Abstract
Isotopische variabiliteit in de dochterelementen van kortlevende (< 100 Ma halveringstijd) radiogene systemen in verschillende gesteenten op Aarde toont aan dat de differentiatie van de Aarde vroeg in de geschiedenis van het Zonnestelsel begon. Bewijs voor planetesimale groei tot het punt van kern-mantel-korst differentiatie binnen 0,1 tot 2 Ma na de vorming van het Zonnestelsel suggereert dat de Aarde voornamelijk uit reeds gedifferentieerde objecten is gegroeid, en als gevolg daarvan waarschijnlijk een aantal eerste-orde samenstellingskenmerken heeft geërfd. De meest voor de hand liggende is de verarming van de Aarde van vluchtige elementen, die volgens de Mn-Cr systematiek binnen 0 tot 4 Ma na de vorming van het Zonnestelsel heeft plaatsgevonden. Het toegankelijke deel van de aardmantel blijkt ook enigszins verarmd te zijn in de zeer onverenigbare vuurvaste lithofiele elementen, mogelijk als gevolg van inslagerosie van korst van aangroeiende planetesimalen, maar waarschijnlijker als gevolg van een vroege silicaatdifferentiatie op aarde, in welk geval er een onaangeboord, complementair reservoir van onverenigbare elementen verrijkt moet zijn in het diepe binnenste van de aarde. Het bewijs hiervoor is een kleine overmaat in de bulk-Aarde 142Nd/144Nd verhouding vergeleken met de meeste chondrieten, hoewel de precieze interpretatie van dit resultaat wordt vertroebeld door onzekerheden over de aard van de nucleosynthetische isotopische variabiliteit in Nd die duidelijk in meteorieten wordt waargenomen. Misschien is het sterkste argument dat de toegankelijke aardmantel een licht superchondritische Sm/Nd verhouding heeft, dat de moderne aardmantel van grote stollingsprovincies met een laag 4He/3He gehalte aan Nd en Pb isotopische samenstellingen en onverenigbare element abundanties heeft die vergelijkbaar zijn met die welke voorspeld worden uit de chondriet-Aarde offset in 142Nd/144Nd. Variabiliteit in 142Nd/144Nd in vroege aardgesteenten weerspiegelt de vroege stadia van differentiatie van de aarde, die nu zowel met onverenigbare elementen verrijkte als verarmde bronnen bevat voor Eoarcheaanse gesteenten uit Zuidwest-Groenland. Gecorreleerde Sm/Nd en 142Nd/144Nd variabiliteit in mafische gneisen van de Nuvvuagittuq greenstone belt in noordelijk Quebec suggereren dat het protoliet van deze gesteenten een monster is van de eerste Hadeïsche mafische korst op Aarde. Ouderdom rond 4,4 G voor maankorstgesteenten, maanzirkonen, de modelleeftijden van de bronnen van maanbasalten, de Pb ‘leeftijd van de Aarde’, de 146Sm-142Nd leeftijd van het oudste aardmantelreservoir, de I-Xe leeftijd van de atmosfeer van de Aarde, en de oudste ouderdom van Hadeïsche zirkonen uit West-Australië suggereren een late reusachtige inslag die de Maan vormde en die leidde tot aanzienlijke differentiatie van de Aarde rond 4,4 G.