Неорганическая геохимия - Хендерсон П.
Скачать (прямая ссылка):
Наиболее широко в этом методе используются изотопы ИЬ и Эг, хотя многое было сделано с помощью изотопов и и РЬ. Полезным является и применение изотопов и Ш, а также, в самое последнее время, изотопов Ьи и Ш [301].
Возможный метод датировки для железных метеоритов по встречающемуся в природе радиоактивному изотопу рения 187Ие, который распадается с образованием 1870Б С периодом полураспада 4,3 млн. лет, оказался неудачным в связи с неопределенностью величины периода полураспада и сходством геохимического поведения рения и осмия, что приводит к скоплению точек на изохроне.
Большинство данных для всех метеоритов дает возраст образования, близкий к 4,55 млрд. лет. Два результата — один для железного метеорита, а другой для ахондрита — отвечают примерно 3,8 млрд. лет, а для наклита ЫакЫа установлен точный возраст 1,24 млрд. лет -[124], который указывает на то, что в это время произошло значительное перераспределение элементов. Возраст 4,55 млрд. лет, вероятно, представляет время первоначального затвердевания всех метеоритов.
1.5.5. Возраст нуклеосинтеза. Возраст образования отвечает времени затвердевания метеорита. Но каков же возраст вещества, из которого состоит метеорит? Поскольку процессы нуклеосинтеза, приводящие к образованию тяжелых элементов в любой небуле, продолжаются в течение значительного периода времени, невозможно дать точный ответ на этот вопрос. Однако интервал времени между концом нуклеосинтеза и консолидацией метеоритов («промежуточное время») можно оценить, если найти в веществе метеорита продукты распада короткоживущих радиоактивных изотопов, которые в настоящее время не существуют. Наиболее полезными для этого оказались те радиоактивные изотопы, период полураспада которых слишком мал,
28 Часть I
чтобы они сохранились до настоящего времени, но достаточно велик, чтобы они пережили интервал времени между нуклеосинтезом и конденсацией метеоритов. Этому условию отвечает 129Хе, дочерний изотоп вымершего 1291 (период полураспада «16 млн. лет). С его помощью и было показано, что промежуточное время составляет около 100 млн. лет. (Метеорит типа СЗ АПегкде имеет большой избыток 129Хе.)
1.6. Происхождение. Существование трех различных типов метеоритов — каменных, железокаменных и железных — неизбежно приводит исследователей к выводу о том, что метеориты произошли из некоего планетарного тела, дифференцированного на богатое металлом ядро и силикатную оболочку. Разрушение такого тела приведет к возникновению разных метеоритов: железокаменных— из области, пограничной между металлическим ядром и силикатной мантией, — и различных каменных — из разных областей силикатной мантии. Имеется, однако, много данных, которые не укладываются в гипотезу «единственного родительского тела». Одним из важнейших фактов является различие в распределении возрастов не только для разных типов метеоритов, но также между метеоритными группами. Кроме того, пробелы в составах хондритов и железных метеоритов наводят на мысль, что каждая группа формировалась в особых родительских телах. С этим предположением также сравнительно просто согласовать данные по скоростям остывания. На основании содержаний ба, йе, № большинство железных метеоритов можно отнести к одной из 12 генетических групп, каждая из которых, вероятно, берет начало от разных родительских тел [351].
Различия в отношениях изотопов кислорода между всеми классами метеоритов также указывают на то, что в их происхождении участвовали многие родительские тела. Можно выделить шесть классов, каждый с индивидуальными значениями отношений 180/160 [67]:
1) «земная группа», состоящая из земных и лунных пород, энстатитовых хондритов, ахондритов (кроме уреилитов) и железокаменных метеоритов;
2) хондриты типов Ь и ЬЬ;
3) хондриты типа Н;
4) безводные минералы из хондритов С2, СЗ и С4;
5) минералы водной матрицы хондритов С2;
6) уреилиты.
Члены одного какого-либо класса не могут быть получены путем фракционирования или дифференциации из источника вещества любого другого класса. Однако особенности их составов могут быть объяснены соответствующими комбинациями при смешении изотопно различных изначальных составов и. изотоп
1. Метеориты 29
ным фракционированием. (Стабильные изотопы рассматриваются в гл. 9.) Поскольку для происхождения метеоритов требуется много родительских тел, возможным их источником представляется пояс астероидов между Марсом и Юпитером. Здесь имеется большое число планетезималей с диаметрами до 1020 км (Церера), многие из них имеют орбиты, пересекающие орбиту Марсат а некоторые—.Земли. Следовательно, существует реальная возможность захвата некоторых из этих тел гравитационным полем Земли. Имеющиеся данные о метеоритных орбитах, хотя и ограниченные, не противоречат этой точке зрения. Согласно данным по скоростям остывания и результатам исследования, посвященного оценке давления при формировании некоторых железных метеоритов [350], радиусы родительских тел железных метеоритов должны быть больше 70 км и, вероятно, близки к 180 км. Некоторые тела из пояса астероидов обладают именно такими радиусами; кроме того, существует вероятность того, что тела несколько больших размеров могут дробиться при взаимных столкновениях.
