Вы давно хотели приобрести земельный участок за городом и даже предпринимали несколько отчаянных попыток в поисках желаемого, раз за разом вбивая в поисковую строку Яндекса: “покупка и продажа земельных участков, которые, впрочем, закончились неудачей.
Я советую Вам посетить портал land247.ru, на котором собственники земли размещают свои предложения, а следовательно совершить сделку купли-продажи Вы сможете без посредничества в кратчайшие сроки.

В свете магнитной сепарации элементов изначально на Земле урана было на порядок больше, чем в поясе астероидов, тогда как содержание свинца и там и здесь было примерно одинаковым.
Начальная точка «кривой согласованного накопления» (точка А — первозданный свинец) определена по троилитовой фазе метеоритов. И эту точку мы принимаем в качестве «стартовой» для Земли, поскольку принимаем «Второе» исходное положение изотоп -ной геохимии (см. начало раздела).

Вместе с тем следует вспомнить, что помимо изотопов ²³⁵U и ²³⁸U существует еще один изотоп урана — ²³⁴U, с периодом полураспада = 2,44×10⁵ лет. В настоящее время этот короткоживущий изотоп встречается лишь постольку, поскольку он присутствует среди прочих радионуклидов в ряду распада долгоживущего ²³⁸U. Однако, согласно «правилу Оддо-Гаркинса», можно утверждать, что в процессе нуклеосинтеза (взрыва Сверхновой, который определил исходный элементный состав Солнечной системы) урана-234 было синтезировано никак не меньше, чем урана-238. Спустя несколько миллионов лет после нуклеосинтеза этот ²³⁴U практически полностью распался, уже через 2,44 миллиона лет его содержание уменьшилось в 1000 раз. Здесь важно определить: сколько времени прошло от момента нуклеосинтеза до того этапа, когда магнитная сепарация определила состав протовещества в зоне формирования Земли, т.е. до этапа формирования протопланетного диска, который (как мы помним) был весьма кратким.

Вопрос этот представляется принципиально важным, поскольку ²³⁴U при распаде (так же как и ²³⁸U) превращается в ²⁰⁶Pb. И если это время было порядка одного миллиона лет, то ²³⁴U в существенных количествах мог войти в протовещество Земли (при этом в метеоритах его должно быть на порядок меньше).

Расчет времени от начала гравитационного стягивания межзвездной диффузной материи к своему центру тяжести и до момента вступления небулы в режим ротационной неустойчивости, когда, собственно, и произошел сброс протопланетного диска, — это одна из самых любимых задач астрофизиков. Считали многие и по-разному, но результат оказывался сходным: время гравитационного стягивания не должно превышать 10⁶ лет. Если верить данному сроку, то на Земле вклад от распада ²³⁴U в долю радиогенного свинца ²⁰⁶Pb составил 11,5% от доли свинца, образовавшегося при распаде долгоживущего ²³⁸U (при условии, что изотопы ²³⁴U и ²³⁸U были образованы в равных количествах при нуклеосинтезе).

В свете сказанного эволюция изотопов свинца в земном веществе пойдет совсем не так, как изображено на рис. 46-а. За счет бы -строго накопления ²⁰⁶Pb от распада короткоживущего ²³⁴U должен был совершиться очень быстрый (в сопоставлении с возрастом планеты) «перескок» вправо от начальной «точки А», практически по горизонтали. И лишь после этого быстрого вклада ²⁰⁶Pb (в объеме 11,5%) эволюция свинца на Земле пошла по кривой согласованного накопления, как показано на рисунке 46-б. В поясе астероидов этот «быстрый вклад свинца-206» был на порядок меньше.

Рис. 46-б. Изотопы свинца в рамках нашей модели.

Отличительный момент — горизонтальный отрезок в линии развития изотопов (вправо от исходной точки «А») за счет быстрого накопления свинца-206 от распада короткоживущего урана-234. В результате кривые согласованного накопления изотопов свинца от распада ²³⁵ U и ²¹³⁸ U получают новый старт (проведены две кривые при μ = 8 и μ = 8,32). Геохрона, исходящая из новой стартовой точки, пересекает поле океанических базальтов примерно посередине и «свинцовый парадокс» исчезает.

Современные глубоководные осадки океана попадают точно на геохрону (кружок с лучиками).

Положение на диаграмме стратиформных галенитов (крестики) позволяет считать, что в архее на поверхности планеты ощущалось присутствие метеоритного свинца с его изотопной меткой, которая была полностью «стерта» в нижнем протерозое в процессе формирования континентальной коры.

Геохрона Земли, проведенная в рамках наших построений, рассекает поле океанических базальтов примерно посередине. Совершенно очевидно, что при таком «секущем» положении геохроны автоматически исчезает «свинцовый парадокс», поскольку появляется обедненный резервуар, комплементарный обогащенному. Приятно также видеть, что современные глубоководные осадки океана легли точно на нашу геохрону.

Однако есть ли необходимость проводить вторичную изохрону для того, чтобы объяснить линейный (якобы) характер поля океанических базальтов и выход его за геохрону, т.е. нужно ли предполагать дифференциацию подокеанической мантии где-то в интервале 1,5—2 миллиарда лет назад на два разобщенных резервуара с меньшим и большим отношением U/Pb против исходного? Мы полагаем, что можно обойтись без этого и объяснить положение океанических базальтов в рамках «одностадийной модели» развития уран-свинцовой модели.

Среди силикатов и окислов есть много минералов концентраторов урана (циркон, перовскит, сфен, ортит и др.), в которых исходное отношение U/Pb может достигать трех и даже четырех порядков. В настоящее время мы не знаем всего набора возможных интерметаллических соединений в металлосфере, но наверняка в ней также присутствуют фазы, концентрирующие уран. Соответственно со временем в этих фазах (концентраторах урана) отношение радиогенных изотопов к нерадиогенному свинцу будет гораздо выше среднего вмещающей среды (металлосферы). К тому же радиогенный свинец, появляющийся в урансодержащей фазе, оказывается «не в своей тарелке», в «изоморфно-чуждой» обстановке. Поэтому при подъеме температуры и повышении активности флюида происходит экстракция, прежде всего радиогенного свинца, тогда как нерадиогенный свинец может спокойно «пережидать невзгоды» в гостеприимной фазе-хозяйке, где он удобно расположился в «изоморфно-родственной» обстановке. При образовании океанических структур эти урансодержащие фазы могли быть вынесены к поверхности планеты с клиньями интерметаллических диапиров, которые, как было уже показано выше, внедряются холодными*.

————————————————————————————————————-

* Следует помнить, что температурный режим планеты, в рамках наших построений, совершенно иной. Прежде всего, жидкое состояние внешнего ядра, в нашем понимании, не от высокой температуры, а от присутствия водорода, растворенного в металлах. К тому же расширение Земли, идущее в мегабарном диапазоне давлений, чрезвычайно мощный охлаждающий фактор глубин. Периодическое повышение температуры в ядре планеты сопровождается дегазацией водорода-теплоносителя, но эта дегазация канализована, и, соответственно, вынос тепла из недр планеты уже давно идет по сравнительно узким каналам. Разумеется, эти каналы прогреваются теплоносителем, и этот прогрев должен был бы распространяться в окружающую металлосферу, у которой высокая теплопроводность. Но если в окружающей металлосфере содержится хотя бы небольшое количество растворенного водорода (слой D”, например), то этот водород будет втягиваться в канал, таким образом, создается движение теплоносителя в противоположном направлении, в сторону канала. Расчеты показывают, что этот «противоток» теплоносителя не позволяет теплу распространяться за пределы канала. В данной связи наше предположение о возможности существования в металлосфере урансодержащих фаз в закрытом состоянии не представляется абсурдным.

————————————————————————————————————-

В разделе 8.3 («Модель образования океана») мы красочно расписали, как верхняя часть интерметаллического диапира приобретает силикатную оторочку, которая при контакте силицидов с водой плавится (образуется «шляпа» силикатного расплава), и является источником базальтов в пределах рифтовых долин срединно-океанических хребтов. В этом расплаве, разумеется, происходит гомогенизация изотопов свинца, и такой расплав должен находиться точно на геохроне. Однако ниже, под расплавной шляпой, какой-то объем интерметаллических силицидов (во много раз превышающий объем расплава) прогревается, в результате чего урансодержащие фазы раскрываются и сбрасывают накопленный в них радиогенный свинец. Шляпа силикатного расплава может обогащаться этим радиогенным свинцом, и, таким образом, базальты оказываются справа от геохроны (как бы из обогащенного по урану источника). В дальнейшем, при следующем импульсе расширения, экстракция изотопов свинца будет происходить из того объема силицидов, который уже потерял какую-то долю радиогенного свинца. В результате базальты окажутся слева от геохроны, якобы из обедненного источника. Все это может повторяться многократно при внедрении очередных (свежих) клиньев интерметаллических диапиров в осевую часть срединно-океанических хребтов.

В разделе 9.4 мы связали происхождение «горячих точек» и базальтоидный вулканизм океанических островов с внедрением в литосферу струй горячего водорода (идущего от ядра) и силанов, которые вызывают магмагенерацию. Помимо водорода в этом флюиде должны присутствовать углерод, сера, фосфор, азот, хлор, фтор и др. элементы в виде разнообразных соединений. Безусловно, такой флюид вкупе с высокой температурой способен экстрагировать по пути следования все, «что плохо лежит», в том числе и радиогенный свинец, который в урансодержащих фазах находится в изоморфно-чуждой обстановке*.

————————————————————————————————————-

* Экспериментально было неоднократно показано, что при обработке породы кислотами или горячим флюидом (разнообразного состава) в вытяжке оказывается, как правило, более радиогенный свинец в сопоставлении с исходным изотопным составом свинца в породе.

————————————————————————————————————-

Объемы, промываемые этим флюидом в металлосфере, многократно превышают объем результирующей магматической выплавки. По этой причине на «свинец-свинцовой» диаграмме (рис. 46б) базальты океанических островов могут далеко уходить вправо от геохроны. Вместе с тем если магмагенерация длительно продолжается в одном и том же месте, то последующие выплавки будут продуцироваться флюидом, идущим по уже «промытым» объемам, из которых радиогенный свинец в какой-то мере был уже экстрагирован ранее. В результате базальты окажутся слева от геохроны.

Теперь обратимся к диаграмме на рис. 47, на котором изображение растянуто по вертикальной оси в несколько раз. Здесь пунктиром показана линия согласованного накопления, на которой точками (A-B-C-D) обозначено время закрытия урансодержащих фаз в различных объемах мантии. В точке Р (present — современное геологическое время) эти фазы раскрываются и сбрасывают радиогенный свинец в магматические выплавки по описанным выше сценариям. И если наши построения правомерны, то поле океанических базальтов на «свинец-свинцовой» диаграмме должно иметь форму перевернутой буквы «S». Таким образом, если традиционно принято считать, что наклон тренда океанических базальтов отражает некое активное событие в недрах планеты 1,5 миллиарда лет назад, сопровождавшееся повышением температуры и приведшее к разделению мантии на два резервуара, то наш подход свидетельствует об обрат -ном. По нашей версии, тренд океанических базальтов не может быть аппроксимирован прямой линией, как того требует вторичная изохрона. Он должен иметь изогнутую форму, и такое положение базальтов на «свинец-свинцовой» диаграмме обусловлено тем, что в различных объемах металлосферы урансодержащие фазы закрывались (в отношении изотопного обмена) в различное время, что происходило отнюдь не в связи с разогревом, а охлаждением.

Рис. 47. Диаграмма, демонстрирующая возможность выхода океанических базальтов за геохрону в рамках одностадийной модели развития уран-свинцовой системы.

Точки А,В, C,D на кривой согласованного накопления отражают время закрытия урансодержащих фаз. Р — современная эпоха, когда произошло раскрытие фаз в отношении изотопного обмена. A’,B’,C’,D’ — положение выплавок, обогащенных радиогенным свинцом. Прописные буквы (abcd) показывают изотопные составы свинца в обедненных объемах.

