Океан. Історія води і земної кори
DOI:
https://doi.org/10.24028/gj.v45i5.289105Ключові слова:
океан, вода Землі, океанізація континентальної кориАнотація
Погляди на походження та еволюцію води на Землі (кількість і спосіб її входження до складу порід кори та мантії) доволі різноманітні. Для їх обґрунтування використовують аргументи з різних розділів географії, геології, геохімії, космохімії, космогонії. Об’єднання багатьох даних дає змогу досить упевнено вважати, що поява води пов’язана із завершальним етапом формування планети, який разпочався після накопичення 60—90 % її об’єму. На цьому етапі надходили до зони акреції серед інших хондрити водомісткі карбонатитові. Оцінивши з різних джерел їх внесок у процес утворення води, можна зіставити відомі з геолого-геофізичні дані щодо процесів ранньої історії Землі. Використано розроблене автором уявлення про глобальну астеносферу — релікт древнього магматичного океану. Саме завдяки цій інформації оцінено обсяг речовини, з якої внаслідок виникнення магматичного океану могла з’явитися вода. Узгодження цих незалежних результатів дає можливість досить впевнено стверджувати, що вода для заповнення океану була (у тому чи іншому вигляді) протягом усієї вивченої геологічної історії планети.
Проблему власне океану (глибоководної водойми із земною корою, відмінною від кори континентів, — менш потужною і більш основною) розглянуто з використанням відомих результатів Б.А. Блюмана і Е.М. Рудича стосовно океанів і М.І. Будико зі співавторами щодо континентів. Отримані висновки добре узгоджуються з розглянутими автором схемами глибинних процесів у тектоносфері океанів. Останні проконтрольовані серією геологічних явищ та аномалій геофізичних полів. Процеси зводяться до тепломасоперенесення в евгеосинкліналі, накладеної на аномально основну континентальну кору, та подальшої їх активізації. Таким чином, складається досить повна картина утворення сучасного океану як результату розвитку тектоносфери Землі в мезозої—кайнозої.
Посилання
Ahrens, T.J. (Ed.). (1995). Mineral Physics & Crystallography: A Handbook of Physical Constants. Washington: AGU, 354 р.
Anderson, D. (1989). Theory of the Earth. Boston: Blackwell Scientific Publications, 366 p.
Babushkina, M.S., Nikitina, L.P., Goncharov, A.G., & Ponomareva, N.I. (2009). Water in the structure of minerals in mantle peridotites: connection with thermal and redox conditions of the upper mantle. Geology of Ore Deposits, 51(8), 712—722.
Bell, D., & Rossman, G. (1992). Water in Earth’s mantle: the role of nominally anhydrous minerals. Science, 255, 1391—1397.
Belousov, V.V. (1991). Earth’s tectonosphere: interaction between the upper mantle and the crust. Moscow: MGK USSR, 69 p. (in Russian).
Bluman, B.A. (2008). Weathering of basalts and unconformities in the oceanic crust: possible geodynamic implications. Regionalnaja Geologija i Metallogenija, (35), 72—86 (in Russian).
Bodnar, R., Azbej, T., Becker, S., Cannatelli, C., Fall, A., & Severs, M. (2013). Whole Earth geo¬hyd¬rologic cycle, from the clouds to the core: The distribution of water in the dynamic Earth sys¬tem. Special Paper of the Geoljgical Society of America, 500, 431—461.
Bolfan-Casanova, N. (2005). Water in the Earth’s mantle. Mineralogical Magazine, 69(3), 229—257. https://doi.org/10.1180/00264610569 30248.
Braukmüller, N., Wombacher, F., Hezel, D., Escoube, R., & Münker, C. (2018). The chemical composition of carbonaceous chondrites: Implications for volatile element depletion, complementarity and alteration. Geochimica et Cosmochimica Acta, 239, 17—48. https://doi.org/10.1016/j.gca.2018.07.023.
Budyko, M.I., Ronov, A.B., & Yanshin, A.L. (1987). History of the Earth’s atmosphere. Berlin: Sprin¬ger-Verlag, 139 p.
Clark, S. (Ed.). (1969). Handbook of Physical Constants. Moscow: Mir, 544 p. (in Russian).
