Abstract
La variabilità isotopica negli elementi figli di sistemi radiogeni a vita breve (< 100 Ma half life) in varie rocce terrestri mostra che la differenziazione della Terra è iniziata presto nella storia del sistema solare. L’evidenza di una crescita planetaria fino al punto di differenziazione nucleo-mantello-crosta entro 0,1 – 2 Ma della formazione del sistema solare suggerisce che la Terra è cresciuta principalmente da oggetti già differenziati, e probabilmente ha ereditato alcune caratteristiche compositive di primo ordine come risultato. La più ovvia è l’impoverimento della Terra in elementi volatili, datato dalla sistematica Mn-Cr per essere avvenuto entro 0 – 4 Ma della formazione del sistema solare. La porzione accessibile del mantello terrestre sembra anche essere leggermente impoverita in elementi litofili refrattari altamente incompatibili, forse a causa dell’erosione da impatto della crosta dei planetesimi in accrescimento, ma più probabilmente in conseguenza di una differenziazione precoce dei silicati sulla Terra, nel qual caso, un serbatoio complementare non sfruttato e arricchito di elementi incompatibili deve essere presente nell’interno profondo della Terra. La prova è un piccolo eccesso nel rapporto 142Nd/144Nd bulk-Terra rispetto alla maggior parte delle condriti, anche se l’esatta interpretazione di questo risultato è offuscata dalle incertezze sulla natura della variabilità isotopica nucleosintetica in Nd che si osserva chiaramente nelle meteoriti. Forse l’argomento più forte che il mantello terrestre accessibile ha un rapporto Sm/Nd leggermente supercondritico è che la fonte del mantello moderno delle grandi province ignee con basso 4He/3He ha composizioni isotopiche di Nd e Pb e abbondanze di elementi incompatibili simili a quelle previste dall’offset condrite-Terra in 142Nd/144Nd. La variabilità in 142Nd/144Nd nelle prime rocce terrestri riflette le prime fasi della differenziazione terrestre che ora include sia elementi incompatibili arricchiti che fonti impoverite per le rocce eoarcheane della Groenlandia sud-occidentale. La variabilità correlata Sm/Nd e 142Nd/144Nd negli gneiss mafici della cintura di pietra verde di Nuvvuagittuq nel Quebec settentrionale suggerisce che il protolite di queste rocce è un campione della crosta mafica iniziale dell’Hadean sulla Terra. Le età vicine a 4.4 Ga per le rocce della crosta lunare, gli zirconi lunari, le età modello delle fonti dei basalti lunari, il Pb ‘età della Terra’, l’età 146Sm-142Nd del più antico serbatoio del mantello terrestre, l’età I-Xe dell’atmosfera terrestre, e le più antiche età degli zirconi Hadean dall’Australia occidentale suggeriscono un impatto gigante tardivo che ha formato la Luna e guidato la differenziazione sostanziale della Terra vicino 4.4 Ga.