ГЛУБИННЫЙ ЦИКЛ УГЛЕРОДА И ГЛУБИННАЯ ГЕОДИНАМИКА: РОЛЬ ЯДРА И КАРБОНАТИТОВЫХ РАСПЛАВОВ В НИЖНЕЙ МАНТИИ
Н.Л. Добрецов1, А.Ф. Шацкий2,3
1Институт нефтегазовой геологии и геофизики им. А.А. Трофимука СО РАН, 630090, Новосибирск, просп. Академика Коптюга, 3, Россия
2Институт геологии и минералогии им. В.С. Соболева СО РАН, 630090, Новосибирск, просп. Академика Коптюга, 3, Россия
3Отделение наук о Земле, Университет Тохоку, Сэндай, Япония
Ключевые слова: Геодинамические процессы, углерод, карбонатитовые расплавы.
Страницы: 1455-1475
Подраздел: ГЕОЛОГИЯ И ГЕОДИНАМИКА
Аннотация
Содержание углерода в силикатных оболочках Земли не превышает 1 % от его концентрации в примитивных метеоритах группы С 1, из вещества которых с большой вероятностью была сформирована Земля. Данный факт может объясняться преимущественным перераспределением углерода в жидкую металлическую фазу на ранней стадии дифференциации вещества в виде магматического океана и как следствие перераспределением углерода в металлическое ядро.
Основные черты тепломассопереноса в Земле определяются многослойной конвекцией, наиболее интенсивной во внешнем ядре и астеносфере, и периодическими усилениями плюмовой активности в виде разрастающейся системы быстрых мантийных струй, поднимающихся от ядра к поверхности Земли. Плюмы переносят значительные объемы CО2, H2О и K2О (предположительно в виде карбонатитового или водно-карбонатитового расплава), выделяющихся в результате дегазации ядра при его взаимодействии с окисленным силикатным веществом.
Высокие скорости подъема плюмов объясняются двумя механизмами: (1) плавлением на фронте плюма за счет выделения летучих (Н2О, СО2) по принципу "газовой горелки" (скорость подъема 60-110 см/год) или (2) течением, контролируемым диффузионным транспортом силикатных компонентов через карбонатитовый расплав (скорость подъема 50-100 см/год).
|
