Модели петрогеохимического состава Земли и планет земной группы

0
477

Из всех моделей петрогеохимического состава Земли и планет земной группы, включая и Луну, наиболее достоверной следует считать распространенность элементов в Земле, Венере, Меркурии, Луне и Марсе, рассчитанную в 1979—1980 гг. Дж. Морганом и Э. Андерсом. Остальные модели химического состава, даже Земли, на современном уровне знаний не выдерживают конкуренции с результатами указанного моделирования распространенности элементов. Малая надежность таких расчетных данных химического состава Земли связана и с тем, что в основе их лежат такие представления о закономерностях формирования нашей планеты, которые или давно изжили себя (огненно-жидкая Земля), или недостаточно обоснованы (гомогенная аккреция), или, наконец, чрезвычайно гипотетичны. К последним относятся модели «гидридной Земли», не соответствующие действительности, поскольку, если бы Земля «складывалась» из протопланетно-гидридного вещества, то хоть какие-нибудь признаки гидридов были бы найдены на Луне, где водорода в горных породах вообще не имеется, кроме привнесенного солнечным ветром.

Большая достоверность результатов моделирования элементного состава Земли и планет земной группы, выполненного Дж. Морганом и Э. Андерсом, обусловлена тем, что их расчеты исходят из обоснованных данных о закономерностях конденсации вещества в протосолнечной туманности и гетерогенной аккреции Земли.

Достоинством данных о распространенности элементов, рассчитанных Дж. Морганом и Э. Андерсом, является и то, что в основу моделирования химического состава планет земной группы положены единые космохимические представления, однотипные для всех планет, и наиболее достоверные геологические и геохимические параметры. Большинство величин основано на значениях распространенности элементов в Солнечной системе по А. Камерону (1973 г.). Данные о распространенности водорода, углерода и азота основаны на отношениях их содержаний к таллию в углистых хондритах СIII. Распространенность цезия и элементов, находящихся между двумя главными группами летучих (рис. 10 и 11), были приняты на основе экспериментально установленного Б. Масоном (1979 г.) отношения Rb/Cs в земной коре. Для Земли распространенность F, CI, Br, Pb, Ва, Ni, Ge принята такой, какая обычно указывается для мантии. На основании всех этих посылок рассчитаны величины содержаний элементов в Земле, приведенные в графе 1 табл. 14. Проведенные в последнее время вычисления полного химического состава Земли, Венеры и Меркурия основывались на допущении, что вещество, которое пошло на строительство этих планет и хондритов, подвергалось идентичным процессам фракционирования в солнечной туманности и что элементы сходных свойств должны вести себя одинаково в этих процессах. Это, в свою очередь, позволило предложить в качестве определяющих общий вещественный состав планет земной группы пять главнейших параметров.

Первые два параметра оцениваются непосредственно по геофизическим данным, таким, как тепловой поток, плотность и др.  Таким образом, количество железа во всех трех планетах определяется с точностью ±10 %, урана — с точностью +20 % для Земли и довольно неопределенно для Венеры и Меркурия. Однако, если предположить увеличение его содержания с увеличением размера планеты, что в общем-то не характерно для Луны, а также некоторую зависимость планет от расстояния от Солнца, то оценки Дж. Моргана и Э. Андерса, возможно, недалеки от приемлемых. Следующие два параметра — содержание К и Т1 — оцениваются из их отношений к урану, которые имеют тенденцию оставаться постоянными в этих планетах. Для Земли отношение T1/U можно считать известным, для Венеры — проблематичным, а для Меркурия, где непосредственных измерений радиоактивности поверхности не проводилось, принимается средняя величина, характерная для поверхности Луны. Содержание К и Т1 определялось с учетом последовательности и конденсации солнечного газа, а также распространенности углерода и азота в Земле и Венере сравнительно с ничтожной их распространенностью в малых планетах — Марсе и Луне. Последний параметр — FeO — является мерилом степени окисления железа в солнечной туманности; отношение FeO/(FeO+MgO) принято таким, какое оно в мантийных силикатах, хотя даже для Земли его значение неизвестно. Тем не менее некоторые геофизические модели дают для этой величины значение, равное 0,12+0,2, которое, по-видимому, увеличивается с расстоянием от Солнца.

ОСТАВЬТЕ ОТВЕТ