Природа глобальных геологических процессов по современным данным о горячей гетерогенной аккреции Земли

Распространенные представления о природе геосфер и эндогенных процессов основаны на выдвинутой в средине прошлого столетия упрощенной гипотезе холодной гомогенной аккреции Земли. Полученные в последние десятилетия данные пришли в противоречие с этими представлениями. Установлено, что составы, изотопные возрасты и температуры образования пород кристаллической коры и литосферной мантии соотносятся по законам магматической дифференциации. Это свидетельствует о формировании их в результате фракционирования глобального океана магмы. Сильная химическая неравновесность мантийных пород с металлическим железом указывает на более раннее формирование земного ядра по сравнению с мантией в результате слипания железных частиц под влиянием в основном магнитных сил. Следовательно, аккреция была гетерогенной. Эти результаты приводят к новому решению дискуссионных генетических проблем. Быстрая аккреция ядра обусловила его очень высокую температуру. В последующем подогрев им мантии явился причиной возникновения в ней конвекции. Придонная часть сформировавшегося в результате импактного плавления силикатного океана магмы кристаллизовалась под влиянием роста давления образующихся его верхних частей. Кумулаты сформировали нижнюю мантию, а расположение по плотности разных по составу остаточных расплавов привело к возникновению слоистости в магматическом океане. Небольшая глубина раннего магматическом океана и пониженная сила гравитации на еще небольшой Земле обусловили низкое давление при его придонном фракционировании. Это привело к образованию большого количества кислых остаточных расплавов и объясняет раннее формирование кислой кристаллической коры континентов. Вследствие увеличения плотности с глубиной в слоистом океане магмы после прекращения аккреции не возникала обширная конвекция. Поэтому он длительно остывал и кристаллизовался сверху вниз преимущественно в результате кондуктивных теплопотерь и сформировал литосферу древних платформ. Последовательный подъем остаточных расплавов из различных слоев магматического океана обусловил закономерную эволюцию магматизма платформ от кислого к субщелочному и щелочному основному и кимберлитовому. Декомпрессионное плавление эклогитов при подъеме нижнемантийных плюмов приводило к массовому образованию очагов толеитовых магм в астеносфере. Их фракционирование сопровождалось возникновением кислых магм в условиях небольшого давления и щелочных – в условиях большого.

1. Грин Д.Х. Состав базальтовых магм как критерий их возникновения при вулканизме / Ред. Э. Буллард, Дж. Канн, Д. Метьюз // Петрология изверженных и метаморфических пород дна океана. М.: Мир, 1973. С. 242–261.

2. Шкодзинский В.С. Фазовая эволюция магм и петрогенезис. М.: Наука, 1985. 232 с.

3. Шкодзинский В.С. Проблемы физикохимической петрологии и генезиса мигматитов (на примере Алданского щита). Новосибирск: Наука, 1976. 224 с.

4. Arndt N.T. The separation of magmas from partially molten peridotite // Carnegie Inst. Wash. Yearb. 1977. V. 76. P. 424–428.

5. Шкодзинский В.С. Петрология литосферы и кимберлитов (модель горячей гетерогенной аккреции Земли). Якутск: Изд. СВФУ, 2014. 452 с.

6. Рингвуд А.Е. Происхождение Земли и Луны. М.: Недра, 1982. 294 с.

7. O’Neil H.S. Oxygen fugacity and siderophile elements in the Earth’s mantle: implications for the origin of the Earth // Meteoritics. 1990. V. 25 (4). P. 395.

8. Harris P.G, Tozer D.C. Fractionation of iron in the Solar system // Nature. 1967. V. 215. P. 1449–1451.

9. Войткевич Г.В. Происхождение и химическая эволюция Земли. М.: Недра, 1983. 168 с.

10. Yin Q., Jacobsen S., Yamashita K., BlicherToft J., Telouk O.P., Albarede F.A. A short timescale for terrestrial planet formation from Hf-W chronometry of meteorites // Nature. 2002. V. 418. P. 949–952.

11. Snyder G.A., Borg L.E., Nyquist L.E., Taylor L.A. Chronology and isotopic constrains on Lunar evolution // The origin of the Earth and Moon. Univ. of Ariz. Press. 2000. P. 361–395.

12. Шкодзинский В.С. Генезис магм по современным данным о горячей аккреции Земли // Наука и образование. 2017. № 2 (86). С. 5–10.

13. Березкин В.И., Смелов А.П., Зедгенизов А.Н., Кравченко А.А., Попов Н.В., Тимофеев В.Ф., Торопова Л.И. Геологическое строение центральной части Алдано-Станового щита и химические составы пород раннего докембрия (Южная Якутия). Новосибирск: Изд. СО РАН. 2015. 459 с.

14. Смелов А.П., Кравченко А.А., Березкин В.И., Добрецов В.Н. Геология и геохимия докембрийских базит-ультрабазитовых комплексов центральной части Алданского щита и нижнекоровых ксенолитов // Отечественная геология. № 5. 2007. С. 53–61.

15. Шкодзинский В.С., Недосекин Ю.Д., Сурнин А.А. Петрология позднемезозойских магматических пород Восточной Якутии. Новосибирск: Наука, 1992. 237 с.