Главная
Новости
Строительство
Ремонт
Дизайн и интерьер




18.10.2017





Яндекс.Метрика
         » » Тектиты и их значение для проблемы верхняя мантия - земная кора

Тектиты и их значение для проблемы верхняя мантия - земная кора

16.11.2017

Проблема строения верхней оболочки Земли и соотношения земной коры и верхней мантии в значительной мере соприкасается с проблемой происхождения Земли и солнечной системы, а также с проблемой метеоритов и тектитов.

В настоящей работе нельзя не затронуть в очень краткой форме некоторые детали этих взаимосвязанных сложных проблем.

Как известно, у ряда метеоритных тел отношение 87Sr/86Sr близко к 0,700, и это обстоятельство рассматривается как подтверждение образования Земли за счет накопления твердого космического вещества, сходного с известными нам метеоритами. Следует, однако, отметить, что метеориты, наша Земля и, возможно, другие планеты Солнечной системы образовались из общего протовещества, для которого первичное отношение 87Sr/86Sr, естественно, было достаточно близким.

В связи с рассматриваемой проблемой о земной коре и верхней мантии представляется интересным рассмотреть вопрос о тектитах и о некоторых новейших данных по изучению Луны, ближайшего соседа Земли в космосе.

В ряде мест земного шара: 1) Австралии, Индонезии, Филиппинах, 2) Центральной Европе — Чехословакии и 3) Северной Америке — обнаружены обломки стекол, специфичные для каждого из этих районов. Изучался их химический и изотопный состав, выяснялся их возраст. Оказалось, что тектиты, найденные в каком-либо из указанных районов, имеют близкий состав и одинаковый, определенный К-Ar методом возраст. Например, возраст тектитов Австралии, Индонезии около 1,0 млн. лет, а тектитов Чехии 15 млн. лет.

Благодаря любезности Л.Г. Кваши мне удалось познакомиться с образцами и шлифами тектитов из коллекции Комитета по метеоритам. Из земных пород наиболее близки к тектитам по составу и структуре вулканические стекла — обсидианы молодых вулканических извержений. Вокруг происхождения тектитов происходит горячая дискуссия. В свете последних снимков лунной поверхности спутником «Луна-9» мне представляется более логичным присоединиться к защитникам гипотезы о лунном происхождении тектитов. Однозначное решение этой проблемы последует после получения каменного материала с Луны, что, вероятно, в обозримом будущем свершится.

Из большой литературы по тектитам, опубликованной за последние годы, остановимся на некоторых, более важных работах. С.М. Варшавский считает, что, по астрономическим соображениям, Луна — очень вероятный источник тектитов. Кассиди считает лунное (импактитовое) происхождение сомнительным, поскольку содержания 26Al и 10Be, индуцируемые космическими лучами, обусловлены большим временем движения в пространстве, чем это возможно в полете от Луны к Земле. Следует заметить в связи с этим выводом, что сама поверхность Луны вследствие почти полного отсутствия атмосферы более доступна воздействию космических лучей, что может еще до отрыва материала повести к накоплению 26Al и 10Be.

Юри в общем возражает против лунной гипотезы происхождения тектитов. Он, в частности, считает, что если даже поверхность Луны отвечает составу тектитов, то остается труднообъяснимым прибытие тектитов на Землю с наблюдаемой площадью распространения.

Пинсон и др. проанализировали восемь образцов тектитов на содержание в них Sr, Rb, К и выявили изотопный состав стронция. Содержание К достаточно постоянное — от 2,1 до 2,4%; точно так же постоянно содержание Rb — 110—140 ррм. вес и Sr — от 111 до 291 ррм. Отношение 87Si/86Sr отвечает преимущественно значению 0,712. Авторы считают, что Rb/Sr отношения и изотопный состав не противоречат представлению о происхождении тектитов как дифференциатов протобазального вещества или ахондритового (но не хопдритового) материала. Зарингер считает, что тектиты отдельных областей (одпого и того же возраста) связаны в каждом случае с одним событием.

Изотопный состав (Ar, Kr и Xe) сходен с атмосферным, поэтому эти газы скорее земного происхождения. Давление в газовых пузырьках тектитов достигает 40 мм, что отвечает 20 км высоты. Зарингер считает более вероятным обогащение этими газами при высокой температуре (порядка 2000°), т. е. в приземных условиях. Гипотеза о внеземном происхождении тектитов, по его мнению, не очень доказательна.

