«Радио-хронометры и временные шкалы Галактики, ранней Солнечной системы и планет земной группы»
И.Н. Толстихин (Геологический институт Кольского Научного Центра РАН )
Аннотация:
В докладе обсуждаются эволюционные процессы Галактики и ранней Солнечной системы, датирующие их радиоактивные изотопные системы и полученные в результате датирования временные шкалы. Поскольку периоды полураспада изотопов варьируется от десятков миллиардов лет до исчезающе малых значений, радио-хронометрия используется для исследования многих природных процессов разной длительности.
Ранняя эволюция Галактики восстанавливается из анализа обилия радиоактивных изотопов в древних звездах. Сопоставление отношений 232Th/Eu, полученных из моделей r-процесса, с наблюдаемыми отношениями позволяет определить возраст этого процесса в 14 ± 2 млрд лет, сопоставимый с возрастом Вселенной, 14.4 ± 0.4 млрд лет. Отношение 238U/232Th в древних звездах соответствует слегка меньшему возрасту 12 ± 3 млрд лет. Эти оценки свидетельствуют о раннем формировании массивных звезд (и галактик) вскоре после Большого Взрыва. Солнечное обилие 232Th – 235U – 238U согласуется с экспоненциально убывающим темпом генерации тяжелых элементов (примерно в 2 раза за 10 млрд лет).
Наиболее ранние объекты Солнечной системы, богатые Ca и Al включения (CAI) в хондритовые метеориты, вероятно сформировались в близких к солнцу «горячих» сегментах солнечной туманности из материала, состоявшего из газа солнечного состава и полностью испарившейся пыли. Эта смесь была отброшена к поясу остероидов и по мере остывания трансформировалась в расплавы, кристаллизация которых привела к появлению высокотемпературных минералов CAI; высокие отношения U/Pb позволили определить 207Pb/206Pb модельный возраст включений, 4567.2 ± 0.6 млн лет (CV хондрит Ефремовка). Хондрулы и матрица хондритов обычно формировалить на 2 – 3 млн лет позднее, как это следует из U - Pb и 26Al - 26Mg датирования. Нехондритовые метеориты с высокими отношениями U/Pb возникли при магматическом фракционировании астероидов 4557.8 ± 0.5 млн лет тому назад (ахондриты LEW-86010 и Angra dos Reis). Эта временная шкала, примерно 10 млн лет, поддерживается 107Pd - 107Ag хронометрией фракционирования хондритового вещества на железно и силикаты.
Наиболее впечатляющее событие земной аккреции, соударение с протопланетой и последовавшая сегрегация земного ядра, произошло не ранее 30 млн лет после CAI, в соответствии с данными 182Hf-182W системы. Земная ксенология согласуется с более длительными интервалами, в течение которых продолжались ударные процессы инициировавшие потери ксенона из земной атмосферы, не менее 70 млн лет (129I – 129Xe(I)) а возможно и более длительное время, несколько сотен миллионов лет (244Pu - 136Xe(Pu)). Древнейшие земные минералы, цирконы, кристаллизовались 4404 ± 10 млн лет; родительские гранитные расплавы свидетельствуют о том, что, возможно, континентальная земная кора и вода уже появились на земной поверхности в это время.
Эти
временные шкалы сравниваются с ранней
хронологией Луны и Марса.