Окенический рифтогенез - Дубинин Е.П.
ISBN 5-89118-198-3
Скачать (прямая ссылка):
В модели Сорохтина-Ушакова было найдено, что при давлении Р = 0 и температуре Г = Го ~ 1250 °С, U(0, Г0 ;4о = -19,97-103S эрг. С учетом и(р,Т)ю = —3,29-1038 эрг величина энергии сжатия молодой Земли на рубеже катархея и архея должна была быть близкой к е^о = 3,32-10 эрг.
Аналогично для современной Земли получено C/(0,7Vo,o = ~21,20-1038эрг, тогда как U(p,T0)0,o = -24,75 эрг, откуда энергия сжатия Земли равна ?ео,о = 3,5-1023 эрг. Следовательно, в процессе выделения ядра на дополнительное сжатие земных недр ушло ДЕе= 0,23-1038 эрг, а в форме тепла выделилось egr= 1,23-1038 эрг гравитационной энергии [121, 122].
На рис. 8.8. и 8.9. представлены графики выделения и скорости генерации тепловой компоненты гравитационной энергии, полученные в работах [121, 122].
Как видно из приведенных кривых, повышенная
Время, 1 О9 лет
Рис. 8.8. Зависимость от времени выделившейся энергии гравитационной дифференциации Земли (тепловая составляющая), по [122]
¦ .. J20 Ejf,1 0 Эрг/С
Время, 1 0 лет
Рис. 8.9. Скорость выделения тепловой составляющей гравитационной энергии
Пунктирной линией отмечен момент образования у Земли плотного окисно-железного ядра, по [122]
скорость гравитационной энергии наблюдалась в самом раннем архее около 4-3,8 млрд лет назад. В то время выделялось в виде тепла примерно 8,5-1020 эрг/с гравитационной энергии или почти в 3 раза больше, чем сейчас (около 3-1020 эрг/с).
После некоторого снижения скорости выделения гравитационной энергии в среднем архее уже в позднем архее (после перехода процесса дифференциации от сепарации металлического железа к выделению эвтектических расплавов Fe-FeO) вновь наблюдался весьма существенный всплеск выделения гравитационной энергии достигавший, в своем пике, около 3-109 лет назад, 33-Ю20эрг/с. Однако с максимальной скоростью эта энергия выделялась около 2,6-109 лет назад во время катастрофических
событий формирования у Земли плотного ядра и превышала современную скорость выделения гравитационной энергии более чем в 15 раз [120].
Обращает на себя внимание, что максимум скорости выделения гравитационной энергии приходится на уникальную эпоху позднего архея, когда, судя по геологическим данным, тектоническая активность Земли действительна была наибольшей [126].
После выделения земного ядра в самом конце архея скорость генерации гравитационной энергии в раннем протерозое (после 2,6 109лет назад) резко упала до значений 9-1020 эрг/с. Дальнейший процесс гравитационной дифференциации Земли протекал уже значительно спокойнее, постепенно снижаясь до современного уровня выделения энергии
?gT = 3-Ю20 эрг/с.
Продолжится затухание этого процесса и в будущем [122].
Отметим еще, что изображенные на рис. 8.8 и 8.9 графики определяют собой только осредненные показатели энерговыделения. В реальных же условиях в связи с нестационарностью процесса гравитационной дифференциации земного вещества график скорости энерговыделения а , оказывается несколько более сложным - на него как бы накладывается колебательный процесс циклических перестроек, отвечающих тектоническим циклам. Однако возможная амплитуда таких модуляций, вероятно, не очень велика.
8.2.2. Радиогенная энергия.
Для определения содержания в мантии радиоактивных и других рассеянных элементов нельзя использовать данные по составам ксенолитов мантийных пород из кимберлитовых трубок взрыва или из продуктов вулканических извержений островных дуг. Связано это с тем, что ультраосновные и эклогитовые ксенолиты кимберлитовых трубок фактически представляют собой осколки древней, преимущественно раннепротерозойской океанский коры, затянутой по бывшим зонам субдукции глубоко под литосферные плиты архейских континентов [118], а вулканы островных дуг сами функционируют только за счет переплавления и глубокой переработки пододвигаемой под них океанской коры.
С большой осторожностью также следует подходить и к отбору для анализов ультраосновных ксенолитов из океанских вулканов гавайского типа, поскольку многие среди таких образцов имеют кумулятивное происхождение и возникают на уровнях существования промежуточных магматических очагов, в которых магматические расплавы также могут контаминироваться морскими водами, проникающими в горячую зону по напластованиям лавовых потоков стратовулканов.
В такой ситуации определение “наиболее вероятных” концентраций радиоактивных элементов в
Земле только по эмпирическим данным невозможно и приходится прибегать к помощи дополнительных гипотез. Один из таких косвенных способов определения содержания в мантии предложили независимо друг от друга П.В.Гаст [28] и П.Харли [298]. По их идее содержание в Земле радиоактивного изотопа калия 4 К (а, следовательно, и всего калия) может быть найдено по концентрации в атмосфере радиогенного изотопа аргона 40Аг, попадающего в эту геосферу при переходе калия из мантии в земную кору. При этом подвижность калия они считали приблизительно такой же, как и у рубидия, а последнюю можно определить по стронциевым отношениям 87Sr/86Sr в коровых и мантийных породах.