Итак, судя по базальтам, U-Pb изотопная система в пределах океанов развивалась в рамках одностадийной модели вплоть до новейшего этапа эволюции планеты. Т.е. то, что мы сейчас наблюдаем во внутренних частях океанов, никогда раньше, в более ранние эпохи, не проявлялось в таких же масштабах, и глубинные зоны, расположенные под океанами, никогда ранее не принимали участия в магмагенерации. Процесс формирования резервуара «MORB» приобрел глобальное значение, по всей видимости, с юрского времени, когда в гидросферу стал поступать в больших количествах радиогенный ⁸⁷Sr (см. рис. 45).

Теперь можно перечислить те резервуары, которые четко выделяются при нашем подходе к проблемам изотопной геохимии и которые могут быть источником магматических расплавов:

1. Прежде всего, это древний гиполит как первичная мантия.

2—3. Континентальная кора и рестит, появившиеся в своем преобладающем объеме в нижнем протерозое.

4. Молодой резервуар «MORB» мезо-кайнозойского возраста.

5. Дополнительно мы предполагаем, что в балансе изотопов свинца в магматических выплавках могут участвовать интерметаллические силициды металлосферы (содержащие фазы, обогащенные ураном). Глубинный водородный флюид (горячий, идущий от ядра), по пути следования через металлосферу, может обогащаться не только радиогенным свинцом, но также многими другими элементами. Никаких иных резервуаров, имеющих глобальную значимость, в рамках наших представлений быть не может.

Наше понимание изотопной геохимии позволяет определять (вычислять) некоторые параметры, которые прежде возможно было получить только эмпирическим путем. К примеру, мы можем рассчитать, каким должен быть изотопный состав гелия в современной Земле. Для этого сначала нужно обсудить проблему изначального отношения ³Не/⁴Не в Солнечной системе.

В железокаменных метеоритах, в одном и том же образце, отношение ³Не/⁴Не в силикатной фазе, как правило, ниже (примерно на 1,5 порядка), чем в металлической (рис. 48). Вместе с тем в металлической фазе практически нет урана и тория, тогда как в силикатной фазе они есть. По константам распада мы легко определяем, сколько их было изначально, и соответственно определяем количество радиогенного ⁴Не, выделившегося за 4,5 миллиарда лет. Расчеты показывают, если мы уберем радиогенный ⁴Не из силикатной фазы, то отношения ³Не/⁴Не в ней и железной фазе окажутся очень близкими или даже идентичными. На этом основании мы полагаем, что в железных метеоритах (в которых практически нет урана и тория) зафиксирован изначальный изотопный состав гелия Солнечной системы и его можно определить величиной ³Не/⁴Не ≈ 10^-1.

Теперь покажем путь расчета современного отношения ³Не/⁴Не на Земле:

1. Определяем исходное содержание гелия в Протосолнце. В современном Солнце установлено 5 ^. 10⁹ атомов Не/(на 10⁶ атомов. Si). Согласно оценкам астрофизиков в Протосолнце содержание гелия было немногим меньше, порядка 1 ^. 10⁹ ат. Не/(на 10⁶ ат. Si).

Рис. 48. Содержание изотопов гелия в железной (черные точки) и силикатной (светлые кружки) фазах железокаменных метеоритов. Выбраны образцы с одинаковым содержанием первозданного гелия—3 в обеих фазах, это указывает на удержание газов в образцах с момента их образования.

2. Проводим тренд на рис. 3 и согласно потенциалу ионизации гелия (23,58 В) определяем его коэффициент недостачи на Земле F = 5 ^. 10^-13 (к сожалению, это мы можем сделать только с точностью «± порядок»).

3. По формуле: Не_Земля= Не_Солнце • F определяем исходную концентрацию гелия на Земле порядка 5 ^. 10^-4 ат. Не/(на 10⁶ ат. Si).

4. Изначальный изотопный состав гелия в Солнечной системе определяем по изотопному составу гелия в железных метеоритах: ³Не/⁴Не= 10^-1.

5. Исходя из современной концентрации урана на Земле 10^-1 ат. и/(на 10⁶ ат. Si), это на порядок больше, чем в метеоритах, и принимая современные отношения ²³⁸U/²³⁵U = 137,88 и Th/U = 3, определяем количество радиогенного гелия ⁴Не, выделившееся от распада урана и тория за 4,57 миллиарда лет.

Итак, мы определили исходное содержание гелия на Земле и его изначальный изотопный состав (³Не/⁴Не = 10^-1). Добавка радиогенного изотопа ⁴Не от распада урана и тория, при нашей оценке содержания этих элементов, дает современное отношение ³Не/⁴Не = 2,7 ^. 10^-5. Эта цифра удивительным образом совпадает с максимальными значениями отношения ³Не/⁴Не в базальтах океанических островов. Однако при нашей точности определения исходных параметров к этому совпадению (до знака после запятой) не следует относиться серьезно, нас вполне устраивает порядок величины (10^-5). Согласитесь, если вы в расчетах используете значения, различающиеся на 21 порядок, и в результате получаете искомый порядок величины, то это уже вряд ли случайность, очень уж мала вероятность столь точного попадания по воле случая.

Таким образом, принятое нами содержание урана на Земле (на порядок большее, чем в метеоритах) согласуется с изотопным составом современного глубинного гелия. И еще, при таком содержании урана должно быть принято и расширение Земли, поскольку из-за масштабов генерации радиоактивного тепла планета с постоянным объемом была бы не в состоянии избежать полного плавления.

Наконец, отметим, что эволюция отношения ³Не/⁴Не в теле Земли от 10^-1 до 10^-5 разрешает присутствие древних минеральных фаз в недрах планеты с гелиевым изотопным отношением порядка 10^-4 и даже 10^-3. И если такие фазы будут обнаружены, то для них не надо придумывать внеземное происхождение. Помнится, я уже видел публикацию про алмазы с таким «аномальным» гелием. В рамках бытующих представлений автор этой публикации был вынужден предположить, что алмазы произошли где-то в космосе за пределами Земли, и потом долго и мужественно фантазировал относительно того, как они попали в кимберлитовую трубку.

Следует отметить, что если алмазы с отношением ³Не/⁴Не порядка 10^-3 действительно существуют, то они могли быть образованы только в начальные 50 миллионов лет существования планеты (так показывают расчеты эволюции изотопного отношения гелия во времени). Однако в то время еще не было литосферы и планета (изначально холодная) только согревалась. Протопланетный конденсат во внешней зоне превращался в интерметаллические соединения, в которых углерод мог присутствовать в виде твердого раствора. С началом «водородной продувки» этот углерод должен был выделиться в виде самостоятельной фазы — алмаза. Возможность этого была показана нами экспериментально. В дальнейшем эти алмазы могли сохраниться при образовании литосферы (в условиях высоких давлений и водородного флюида, что способствует сохранению алмаза). И теперь мы их находим в минеральной ассоциации пироповых эклогитов (гранатовых пироксенитов), которые встречаются среди глубинных ксенолитов в кимберлитах*.

————————————————————————————————————-

* Я ни в коем случае не утверждаю, что все земные алмазы имеют такое происхождение. Скорее всего, таких (древних с «аномальным» гелием) мало. По всей видимости, преобладающая часть алмазов генерируется в самом процессе образования кимберлитов (а такжелампроитов и прочих мантийных дериватов). В данной связи следует вспомнить про силаны, которые способны восстанавливать углерод из карбонатов: CaCO₃ + Si_nH_m = CaSiO₃ + C + H₂. Эта реакция вполне может протекать при «алмазных давлениях». Постоянное присутствие в кимберлитах водорода и самородных металлов позволяет предполагать, что само образование кимберлитов было спровоцировано внедрением в литосферу силановых струй из металлосферы.

Видимо, следует еще раз напомнить, что по нашей модели образования океанов интерметаллические диапиры формируются в слое D”, в котором присутствует какая-то доля «остаточного водорода» (что уже обсуждалось где-то выше). После внедрения диапиров этот водород дегазируется. При этом он также собирается в струи, и, разумеется, они получаются малого размера, малой мощности, и, кроме того, у них совершенно иная температура, поскольку сами диапиры внедряются холодными. Эти струи не следует путать с потоками горячего водорода, идущего от ядра и образующего тектоногены.

————————————————————————————————————-

Компания Elessar предлагает приобрести для оптимизации производственного процесса аппликатор этикеток АЭС-100 для автоматического нанесения этикеток на готовую продукцию. Получит более подробную информацию о данном аппликаторе, Вы сможете на сайте www.elescom.ru

Соответственно, селективное плавление клинопироксена, при сохранении граната в остатке, может обеспечить наблюдаемые значения величин ξNd в базальтах. Но это может быть применимо только к базальтам, расположенным в нижней правой части тренда мантийного порядка, где (согласно нашим расчетам) отрицательные значения ξNd свидетельствуют о глубинном характере магмагенерации и где гранат остается последней устойчивой фазой при плавлении. Согласно экспериментам это происходит при давлении порядка 25 кбар и выше, которое достигается на глубине примерно 80 км (при современной силе тяжести).

Таблица 6. Значения ξNd в сосуществующих клинопироксене и гранате.

Примечание: в каждой ячейке верхняя цифра — клинопироксен, нижняя — гранат.

Теперь поговорим относительно верхней левой части мантийного порядка, которая занята океаническими базальтами*.

————————————————————————————————————-

* На западе Северной Америки широко проявлены базальты неоген-четвертичного возраста. Особенно обильные излияния наблюдаются в штате Айдахо, США. Вместе с тем Восточно-Тихоокеанское поднятие как бы «ныряет» под Северо-Американский континент и вызывает рифтогенное раздробление на обширной территории. По всей видимости, молодые базальты этой области вряд ли следует называть траппами. Скорее всего, они ближе к базальтам срединно-океанических хребтов, но, разумеется, отличаются от последних тем, что имели много возможностей к взаимодействию с веществом континентальной коры.

————————————————————————————————————-

Максимальные значения ξNd в океанических базальтах соответствуют современным величинам ξNd в рестите (см. рис. 42-б). Вместе с тем для океанических базальтов характерны крайне низкие отношения ⁸⁷Sr/⁸⁶Sr, что заставляет связывать их происхождение с крайне истощенным мантийным резервуаром.

При обсуждении проблемы образования океанов мы уже упоминали о процессе «силикатизации силицидов», в результате чего верхние части интерметаллических диапиров превращаются в новый силикатный субстрат. Это как бы ремонт и подновление древней литосферы, которая сильно растягивается и даже разрывается при разрастании океанов. Совершенно очевидно, что формирование этого нового силикатного субстрата происходило и происходит на относительно малой глубине и при гораздо меньшей силе тяжести (в связи с расширением планеты), т.е. при гораздо меньших давлениях в сопоставлении с условиями формирования древней литосферы в архее. И если в древней литосфере преобладающим минералом был высокобарический гранат, содержащий в виде твердых растворов миналы других минералов и способный вмещать большое количество примесей редких и рассеянных элементов, то при образовании нового силикатного субстрата формируется преимущественно плагиоклаз-пироксен-оливиновая минеральная ассоциация, которая, по сути дела, является стерильной в отношении примесей. Эта стерильность особенно контрастно выглядит в сопоставлении с интерметаллическими соединениями и сплавами, у которых нет ограничений на содержание разнообразных примесей, тогда как у нового силикатного субстрата эти ограничения обусловлены строгой стехиометрией его минеральных фаз, имеющих к тому же весьма малую изоморфную емкость кристаллических решеток.

