Conținutul volatil al Pământului stabilit prin topire și vaporizare
Date asociate
Disponibilitatea datelor
Autorii declară că toate datele care susțin rezultatele acestui studiu sunt disponibile în lucrare și în fișierele sale de date extinse și de susținere.
Abstract
Pământul silicat este puternic epuizat în elemente moderat volatile (de exemplu, Pb, Zn, In, alcalii) în raport cu condritele CI, meteoriții care din punct de vedere compozițional seamănă cel mai mult cu Soarele 1. Calitativ, „tendința” de epuizare poate fi explicată prin acumularea a 10-20% a unui corp bogat în volatil la un protoEarth 2, 3 redus fără volatil, urmat de extracția parțială a unor elemente către miezul 1. Cu toate acestea, rămân mai multe probleme, în special supraabundența pământului In in silicat, care duce la întrebări despre sursele volatile ale Pământului 4, 5. Aici am examinat procesele de topire care au participat la acumulare pe Pământ și corpuri precursoare și am efectuat experimente de vaporizare în condiții de temperatură fixă și presiune parțială de oxigen. Constatăm că modelul de epuizare a elementelor volatile în Pământul silicat este în concordanță cu topirea și vaporizarea parțială, mai degrabă decât cu simpla acumulare a unui corp asemănător condritei bogate în volatil. Susținem că topirea și vaporizarea pe corpurile precursoare și, eventual, în timpul impactului gigant de formare a lunii 6 - 8 a fost responsabilă pentru stabilirea abundențelor observate de elemente moderat volatile pe Pământ.
După cum s-a anticipat din discuția anterioară, Pământul silicat este puternic epuizat în elemente moderat volatile, cum ar fi Pb, Tl, Zn, Sb, Bi și Ag în raport cu compoziția solară reprezentată de condrite CI. Figura 1 ilustrează aceste epuizări într-un grafic al concentrației elementelor din silicatul Pământ 1 normalizat la abundență în condrite CI reprezentate în funcție de o măsură a volatilității elementului. Acesta din urmă se presupune, urmând practica generală, că se corelează cu temperatura la care 50% din element ar fi condensat dintr-un gaz cu compoziție solară 20. Pentru comparație, prezentăm modelul de epuizare a conditelor carbonice CV 21, meteoriți care sunt, de asemenea, volatili-epuizați în raport cu condritele CI și care nu au suferit niciodată procese planetare de topire și formare a miezului.
Concentrațiile în Pământ de silicat în vrac (ESB) ale elementelor moderat volatile reprezentate în raport cu temperaturile lor de condensare dintr-un gaz cu compoziția sistemului solar 16. Concentrațiile sunt exprimate în raport cu concentrațiile în meteoritii condritelor CI 1 (normalizate la un raport de concentrație de Mg de 1,0). Elementele studiate aici sunt prezentate în cheie. Pătratele deschise se referă la elemente care nu sunt abordate în mod special de studiul nostru. Cercurile deschise se referă la toate elementele din condritele CV. Barele de eroare sunt 1SD.