Наша Земля (происхождение, состав, строение и развитие изначально гидридной Земли)

Теперь относительно безводности архейских гранулитов. В сопоставлении с водородом все петрогенные элементы имеют гораздо большую энергию единичной связи с кислородом. Это значит, что вода в составе глубинного ювенильного флюида (преимущественно водородного) может появиться только после полного окисления петрогенных элементов в литосфере (полного окисления во всем объеме литосферы, поскольку она эффективно перемешивалась конвекцией). Таким образом, появление воды в составе глубинного флюида свидетельствует о завершении формирования литосферы. Под «завершением» в данном случае следует понимать, что к концу архея произошло полное окисление петрогенных элементов во внешней геосфере, мощностью порядка 130 км (при силе тяжести — 3 g). В дальнейшем, в связи с расширением планеты и уменьшением силы тяжести, граница фазового перехода кремния опускалась глубже, и, соответственно, мощность литосферы могла увеличиваться. Но это происходило уже не повсеместно, как в архее, а под поясами тектономагматической активности (в устьях тектоногенов).

Расчеты показывают: для полного окисления архейской литосферы в ней должно было собраться не менее 40 % всего запаса кислорода планеты. С конца архея и до настоящего времени на доращивание литосферы было израсходовано еще примерно 27 %, остальные 33 % остаются в ядре планеты (напомню: исходная доля кислорода в теле планеты, в рамках нашей модели, составляет примерно 1/100 от ее массы). Эти цифры весьма приблизительны, однако они показывают, что к концу архея 40 % массы изначально гидридной Земли были очищены от исходной примеси кислорода. Это было возможно только в том случае, если водород в очищаемом объеме присутствовал в виде протонного газа, растворенного в металле, что весьма способствует очищению кристаллических решеток металлов от кислорода. Таким образом, к началу протерозоя Земля израсходовала примерно 40 % своих изначальных гидридных запасов. Ниже будет показано, что планеты земного типа живут и развиваются до тех пор, пока не исчерпают свои запасы гидридов, и с исчерпанием этих запасов они «умирают» (в геолого-тектоническом смысле). Соответственно, Земля к концу архея израсходовала 40 % своих «жизненных сил», и в данной связи нас не должна удивлять длительность архейской эры, которая занимает не менее 1/3 истории планеты.

Полное окисление петрогенных элементов в объеме архейской литосферы — это очень важный момент в истории развития планеты. С этого времени выделение тепла от экзотермических реакций окисления резко сократилось. В результате резко уменьшился геотермический градиент, соответственно, в литосфере понизились температуры, прекратилась конвекция, и стали появляться ядра стабильности. Вместе с тем с появлением металлосферы и увеличением ее мощности водород при дегазации приобретал возможность разделяться на отдельные потоки, которые, однако, еще не были локализованы в узких зонах. По этой причине концентрация водорода в них была недостаточной для формирования полноценных зон заглатывания. Соответственно, не было и последующего горообразования, о чем свидетельствует отсутствие моласс в нижнем протерозое. Однако эти потоки обусловили стягивание тектономагматической активности в нижнепротерозойские «зеленокаменные» пояса, облекающие архейские ядра стабильности.

Появление воды в глубинном флюиде обусловило переход к амфиболитовой фации метаморфизма и вызвало исключительно мощную гранитизацию, в результате которой был сформирован гранитный слой земной коры. Специалисты по докембрию утверждают, что 80 % гранитного слоя коры современных континентов было сформировано именно в нижнем протерозое. Гранитизация часто проявлялась в виде гранитогнейсовых куполов различных размеров, которые всплывали и сминали вмещающие породы в весьма прихотливые складки.

Формирование гранитного слоя сопровождалось накоплением в коре многих литофильных элементов. Соответственно под корой, в литосферной мантии выделился слой, обедненный этими элементами. С появлением полноценной континентальной коры и обедненного резервуара в мантии (синонимы — деплетированная мантия или рестит) открывается новая страница в характере магматизма планеты. Например, только в архее известны коматииты — это излияния базит-ультрабазитового состава, обогащенные многими литофильными элементами, но в том же архее нет базальтов, выплавляемых из деплетированной мантии. Базальты, обедненные литофильными элементами, проявляются в связи с образованием слоя рестита в мантии. Или еще пример, в архее нет аляскитовых гранитов, крупные плутоны этих пород появляются с рубежа ≈ 1,7 млрд, лет как показатель существования зрелой континентальной коры. Примеры подобного рода можно перечислять долго.

Рубеж архея — протерозоя — это время кардинальных изменений условий на поверхности планеты. Согласно нашей концепции, в архее не было гидросферы и не могло быть, поскольку весь кислород, поступавший из недр в связи с водородной продувкой, расходовался на формирование силикатно-окисной литосферы*.