FrontiersEarly Earth differentiation

Maailman synty ja lapsuus olivat syvällisen erilaistumisen aikaa, johon kuului massiivinen sisäinen uudelleenorganisoituminen ytimeksi, vaipaksi ja protokuoreksi, ja kaikki tämä tapahtui muutamassa sadassa miljoonassa vuodessa aurinkokunnan muodostumisesta (t0). Fysikaaliset ja isotooppiset todisteet viittaavat siihen, että rautapitoisten ytimien muodostuminen tapahtui yleensä hyvin varhain planetesimaaleissa, jotka ovat protomaailman rakennusaineita, noin 3 miljoonan vuoden kuluessa t0:sta. Maanpäällisten planeettojen kasautumisen loppuvaiheisiin liittyi väkivaltaisia ja valtavan energisiä jättiläistörmäyksiä elohopean ja Marsin kokoisten, ytimistä koostuvien kappaleiden ja planeettojen alkioiden välillä. Törmäyksen aiheuttaman kuumenemisen seurauksena varhainen maapallo oli ajoittain osittain tai kokonaan sulaa, mikä lisäsi todennäköisyyttä siihen, että ytimen ja vaipan muodostavien materiaalien välillä vallitsi korkeapaine- ja korkealämpötilatasapaino. Maan silikaattivaipassa on sopusointuisesti siderofiilisten alkuaineiden Ni- ja Co-pitoisuudet, jotka voidaan sovittaa yhteen rautaseoksen ja silikaatin välisellä tasapainottumisella olosuhteissa, jotka ovat verrattavissa syvän magmameren odotettuihin olosuhteisiin. Syvän magmameren jähmettymiseen saattoi liittyä kiteiden ja sulan erottumista korkeissa paineissa, mutta vaipan myöhempi konvektiivinen sekoittuminen saattoi suurelta osin poistaa syntymässä olevan kerrostuneisuuden. Alkeellisissa ylemmän vaipan kivissä on kuitenkin ilmeisesti joitakin ei-kondriittisia pää- ja hivenalkuaineiden tulenkestävien litofiilisten alkuaineiden suhteita, jotka voidaan uskottavasti liittää vaipan varhaisvaiheen erilaistumiseen erittäin korkeassa paineessa olevissa vaippafaaseissa. Kiteiden fraktioitumisen geokemiallisia vaikutuksia syvässä magmavaltameressä rajoitetaan osittain korkeapainekokeilla. Alkukantaisen konvektiovaipan ja massasilikaattimaailman koostumusmallien vertailu sallii yleisesti ottaen ja mahdollisesti suosii 10-15 %:n kokonaisfraktioitumista syvässä vaipassa, joka koostuu pääasiassa Mg-perovskiitista ja vähäisistä, mutta geokemiallisesti tärkeistä määristä Ca-perovskiittia ja ferroperiklaasia. Tällaisen kideryhmittymän pitkäaikainen eristyminen on yleisesti ottaen sopusoinnussa nykyaikaisen ylemmän vaipan ajallisesti integroitujen Sm/Nd- ja Lu/Hf-suhteiden isotooppisten rajoitusten kanssa, ja se saattaa selittää joidenkin vaipan isotooppivarastojen ominaispiirteet. Vaikka maapallon kehityksen varhaisimmasta muodostumisvaiheesta on vielä paljon opittavaa, teoreettisten, fysikaalisten, isotooppisten ja geokemiallisten argumenttien yhteneväisyys alkaa tuottaa johdonmukaisen kuvan lapsena syntyneestä maapallosta.

Vastaa

Sähköpostiosoitettasi ei julkaista.