Density and composition of the upper mantle. (2016). Retrieved from http://www.geologam.ru/geophysics/lithosphere/plotnost-i-sostav-verhney-mantii (in Russian).
Dickins, J.M. (1994). The nature of the oceans or Gondwanaland, fact and fiction. In Proceedings Symposium Gondwana nine (pp. 387—396). Rotterdam: Balkema.
Dobrynin, V.M., Vendelstein, B.Yu., & Kozhev¬ni¬kov, D.A. (2004). Petrophysics. Textbook for uni¬versities. Moscow: Publ House «Oil and Gas», 368 p. (in Russian).
Dortman, N.B. (Ed.). (1992). Petrophysics, Vol. 1. Moscow: Nedra, 391 p. (in Russian).
Drybus, G., Yagoutz, E., & Wenke, H. (1997). Water in the Earth‘s mantle. Geologija i Geofizika, (1), 269—275 (in Russian).
Frolov, V.T., & Frolova, T.I. (2011). Origin of the Pacific. Moscow: MAKS Press. 52 p. (in Russian).
Galimov, E.M. (1973). Isotopes of carbon in petroleum geology. Moscow: Nedra, 384 p. (in Russian).
Gordienko, V.V. (2017). Thermal processes, geodynamics, deposits. 283 p. Retrieved from http://ivangord2000.wixsite.com/tectonos.
Gordienko, V. (2022). About geological theory. Geofizicheskiy Zhurnal, 44(2), 68—92. https:// doi.org/10.24028/gzh.0203-3100.v36i1.2014. 116147.
Gordienko, V. (2023). Earth’s crust and physical fields of the oceans. Geofizicheskiy Zhurnal, 45(1), 36—54. https://doi.org/10.24028/gj.v45i1. 275176.
Gordienko, V.V., Gordienko, I.V., Zavgorodnyaya, O.V., Kovachikova, S., Logvinov, I.M., Tarasov, V.N., & Usenko, O.V. (2011). Ukraini¬an Carpathians (geophysics, deep processes). Ki¬ev: Logos, 128 p. (in Russian).
Gordienko, V.V., Gordienko, I.V., Zavgorodnyaya, O.V., Kovachikova, S., Logvinov, I.M., Tarasov, V.N., & Usenko, O.V. (2005). Ukrainian Shield (geophysics, deep processes). Kiev: Korvin press, 210 p. (in Russian).
Grimm, R., & McSween, H. (1989). Water and the Thermal Evolution of Carbonaceous Chondrite Parent Bodies. Icarus, 82, 244—280. https://doi.org/10.1016/0019-1035(89)90038-9.
Grinfeld, M.A., & Langman, S.A. (1988). Thermoelastic displacements in a homogeneous isotropic half-space with a buried eliploid inclusion. Fizika Zemli, (9), 15—28 (in Russian).
Hay, W., Migdisov, A., Balukhovsky, A., Wold, C., Flogel, S., & Soding, E. (2006). Evaporites and the salinity of the ocean during the Phanerozoic: implications for climate, ocean circulation and life. Palaeogeography, Palaeoclimatology, Palaeoecology, 240, 3—46. https://doi.org/10.1016/0019-1035(89)90038-9.
Houser, C. (2016). Global seismic data reveal little water in the mantle transitian zone. Earth and Planetary Science Letters, 448, 94—101. https://doi.org/10.1016/j.epsl.2016.04.018.
Ivanov, A.V. (2010). Deep-seated geodynamics: process boundaries on the basis of geochemical and petrological data. Geodinamica i Tektonofizika, (1), 87—102 (in Russian).
Johnsoin, E., & Rossman, G. (2004). A survey of hydrous species and concentrations in igneous feldspats. American Mineralogist, 89, 586—600. https://doi.org/10.2138/am-2004-0413.
Kadik, A.A., Lukanin, O.A., & Portnyagin, A.L. (1990). Magma formation with the ascending movement of the mantle substance: the temperature regime and composition of the melts formed during the adiabatic decompression of the ultrabasites of the mantle. Geohimiya, (9), 1263—1276 (in Russian).
