Abstract
Isotopvariabilitet i datterelementer af kortlivede (< 100 Ma halveringstid) radiogene systemer i forskellige bjergarter på Jorden viser, at Jordens differentiering begyndte tidligt i Solsystemets historie. Bevis for planetesimale vækst til et punkt med kerne-mantel-skorpedifferentiering inden for 0,1 til 2 Ma efter Solsystemets dannelse tyder på, at Jorden primært voksede fra allerede differentierede objekter og sandsynligvis arvede nogle første-ordens sammensætningsmæssige træk som følge heraf. Det mest indlysende er Jordens udtynding af flygtige grundstoffer, som ved hjælp af Mn-Cr-systematik er dateret til at være sket inden for 0 til 4 Ma efter Solsystemets dannelse. Den tilgængelige del af Jordens kappe synes også at være lidt forarmet på de meget inkompatible refraktære lithofile elementer, muligvis på grund af nedslagserosion af skorpe fra accreterende planetesimaler, men mere sandsynligt afspejler det en tidlig silikatdifferentiering på Jorden, og i så fald må der være et uudnyttet, supplerende reservoir beriget med inkompatible elementer til stede i Jordens dybe indre. Beviset er en lille overskridelse i bulk-Earth 142Nd/144Nd-forholdet sammenlignet med de fleste chondritter, selv om den nøjagtige fortolkning af dette resultat er sløret af usikkerheder om arten af nukleosyntetisk isotopisk variabilitet i Nd, som tydeligt observeres i meteoritter. Det måske stærkeste argument for, at Jordens tilgængelige kappe har et lidt superchondritisk Sm/Nd-forhold, er, at den moderne kappekilde i store magmatiske provinser med lavt 4He/3He har Nd- og Pb-isotopsammensætninger og uforenelige grundstofforekomster, der ligner dem, der forudsiges ud fra chondrit-jordforskydningen i 142Nd/144Nd. Variabiliteten i 142Nd/144Nd i tidlige jordiske bjergarter afspejler de tidlige stadier af Jordens differentiering, der nu omfatter både inkompatible elementberigede og udtømte kilder for Eoarcheiske bjergarter fra det sydvestlige Grønland. Korreleret Sm/Nd- og 142Nd/144Nd-variabilitet i mafiske gneisser fra Nuvvuagittuq-grønstensbæltet i det nordlige Quebec tyder på, at protolitten i disse bjergarter er en prøve af den oprindelige Hadeanske mafiske skorpe på Jorden. Aldre nær 4,4 Ga for måneskorpesten, månens zirkoner, modelalderen for kilderne til månens basalter, Pb-“Jordens alder”, 146Sm-142Nd-alderen for det ældste jordmantelreservoir, I-Xe-alderen for Jordens atmosfære og de ældste aldre for hadeiske zirkoner fra det vestlige Australien tyder på et sent kæmpe-impact, der dannede Månen og førte til en betydelig differentiering af Jorden nær 4,4 Ga.