FrontiersEarly Earth differentiation

The birth and infancy of Earth was a time of deep differentiation involving massive internal reorganization into core, mantle and proto-crust, all within a few hundred million years of solar system formation (t0). Evidências físicas e isotópicas indicam que a formação de núcleos ricos em ferro geralmente ocorreu muito cedo em planetesimais, os blocos de construção do proto-Terra, dentro de cerca de 3 milhões de anos de t0. Os estágios finais do acreção planetária terrestre envolveram impactos gigantescos violentos e tremendamente energéticos entre o Mercúrio segregado de cornos – a objetos do tamanho de Marte e embriões planetários. Como consequência do aquecimento por impacto, a Terra primitiva foi por vezes parcial ou totalmente derretida, aumentando a probabilidade de equilíbrio de alta pressão e alta temperatura entre os materiais formadores de corpos e manto. O manto de silicato da Terra possui harmoniosamente níveis de abundância dos elementos siderófilos Ni e Co que podem ser reconciliados pelo equilíbrio entre liga de ferro e silicato em condições comparáveis àquelas esperadas para um oceano de magma profundo. A solidificação de um oceano de magma profundo possivelmente envolveu a segregação cristalina a altas pressões, mas a subsequente agitação convectiva do manto poderia ter apagado em grande parte a camada nascente. Contudo, as rochas primitivas do manto superior aparentemente têm algumas proporções de elementos litófilos não-condritivos principais e de oligoelementos refractários que podem ser plausivelmente ligados à diferenciação precoce das fases do manto de ultra-alta pressão. Os efeitos geoquímicos do fracionamento de cristais em um oceano magma profundo são parcialmente limitados pela experimentação de alta pressão. A comparação entre modelos composicionais para o manto convectivo primitivo e o silicato a granel Terra permite, e possivelmente favorece, o fraccionamento total de 10-15% de um conjunto de manto profundo composto predominantemente de Mg-perovskite e com quantidades menores mas geochemicamente importantes de Ca-perovskite e ferropericlase. O isolamento a longo prazo de tal pilha de cristal é geralmente consistente com as restrições isotópicas para os rácios Sm/Nd e Lu/Hf integrados no tempo no manto superior moderno e pode ser responsável pelas características de alguns reservatórios isotópicos de manto. Embora ainda haja muito a aprender sobre o primeiro período formativo no desenvolvimento da Terra, uma convergência de argumentos teóricos, físicos, isotópicos e geoquímicos está começando a produzir um retrato autoconsistente da Terra infantil.

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