Итак, при трансформации силицидов в силикаты в условиях малых глубин, должен происходить вынос избыточных химических элементов, как петрогенных (оказавшихся в сверхстехиометрических количествах), так и многих редких и рассеянных, по причине малой изоморфной емкости кристаллических решеток плагиоклаза, пироксенов и оливина. Таким образом, новый мантийный резервуар уже в процессе своего появления оказывается крайне истощенным и молодым (по времени выдержки изотопных систем в закрытом состоянии). Его появление связано с акселерацией расширения Земли, что предопределило заложение и разрастание океанов. В прошлом, в палеозое и глубже, такого резервуара (по качеству и количеству) быть не могло, и по этой причине в том же прошлом не должно было быть больших объемов толеитов, т.е. океанических базальтов со свойственными им петрохимическими и геохимическими особенностями.

На рис. 44 показано современное положение гиполита, коры и рестита в координатах Rb/Sr против ⁸⁷Sr/⁸⁶Sr. Такой способ изображения позволяет определять время обособления резервуара. Общая тенденция океанических базальтов к образованию горизонтального тренда свидетельствует о происхождении их мантийного резервуара в новейшее время, а характер расположения конкретных объектов говорит о катастрофической потере и рубидия, и радиогенного стронция при образовании этого резервуара.

В данной связи обращает на себя внимание необычный характер эволюции отношения ⁸⁷Sr/⁸⁶Sr в воде мирового океана (рис. 45). Необычность заключается в том, что с верхнеюрского времени в океаническую воду стал поступать радиогенный стронций в больших количествах. Если в палеозое и нижнем мезозое изотопное отношение ⁸⁷Sr/⁸⁶Sr в гидросфере все время уменьшалось и 150 млн. лет назад упало до значений, близких реститу (того времени), то в дальнейшем оно стало энергично прирастать и в настоящий момент достигло величины 0,7092.

В верхнем мезозое и кайнозое происходило энергичное разрастание океанов с их толеитовыми базальтами, которые имеют крайне низкую изотопную метку по стронцию. Взаимодействие гидросферы с этими базальтами могло лишь понижать величину ⁸⁷Sr/⁸⁶Sr в морской воде, но она возрастала. Можно было бы предположить, что в это время активизировался снос радиогенного стронция с континентов. Однако такое допущение выглядит весьма сомнительным на фоне великой меловой трансгрессии, когда преобладающая часть континентальной суши была покрыта мелководными морями и поэтому не подвергалась эрозии.

Рис. 44. Положение земных объектов в координатах современных отношений Rb/Sr против ⁸⁷Sr/⁸⁶Sr. Такое представление данных позволяет определять время появления обособленного резервуара (по наклону изохроны, на которую попадают его производные). На «геохроне» должны располагаться объекты, в которых Rb/Sr система не претерпела нарушений за всю историю Земли, к примеру гиполит. Изохрона с возрастом 2,5миллиарда лет отражает время формирования комплементарных резервуаров коры и рестита по гиполиту. Овал — базальты срединно-океанических хребтов («MORB»); черные точки — базальты океанических островов. Общая тенденция океанических базальтов к образованию горизонтального тренда и его положение свидетельствуют о резком нарушении Rb/Sr системы под океанами в современный этап развития планеты в связи с катастрофической потерей как рубидия, так и радиогенного стронция.

Рис. 45. Вариации отношения ⁸⁷Sr/⁸⁶Sr в морской воде с палеозоя до наших дней. Кривая построена в результате обобщения более тысячи определений (after Faure G., 1989).

Геохимики обратили внимание на это загадочное явление, и проведенные ими исследования показали, что ни снос с континентов, ни гидротермальная деятельность в океанах не способны обеспечить наблюдаемый рост отношения ⁸⁷Sr/⁸⁶Sr в океанической воде и что в океане должен быть еще источник радиогенного стронция, доселе неизвестный. В рамках наших построений данный источник связан с трансформацией силицидов в силикаты в условиях малых глубин, и этот процесс идет прежде всего под срединно-океаническими хребтами, где интерметаллические силициды приближены к поверхности планеты и подвергаются силикатизации. Следует отметить, что в интерметаллических силицидах (т.е. в металлосфере) отношение ⁸⁷Sr/⁸⁶Sr должно быть на уровне 0,712 в настоящее время, что соответствует среднему для планеты.

В осадках океанов отмечаются резко повышенные содержания многих элементов (K, U, Th, Zr, Hf, TR…), которыми обеднены океанические базальты. Весьма показательны карты распределения этих элементов в донных осадках, особенно тех, которые не образуют хорошо растворимых соединений и по этому не могут разноситься на сверхдальние расстояния. К примеру, лантан, гафний, цирконий, иттрий своими концентрационными аномалиями в донных осадках явно указывают на то, что их источник находится в пределах срединного хребта. Следовательно, там должен быть резервуар, обогащенный этими «редкостями». Но срединно-океанические хребты продуцируют и базальты «MORB» (Median Ocean Ridge Basalts), источником которых может быть только крайне обедненный резервуар. Легко видеть, что в рамках традиционных представлений данная ситуация представляется парадоксальной. В свете наших построений океанические осадки обязаны нести резко повышенные концентрации литофильных редких и рассеянных элементов, поскольку трансформация интерметаллических силицидов в силикаты в условиях малых глубин сопровождается выносом многих «лишних элементов». И совершенно закономерно, что последующее плавление этой вновь образованной силикатной оторочки (образованной на головных частях диапиров и представленной плагиоклаз-пироксен-оливиновой минеральной ассоциацией) приводит к появлению базальтов «MORB».

В разделе 8.6 («Рудное вещество океана») было показано, что срединно-океанические хребты и, особенно, их осевые зоны являются источником громадных количеств железа и марганца, накопленных в океанических осадках. Эти элементы (и сопутствующие Ni, Co, Mo, Pb, Zn, Cu, а иногда Ag и Au) мы тогда об -разно назвали «строительным мусором», вынесенным из зон «ремонта и подновления» древней литосферы, сильно утоненной при образовании океанов и кое-где даже порванной. Суть ремонта — трансформация интерметаллических силицидов в силикаты, и эта суть согласуется с нашей систематикой изотопной геохимии.

На рисунке 46а отражены бытующие представления об уран-свинцовой изотопной системе. В этих рамках положение океанических базальтов справа от геохроны свидетельствует, что они происходят из обогащенного мантийного источника. Вместе с тем, почему-то отсутствуют базальты из обедненного резервуара, которые непременно должны быть и располагаться слева от геохроны на этой же вторичной изохроне. Это явление геохимики назвали «свинцовым парадоксом», но они не могут объяснить эту загадку в свете традиционно сложившихся представлений (о хондритовой мантии). С другой стороны, если океанические базальты по U-Pb системе являются производными обогащенного резервуара, то почему в рамках Rb-Sr и Sm-Nd систем они происходят из крайне обедненного мантийного источника? Эта противоречивость вызывает подозрение в правомерности исходных посылок в изотопной геохимии, о чем мы говорили в начале данной главы.

Рис. 46-а. Изотопы свинца в некоторых земных образованиях в свете бытующих представлений о «хондритовой мантии». Поле с серой заливкой — океанические базальты (оконтурено точечным пунктиром). Крестики — галениты стратиформных месторождений ирудопроявлений. Кружок с лучиками — современные глубоководные осадки океана. Кривая согласованного накопления проведена при μ = 8,32. Отсутствие базальтов слева от геохроны вошло в литературу под термином «свинцовый парадокс».

Хотите вложить свои деньги с умом? Тогда советую Вам всерьез задуматься о приобретении шикарной виллы в Турции? Сегодня турецкая недвижимость пользуется большим спросом и предложений по ее продаже на рынке предостаточно. Однако без помощи профессионалов Вы рискуете переплатить или вовсе нарваться на мошенников и потерять все свои деньги. Поэтому Вам стоит переложить все заботы о покупке недвижимости в Турции на плечи опытных специалистов агентства New Home In Turkey.

Изотопная геохимия — это узкоспециализированная область знаний и имеет сравнительно мало читателей, понимающих ее в полной мере. В данной связи я сначала вообще не хотел затрагивать эту тему в новой книге. Но многие геологи пользуют изотопно-геохимическую систематику для своих спекуляций и даже не подозревают о тех парадоксах, которые имеются в этой сфере знаний. По этой причине я решил все же показать (в очень сокращенном варианте) то новое, что вносится в изотопную геохимию в рамках предлагаемой концепции, и как это новое позволяет избавиться от накопленных парадоксов. В полном виде эту тему можно найти в моей докторской диссертации, а также в книге «Hydridic Earth».

Обнаруженная нами зависимость распределения химических элементов от их потенциалов ионизации заставляет внести существенные коррективы в изотопную геохимию. В данном разделе рассматриваются системы: уран-свинцовая, самарий-неодимовая, рубидий-стронциевая, а также некоторые аспекты изотопии гелия.

В основе традиционно сложившихся представлений в изотопной геохимии лежат три исходных положения.

Первое — закон радиоактивного распада, при этом предполагается, что константы распада во все времена сохранялись неизменными.

Второе — изначальные (стартовые) отношения изотопов у каждого элемента (⁸⁷Sr/⁸⁶Sr, ¹⁴³Nd/¹⁴⁴Nd, ²⁰⁶Pb/²⁰⁴Pb, ²⁰⁷Pb/²⁰⁴Pb) были одинаковы во всех частях Солнечной системы.

Третье — на Земле и в метеоритах (т.е. в поясе астероидов) изначальные отношения элементов (Sm/Nd, U/Pb и др.) были одинаковы.

Мы целиком принимаем «первое» и «второе» положения, но вынуждены отвергнуть «третье», так как обнаружили зависимость распределения элементов в Солнечной системе от их потенциалов ионизации (см. рис. 4). Как вы помните (см. разделы 1 и 2), эта зависимость была обусловлена магнитной сепарацией элементов на стадии формирования протопланетного диска. Поэтому изначальные отношения Rb/Sr, Sm/Nd и U/Pb в зоне формирования Земли оказались гораздо выше, чем в зоне пояса астероидов, поскольку потенциалы ионизации элементов в числителе меньше таковых в знаменателе.

На рис. 41а показана традиционно принятая модель Rb/Sr-системы, отражающая характер эволюции отношения ⁸⁷Sr/⁸⁶Sr в коре и мантии. Обратите внимание, на этой модели мантийный резервуар никак не отреагировал на появление континентальной коры. Такое было бы возможно, если бы мантия была бесконечно большим резервуаром рубидия в сравнении с корой. Однако, в рамках той же традиционной точки зрения, это заведомо не так, и поэтому следовало бы учитывать существенное обеднение мантии рубидием при образовании коры. Соответственно, линия развития отношения ⁸⁷Sr/⁸⁶Sr в мантии обязана иметь излом, привязанный к моменту формирования коры, и далее (во времени) должна была бы идти с меньшим наклоном, но это никак не отражено на представленной диаграмме.

Рис. 41а. Традиционная модель эволюции отношения ⁸⁷Sr/⁸⁶Sr в коре и мантии Земли. Исходная точка «BABI» — аббревиатура от «Basalt Achondrite Best Initiate». Мантия (как материнский резервуар базальтов) оконтурена по океаническим базальтам. Предполагается, что этим исключается возможность загрязнения материалом континентальной коры. Кружки с номерами — см. подписи к рис. 41б.

На рис. 41б показаны наши представления об эволюции отношения ⁸⁷Sr/⁸⁶Sr в коре и мантии, согласно которым одновременно с континентальной корой, обогащенной рубидием, появляется обедненный мантийный рестит. Однако при этом продолжает су-шествовать (на большей глубине, см. рис. 36) первичный мантийный субстрат — гиполит, в котором Rb/Sr отношение гораздо выше в сравнении с традиционно принятым для мантии. Весьма показательно, что древние базитовые комплексы заведомо мантийного происхождения (Бушвельд, Стиллуотер и др., точки 1—5 на рисунках) хорошо попадают на линию развития нашего гиполита, тогда как в свете традиционных представлений они оказываются как бы «подвешенными в воздухе» и такое их положение оказывается противозаконным.

