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

* Специалисты от изотопной геохимии придумали очень неудобную терминологию для Sm/Nd системы. Дело в том, что Nd обладает несколько большей литофильностью (по сравнению с Sm), и поэтому кора оказывается обогащенной неодимом, и Sm/Nd отношение в ней оказывается ниже, чем в исходной мантии. Соответственно, в коре наблюдаются отрицательные значения ξNd, но геохимики по сложившейся традиции вынуждены называть кору обогащенным резервуаром. Однако к этому терминологическому «недоразумению» легко привыкаешь.

Рис. 42-а. Традиционная модель эволюции изотопов неодима, в которой первичная мантия отождествлена с веществом "CHUR" (CH-хондритовый U-универсальный R-резервуар).

Спрашивается: каким образом этот резервуар так успешно прятался на протяжении почти двух миллиардов лет? Вот уж действительно парадокс! Изучая древнейшие образования планеты, геохимики постоянно получали и получают плюсовые значения величины ξNd (см. овал, покрытый крапом на диаграмме) и уже потеряли всякую надежду обнаружить отрицательные значения, комплементарные плюсовым. По науке, эти «отрицательные» обязаны быть под линией первичной мантии, там, где на рис. 42-а изображены во-просительные знаки, но таковых значений в природе нет. Представляется также загадочным отсутствие нулевых значений ξNd, соответствующих первичной мантии, она ведь первичная, и от нее должны происходить все остальные резервуары, но среди древнейших формаций ее почему-то тоже нет (нет ее производных).

Рис. 42-б. Эволюция изотопов неодима в рамках нашей модели, в которой отношение Sm/Nd несколько выше, чем в метеоритах (CHUR). Здесь кора и обедненная мантия (рестит) появились одновременно. Овал с крапом – положение древнейших образований планеты на линии развития гиполита (первичной силикатной мантии). Заштрихованная область – «запретная зона» для значений xNd.

В рамках нашей концепции из-за большей величины исходного Sm/Nd отношения на Земле, в настоящее время в гиполите (в первичной мантии) величина ξNd = + 9 (рис. 42-б ) . Положительные значения ξNd в древнейших образованиях планеты точно ложатся на гиполит, т.е. на первичную (в нашем понимании) мантию, и при этом не должно быть ни нулевых, ни отрицательных значений ξNd среди древнейших образований, поскольку в то время формирующийся гиполит был единственным резервуаром. Таким образом, нам ничего и никуда не надо прятать. Кора образовалась в свое нижнепротерозойское время, и тогда же появился «обедненный» мантийный рестит.

Рис. 43. «Мантийный порядок» – обратная корреляция величин изотопных отношений ⁸⁷Sr/⁸⁶Sr и ¹⁴³Nd/ ¹⁴⁴Nd в мантийных образованиях. 1 – базальты срединно-океанических хребтов («MORB»); 2 – базальты океанических островов; 3 – траппы Северной Америки; 4 – траппы Южной Америки; 5 – щелочные базальты о-ва Кергелен (Индийский океан); кружки – клинопироксены из мантийных нодулей.

В литературе по изотопной геохимии много спекуляций в связи с обратной корреляцией величин изотопных отношений ⁸⁷Sr/⁸⁶Sr и ¹⁴³Nd/^l44Nd в мантийных образованиях (рис. 43 ) . Это так называемый «мантийный порядок» (от английского «mantle аrrау»). В рамках традиционных представлений это явление связывается либо с ассимиляцией вещества древней коры, которая имеет низкие неодимовые отношения и высокие стронциевые, либо с существованием двух мантийных резервуаров — обогащенного и обедненного. И то, и другое не противоречит нашим построениям.

Вместе с тем обращает на себя внимание явная связь мантийного порядка с глубинностью магмагенерации, которая закономерно нарастает от базальтов срединно-океанических хребтов к щелочным базальтам о-ва Кергелен. Эта связь вынуждает искать причину мантийного порядка в селективном плавлении клинопироксена при сохранении граната в остатке, что имеет место при повышении давления. К тому же, мантийные клинопироксены (из глубинных нодулей кимберлитов) ложатся точно на тренд мантийного порядка и его продолжение.

В этом плане весьма показательны результаты расчетов величин ξNd в сосуществующих гранате и клинопироксене в зависимости от глубинности и времени выдержки изотопной системы в закрытом состоянии (таблица № 6). Расчеты проведены при нашей оценке изначального отношения в мантии ¹⁴⁷Sm/¹⁴⁴Nd = 0,2179 , которое обусловливает современное значение ξNd = + 9 , а также при условии, что в любой гранат-пироксеновой пропорции отношение Sm/Nd в гранате всегда в 2 раза выше, чем в клинопироксене (что в общем-то соответствует действительности).