26.5.3. ВОЗМОЖНЫЕ ОСТАТКИ ЛЕТУЧИХ ВЕЩЕСТВ ПЛАНЕТЕЗИМАЛЕЙ В ЗЕМНОЙ КОРЕ И МАНТИИ
При атмосферном давлении большинство газов практически нерастворимо в силикатных расплавах. Однако значительное избыточное количество газа может попасть внутрь пористых веществ, расплавленных ударной волной. Вследствие низкой эффективности диффузионных процессов переноса газ может сохраняться в неравновесном состоянии при затвердевании таких расплавов 1165]. С другой стороны, конвекция в подобных расплавах и выделение при кипении таких компонент, как углеводороды и моноокиси углерода, кремния и калия, способствуют установлению равновесия. Эти процессы удержания и удаления прослеживаются на примере лунных изверженных пород, где широко распространено вспенивание вследствие ускользания газа.
Условия в лунной коре также указывают на то, что на наивысшей стадии нагрева в процессе аккреции (которая на Земле, вероятно, соответствовала образованию внешнего ядра, а на Луне — современных приповерхностных или поверхностных слоев; см. рис. 12.11.1) удаление водяного пара, возможно связанного с расплавлением и испарением вещества ударяющих тел, было высокоэффективным, приводя к парциальным давлениям кислорода менее
бар. Нерегулярное присутствие летучих в лунном веществе рассматривается как следствие ударов богатых летучими тел о холодную поверхность Луны по завершении ее образования. В ряде случаев наличие летучих, возможно, обусловлено выходом пара через трещины в коре Луны из области внутреннего ядра, образовавшегося путем аккреции в холодном состоянии (сейчас
ядро может иметь значительно более высокую температуру благодаря радиоактивному нагреву).
Во время аккреции мантии и коры Земли содержащее гидроксил вещество при крупных соударениях вполне могло внедряться достаточно глубоко. Следовательно, растворимость (зависящая от давления) в расплаве оставалась сравнительно высокой и до затвердевания удаление летучих не было закончено, несмотря на повторяющееся расплавление при новых соударениях и гравитационный вынос вверх легких компонент, которые образовали кору. Из-за сложности этих процессов и незнания эффектов крупномасштабных соударений в настоящее время трудно оценить конечную эффективность разделения вещества на фронте тепловых пятен аккреции.
Результаты непрерывных систематических поисков таких компонент первичного газа, как радиогенный
из земной коры и мантии, могли бы сузить пределы неопределенности [80]. Первичные отношения характерных изотопов неона и аргона, связанных с найденным в веществе Земли
[108], также послужили бы указателями возможной роли остаточных первичных газов.
Уточнение распределения температуры в мантии тоже способствовало бы определению эффективности вертикального переноса, поскольку по крайней мере при умеренных давлениях крупные катионы элементов, вносящих вклад в радиоактивный нагрев, сосредоточены в легкой компоненте, перемещающейся к поверхности в тепловом фронте аккреции.