Рис. 41б. Наша модель эволюции отношения ⁸⁷Sr/⁸⁶Sr в коре и мантии Земли. Характерная деталь — появление рестита (в связи с формированием континентальной коры), линия развития которого имеет меньший наклон из-за выноса рубидия из этого резервуара в кору. 1—5 — некоторые докембрийские базитовые комплексы заведомо мантийного происхождения: 1 — интрузив Лосберг (Ю.Африка), 2 —Бушвельд (Ю.Африка), 3 — диабаз Ниписсинг (Онтарио, Канада), 4 — Стиллуотер (Монтана, США), 5 — Ушушвана (Ю. Африка). Обратите внимание, по нашей модели эти базитовые комплексы заведомо мантийного происхождения лежат на линии развития гиполита и, следовательно, они являются производными именно этого резервуара. Особенно наша модель подходит для позднеархейских комплексов (Стиллуотер и Ушушвана), когда кроме гиполита никаких других резервуаров еще не было.

Положение резервуара «MORB и острова» будет объяснено ниже.

На рис. 42а представлена бытующая в настоящее время модель эволюции изотопов неодима, в которой первичная мантия отождествлена с веществом «CHUR» (CH-хондритовый U-универсаль -ный R-резервуар). Согласно этой модели, истощенная мантия появилась одновременно с рождением планеты, тогда как комплементарный ей обогащенный резервуар стал подавать первые признаки своего существования только с конца архея*.

————————————————————————————————————-

* 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. 42а. 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. 42а изображены вопросительные 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. 42б. 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 Nd.

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. 42б). 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-океаническиххребтов («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/¹⁴⁴Nd в мантийных образованиях (рис. 43). Это так называемый «мантийный порядок» (от английского «mantle array»). 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).

Расчеты показали, что весь диапазон значений ξNd в мантийных клинопироксенах (от +6,5 до -15) можно получить не только увеличением глубинности (увеличением доли граната в пропорции), но также увеличением времени выдержки минеральных фаз в закрытом состоянии при неизменности минерального состава (например, горизонтальная строка в таблице с пропорцией 50/50). По всей вероятности, в природе работают оба фактора. Какой из них преобладает в том или ином конкретном случае, можно определить по величинам ξNd в сосуществующих гранатах (см. таблицу 6).

Если Вы находитесь в поиске сайта, предлагающего своим посетителям совершенно безвозмездно смотреть сериалы онлайн, значит, Вам стоит поближе присмотреться к www.kakoyfilmposmotret.ru, на котором Вы найдете огромное количество самых популярных многосерийных кинопроизведений.

Здесь можно сделать прогноз относительно того, что в самых ранних магматитах трапповой формации должны наблюдаться максимальные значения отношения ⁸⁷Sr/⁸⁶Sr и наиболее высокие концентрации литофильных элементов, поскольку первые выплавки должны быть из гиполита. Однако со временем зона магма-генерации перемещалась вверх в область рестита, откуда литофильные элементы (калий, рубидий, уран и др.) были экстрагированы еще в нижнем протерозое, при формировании континентальной коры. По этой причине поздние выплавки должны быть обеднены литофильными элементами, а отношение ⁸⁷Sr/⁸⁶Sr в них должно быть на уровне 0,706±. Разумеется, этот прогноз нужно проверять на извержениях «единой серии», т.е. сближенных в пространстве и во времени, чтобы по возможности застраховаться от попадания в следующий цикл процесса, который снова начинался с внедрения клиньев силицидов в нижние горизонты литосферы.

Обнаружение металлического алюминия в траппах (мелкие пластинчатые зерна размером до 1 мм) научное сообщество никак не хотело принимать в качестве реального факта. Действительно, если вся мантия силикатная, вплоть до ядра, и флюид преимущественно водно-углекислый (такова традиционная точка зрения) то в ней не может появиться самородный алюминий. Однако авторы столь неожиданной находки (Олейников, Округин, Лескова, 1978) устояли под давлением академических авторитетов, продолжили исследования и обнаружили новые интересные факты. Оказалось, что алюминий обычно содержит примесь магния, а также тонкодисперсные фазы, обогащенные магнием и кремнием. Кроме того, они установили присутствие в траппах самородных Cu, Zn, Pb, Sn, Sb, Cd, Fe (часто в виде разнообразных сплавов).

Авторы находки даже предлагали оппонентам глыбы долеритов и кувалду, чтобы они своими руками раскололи и на свежем сколе опять же сами обнаружили включения металлического алюминия. После такого представления данных трудно не согласиться с очевидным (с тем, что видят твои очи). Но все равно сторонникам традиционной точки зрения этот факт представляется каким-то «чрезмерно эмпирическим», никак не укладывающимся в привычные рамки, и они склонны считать это явление какой-то экзотической флюктуацией.

Легко видеть, что предлагаемая мною концепция находится в полном согласии с присутствием широкого спектра самородных металлов в магматитах трапповой формации. Достаточно напомнить, что все те элементы, которые присутствуют в литосфере как окислы, представлены в клиньях силицидов в виде интерметаллических соединений и сплавов, т.е. в самородном виде. В зонах магмагенерации происходит окисление металлов, имеющих большую энергию химической связи с кислородом. Это прежде всего кремний, магний, кальций, алюминий, калий, натрий (и многие другие малые элементы — Ti, Sr, Ba, Be, U, Th, TR и т.д.). Но во-первых, окисление этих представителей периодической системы сопровождается восстановлением до самородного состояния других элементов, у которых энергия связи с кислородом существенно меньше, и некоторые из них уже перечислялись выше. А во-вторых, всегда ли окисление наиболее распространенных металлов (Si, Mg, Al, Ca) происходит до конца, без остатка? Клинья силицидов, внедряющиеся в литосферу, представляются очень объемными. Экзотермические реакции при их контакте с силикатами и окислами должны быть достаточно бурными, соответственно, весьма энергичными должны были быть магмагенерация и связанные с нею интрузивный и эффузивный процессы. Вполне вероятно, что в некоторых случаях химические реакции перераспределения кислорода прерывались быстрой закалкой магматических расплавов при их внедрении в холодную кору или при излиянии на поверхность. Шансы уцелеть в зоне воздействия экзогенных факторов выше всего у алюминия, который покрывается тонкой защитной пленкой плотного оксида. Но разумеется, к этому алюминию могут быть подмешаны прежде всего кремний и магний как наиболее распространенные элементы интерметаллических силицидов*.

———————————————————————————————————

* Надо сказать, эти представления (о возможности встретить металлический алюминий в платобазальтах) сложились у меня достаточно давно, когда я работал над вторым изданием книги «Гипотеза изначально гидридной Земли» (она опубликована в 1980 году). Меня пугал и одновременно интриговал столь необычный (по тем временам) вывод, скорее больше пугал, и я опасался распространяться на эту тему даже среди ближайших коллег, реакцию которых (вращение указательного пальца у виска) можно было легко предугадать. Но тут случилась встреча с моим большим приятелем (кстати, знатоком петрологии), с которым мы собрались куда-то на автомобиле по горнолыжным делам. Я не утерпел и задал вопрос по поводу самородного алюминия. Он посмотрел на меня проницательным взглядом домашнего доктора, видимо, хотел выяснить, не принял ли я чего необычного, покрутил головой и неопределенно ответил: «Однако?!». Мы тронулись, и после некоторой паузы мой приятель продолжил: «Впрочем, знаешь, мы сейчас должны подхватить еще одного мужика, он геолог из Якутска и занимается траппами… может, чего скажет». Через несколько минут подсадили этого парня и не успели тронуться с места, как он, не сказав даже «здрасте», стал умолять нас свести его с людьми, которые смогли бы объяснить, откуда в базальтах может быть самородный алюминий. Михал-Саныч (так зовут моего приятеля) от неожиданности заржал, коротко, по-гусарски. Он знал, что я вижу геолога из Якутска впервые, и поэтому был уверен — розыгрыш исключен, и все же внимательно исследовал выражения наших лиц на предмет тайного сговора, затем снова покрутил головой и не то вопросительно, не то утвердительно изрек: «Бывает ?!.. Однако!» Как вы уже поняли, судьба очень оперативно свела меня с одним из авторов будущей публикации на эту тему. Для меня эта встреча была еще одним подтверждением того, что концепция работает.

———————————————————————————————————

Здесь хотелось бы высказать одно соображение, имеющее более общий характер. В процессе магмагенерации (по нашей модели) в расплавах появляется дополнительный кремний из силицидов. Соответственно, отношение O/Si уменьшается в сравнении с таковым в исходном силикатном субстрате литосферы. Следовательно, в полимерных мотивах расплавов должно происходить усложнение степени ассоциированности кремний-кислородных тетраэдров: от изолированных, свойственных оливину, к непрерывным цепочкам пироксенов, от цепочек к лентам и, наконец, к трехмерным каркасам полевых шпатов и кварца. Таким образом, если в зоне магмагенерации происходит 100% плавление мантийного субстрата, то при кристаллизации этой выплавки должно образоваться меньше оливина, но больше пироксенов и плагиоклаза (т.е. плавим ультрабазит, но из-за добавки кремния получаем габбро, вернее, оливиновый габбронорит).

Следует отметить, что внедрение клиньев интерметаллических силицидов, по всей вероятности, сопровождается отделением весьма специфического флюида, в основе которого водород и си-ланы (кремний-водородные соединения). Взаимодействие силанов с литосферой точно так же приводит к магмагенерации, при которой также обязательно должно быть усложнение полимерных мотивов в генерируемых расплавах.

У меня есть основания полагать, что участие силанов в магматических процессах не ограничивается трапповой формацией, оно гораздо шире, как, собственно, и должно быть при нашем понимании планеты.

В данной связи следует обратить внимание на то, как мы проводим эксперименты при решении петрогенетических вопросов. Суть проблемы покажу на примере из собственной практики. Одно время меня заинтересовало явление ликвации (несмесимости) в силикатных расплавах. Из литературы и собственных наблюдений у меня возникло желание проверить: не связано ли это явление с водородным флюидом. В одном академическом институте нашлась подходящая установка, позволявшая провести плавление под давлением водорода. Навеска была составлена из I части риолита и 2 частей базальта, которые несколько раз тщательно растирались и переплавлялись в муфельной печи для получения гомогенного стекла. Пудра из этого стекла подвергалась плавлению в установке под давлением водорода (~500 атм), выдерживалась в расплавленном состоянии около одного часа, затем проводилась резкая закалка. Результаты были отрицательные, и это меня сильно удручало, да и времени было потрачено много.

Но тут меня «осенило»: а почему я не моделирую в эксперименте то самое усложнение полимерных мотивов в расплаве, о кото -ром говорилось выше и которое, по моему разумению, должно было иметь место в случаях с ликвацией? В следующем опыте я подмешал в силикатную навеску 2% кремния (Si), истертого до тонкой пудры. В результате этого эксперимента было получено два стекла (светло-серое и бурое) с четкой фазовой границей между ними. При этом серое стекло имело форму наполовину слившихся капель (или тесно посаженных почек), т.е. имело очень характерную форму, часто наблюдаемую при ликвации на природных объектах. Итак, ликвация получилась. Я, разумеется, показал результат некоторым сотрудникам, которые мне помогали советами и с которыми у меня были прекрасные отношения. Они подтвердили, что действительно есть два стекла с четкой фазовой границей, что означает ликвацию. На радостях я решил сделать перерыв и на выходные отправился домой, как раз был конец недели. Вернулся через три дня, а экспериментальной установки уже нет. Ее разобрали по винтику и куда-то сложили якобы по требованиям техники безопасности перед какой-то большой комиссией. Надо сказать, что мне установка досталась в собранном виде, и все равно на доведение ее до рабочего состояния (чтобы все затворы, краны и капилляры держали давление) ушли месяцы нудной работы. В Москве и области другой подобной установки в рабочем состоянии не оказалось, и мой эксперимент остался незаконченным. Я собирался «поиграть» с составами, температурным режимом, давлением водорода (может, он и не нужен?)… Не довелось, но в этом был (как я сейчас понимаю) и положительный момент, поскольку после этого я решил не отвлекаться на частности, пока не отработаю концепцию в ее глобальном приложении.

