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

Вопрос этот представляется принципиально важным, поскольку ²³⁴U при распаде (так же как и ²³⁸U ) превращается в ²⁰⁶РЬ. 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 ²⁰⁶РЬ 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 быстрого накопления ²⁰⁶РЬ 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 ²⁰⁶РЬ (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 ²³⁵U и ²³⁸U 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*.