Доархейская и архейская история Земли этапы, геодинамика и зарождение литогенеза

Кандидатом на этот слой предлагаются [7]: 1) континентальная кора, которая была полностью рециклирована; 2) коматиитовая или базальт-коматиитовая кора, которая была также полностью субдуцирована и захоронена в мантии; 3) базальтовая кора. Нам представляется, что первый кандидат является более предпочтительным, поскольку данные по сравнительной планетологии (по Луне, Марсу и Меркурию) вполне допускают существование в ранней истории Земли более «кислой коры», особенно если учесть раннее появление на Земле гидросферы, что обеспечивает участие воды в формировании земной коры [2; 3].

Другой вариант тепловой эволюции предполагает, напротив, перегрев Земли, приводящий к термическим катаклизмам, которые регулярно, например, повторялись в истории Венеры [4]. К счастью для Земли (а точнее сказать, для нас, землян) тепловая эволюция идет по третьему «земному» варианту, в котором «предусмотрено» сбрасывание излишков тепла через механизмы тектоники литосферных плит в зонах спрединга, субдукции и др.). Но работали ли эти механизмы в архее и тем более в доархее?

Но прежде чем ответить на этот вопрос, следует рассмотреть более детально существующие представления о строении и составе первичной земной коры.

Наша планета, обладая значительно большей массой и объемом, чем Марс, Меркурий и тем более Луна, разогревала свои недра и поверхность значительно энергичней, чем эти планеты. Чем меньше отношение площади планеты к массе (объему), тем интенсивнее разогревается планета, по этому отношению с Землей может соперничать только Венера. Есть веские основания считать, что на Земле к рубежу 4, 45 млрд лет уже произошла более глубокая, чем на Луне, дифференциация мантии с образованием первичной коры, с более высоким содержанием щелочей (Na2O + + K2O) и кремнезема (до 50 %) и более низким содержанием СаО и MgO, т. е. это были более кислые породы от анортозито-базальтов и андезитов, вплоть до пород, соответствующих ТТГ-ассоциации (тоналит-трондъемит-гранодиоритовой). По А. А. Маракушеву [8], первичное расслаивание планет привело к образованию богатых железом ядер планет, состав которых отвечает железным метеоритам и палласитам, и силикатным оболочкам планет, представленных ультраосновной мантией, отвечающей по составу ахондритам–уреилитам, и земной корой, которая была тоже расслоена и отвечала в нижней части диогенитам, а в верхней – эвкритам; последние по составу почти не отличаются от неморских лунных базальтов с низким содержанием KREEP-компонентов. Модель расслоения Земли на оболочки А. А. Маракушева не противоречит данным сравнительной планетологии. Однако по механизму и времени образования, а также по составу коры она нуждается в некоторой корректировке. Во-первых, расслоение планеты приурочено, скорее всего, к интервалу 4, 45–4, 35 млрд лет; во-вторых, первичная кора подвергалась бомбардировке астероидно-метеоритными и кометными телами с размерами более 1, 0 км (мелкие тела не достигали земной поверхности из-за плотной атмосферы); в-третьих, скорее всего, первичная кора не была однородной, в частности, в ней были «пятна», обогащенные щелочами, кремнеземом и некогерентными элементами (по аналогии с лунной KREEP-ассоциацией и венерианскими шошонитами). Образование первичной земной коры происходило одновременно с формированием атмосферы и гидросферы (сначала в виде пара), которые вместе образуют единый гетерофазный чехол [1] – систему наружных оболочек, связанных единством происхождения и постоянным взаимодействием. Так завершился второй этап в ранней истории Земли. По А. В. Витязеву [9], на этой стадии между орбитами Венеры и Марса еще существовал рой тел с массой 10–2 от массы Земли (это чуть меньше массы Луны), а размеры самых крупных из них могли превышать первые километры.

Самым, пожалуй, спорным и не до конца разрешенным вопросом ранней истории Земли является образование протосиалической оболочки, т. е. континентального типа земной коры. Механизм образования может быть понят частично путем выяснения природы «серых гнейсов» и так называемой ТТГ-ассоциации. Д. М. Шоу [10] предлагает модель первичного состава доархейской коры с участием гранитной компоненты. Эту модель можно назвать моделью одновременно-последовательного образования земной коры: «одновременного» в том смысле, что в коре при кристаллизации сразу появляются островки, участки сиалической коры; «последовательного» в том смысле, что вся последующая эволюция коры приводит к В. И. Сиротин ВЕСТНИК ВГУ, СЕРИЯ: ГЕОЛОГИЯ, 2010, № 2, ИЮЛЬ–ДЕКАБРЬ 37 Доархейская и архейская история Земли: этапы, геодинамика и зарождение литогенеза усилению роли и окончательному становлению коры континентального типа. Схема формирования протокоры, по мнению этого автора, выглядит следующим образом: Земля образовалась в результате гомогенной аккреции. Следовательно, небулярная конденсация предшествовала разделению Земли на оболочки (ядро, мантия, протокора, поротоатмосфера), при этом произошло освобождение большого количества тепла. Большая часть редких газов высвобождается, а U, Th и редкоземельные элементы в значительной степени перемещаются в поверхностную зону. В значительной степени расплавленная мантия постепенно кристаллизуется в направлении вверх в процессе кондуктивного, адвективного и конвективного охлаждения с концентрацией литофильных элементов в близповерхностном базальтовом слое. Модель предполагает образование «анортозитовой накипи»: быстрое охлаждение поверхности за счет излучения замедлилось, а при ее застывании кристаллизовались плохо проводящие тепло минералы, главным образом, оливин, пироксен и плагиоклаз; более тяжелые первые два минерала погружались, унося с собой и часть плагиоклаза.

Перейти на страницу: 1 2 3 4 5 6 7 8 9

Еще статьи

Канада
Канада крупнейшая страна Северной Америки. Она занимает огромную территорию на материке Северная Америка площадью 9970610 кв. км. По размерам территории занимает второе место после России. Большая часть страны расположена в тех же географических широтах, что СНГ. Крайний юг Канады лежит ...