Пересмотрен геохимический состав Земли?

Наши представления о геохимическом прошлом собственной планеты можно забыть и начать писать заново. Свежие исследования австралийских учёных свидетельствуют: на Земле почти нет чисто хондритовых материалов, хотя до того они считались непременным компонентом любой землеподобной планеты. Похоже, что-то сорвало хондритовую оболочку с нашей планеты, причём произошло это на заре её существования.

Ян Кэмпбелл, профессор геохимии из Австралийского национального университета (Канберра), не скромничает: «Начиная с сего дня мир может навсегда измениться». И мы понимаем учёного. Если его точка зрения верна и возобладает, то вот-вот начнётся коперниканский переворот в геохимии...

...Священным Граалем которой всегда была идея о том, что Земля имеет химический состав, близкий к хондритам. Эти небольшие фрагменты вещества, мало изменившиеся с рождения Солнечной системы, составляют основную массу метеоритов, падающих на Землю. Считается, что миллиарды лет назад увеличивающиеся при взаимных столкновениях хондриты сформировали нашу и все остальные землеподобные тела Солнечной системы. Состав Земли сходен с хондритами: в последние сорок лет это было утверждением, эквивалентным «Земля вращается вокруг Солнца».

Ничего подобного, заявляет новое исследование. Аргона в атмосфере вдвое меньше, чем в хондритовой модели. Ранее считалось, что аргон просто улетучивался в космос с поверхности планеты. А в мантии его так же много, как хондритах. Исследователи обратились к другому спорному элементу геохимии — неодиму и его изотопам. Оказалось, что весь ряд самарий — неодим в вулканических породах Земли, происходящих в конечном счёте из мантии, содержится в значительно более высоких концентрациях, чем в породах метеоритных. И это исключает хондритовое формирование Земли.

Чтобы понять значимость этой мысли, поясним: хондриты — это чёрная кость Солнечной системы; все негазовые небесные тела должны повторять их состав, если, конечно, мы что-нибудь понимаем в их истории (и если они вообще из Солнечной системы).

Гипотеза, предложенная австралийцами, затрагивает процесс формирования нашей планеты. По современным взглядам, рождение случилось в ходе столкновений небесных тел хондритового состава всё нарастающего размера, около нескольких сот километров в диаметре (класса нынешней Весты). Идея г-на Кэмпбелла и соавторов в том, что при столкновении эти крупные тела теряли наружную базальтовую оболочку, где в результате протовулканических процессов накапливались уран, калий и торий и куда почти совсем не попадали элементы самарий-неодимовой группы. Оболочка при этом была обеднена самарий-неодимовым рядом элементов, что и объясняет их дефицит на сегодняшней Земле. Крупные протопланетные фрагменты при столкновении на больших скоростях буквально срывали друг с друга базальтовую оболочку хондритового состава. (Интересно, что это могло бы во многом объяснить те странные наблюдения, проведённые НАСА на Весте, поверхность которой оказалась просто усеяна яркими пятнами явно нехондритового (хондриты значительно темнее) состава: при столкновении кусков прото-Весты с них также мог быть частично сорван внешний слой, что и объяснило бы столь высокое альбедо этого небесного тела.)

Остаётся вопрос: кто обобрал Землю, где все эти куски базальта, которые должны быть широко представлены в Солнечной системе? Если их поглотил Юпитер (или Солнце), то почему он не сделал этого с хондритами? И не заблуждаемся ли мы в оценке химического состава, скажем, пояса астероидов, где подобные куски базальта могли сконцентрироваться после завершения процесса формирования планет? Очевидно, только расширенные практические исследования состава небесных тел Солнечной системы могут дать ответ на этот вопрос.

Подготовлено по материалам The Сonversation.

Текст: Александр Березин

Подробнее