Окенический рифтогенез - Дубинин Е.П.
ISBN 5-89118-198-3
Скачать (прямая ссылка):
Для понимания геологических этапов развития Земли исключительное значение имеют два основных вывода теории планетообразования. Во-первых, молодая Земля сразу же после своего образования была относительно холодным космическим телом и нигде в ее недрах температура не превышала температуру плавления земного вещества [109, 110]. Во-вторых, первичная Земля имела достаточно однородный состав, а связанные с химическими неоднородностями вещества локальные отклонения плотности от средней на данном уровне величины, по-видимому, не превышали 0,01 г/см3 [109].
Если принять эти условия за исходные, то дальнейшая эволюция Земли (обособление мантии, ядра, коры, гидросферы и атмосферы) должна была полностью определяться исходным составом земного вещества, начальным теплозапасом нашей планеты и историей ее взаимодействия с Луной. При этом очевидно, что эндогенные источники энергии, фактически управляющие всем ходом глобального (и тектонического) развития Земли, включая энергию распада радиоактивных элементов и гравитационную дифференциацию земного вещества, в конце концов тоже определяются исходным составом Земли. Результаты расчета состава Земли приведены в табл. 8.1 в сопоставлении с составами современной мантии и углистых хонд-ритов - наименее дифференцированных метеоритов, обычно принимаемых за эталон среднего состава протопланетного вещества.
Как видно из табл. 8.1, первичное вещество Земли представляло собой ярко выраженную ульт-
Компонент 1 2 3 4 5 6
Si02 59,3 45,7 - 31,13 38,04 33,0
ТЮ2 0,7 0,5 - 0,34 0,11 0,11
AI2O3 15,0 3,7 - 2,61 2,50 2,53
Fe203 2,4 2,65 - - - -
FeO 5,6 5,55 48,64 21,73 12,45 22,0
MnO 0,1 0,14 - 0,095 0,25 0,24
MgO 4,9 38,4 - 26,00 23,84 23,0
CaO 7,2 2,5 - 1,72 1,95 2,32
Na20 2,5 0,35 - 0,25 0,95 0,72
K20 2Д 0,012 - 0,015 0,17 -
О - 0,4 - 0,27 0,36 0,49
0
P205 0,2 - - - - 0,38
NiO - 0,1 - 0,07 - -
FeS - - 7,49 2,36 5,76 13,6
Fe - - 43,30 13,19 11,76 -
Ni - 0,61 0,19 1,34 -
Примечание. 1 - состав континентальной коры, по А.Б.Ронову и А.А.Ярошевскому [106]; 2 - состав мантии Земли (с учетом данных Л.В.Дмитриева и А.Рингвуда); 3 - модельный состав ядра Земли; 4 - состав первичного вещества Земли (расчет); 5 - средний состав хондрито, по [541]; 6 - средний состав углистых хондритов
раосновную породу с низким ее насыщением кремнеземом и высоким содержанием двухвалентного железа. Следовательно, первичное вещество Земли должно было характеризоваться резко выраженным ортосиликатным составом. Примерно на 75% оно было сложено оливином (в котором содержалось до 38% фаялита), на 7% - остальными силикатами и на 13,8% - камаситом [29].
Из таблицы видно, что относительно среднего состава метеоритов Солнечной системы Земля несколько обогащена железом и его окислами (примерно на 50-60%), существенно обеднена серой (в 10 раз), калием (приблизительно в 4-5 раз) и другими подвижными элементами, но характеризуется почти средним для Солнечной системы обилием кислорода по отношению к кремнию.
Содержания в первичном веществе Земли летучих, подвижных и редких рассеянных элементов определить значительно сложнее. Тем не менее имеющиеся оценки их концентрации в Земле показывают, что по сравнению со средним составом протопланетного вещества (углистых хондритов первого типа) земное вещество обеднено водой в 200-250 раз, калием в 5-7 раз, углеродом приблизительно в 1000 раз [29].
Такие же соединения, как метан или аммиак, по-видимому, были почти полностью выметены из об-
ласти формирования планет земной группы. Дефицит благородных газов по Б. Мейсону [83], достигает Ю'-Ю"14. Все эти элементы и соединения (кроме благородных газов) в небольших количествах все же могли попадать на Землю, но только в связанном состоянии - вода с гидросиликатами, углекислый газ в виде карбонатов, азот - в составе нитритов и нитратов и т.д. И лишь самые ничтожные количества первичных газов, в том числе и благородных, попадали на Землю, адсорбируясь на поверхности рыхлых и пористых частиц исходного протопланетного вещества [120].
На основе модели состава первичного вещества Земли в предположении ее химической однородности по данным ударного сжатия силикатов и их окислов было рассчитано распределение плотности в недрах первичной Земли для наиболее вероятного распределения температуры (рис. 8.6). Как видно из приведенных расчетов, в молодой Земле не было никаких границ раздела, кроме зон фазовых переходов в переходном слое Голицына на глубинах от 300 до 800 км. Тогда еще не существовало'ни земного ядра, ни мантии, ни коры. Все эти геосферы обособились значительно позже, а в те далекие времена была лишь однородная по составу Земля. Плотность вещества на поверхности молодой Земли достигала 3,9-4 г/см3, а к центру она повыша-