И еще, все знают, что при выпечке хлеба происходят необратимые химические реакции, и поэтому никому не приходит в голову, что можно взять старые сухари, тонко растереть их, замешать с водой и получить исходное тесто для выпечки хлеба. Но до того как меня «осенило», я поступал именно так и пытался получить из старых сухарей свежее тесто для выпечки. То есть я игнорировал возможность того, что магматические процессы могли сопровождаться необратимыми химическими реакциями, приводящими к усложнению полимерных мотивов в силикатных расплавах. Новая модель Земли настоятельно рекомендует учитывать возможность таких необратимых реакций в магматических расплавах, и, разумеется, следует предусматривать это явление в экспериментальных исследованиях.

Ищете хороший смартфон за разумные деньги? Тогда, не раздумывая, вбейте в поисковую строку Яндекса запрос: “ nokia n9 цена ” и посетите сайт freemarket.kiev.ua. Стильный дизайн этого телефона минималистичен до безобразия и лишен физических кнопок, а платформа MeeGo способна своим функционалом заткнуть за пояс даже Андроид.

ТРАППЫ

Излияния платобазальтов (или траппов) относятся к числу тех грандиозных процессов, которые в значительной мере определили внешний облик нашей планеты, и поэтому каждая концепция, претендующая на глобальный охват геологических событий, должна рассматривать причины этого явления.

Перечислим основные особенности траппов. Во-первых, в основной массе они проявлены в пределах древних платформ. Во-вторых, массовые излияния платобазальтов начались лишь с конца палеозоя, а в мезозое они проявились в громадных объемах. Это пермь-триасовые платобазальты Восточно-Сибирской платформы, сосредоточенные главным образом в Тунгусской сине-клизе, триас-юрские долериты и базальты синеклизы Кару на юге Африки, верхнетриасовые излияния в синеклизе Парана Южной Америки, юрские долериты острова Тасмания и Антарктиды (на Земле Виктории они прослежены на протяжении 1600 км) и, наконец, позднемеловые и палеогеновые платобазальты Декана в Индии.

В морфологическом выражении трапповая формация исключительно проста и представлена горизонтальными покровами и силами (пластообразными интрузивными залежами) мощностью в сотни метров. В синеклизе Кару площадь выходов пластообразных интрузивных долеритов во много раз превышает площадь, занятую лавами, и можно считать, что интрузивная составляющая траппов превалирует над излившейся. На территории распространения платобазальтов земная кора несколько прогнута, и излившиеся толщи лежат в пологих синеклизах.

В габбродолеритах интрузивных тел, как правило, отсутствуют гидроксилсодержащие минералы (биотит, роговая обманка) и очень слабо проявлена постмагматическая переработка, что, по всей вероятности, говорит об отсутствии воды в магме. Более того, в траппах обнаружены включения металлического алюминия, железа, муассанита (SiC) и др. «самородностей», которые свидетельствуют о кристаллизации расплавов в условиях резковосстановлен-ного флюида, что подтверждается присутствием водорода в составе газов, извлекаемых из пород и минералов трапповой формации.

По мнению специалистов, траппы, безусловно, выплавлялись из мантии. Вместе с тем в некоторых провинциях, к примеру в юрских долеритах Тасмании и Антарктиды, среднее первичное отношение ^S7Sr/^S6Sr составляет 0,712. Кроме того, в сопоставлении с океаническими базальтами (толеитами), они обогащены калием, рубидием, ураном, торием, и, таким образом, по геохимическим признакам платобазальты скорее следовало бы считать производными континентальной коры, нежели мантии. Выход из этого парадокса исследователи видят в допущении ассимиляции больших объемов коры (до 30%), но при таких масштабах поглощения сиалического материала траппы уже не смогут оставаться «базитами», скорее уж это будут андезиты или андезито-базальты (которых, естественно, мы не видим в трапповой формации). Чтобы обойти этот «трудный момент» была придумана «селективная диффузия» для калия, урана и других элементов (малых, литофильных) из коры в магматические расплавы платобазальтов, и якобы в эту «диффузию» петрогенные элементы не вовлекались. Однако совершенно непонятно, по какой такой причине калий, уран и прочие малые элементы (типично коровые, с резко выраженными литофильными свойствами) вдруг резко поменяли бы свою геохимическую склонность концентрироваться именно в континентальной коре.

Наконец, излияния платобазальтов не сопровождаются сколько-нибудь заметной тектонической активизацией, и некоторые исследователи рассматривают траппы как пример автономного магматизма, не имеющего прямой связи с тектоникой. В данной связи возникает проблема с источником энергии, необходимой для таких громадных масштабов плавления, а также возникает вопрос: почему эта энергия выделилась именно под древними платформами, где мантия (судя по тепловому потоку) представляется наиболее холодной. Мне кажется очень странным, что эта проблема (с источником энергии) не обсуждается в литературе.

Рассмотрим причины появления траппов в рамках концепции «изначально гидридной Земли». Массовые излияния платобазальтов совпадают во времени с заложением и развитием современных океанов, т.е. с акселерацией расширения планеты. В соответствии с «фундаментальными экспериментами на клизматроне» (кавычки отражают самоиронию автора) по мере расширения планеты и увеличения мощности ее металлосферы происходило укрупнение структур растяжения при сокращении их числа. К началу мезозоя эта генерализация обусловила появление единой глобальной системы рифтогенеза, от которой начали разрастаться океаны. Таким образом, в мезозое расширение планеты было локализовано в осевых частях растущих океанов, тогда как за пределами этих зон увеличение радиуса Земли сказывалось в основном в уменьшении кривизны ее литосферы.

Судя по малым значениям теплового потока, литосферные блоки с древними платформами являются наиболее жесткими частями континентов. Астеносфера, в нашем представлении, обусловлена повышением пластичности металлов при растворении в них водорода, и выше мы уже много говорили об этом. Однако напомню, что положение астеносферы непосредственно под литосферой обусловлено малой скоростью диффузии водорода через силикаты и окислы (она на 6—7 порядков ниже в сравнении с диффузией через металлы). Поэтому силикатная литосфера играет роль экрана (запруды) для водорода, истекающего из внутренних сфер планеты. Таким образом, наличие астеносферы свидетельствует о скоплении водорода под литосферой, но отнюдь не является показателем высокой температуры и частичного плавления. Кстати сказать, длительное существование локальной зоны частичного плавления в металлосфере представляется невозможным из-за высокой теплопроводности металлов (отток тепла происходит слишком быстро).

При уменьшении кривизны жестких литосферных блоков в них появляются вполне определенные деформации (см. рис. 39). В нижних горизонтах под действием растягивающих напряжений должно происходить заложение вертикальных тектонически ослабленных зон, проникающих от подошвы литосферы до середины ее мощности. В верхних частях литосферы уменьшение кривизны стимулирует появление (уже в пределах коры) горизонтально ориентированных тектонически ослабленных зон по типу трещин отслаивания (см. рис. 39)*.

———————————————————————————————————

* В недрах Земли, на глубине десятков километров и более, не может быть разрывов сплошности с зиянием, поскольку там велико всестороннее сжатие. Однако приложение определенного вида напряжений (например, растягивающих) снимает долю нагрузки по одной из осей эллипсоида напряжений, и это тектонически ослабленное направление может быть использовано при всякого рода инъекциях.

———————————————————————————————————

В рамках предлагаемой концепции спокойный тектонический режим формирования трапповой формации не позволяет предполагать заложение экстремального теплового потока, обусловленного истечением из недр планеты водорода-теплоносителя (существование такого потока непременно вызвало бы образование тектоногена со всеми сопутствующими явлениями). Однако постоянное присутствие водорода в траппах показывает, что без него все-таки не обошлось. По нашей модели водород обязательно должен скапливаться под литосферой, где-то в больших, где-то в меньших количествах. И как было уже показано, даже незначительная примесь водорода в металлах в условиях высоких давлений (10 кбар и выше) может быть причиной резкого повышения пластичности.

Рис. 39. Характер деформаций изогнутой слоистой плиты при уменьшении ее кривизны. Черным цветом залиты разрывы сплошности. Приведенный характер деформаций будет иметь место, если сохраняется длина линии АВ.

Совершенно очевидно, что если существуют тектонически ослабленные зоны (где растягивающие напряжения снимают часть литостатической нагрузки) и если с этими зонами контактирует пластичное вещество, способное к вязкому течению, то оно, безусловно, будет заполнять эти тектонически ослабленные зоны. Любопытно отметить, что это скорее процесс всасывания пластичного вещества в тектонически ослабленные зоны, нежели нагнетание его туда под давлением. И процесс этот начинается с проникновения клиньев интерметаллических силицидов в силикатную литосферу.

Химические элементы в литосфере присутствуют в основном в окисленном виде (говоря про окислы, мы имеем в виду стехиометрию, а не минералогию). У многих из них энергия химической связи сравнительно невысока. К таковым, с невысокой энергией, относятся: железо, марганец, прочие переходные металлы (Co, Ni, Cu, Pb, Zn, Cd, Sn, Sb …), а также C, S, P и др. С другой стороны, большинство наиболее распространенных элементов в составе силицидов (Si, Mg, Al, Ca и щелочные металлы) имеют гораздо большую энергию химической связи с кислородом. Поэтому при контакте пород литосферы с силицидами начинаются химические реакции с перераспределением кислорода и выделением большого количества тепла. Расчеты показывают: при окислении четырех граммов интерметаллических силицидов выделяется достаточно тепла для получения 100 грамм силикатного расплава. В данной связи от каждого интерметаллического клина вздуваются зоны магмагенерации, приобретающие форму пламени свечи. Образованные расплавы интрудируют в кору, где заполняют горизонтальные тектонически ослабленные зоны («трещины отслаивания», см. рис. 39 и 40), а также изливаются на поверхность планеты.

Рис. 40. Модель образования траппов с позиций изначально гидридной Земли.

Таким образом, кислород может извлекаться из минералов, содержащих железо, марганец (Co, Ni, Cu, Pb, Zn, Cd, Sn, Sb.), а также из сульфатов, фосфатов, карбонатов, из минералов, содержащих гидроксильную воду, и т.д. Например: (CO₃)^2- + Si = (SiO₃)^2- + C + Q, где Q — тепло порядка 500 кДж/моль. Углерод, выделяющийся при этой реакции, может соединяться с кремнием с образованием муассанита — SiC. Эти реакции однозначно определяют резко восстановленный режим флюида в магматическом расплаве, отсутствие в нем воды и обязательное наличие водорода. Последний мог поступать в зону магмагенерации вместе с силицидами (он присутствует в них в растворенном виде), а также выделяться в результате реакций компонентов силицидов с гидроксилсодержащими минералами литосферы: ОН^— + Ме = МеО^— + Н, где Ме — компонент силицидов, энергия образования единичной связи которого с кислородом существенно больше энергии химической связи кислорода с водородом в гидроксиле.

При этом, согласно нашей схеме строения литосферной мантии, магмагенерация на первых этапах осуществлялась в области гиполита и затем постепенно поднималась в область рестита. Как вы помните, гиполит является резервуаром неистощенной мантии, и в нем, в сравнении с реститом, гораздо больше калия, урана и других литофильных элементов. В следующем разделе будет показано, что 200 миллионов лет назад первичное отношение изотопов стронция (⁸⁷Sr/⁸⁶Sr) в гиполите составляло 0,712, а в рестите примерно 0,706. В данной связи становятся понятными вариации изотопного отношения стронция в траппах и большая дисперсия в содержаниях калия, урана и прочих литофильных элементов. В рамках наших построений для этого не нужно привлекать ассимиляцию больших объемов сиалического материала.