Katayama, I., Nakashima, S., & Yurimoto, H. (2006). Water content in natural eclogite and implication for water transport into the deep upper mantle. Lithos, 86(3), 245—259. https://doi.org/10.1016/j.lithos.2005.06.006.
Korolyuk, V.N., Lepegin, G.G., & Korsakov, A.B. (2004). Reconstruction of the thermal history of metamorphic rocks based on exchange-diffusion zoning in minerals. Geologija i Geofizika, (4), 501—512 (in Russian).
Kovalenko, V.I., Naumov, V.B., Girnis, A.V., Dorofeeva, V.A., & Yarmolyuk, V.V. (2006). Estimation of the average contents of H2O, Cl, F, S in the depleted mantle based on the compositions of melt inclusions and quench glasses of mid-ocean ridges. Geochemistry International, 44, 209—231. https://doi.org/10.1134/S001670 2906030013.
Krasny, M.L. (1983). System of paleo-island arcs of northeast Asia. Abstracts of the Symposium «Structure and dynamics of transition zones», Moscow (P. 49) (in Russian).
Levin, V., Park, J., Brandon, M., Lees, J., Peyton, V., Gordeev, E., & Ozerov, A. (2002). Crust and upper mantle of Kamchatka from teleseismic receiver functions. Tectonophysics, 358, 233—256. https://doi.org/10.1016/S0040-1951 (02)00426-2.
Li, Z., Lee, T., Peslier, A., Lenardic, A., & Mackwell, S. (2008). Water contents in mantle xenoliths from the Colorado Plateau and vicinity: Implications for the mantle rheology and hydration-induced thinning of continental lithosphere. Journal of Geophysical Research Atmospheres, 113(B9), B09210. https://doi.org/10.1029/2007JB005540.
Lunine, J. (2022). Origin of Water Ice in the Solar System. In Meteorites and the Early Solar System II (pp. 309—319). Tuscon: University of Arizona Press.
Mikhailov, V.N., Dobrovolsky, A.D., & Dobrolyubov, S.A. (2007). Hydrology. Moscow: Vysshaya Shkola, 463 p. (in Russian).
Milanovsky, E.E. (1983). Rifting in the history of the Earth (rifting on ancient platforms). Moscow: Nedra, 280 p. (in Russian).
Milanovsky, E.E. (1987). Rifting in the history of the Earth (rifting in mobile belts). Moscow: Nedra, 297 p. (in Russian).
Oh, C.-W., & Liou, J.G. (1990). Metamorphic evolution of two different eclogites in the Franciscan complex. California, USA. Lithos, 25, 41—53. https://doi.org/10.1016/0024-4937(90)90005-L.
Orlenok, V.V. (2010). Global volcanism and oceanization of the Earth and planets. Kaliningrad: Publ. of the Immanuel Kant Russian State University, 195 p. (in Russian).
Ohtani, E, & Zhao, D. (2009). The role of water in the deep upper mantle and transition zone: dehydration of stagnant slabs and its effects on the big mantle wedge. Russian Geology and Geophysics, 50(12), 1073—1078. https://doi.org/10.1016/j.rgg.2009.11.006.
Pavlenkova, N.I. (2019). Structural features of the lithosphere of the continents and oceans and their nature. Geofizicheskiy Zhurnal, 41(2), 3—57. https://doi.org/10.24028/gzh.0203-3100.v41i2.2019.164448 (in Russian).
Pavlenkova, N.I., & Pavlenkova, G.A. (2014). The structure of the Earth‘s crust and upper mantle of Northern Eurasia according to seismic profiling data with nuclear explosions. Moscow: Geokart, Geos, 192 p. (in Russian).
Pavlenkova, N.I., Pogrebitsky, Yu.E., & Romanyuk, Т.V. (1993). Seismic-density model of crust and upper mantle in South Atlantic area along the Angola-Brazilian Geotraverse. Fizika Zemli, (10), 27—38 (in Russian).
Peslier, A., Schonbacher, M., Busenmann, H., & Karato, S. (2017). Water in the Earth’s interior: distribution and origin. Space Science Reviews, 212(1-2), 743—810. https://doi.org/10.1007/s11214-017-0387-z.
