9 місяців тому
Немає коментарів

Sorry, this entry is only available in
Російська
На жаль, цей запис доступний тільки на
Російська.
К сожалению, эта запись доступна только на
Російська.

For the sake of viewer convenience, the content is shown below in the alternative language. You may click the link to switch the active language.

Состав вещества первичной Зем­ли существенно отличался от соста­ва современной мантии и коры, однако его можно восстановить, мысленно смешав средние составы современной мантии, земной ко­ры, внешнего и внутреннего ядра. Химический состав земной коры хорошо известен из прямых на­блюдений, и для континентальной коры он представляет собой смесь гранитов с базальтами, а для океан­ской коры — смесь базальтов с бо­гатыми оливином ультраосновны­ми породами — перидотитами.

Известен сейчас и состав мантии. Судя по находкам глубинных по­род, в рифтовых зонах срединно-океанических хребтов, в которых мантийное вещество ближе всего подходит к земной поверхности, состав современной мантии отве­чает океанским лерцолитам — тоже ультраосновным породам, пред­ставляющим собой как бы смесь базальтов и перидотитов. Благода­ря существованию в мантии интенсивных конвективных течении, по­стоянно перемешивающих ее ве­щество на протяжении вот уже 4 млрд. лет, химические составы и верхней и нижней мантии в сред­нем одинаковы. Об этом же сви­детельствуют и сопоставления экс­периментов по ударному сжатию силикатов с сейсмическими дан­ными о распределении плотно­сти в глубинных недрах Земли.

Опыты по ударному сжатию же­леза и его соединений показыва­ют, что в земном ядре должно со­держаться от 85 до 90% железа. О составе примеси (оставшиеся 10—15% массы ядра) можно стро­ить только теоретические предпо­ложения. Однако подробный ана­лиз всех имеющихся геологиче­ских и геохимических данных и вы­сокая обоснованность вывода о том, что процесс выделения ядра продолжается и сейчас, позволя­ет нам с большой уверенностью утверждать, что во внешнем ядре легкой добавкой к железу являет­ся кислород. Внутреннее ядро ско­рее всего состоит из сплава желе­за с никелем.

Осуществив теперь мысленное смешение всех перечисленных геосфер, можно легко определить и состав первичной Земли, а сле­довательно, и первичной мантии. Оказывается, это вещество харак­теризовалось резко ультраоснов­ным составом, так как в нем было только 31 % кремнезема (в сов­ременной мантии кремнезема око­ло 45,5%), зато концентрация окислов железа достигала 24%, и в нем еще содержалось до 13% свободного железа (сейчас в ман­тии содержится около 8,5% окис­лов железа и полностью отсут­ствует свободное железо).

Химический состав мантии ме­нялся со временем по нескольким причинам. Во-первых, потому что железо и его окислы постепенно переходили в ядро, увеличивая тем самым концентрацию оста­ющихся в мантии элементов и со­единений. Во-вторых, потому что часть наиболее подвижных элемен­тов — литофильных (таких, как хлор, фтор, калий, натрий, руби­дий, редкие земли, уран, торий, золото и другие литофильные эле­менты, а также вода) переходила из мантии во внешние геосферы Земли, тогда как другая часть, так называемые сидерофильные элементы (никель, платина, сви­нец, медь и их сульфиды, а также золото и серебро), вместе с желе­зом опускалась в земное ядро. Наконец, концентрация радиоак­тивных элементов в мантии допол­нительно уменьшалась за счет их спонтанного распада, а уменьше­ние содержания свинца, наоборот, частично компенсировалось на­коплением его радиогенных изо­топов.

Описанные выше законы вы­деления ядра и дегазации Земли позволяют количественно рассчи­тать геохимическую эволюцию мантии. Это очень важный резуль­тат, поскольку он помогает нам выяснить основные закономерно­сти выноса на поверхность Земли рудных элементов и понять про­исхождение, например, уникаль­ной эпохи рудообразования в ран­нем протерозое, речь о которой пойдет несколько ниже.