Метеоритное вещество и состав Земли

0
565

В соответствии с данными Г. Юри большинство исследователей отождествляло средний состав Земли с составом обычных хондритов. Однако хондритная модель среднего состава Земли завышает содержание в ней летучих элементов, урана и тория. Несоответствие в содержании летучих элементов устранено гипотезой Э. Андерса, а затем Дж. Ларимера и Э. Андерса, принявших состав углистых хондритов в качестве среднего состава Земли. Однако дальнейшие исследования привели к затруднению в отождествлении химического состава метеоритов с составом как земных, так и лунных горных пород. Подобное несоответствие связано с различной эволюцией метеоритного материала и вещества земной коры, о чем свидетельствует и тот факт, что из 150 минеральных видов, найденных в метеоритах, 28 известны на Земле, а из 3600 земных — около 3500 не известны в метеоритах. Чисто метеоритные минералы указывают на восстановительные условия их образования. Это в основном металлическое железо, сульфиды и как акцессорные микропримеси — карбиды, нитриды, силициды, фосфиды.

В космосе наиболее распространены элементы Н, С, N, О, Mg, S, Si и Fe. Земная кора на 87,5% состоит из О, Si, Al, Fe, а ультраосновные земные породы — более чем на 90%-Эти же элементы в сумме или отдельно слагают более 90 % массы любого метеорита. В зависимости от содержания железа и степени его окисленности метеориты четко разделяются на классы, подклассы и группы, среди которых хондриты по содержанию общего железа в силикатной, сульфидной и металлической фазах образуют совершенно отличные друг от друга группы. Хондриты отличаются от земных и лунных пород по содержанию почти всех главных элементов, за исключением железа. К земным породам по своему составу ближе всего ахондриты, во всяком случае содержания в них Si, Fe, Mn, Са, К перекрываются содержаниями этих элементов в земных породах. Однако по содержанию Al, Ti и частично Mg и Na земные горные породы значительно отличаются от ахондритов. Тем не менее сопоставления химического состава всех типов метеоритов с таковым земных и лунных горных пород позволяют считать, что Земля и Луна должны состоять из тех же химических компонентов, что и хондриты, но в иных пропорциях. Поскольку группы хондритов дискретны, то, по-видимому, столь же дискретными были области космического пространства, где формировались «родительские» тела этих хондритов, а следовательно, такое могло случиться уже в дифференцированном протопланетном облаке.

Дж. Лаример и Э. Андерс в 1967 г., приняв, что составу протосолнечного облака ближе всего отвечают углистые хондриты CI, путем теоретического моделирования РТ-условий в газовой туманности и, основываясь на данных по распространенности элементов в метеоритах других групп и классов, пришли к выводу, что все другие метеориты, как и планеты Солнечной системы, образовались в результате дифференциации вещества типа CI в пределах облака и последующей его аккреции при различных температурах в зависимости от расстояний до Солнца.

Полученные экспериментальные данные полностью подтвердили положение о том, что состав метеоритов и других тел Солнечной системы был обусловлен процессами конденсации элементов и их соединений из остывающего солнечного газа. Не утрачивая ценности представлений о солнечной природе этого газа, следует отметить, что подобная конденсация могла происходить и задолго до образования Солнечной системы во время каких-то других звездных катастроф. При всем этом важно знать, что понижение температуры газовой смеси приводит к последовательной конденсации различных температурных фракций. Железо и никель конденсируются далеко не первыми. Вначале выделяются тугоплавкие окислы и силикаты, которые в метеоритах встречаются довольно редко, что приводит к затруднению при объяснении наблюдающейся зональности свойств Земли по геофизическим данным и в первую очередь в изменении скорости продольных и поперечных волн, и, как следствие плотности соответствующих геосфер, выявляемых по результатам геофизических исследований. Если бы происходила конденсация из остывающей плазмы, то согласно термодинамике образовалась бы планета с резко выраженными химическими зонами, где ядро должно было бы состоять из корунда, мелилита, галенита, металлического железа и диопсида со шпинелью (диопсид и шпинель могут реагировать, образуя анортит), что привело бы к понижению плотности ядра сравнительно с экспериментально устанавливаемой. Для объяснения зональности Земли сторонники конденсационно-гетерогенной аккреции К. Турекян и С. Кларк (1969 г.) допускают возможность ее формирования в течение 10000 лет, не принимая во внимание, что выделяющаяся при этом гравитационная энергия аккреции привела бы к полному расплавлению Земли. Однако как сторонники гетерогенной, так и гомогенной аккреции вынуждены принимать во внимание дифференциацию вещества Земли или по крайней мере ядра и нижней мантии, допуская переплавление этого вещества с целью объяснения способа образования ядра Земли и его состава, соответствующего геофизическим данным.

ОСТАВЬТЕ ОТВЕТ