumenter begyndt at give et selvkonsistent portræt af den spæde Jord.

Skriv et svar

Din e-mailadresse vil ikke blive publiceret.