Начало плотностной дифференциации Земли

Совокупность приведенных аргументов позволила с большей уверенностью утверждать, что процесс выделения земного ядра начался где-то около 4 млрд лет тому назад, а тектономагматическая активность Земли заметно проявилась на ее поверхности уже через 200 млн лет (т.е. около 3,8 109 лет назад) в виде возникновения древнейших изверженных пород, первой воды и осадков, а также начала формирования земной атмосферы. К тому же периоду, вероятнее всего, относится появление первых и наиболее примитивных форм жизни на Земле.

Согласно модели Сорохтина-Ушакова, первая астеносфера на Земле могла возникнуть где-то в низах верхней мантии только в результате частичного плавления силикатов. Но существовавшие тогда интенсивные приливные возмущения за счет концентрация приливной энергии в слоях пониженной добротности должны были поднять температуру в астеносферном слое еще выше, вплоть до плавления свободного железа, возбудив тем самым в слое первичной астеносферы процесс плотностной дифференциации земного вещества.

Как только содержавшееся в веществе молодой Земли свободное железо (а его начальная концентрация достигала 13,1 %) стало плавиться, процесс дальнейшей дифференциации земного вещества уже смог распространяться в верх и в глубь Земли самопроизвольно, только за счет высвобождения гравитационной энергии дифференциации земного вещества. Процесс этот устойчив и может поддерживаться в незатухающем режиме.

В верхней мантии температура плавления силикатов существенно ниже температуры плавления железа и его оксидов, а легкоплавкий состав Fе2О при господствующих в этой геосфере давлениях еще не образуется. Поэтому первичная дифференциация земного вещества на этих уровнях могла протекать либо по механизму обратной флотации (погружение твердых фаз железа и его оксидов через слой расплавленных силикатов), либо по механизму зонной плавки.

Термодинамический расчет процесса зонной плавки в верхней мантии молодой Земли показывает, что процесс этот сопровождался выделением значительной гравитационной энергии благодаря сепарации плотного железа от сравнительно более легких силикатов. Высвобождавшаяся таким путем энергия полностью обеспечивала самоподдерживание и развитие этого процесса в пределах всей верхней мантии. Приливная энергия, рассеивавшаяся тогда в зонах плавления вещества, лишь ускоряла и усиливала процесс зонной плавки. Поэтому весьма вероятно, что в раннем архее процесс зонной плавки действительно развивался в верхней мантии молодой Земли и привел к выплавлению наиболее древних порций континентальной коры анортозитового или базальтоидного состава. В более глубоких частях мантии, где температура плавления силикатов существенно превышала температуру плавления железа, дифференциация земного вещества могла происходить только за счет простой сепарации расплавленного железа от твердых силикатов. Процесс зонной дифференциации земного вещества должен был сопровождаться возникновением в этой же части мантии (уже прошедшей первичную дифференциацию) интенсивной тепловой конвекции.

Процесс зонной сепарации расплавленного железа от силикатной матрицы земного вещества не мог распространяться глубже некоторого предельного уровня, начиная с которого высвобождавшейся гравитационной энергии уже не хватало для поддержания незатухающего режима развития процесса. Очевидно, Для обеспечения самоподдерживающегося развития процесса необходимо было, чтобы выделявшаяся при этом энергия была достаточной для прогревания вещества нижележащей среды до уровня расплавления содержащегося в нем металлического железа.

Еще статьи по географии

Региональные особенности и рекреационные ресурсы Дальнего Востока и Сибири
Рекреационные ресурсы - это природные и антропогенные геосистемы, тела и явления природы, артефакты, которые обладают комфортными свойствами и потребительской стоимостью для рекреационной д ...

Дальний Восток и его значение в хозяйстве страны
Дальний Восток - уникальный регион. Уникален он, прежде всего, по своим природным ресурсам, огромной территории, климатом и географическим положением. Огромные размеры района, его протяж ...

Оценка природного ландшафта
Слово «ландшафт», давшее название целой отрасли географической науки, первоначально употреблялось для обозначения общей идеи о взаимосвязанном сочетании различных явлений на земной поверхно ...