FrontiersEarly Earth differentiation

A Föld születése és gyermekkora a mélyreható differenciálódás időszaka volt, amely a mag, a köpeny és a protokéreg masszív belső átrendeződésével járt együtt, mindez a Naprendszer kialakulását követő néhány száz millió éven belül (t0). Fizikai és izotópos bizonyítékok arra utalnak, hogy a vasban gazdag magok kialakulása általában nagyon korán, a t0-t követő kb. 3 millió éven belül történt a bolygókristályokban, a protoföld építőköveiben. A földi bolygók felhalmozódásának végső szakaszában heves és óriási energiájú óriásbecsapódások következtek be a magban elkülönült Merkúr- és Mars-méretű objektumok és bolygóembriók között. A becsapódás okozta felmelegedés következtében a korai Föld időnként részben vagy teljesen olvadt volt, ami növelte a mag- és köpenyképző anyagok közötti nagynyomású és magas hőmérsékletű kiegyenlítődés valószínűségét. A Föld szilikátos köpenye harmonikusan rendelkezik a Ni és Co sziderofil elemek olyan abundanciaszintjével, amely összeegyeztethető a vasötvözet és a szilikát közötti egyensúlyozással a mély magmaóceánban várható feltételekhez hasonló körülmények között. A mély magmaóceán megszilárdulása valószínűleg nagy nyomáson történő kristály-olvadék szétválással járt, de a köpeny későbbi konvektív keveredése nagyrészt eltüntette a kialakuló rétegződést. A primitív felső köpeny kőzetek azonban nyilvánvalóan rendelkeznek néhány nem kondritikus fő- és nyomelem-tűzálló litofil elemarányokkal, amelyek valószínűsíthetően az ultramagas nyomású köpenyfázisok korai köpenydifferenciálódásával hozhatók összefüggésbe. A kristályok frakcionálódásának geokémiai hatásait egy mély magmaóceánban részben nagynyomású kísérletekkel korlátozzák. A primitív konvektív köpenyre és az ömlesztett szilikátföldre vonatkozó összetételi modellek összehasonlítása általában lehetővé teszi, és valószínűleg előnyben részesíti egy olyan mély köpenyösszetétel 10-15%-os teljes frakcionálódását, amely túlnyomórészt Mg-perovszkitból és kisebb, de geokémiailag fontos mennyiségű Ca-perovszkitből és ferroperiklászból áll. Egy ilyen kristályhalmaz hosszú távú izolációja általában összhangban van a modern felső köpenyben az idő-integrált Sm/Nd és Lu/Hf arányokra vonatkozó izotópos korlátozásokkal, és magyarázatot adhat néhány köpenyizotóp-tározó jellemzőire. Bár a Föld fejlődésének legkorábbi formálódási időszakáról még sok mindent meg kell tanulnunk, az elméleti, fizikai, izotópos és geokémiai érvek konvergenciája kezd egy önmagában konzisztens képet adni a gyermekkori Földről.

Vélemény, hozzászólás?

Az e-mail-címet nem tesszük közzé.