Гиполит гранатитовый и пиролитовый

Таблица 1. Нормативный минеральный состав гиполита.

Вместе с тем отнюдь не вся литосфера после ее полного окисления освобождалась от калия и прочих литофильных элементов. Они выносились только из верхней части литосферы, в которой преобладающими минералами были пироксены и оливин. В нижней ее части, где преимущественным минералом был гранат, литофильные элементы входили в его кристаллическую решетку в виде изоморфной примеси. И поскольку гранат в условиях высоких давлений является самым тугоплавким из породообразующих, то извлечение изоморфных примесей из его решеток весьма затруднено.

Минеральный состав глубинной фации пиролита, представленный в таблице 1, соответствует давлению примерно 30—40 кбар. Но при дальнейшем увеличении давления он меняется в сторону все большего содержания граната, состав которого становится также более сложным. К примеру, в нем начинает растворяться во все больших количествах гроссуляровая составляющая (Ca₃Al₂Si₃O₁₂), и малиновый цвет, свойственный магнезиальному пиропу, становится оранжевым. Такие оранжевые сверхглубинные гранаты обнаруживаются в виде ксенокристов в щелочно-базальтоидных трубках взрыва. Экспериментально показана возможность подмены пары Ca-Si на Na-P, что приводит к образованию в гранате раствора минала Na₃Al₂P₃O₁₂ (Thompson, 1975). Установлено также, что вхождение натрия в гранат может осуществляться по схеме CaAl ↔ NaSi или CaAl ↔ NaTi (Ringwood, Major, 1971).

В алмазоносных эклогитах пироксены постоянно обнаруживают примесь калия, тогда как в образцах меньшей глубинности этого не наблюдается. В экспериментах обнаружено, что только при давлениях свыше 40 кбар калий начинает входить в решетку пироксена, а при давлениях порядка100 кбар и больше, сами пироксены приобретают структуру граната и образуют в нем твердый раствор. По всей видимости, с увеличением давления различия в атомных радиусах элементов нивелируются, и это обусловливает отмеченные выше явления.

Но если Земля расширяется, то уменьшается сила тяжести, и, соответственно, давления в мантии тоже должны уменьшаться. Следовательно, в мантийных образцах должны существовать структуры распада твердых растворов. И действительно, такие факты существуют. К примеру, в глубинных нодулях кимберлитовых трубок были обнаружены закономерно ориентированные срастания ильменита и диопсида, которые в условиях высоких давлений превращались в гомогенный гранат (Ringwood, Lavering, 1970). А.Рингвуд и А.Мейджор (1968) обнаружили ориентированные вростки диопсида в гранате и связывают их с распадом твердого раствора. По мнению этих исследователей, такие данные «… свидетельствуют о существовании… гранатово-пироксеновых твердых растворов в природе в прошлом».

В свете сказанного у нас есть основания полагать, что с глубиной увеличивается роль граната, и с некоторого уровня давлений (глубин) он становится преобладающим минералом в составе мантии. Эту нижнюю, наиболее глубинную часть литосферной мантии можно назвать гранатитовой. Тогда как верхняя часть литосферы имеет преимущественно пироксен-оливиновый состав, и эту зону можно назвать пиролитовой (по первым слогам преобладающих минералов — пироксена и оливина). Следует отметить, что в нижней гранатитовой зоне литосферы гранаты способны удерживать в своих решетках гораздо больше разнообразных примесей в сравнении с оливином, пироксенами и гранатом из верхней пиролитовой зоны. Среди этих примесей присутствуют калий, рубидий, другие литофильные элементы, а также редкие металлы.

Вместе с тем если планета расширялась и сила тяжести уменьшалась, то пиролитовая зона должна была увеличиваться за счет сокращения объема зоны гранатитовой и граница перехода (скорее, это переходная область) должна была опускаться на большие глубины. При этом происходил сброс примесей, которые ранее входили в кристаллические решетки минералов гранатитовой зоны. Эти примеси оказываются в несвязанном виде и распределяются по границам зерен вновь образованных (при распаде твердых растворов гранатита) минеральных фаз пиролита, что способствует их мобилизации при селективном плавлении и промывке мантии глубинным флюидом.

Таким образом, зона пиролита является тем резервуаром, из которого происходила (и происходит) мобилизация литофильных элементов, необходимых для формирования континентальной коры с ее гранитным слоем. И если мы определим динамику расширения планеты во времени, то это даст нам возможность оценить потенциальную способность литосферы отдавать литофильные элементы (и многие редкие металлы в их числе) в различные периоды геологической истории. К сожалению, в настоящее время отсутствуют экспериментальные данные по сжимаемости гидридов в мегабарном диапазоне давлений, и по этой причине мы пока не можем определить динамику расширения теоретически, исходя из нашей модели планеты. Вместе с тем эту динамику мы можем вывести из особенностей строения океанов и поясов тектономагматической активности (разумеется, если рассматривать их в свете наших построений).

Динамика расширения планеты показана на рисунке № 1, там же отражено изменение силы тяжести на ее поверхности (соответствующее этому расширению). К этим графикам не следует относиться строго, они в значительной мере условны и показаны нами лишь с целью «обозначить числом» акселерацию расширения планеты во времени. Вместе с тем, в рамках нашей концепции, эта самая «акселерация» должна быть непременно. И следует напомнить, что «изначально гидридная Земля» вполне способна обеспечить такие масштабы своего роста.

Рис. 1. Темпы расширения Земли во времени и характер изменения силы тяжести на ее поверхности.

Построенный график изменения силы тяжести позволяет определить глубину залегания изобары в 100 кбар в недрах планеты на различных этапах ее геологической истории (см. табл. 2). В соответствии с данными таблицы 5, под древними докембрийскими платформами объемы пиролита и гранатита в литосфере закономерно менялись из-за расширения планеты. Характер этих изменений представлен на рисунке № 2. В протерозое изобара в 100 кбар располагалась на глубине примерно 110 км: ниже этого уровня состав литосферной мантии, по всей видимости, был чисто гранатитовый (или шпинель-гранатитовый); тогда как выше, на меньших глубинах, содержание граната уменьшалось, и в минеральном составе постепенно начинала преобладать пироксен-оливиновая (пиролитовая) ассоциация.

Таблица 2. Глубина изобары «100 кбар» в мантии Земли *.

* При средней плотности мантии, равной 3,33 г/см³.

К концу нижнего протерозоя (~ 2 миллиарда лет назад) вся зона существовавшего тогда пиролита была превращена в рестит в связи с формированием сиалической коры. В дальнейшем, по мере расширения Земли и погружения «изобары-100» под слоем рестита стал нарастать новый слой пиролита, по причине распада гранатита*.

————————————————————————————————————

* Следует еще раз пояснить наше понимание терминов, которые используются в этом разделе. Прежде всего, «пиролит» и «грана-тит» — это по химическому составу один и тот же «гиполит», но в разном минералогическом представлении. Напомню: гиполит представляет собой первичную недифференцированную (на кору и мантию) литосферу, и его состав соответствует смеси гранита, базальта и ультрабазита (в пропорции 1:2:5). Состав рестита можно представить смесью из базальта и ультрабазита (в про -порции 0,5:5), состав континентальной коры принимается нами в виде смеси гранита и базальта (в пропорции 1:1,5).

————————————————————————————————————

Рис. 2. Характер эволюции литосферной мантии под древними платформами. Под слоем рестита происходило накопление толщи пиролита за счет распада гранатита в связи с расширением Земли.

В областях тектономагматической активности, где литосфера периодически промывалась глубинным флюидом, этот слой пиролита являлся тем резервуаром, из которого извлекались литофильные элементы, необходимые для формирования континентальной коры в пределах эвгеосинклинальных трогов, заложение которых происходило на коре океанического типа. Однако под древними платформами, которые длительное время пребывали в состоянии тектонического покоя, слой пиролита (пиролитового гиполита) не расходовался, а увеличивал свой объем, и в мезозое, 150 млн. лет назад, его мощность местами могла достигать 90 км (рис. 2, последняя колонка).

Исследователи неоднократно отмечали особую металлогеническую значимость зон тектономагматической активизации, проявленных в пределах древних геологических структур, которые до этого (до активизации) длительное время находились в состоянии тектонического покоя. В рамках наших построений, богатая рудная минерализация этих зон обусловлена мощным слоем пиролитового гиполита, накопившегося под древними платформами в связи с расширением планеты. Этим же объясняется резко выраженный щелочной характер магматизма зон активизации.

Итак, в свете наших построений масштабы литофильно-редкометального оруденения должны зависеть от длительности тектонического покоя, предшествовавшего тектономагматической активизации и рудогенезу. Другими словами, чем древнее рудовмещающая структура и чем моложе рудогенез, тем выше должна быть потенциальная рудоносность зоны тектономагматической активизации. Этим выводом можно руководствоваться при перспективной оценке структур на литофильно-редкометальное оруденение фанерозойского возраста. Однако при этом следует учитывать акселерацию расширения Земли во второй половине фанерозоя и соответствующую неравномерность прироста пиролита во времени (см. рис. 2). В этой связи потенциальная рудоносность должна в большей степени определяться временем тектономагматической активизации, т.е. аспект «чем моложе руда…» более существенен, чем время стабилизации рудовмещающего блока, с которого в его пределах установился режим тектонического покоя.

Во времени литофильно-редкометальная минерализация обладает отчетливо выраженным бимодальным характером распределения. Судя по запасам, можно наметить два основных этапа оруденения. Первый (ранний) проявился в протерозое, одновременно с формированием континентальной коры, на фоне мощнейших процессов гранитизации и калиевого метасоматизма. Второй (поздний) начался в верхнем палеозое и особенно интенсивно проявился в мезозое. Причину появления второго — позднего этапа мы только что обсудили. Она связана с появлением мощного слоя пиролита под структурами, пребывавшими длительное время в состоянии тектонического покоя. Но, по сути, эта же причина (появление мощного слоя пиролитового гиполита) обусловила первый (раннепротерозойский) этап литофильно-редкометального оруденения. Однако этот слой пиролита, мощностью в 110 км, образовался к концу архея не в результате распада гранатита, а в связи с формированием силикатной оболочки планеты по силицидам, и эту проблему мы уже обсуждали. И в нижнем протерозое этот слой пиролита превратился в кору и рестит (первая колонка на рис. 2).

Следует отметить, если Земля расширяется, и если этот процесс имеет акселерацию во времени, то в рамках предлагаемой концепции литофильно-редкометальное оруденение в истории планеты обязательно должно иметь бимодальный характер распределения. Конкретные цифры, принятые нами для иллюстрации этого явления (см. рис. 1 и табл. 2) могут уточняться, но суть явления (бимодальность) от этого не изменится.

Вы азартный человек, который хочет во что бы то ни стало разбогатеть? Тогда, Вам стоит испытать свою удачу, посетив бесплатное казино netgamecasino.com, где Вы сможете сыграть в покер, рулетку и множество других популярных игр.

Задержка с формированием континентальной коры

Континентальная кора с ее гранитным слоем начала формироваться только в нижнем протерозое, т.е. почти через 2 миллиарда лет после образования планеты. И начало этого процесса во времени связано с изменением состава глубинного флюида. Если в архее флюид был безводный, преимущественно водородно-метановый (Н₂, СН₄, …), то в протерозое он становится водно-углекислым (Н₂О, СО₂, …). Выше мы говорили про образование литосферы в связи с выносом кислорода из металлосферы (при продувке ее водородом). Говорили также, что вода может появиться только после полного окисления петрогенных элементов в объеме формирующейся литосферы (поскольку у петрогенных энергия химической связи с кислородом гораздо выше, чем у водорода). Таким образом, появление воды в составе глубинного флюида свидетельствует, что с этого времени все петрогенные элементы в объеме литосферы находятся в виде полных окислов. Говоря про окислы, мы имеем в виду стехиометрию, а не минеральные фазы.

