Процесс дифференциации исходного земного вещества по механизму зонной сепарации расплава металлического железа от силикатов мантии хорошо объясняет исключительно важную и очень интересную особенность мантийного магматизма в архее - выплавление в то время перегретых коматиитовых лав.
В результате перехода процесса первичной дифференциации земного вещества от сепарации металлического железа к выделению его оксидов и возникновению в мантии химико-плотностной конвекции перегрев мезосферы и верхней мантии должен был достаточно быстро снизиться с выравниванием температуры по адиабате в соответствии с температурой плавления "ядерного, вещества Fе2О на глубине развития процесса дифференциации и данный момент времени. Этот теоретический вывод неплохо соответствует эмпирическим данным о достаточно быстром исчезновении высокотемпературных коматиитов в конце архея.
Рассмотрим некоторые глобальные характеристики развития процесса зонной дифференциации земного вещества. Обращает на себя внимание вывод, что образование в недрах Земли сферического слоя, заполненного плотной жидкостью и окружавшего собой менее плотную, но очень жесткую центральную "сердцевину", приводит к возникновению ситуации гравитационной неустойчивости во всей планете. При этом простого стекания расплавов к центру планеты не происходило по двум причинам. Во-первых, потому что вязкость холодной "сердцевины" молодой Земли была исключительно высокой и, во-вторых, скорость продвижения вниз фронта дифференциации в механизме зонной сепарации железа и тем более расплавов Fе-FеО заметно превышает скорость образования каплевидных структур. Кроме того, распад металлического железа ниже критического уровня 1900 км полностью кристаллизуется, превращаясь в твердое вещество. После начала действия механизма сепарации оксидов железа и нормализации температуры мантии существование расплавленного железа в недрах Земли вообще полностью исключалось.
Каким же образом тогда разрешалась отмеченная выше ситуация гравитационной неустойчивости в Земле? Только единственным способом - путем выталкивания стекающим к центру "ядерным" веществом жесткой сердцевины Земли к ее поверхности, и это показано на рис.1. Однако постепенного выталкивания холодной сердцевины молодой Земли к ее поверхности по мере развитии процессов дифференциации земного вещества происходить тоже не могло. Объясняется это существенной неравномерностью прогрева молодой Земли. Действительно, после захвата Протолуны, образования Луны и дальнейшей эволюции ее орбиты в катархее основная доля приливной энергии, а она была огромной - около (4-5) - 1037 эрг, выделилась преимущественно в экваториально кольцевом поясе Земли. В результате к началу архея Земля в низких широтах оказалась разогретой в заметно большей мере, чем в приполярных секторах. Поэтому первая астеносфера и связанная с ней зона сепарации железа должны были возникнуть именно под экваториальным поясом нашей планеты (см. рис.1, А).
Перейти на страницу:
1 2 3 4 5 6 Еще статьи по географии
Ладожское озеро общая характеристика, экологическое состояние
Общая
площадь Ладожского озера - 18 135 квадратных километров, 457 из них приходится
на долю островов. Только островов, превышающих по площади 1 гектар,
насчитывается свыше 650, из них окол ...
Географическая и историко-культурная характеристика Латвии
Цель работы - дать историко-культурную характеристику Латвии.
Задачи - последовательно дать характеристику большинства сфер
региона - от географической до экономической и культурной.
По ...
Демографическое положение в России
Среди множества показателей
социально-экономического положения страны
демографические характеристики наиболее полно, хотя и несколько косвенным
образом, отражают деятельность правительств,
...