Этот же исследователь произвел определения абсолютного возраста 35 образцов тектитов K-Ar методом. Девять образцов тектитов из Северной Америки показали возраст 33—35 млн. лет. Эта цифра хорошо согласуется с их стратиграфическим положением в Джексоновской формации, относимой к позднему эоцену. Восемь чехословацких тектитов показали возраст 14,5 млн. лет, что также согласуется с их залеганием в отложениях среднего—позднего миоцена.

Для района — Филиппины, Индокитай, Индонезия и Австралия определялись 18 образцов тектитов. Все они показали один возраст — 0,68— 0,75 млн. лет. Залегают они обычно в красных латеритах, которые покрывают вулканические туфы плейстоцена. Зарингером приводятся палеонтологические данные, подтверждающие верхнеплейстоценовый и голоценовый возраст вмещающих пород.

Гильварри считает, что нет данных считать космические тела, более удаленные, чем Луна, возможным источником тектитов. Этот его взгляд основан на результатах исследований и Виста и Андерса, которые определили количество короткоживущего изотопа 26Al в различных тектитах. Они нашли такое количество 26Al, которое может быть образовано при воздействии космических лучей в течение периода около 10 000 лет. Известно также, что среднее время пролета (пути) тела из зоны астероидов к Земле составляет по крайней мере 10в7 лет. Период полураспада 26Al около 8*10в5. Малые концентрации 26Al свидетельствуют о значительно более близком, чем астероидная зона, происхождении тектитов.

По данным И. Е. Старика и др., наблюдается некоторое различие в изотопном составе свинца тектитов и плиоценовых (плейстоценовых) обсидианов Армении.
То есть в исследованных тектитах (три из которых относятся к наиболее молодой группе Филиппин—Индонезии) меньше радиогенного свинца, чем в плиоценовых обсидианах Армении.

Проведенный обзор работ по тектитам показывает, что аргументы защитников лунного происхождения тектитов имеют известную убедительность.

Средний химический состав тектитов близко подобен составу кислых обсидианов. Содержание SiO2 в них 72—74%, K2O — 3,0—3,5%, Na2O — 1,5—2,0% и т. д.

Противники такого взгляда больше исходят из общих соображений о невозможности существования на Луне коры из кислых пород. Такое отрицание базируется на представлении о первичном образовании Земли из метеоритного вещества. Однако последние исследования советских автоматических станций «Луна-9» и «Луна-10», давшие сведения о внешнем облике горных пород Луны и их радиоактивности, не исключают того, что поверхность Луны в значительной степени состоит из кислых пород, подобных вулканогенным (по сильнопористым) липаритовым лавам Земли. Энергия вулканических выбросов Луны в условиях чрезвычайно сильно разреженной ее атмосферы и малой силы лунного тяготения могла сообщить выброшенному материалу необходимую начальную скорость. Юри считает, что эта скорость 2,4 км/сек. По Адамсу и др., аэродинамический разогрев требует скорости 6,5 км/сек. Так или иначе, лунный материал, войдя в атмосферу Земли, подвергался сильпому разогреву, вследствие чего терял накопившийся радиогенный 40Ar. Вероятны также распад крупных обломков на мелкие и оплавление их. Только этим можно объяснить рассыпанность тектитов трех определенных возрастов на трех определенных площадях земной поверхности. Правда, не исключена возможность нахождения тектитов в геологических формациях иного возраста и в других районах, кроме тех, в которых они до сих пор найдены.
В связи с существующими представлениями о первично-метеоритном составе протовещества, из которого образовалась Земля, следует обратить внимание на соотношения между средними плотностями некоторых планет Солнечной системы и размерами их радиусов. Изложенный материал позволяет предположить, что поверхность Луны, а возможно, и Марса, подобно Земле, сложена кислыми породами — дифференциатами стадии перехода протовещества планеты через расплавленное состояние. В таком случае верхние части коры имеют плотность около 2,5. Оказывается, что отношение повышения средней плотности некоторых планет над плотностью пород верхней части их коры к таковой же величине для Земли идентично отношению радиуса данной планеты к радиусу Земли. Эта зависимость наглядно иллюстрируется табл. 6. Сопоставление радиусов и плотностей Земли и Венеры не приводится, так как диаметр Венеры (12 200 км) определен на уровне облаков. Табл. 6 свидетельствует, что увеличение средней плотности трех планет Солнечной системы находится в прямой зависимости от радиуса планеты. Это дает основание для предположения об идентичности вещества, слагающего планеты, но находящегося в различной степени сжатия, обусловленного размером планеты.