Итак, в рамках наших представлений, силикатно-окисной литосферы изначально не было, и она стала формироваться в связи с выносом кислорода из более глубоких горизонтов планеты. По величинам теплоты образования окислов (в пересчете на единичную связь), мы можем определить порядок их появления: CaO → MgO → Al₂O₃ → SiO₂ → Na₂O → FeO и, наконец, → H₂O.

Дорогой читатель, если у вас геологическое образование, то вы наверняка помните классификацию силикатов по Бетехтину, в зависимости от атомного отношения O/Si в анионной группе минерала. При O/Si = 2 кристаллическая решетка представляет собой трехмерный каркас, и силикаты называются каркасными; если O/Si = 3, то она в виде цепочки; при O/Si = 4 силикаты становятся «островными» и полимерные мотивы в них отсутствуют. Эти композиции становятся возможными только тогда, когда все породообразующие элементы присутствуют в виде окислов. Если же окисление не полное и есть «непогашенные кислородом валентности» (особенно если они есть у кремния), то степень полимеризации резко возрастает, и возможными оказываются только трехмерные каркасные структуры.

Калий вместе с алюминием способен образовывать алюмокислородные тетраэдры R(AlO₄) ^4- (где R — калий, натрий и др. щелочные металлы), которые встраиваются в кристаллические решетки, составленные из кремнекислородных тетраэдров (SiO₄)^4-. Следует отметить, что при плавлении полимерные мотивы силикатов сохраняются, нарушается лишь «дальний порядок» кристаллических структур. И эти нарушения прежде всего происходят по алюмокислородным членам, как менее прочным в сравнении с кремнекислородными. Разумеется, алюмокислородные тетраэдры, находящиеся в трехмерном каркасе (в который они прочно вшиты), в гораздо большей степени защищены от разрушения в сравнении с теми, которые встроены в двухмерные ленты или одномерные цепи, являясь их слабым звеном.

Таким образом, вплоть до полного окисления литосферы кристаллические решетки слагающих ее минералов и полимерные мотивы расплавов могли быть только каркасными (трехмерными), и высвобождение калия из них было сильно затруднено. Но с момента полного окисления наряду с каркасными стали появляться ленточные, цепочечные и островные силикаты, из которых калий легко извлекался при динамическом и флюидно-термаль ном воздействии. И этот «момент» фиксируется по появлению воды в эндогенном флюиде.

Читатель, вы вправе спросить меня: «Какова была минералогия литосферы в раннем архее и до него, когда петрогенные элементы еще находились в стадии окисления?» Отвечаю: «Не знаю, ответ на этот вопрос должна дать экспериментальная минералогия». Вместе с тем размышления над этим вопросом склоняют меня к предположению, что одним из первых породообразующих минералов в литосфере и коре архея мог быть анортит (это каркасный минерал, а СаО имеет наибольшую теплоту образования среди петрогенных окислов). Видимо, не случайно среди древнейших комплексов пород достаточно широко представлены анортозиты, которых практически нет в фанерозое. Мне также кажется, что должна быть зависимость: чем древнее анортозиты, тем основнее в них должен быть плагиоклаз. Но, возможно, мне это только кажется.

Поздравляю, Вы наконец-то решили покинуть родительское гнездо и сняли однокомнатную квартиру и все, что вам осталось сделать, для того, чтобы стать независимым человеком, это заказать газель на сайте taxed.ru и перевезти все вещи в свою новую холостяцкую берлогу.

ОБРАЗОВАНИЕ КОНТИНЕНТАЛЬНОЙ КОРЫ

На протяжении многих лет группа исследователей методично собирала данные по содержанию калия и натрия по всем типам широко распространенных пород на всех континентах и по всему доступному интервалу геологического времени (Engel et al., 1974). Результаты этого кропотливого труда представлены на рис. 35, который, по сути дела, отражает динамику формирования континентальной коры во времени. Как мы видим, континентальная кора образовалась в нижнем протерозое, и в данной связи возникает два трудных вопроса (по сути, два парадокса). Первый связан с очевидным дефицитом калия в исходной мантии (согласно традиционной точке зрения). Вопрос второй: что удерживало калий и прочие литофильные элементы в мантии почти 2 миллиарда лет и почему они не вовлекались в корообразующие процессы вплоть до начала протерозоя? Обсудим причины появления этих парадоксов.

Рис. 35. Эволюция отношения K₂O/Na₂O в земной коре во времени: 1 — метаморфические и осадочные породы; 2 — изверженные породы.

Проблема дефицита калия

Проблема дефицита калия является следствием метеоритной модели Земли. В метеоритах мало калия, и если исходная мантия имела такой же состав, как и метеориты, то чтобы собрать калий, содержащийся в земной коре, необходимо было бы очистить от него мантию до глубины примерно в 1200 км. Однако на континентах имеют место мантийные интрузии и вулканиты с нормальным и даже высоким содержанием калия, внедрение которых происходило уже после формирования сиалической коры. Вместе с тем генерация этих интрузий заведомо происходила в верхней мантии, и в них часто отсутствуют признаки ассимиляции корового материала. В рамках традиционных представлений (ядро — железное, мантия — силикатная) накопилось много противоречий подобного рода. И чтобы понять, откуда они проистекают, давайте вернемся к исходным посылкам метеоритной модели Земли.

К концу XIX века ученое сообщество пришло к окончательному выводу, что камни, падающие с неба, являются планетарным веществом нашей Солнечной системы. Метеориты стали рассматривать как «строительный мусор», оставшийся после завершения грандиозного проекта формирования планет.

В начале ХХ века появилась наука сейсмология, и очень скоро сеть станций оказалась достаточной, чтобы обнаружить «сейсмическую тень» от ядра планеты. Таким образом, были подтверждены догадки математиков-механиков (основанные на определении момента инерции планеты) о существовании большого и плотного ядра в недрах Земли. На уровне знаний того времени ядро планеты, конечно же, могло быть только железным, поскольку железо — единственный тяжелый элемент, широко распространенный в природе. Более того, среди «строительного мусора» много железных метеоритов (как раз для ядра), а остальные силикатные (из них якобы и была составлена мантия). Среди силикатных метеоритов наибольшее распространение имеют хондриты, и поэтому в науках о Земле уже давно укрепилось понятие «хондритовой мантии».

В данной связи метеориты привлекли к себе особое внимание исследователей и были подвергнуты тщательному и всестороннему изучению. Вместе с тем и геологи за прошедшее столетие собрали громадный фактический материал и в настоящее время могут кое-что сказать о составе континентальной коры и подстилающей ее мантии.

Но если мантия планеты действительно изначально имела хондритовый состав, то из определенного объема хондритов мы легко должны были бы получить состав континентальной коры и состав обедненной мантии, т.е. мантийного рестита, который остается после того, как из хондритов были извлечены коровые элементы. На роль рестита можно определить породы типа дунит-гарцбургитов, которые хорошо изучены. Однако попытка свести баланс по этой схеме (хондриты = кора + мантийный рестит) обнаруживает в исходной (якобы) мантии дефицит одних элементов и явный избыток других. В таблице 3 эта ситуация отражена на малых и следовых элементах (калий для хондритов не является петрогенным элементом).

Таблица 3. Распределение элементов по группам при хондритовом составе мантии Земли.

Таким образом, калий попадает в большую группу дефицитных элементов, и если его все же можно набрать для континентальной коры, очистив преобладающий объем мантии, то хондритовые содержания некоторых других элементов (например, урана) оказываются недостаточными даже при полном их извлечении из всего объема планеты.

С другой стороны никак не меньшая проблема возникает в связи с избыточными элементами, которых в метеоритах в десятки, сотни и даже тысячи раз больше, чем в коре и подстилающей ее мантии. Сторонники изначально хондритовой мантии решают эту проблему допущением дифференциации, которая якобы обусловила захоронение этих элементов на недоступных для нас глуби -нах (в ядре Земли, например). В рамках традиционных представлений (ядро — железное) такое предположение может показаться оправданным для тяжелых сидерофильных элементов, таких как платина, палладий, осмий, иридий и др.

Однако среди избыточных есть легкий бериллий, у которого ярко выражены литофильные свойства. Его максимальные концентрации отмечаются в грейзенах, пегматитах, щелочных метасоматитах, которые, в свою очередь, проявляются только в блоках континентальной коры с хорошо развитым гранитным слоем. Не возможно предположить, что этот литофильный элемент в процессах дифференциации опускался вглубь планеты вместе с тяжелыми сидерофилами.

Кроме того, среди избыточных есть германий, который (в силу своей гомеофильности) относится к геохимическому классу рассеянных элементов. У этого элемента нет склонности концентрироваться в какой-либо петрогенетической формации. Так вот, в метеоритах его на порядок больше в сопоставлении с любой породой коры или мантии. Спрашивается: куда он подевался, если мантия изначально была хондритовая? *

———————————————————————————————————

* В мае 1975 года в Москве в Институте геохимии и аналитической химии прочитал лекцию А.Рингвуд, широко известный своими исследованиями по проблемам коры и мантии Земли. В своем сообщении этот очень авторитетный исследователь демонстрировал практически такую же таблицу с дефицитными и избыточными элементами. Однако он «постеснялся» показать в ней германий и бериллий среди избыточных элементов. Я же постеснялся спросить его о причине такой забывчивости, поскольку понимал, что вразумительного ответа (в рамках хондритовой мантии) не может быть в принципе.

———————————————————————————————————

Такой же гомеофильной, по сути дела, является ртуть, которой в метеоритах в 1000 раз больше в сопоставлении со всеми известными породами Земли. Если бы изначально мантия была хондритовой, то под слоем рестита (в основном оливинового) мы были бы вправе ожидать озера ртути с растворенным в ней золотом, которого в метеоритах в 100 раз больше.

Помните авантюрную эпопею инженера Петра Гарина, который с помощью гиперболоида пробился сквозь «оливиновый пояс» (мантийный рестит) к ртутным озерам с растворенным в них золотом. Интересно, кто подсказал эту дерзкую идею русскому писателю Алексею Толстому. Безусловно, это был человек, хорошо осведомленный в области геохимии, но он почему-то не рискнул опубликовать ее в научной печати. Может быть, сомневался в ее обоснованности, а возможно, его испугали вероятные последствия (мировая революция), так красочно представленные Толстым в его талантливом романе.

Рис. 35.1. Содержание элементов в поясе астероидов относительно их распространенности на Земле.

В свете наших построений выявленные группы элементов являются следствием различий в исходных составах Земли и метеоритного вещества (пояса астероидов). Эти различия были обусловлены магнитной сепарацией элементов по их потенциалам ионизации в процессе формирования протопланетного диска. Дорогой читатель, сравните таблицу 3 с рис. 35.1 и вам сразу станет понятным, почему метеориты не могут приниматься в качестве исходного вещества нашей планеты. Однако весь фактический материал по метеоритам не только не теряет своего значения, а, напротив, приобретает особую актуальность, поскольку его можно использовать для оценки исходного состава Земли, но с учетом магнитной сепарации элементов на протопланетной стадии.

Положение калия на общем тренде (см. рис. 35.1) позволяет утверждать, что его концентрация на Земле должна быть примерно на порядок выше, чем в метеоритах. Соответственно, при нашей оценке исходного (среднего) содержания калия на планете (К₂О = 0,6%) исчезает проблема дефицита этого элемента. Для образования коры мощностью 37,5 км, составленной из 1 части гранита и 1,5 частей базальта, зона рестита (с содержанием К₂О = 0,05%) в литосфере должна быть развита до глубины всего лишь 120 км. Согласно распространенности эклогитов и дунит-гарцбургитов в коллекциях глубинных нодулей из кимберлитовых трубок, состав рестита можно представить смесью из 0,5 части базальтов и 5 частей ультрабазитов. Отсюда следует, что состав первичной силикатно-окис-ной оболочки планеты (а равным образом и состав исходной неистощенной мантии) может быть задан смесью из 1 части гранита, 2 частей базальта и 5 частей ультрабазитов (дунит-гарцбургитов).