Pogrebitsky, Yu.E., Goryachev, Yu.V., & Trukhalev, A.I. (1990). The structure of the oceanic lithosphere based on the results of studies on the Angolo-Brazilian geotraverse. Sovetskaja Geologiya, (12), 8—22 (in Russian).
Ringwood, A.E. (1981). Composition and petrology of the Earth’s mantle. Moscow: Nedra, 584 p. (in Russian).
Rudich, E.M. (1984). Expanding Oceans: Facts and Hypotheses. Moscow: Nedra, 251 p. (in Russian).
Rudich, E.M. (1983). Moving continents and the evolution of the ocean floor. Moscow: Nedra, 272 p. (in Russian).
Ryabchikov, I.D. (1985). Aqueous solutions in the upper mantle and problems of the Earth's degassing. In Groundwater and the evolution of the lithosphere. 1 (pp. 176—187). Moscow: Nauka (in Russian).
Sephton, N.A. (2002). Organic compounds in carbonaceous meteorites. Natural Product Reports, 19(3), 292—311.
Shu, L., Conway, M., Zhang, X., Hu, S., Chen, L., Han, J., Zhu, M., & Li, Y. (1999). Lower Cambrian vertebrates from South China. Nature, 402, 42—46. https://doi.org/10.1038/46965,
Sobotovich, E.V., Bartnitsky, E.N., Tson, O.V., & Kononenko, L.V. (1982). Handbook of isotope geochemistry. Moscow: Energoizdat, 240 p. (in Russian).
Solovova, I.P. (2004). Mantle magmas and fluids from the study of inclusions in minerals. Doctor’s thesis. Moscow: IGEM RAS, 335 p. (In Russian).
Storetvedt, K.M. (1997). Our evolution planet. Earth history in new perspective. Bergen: Alma mater forl., 456 p.
Turcotte, D., & Schubert, G. (1985). Geodynamics. Geological applications of continuum physics. Мoscow: Мir, 730 p. (in Russian).
Vasiliev, V.I. (1989). Questions of the structure and development of the ocean floor. Tihookeanskaja Geologiya, (4), 3—10 (in Russian).
Windley, B. (Ed.). (1980). Early history of the Earth. Moscow: Mir, 622 p. (in Russian).
White, W.M. (2020). Geochemistry. Wiley-Blackwell, 960 p.
Zhang, R.-Y., Hirajima, T., & Banno, S. (1995). Petrology of ultrahigh-pressure rocks from the southern Su-Lu region, eastern China. Journal of Metamorphic Geology, 13(6), 659—675. https://doi.org/10.1111/j.1525-1314.1995.tb00250.x.
Zverev, S.M., Yaroshevskaya, G.A., & Tulina, Yu.V. (1986). Deep seismic sounding of the subcrustal lithosphere in the South Atlantic. Doklady AN USSR, 289(2), 322—327 (in Russian).
Yang, X., Keppler, H., & Li, Y. (2016). Molecular hydrogen in mantle. Geochemical Perspectives Letters, (2), 160—168. https://doi.org/10.7185/geochemlet.1616.
##submission.downloads##
Опубліковано
Як цитувати
Номер
Розділ
Ліцензія
Авторське право (c) 2023 V.V. Gordienko
Ця робота ліцензується відповідно до Creative Commons Attribution-NonCommercial-ShareAlike 4.0 International License.
1. Автори зберігають за собою авторські права на роботу і передають журналу право першої публікації разом з роботою, одночасно ліцензуючи її на умовах Creative Commons Attribution License, яка дозволяє іншим поширювати дану роботу з обов'язковим зазначенням авторства даної роботи і посиланням на оригінальну публікацію в цьому журналі .
2. Автори зберігають право укладати окремі, додаткові контрактні угоди на не ексклюзивне поширення версії роботи, опублікованої цим журналом (наприклад, розмістити її в університетському сховищі або опублікувати її в книзі), з посиланням на оригінальну публікацію в цьому журналі.
3. Авторам дозволяється розміщувати їх роботу в мережі Інтернет (наприклад, в університетському сховище або на їх персональному веб-сайті) до і під час процесу розгляду її даними журналом, так як це може привести до продуктивної обговоренню, а також до більшої кількості посилань на дану опубліковану роботу (Дивись The Effect of Open Access).