Для данного состава мы предлагаем использовать термин «гиполит» (в переводе с греческого — «глубинный камень»), который отражает глубинное положение этого недифференцированного субстрата под континентами в настоящее время (рис. 36). Кроме того, этот термин имеет отчетливую фонетическую импликацию со словом «гипотеза», что придает ему смысловой оттенок, соответствующий характеру наших рассуждений.

При расчете состава гиполита использованы кларки, по К.Турекьяну и К.Ведеполю, у которых ультрабазиты по главным компонентам близки к шпинелевым и пироповым перидотитам из кимберлитов. Кроме того, эти авторы выделили обогащенные кальцием граниты, весьма сходные по петрохимии со средним составом кристаллических пород сиаля (по Р.Дели). Результаты расчета обнаруживают большое сходство гиполита с верлитами (среднему, по Р.Дели), и, таким образом, его состав не является чем-то экзотическим.

Рис. 36. Характер распределения калия в литосфере, основанный на оценке содержания этого элемента в свете магнитной сепарации.

Результаты пересчета гипотетического мантийного субстрата на нормативный минеральный состав (по методу П.Ниггли) приведены в таблице 4. Они показывают, что в условиях малых давлений гиполит может быть плагиоклазовым вебстерит-лерцолитом, тогда как его глубинная фация должна соответствовать гранат-оливиновым пироксенитам.

Таблица 4. Нормативный минеральный состав гиполита.

Хотите сделать своему любимому человеку подарок, который останется с ним на всю жизнь, тогда без промедления вбивайте в поисковую строку Яндекса: “порода собак мастиф” и переходите на сайт n-l-d.ru, где Вы сможете получить наиболее полную информацию о собаках данной породы, проконсультироваться с ветеринаром и приобрести игрушки для щенка.

ЭВОЛЮЦИЯ ГЕОЛОГИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ ВО ВРЕМЕНИ

За время своей жизни изначально гидридная Земля претерпела кардинальные и необратимые изменения. Объем гидридов сократился от преобладающего в новорожденной планете до объема внутреннего ядра на современном этапе. Резко увеличилась мощность металлосферы, и сейчас она составляет примерно 3/4 объема Земли. Сформировалась литосфера. Объем планеты увеличился почти в пять раз от изначального, а площадь ее поверхности приросла примерно в 3 раза. Разумеется, это отразилось на характере протекавших геологических процессов.

По данным абсолютной геохронологии, древнейшие породы имеют возраст порядка 3,8 миллиарда лет. Они обнажены на щитах докембрийских платформ, и в некоторых местах эти древнейшие породы сохранились с тех времен в неизмененном виде. По составу минералов и минеральных ассоциаций было установлено, что они образовались при давлениях порядка 8—10 килобар, в интервале температур от 650 до 800 ⁰С, т.е. в условиях гранулитовой фации метаморфизма. Если полагать радиус Земли неизменным (и, соответственно, неизменной силу тяжести на поверхности), то получается, что эти древнейшие породы формировались на глубинах 30—35 км, где литостатическая нагрузка достигала необходимых (8—10 кбар) давлений. Спрашивается: куда подевалась толща архейских пород мощностью в 30—35 км со всех докембрийских платформ? Ни в архее, ни в протерозое нет структур, способных вместить такую массу осадков, т.е. возникает проблема захоронения громадного объема обломочного материала. В рамках традиционных представлений (о постоянстве объема Земли), это одна из неразрешимых загадок архея и давайте назовем ее «геобарическим парадоксом».

С другой стороны, если температура в 650 — 800 ⁰С была на глубинах 30—35 км, то геотермический градиент для архея оказывается равным 22—23 ⁰С/км. Однако данное значение градиента ниже современного для планеты. Это находится в вопиющем противоречии с характером распада радиоактивных элементов и масштабами генерации радиогенного тепла во времени. В архейскую эру радиогенного тепла выделялось в несколько раз больше, чем в кайнозое (за единицу времени, разумеется). Назовем эту несуразность «геотермическим парадоксом» архея.

Следует также отметить «безводный» режим метаморфизма, при котором сформировались гранулиты архея, преимущественно базитовый состав образований, отсутствие линейноориентированных поясов, повсеместность пластических деформаций, создающих хаос мелких структурных форм, при изучении которых создается устойчивое впечатление, что этот хаос явился следствием «мелкоячеистой конвекции».

Кроме того, гранулиты архея содержат очень мало калия. Это особенно бросается в глаза на фоне исключительно мощной нижнепротерозойской гранитизации, сопровождаемой практически повсеместным калиевым метасоматизмом, который проявился прежде всего в виде микроклинизации. Калиевый полевой шпат — микроклин — в обнажениях обычно имеет красный цвет, и это помогает ориентироваться при полевых наблюдениях на щитах. Когда в маршруте вы замечаете, что привычные серые оттенки пород вдруг сменились гораздо более богатой цветовой палитрой с преобладанием розового цвета (и если это не от граната), то почти наверняка, либо вы вышли из архея в протерозой, либо попали в зону, где архейские гранулиты претерпели калиевый метасоматизм протерозойского или более позднего возраста. Получается, что на протяжении почти двух миллиардов лет от рождения планеты вплоть до начала протерозоя что-то сдерживало вынос литофильного калия в верхние горизонты литосферы. Причина этого будет рассмотрена ниже в специальном разделе 11.2, а здесь мы обсудим остальные парадоксы и загадки, упомянутые в этой главе.

«Геобарический и геотермический парадоксы» автоматически исчезают при допущении расширения планеты. Согласно нашей оценке возможного расширения Земли (см. раздел 8.1), сила тяжести в архее была в 3—3,5 раза больше современной, и в этом случае давления порядка 10 кбар достигались на глубинах 8—10 км, что сразу снимает остроту с «проблемы захоронения». Кроме того, если температура в 650 — 800 ⁰С достигалась уже на глубине 10 км, то получается, что архейский геотермический градиент был примерно в 2,5 раза выше современного, как и должно быть.

В разделе 4 мы уже говорили про образование литосферы на ранних этапах существования планеты в связи с выносом кислорода во внешнюю оболочку в процессе водородной продувки металлосферы. При этом литосфера нарастала только до определенной глубины. Это связано с трансформацией полупроводникового кремния в металлизированное состояние при давлении в 125 кбар. Растворимость водорода в решетке полупроводникового кремния очень мала, тогда как металлизированный кремний (по свойствам он подобен титану) способен растворять очень много водорода. Вместе с тем давно подмечено: чем выше растворимость водорода в решетке металла, тем эффективнее металл очищается от примеси кислорода. Таким образом, при давлениях, превышающих 125 кбар, кремний (в условиях продувки водородом) не может вступать в химическое взаимодействие с кислородом. Наоборот, происходит очищение металлизированного кремния от кислорода (при малой исходной концентрации кислорода, как в нашем случае). Но при меньших давлениях, когда кремний становится полупроводниковым и растворимость водорода в нем резко уменьшается, образование окисла идет весьма энергично с выделением большого количества энергии (тепла)*.

———————————————————————————————————

* Кроме того, образование окисла по менее плотной фазе оказывается гораздо более выигрышным с энергетической точки зрения. Это является дополнительным фактором, влияющим на преимущественное образование окиси кремния при давлениях меньших 125 кбар.

———————————————————————————————————

Тепло, выделявшееся при образовании силикатов (это сотни кДж на моль), обеспечивало постоянный подогрев силикатно-окисной оболочки, и она, на протяжении всего процесса своего формирования, вынуждена была пребывать в состоянии тепловой конвекции. Сила тяжести к концу архея была в 3 раза больше современной. Давление в 125 кбар (давление металлизации кремния) достигалось на глубине порядка 130 км, и таковой была мощность архейской литосферы. При тепловой конвекции горизонтальные плечи ячей, как правило, всегда меньше их вертикальной составляющей. Поэтому конвекция в архее могла быть только мелкоячеистой, и характерная размерность архейских структур должна быть в пределах десятков километров, не более.

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*.

———————————————————————————————————

* Вместе с тем нельзя исключить, что в связи с выпадением кометного материала (строительного мусора, оставшегося после формирования внешних планет) вода попадала на Землю. Разумеется, при ударе она испарялась, но кто знает, возможно, в архее на поверхности вода могла конденсироваться и образовывать временные мелководные бассейны (лужи).

———————————————————————————————————

Однако с конца архея с появлением воды в составе глубинного флюида появляется и гидросфера, и для нижнего протерозоя осадконакопление в водной среде становится нормой.

Происходит также кардинальное изменение состава атмосферы: в архее это прежде всего — метан, аммиак, сероводород, угарный газ (CH₄, NH₃, H₂S, CO); в протерозое — азот, кислород, водяной пар, углекислый газ (N₂, O₂, H₂O, CO₂).

В нижнем протерозое происходило постепенное увеличение концентрации кислорода в атмосфере, и в соответствии с этим увеличивалось его содержание в гидросфере в растворенном виде. Это приводило к переводу железа из закисного состояния (FeO) в окисное (Fe₂O₃). И поскольку окисное железо (в отличие от закисного) практически не растворяется в воде, то с увеличением парциального давления кислорода началась эпоха образования осадков, резко обогащенных железом, и в результате сформировались гигантские месторождения железистых кварцитов. Возраст этих месторождений лежит в интервале 2,8—2,2 миллиарда лет. Пик по запасам приходится на время 2,5—2,4 млрд. лет. По всей видимости, накопление железистых кварцитов не случайно совпадает во времени с эпохой формирования гранитного слоя коры. При гранитизации количество темноцветных минералов (содержащих железо) резко уменьшается по сравнению с тем, что было в кристаллических сланцах изначально (до гранитизации). Следовательно, формирование гранитного слоя коры сопровождалось выносом огромных количеств железа. И поскольку гра -нитный слой, в своем преобладающем объеме, сформировался в нижнем протерозое, то становится понятным, почему железистые кварциты не проявились столь же масштабно за пределами этого временного интервала.

С рубежа в 2 миллиарда лет в разрезах периодически стали появляться «красноцветы». Это свидетельствует о том, что парциальное давление кислорода в атмосфере временами достигало такого уровня, что вызывало полное окисление железа на поверхности планеты. Кислород на поверхность планеты доставляется в основном в виде воды и углекислоты в составе глубинных флюидов. Содержание CO₂ во флюидах обычно варьирует в пределах 1—3%, концентрация в атмосфере в настоящее время составляет порядка 0,1% (вес.). Существует мнение, что кислород в атмосфере появился и поддерживается на определенном уровне в связи с жизнедеятельностью растений, которые усваивают углерод из углекислого газа (в результате фотосинтеза), а кислород выделяют в атмосферу. Вне всякого сомнения, этот процесс идет на планете. Однако эпохи угленакопления не совпадают во времени с эпохами образования красноцветов, и это заставляет предполагать существование других источников кислорода для пополнения атмосферы.

Изумруд весом 11,5 килограмм был выставлен на аукцион и оценен в 1,15 млн. долларов.

Зеленый минерал, размером с небольшой арбуз, в котором насчитывается 57 700 карат, пустили с молотка 28 января 2012 года на аукционе Western Star Auctions, еженедельно проходящем в Британской Колумбии.

Камень, получивший имя Теодора (Teodora), был добыт в Бразилии и огранен в Индии. Его владельцем стал скупщик драгоценных камней Рейган Рейни (Reagan Reaney), который подчеркивает, что это не чистый изумруд. Читать дальше>>