Abstract
Zmienność izotopowa w pierwiastkach pochodnych krótkożyciowych (< 100 Ma half life) systemów radiogenicznych w różnych skałach Ziemi wskazuje, że różnicowanie Ziemi rozpoczęło się wcześnie w historii Układu Słonecznego. Dowody na wzrost planet do punktu zróżnicowania jądro-mantle-skorupa w ciągu 0,1 do 2 mln lat od powstania Układu Słonecznego sugerują, że Ziemia wyrosła głównie z już zróżnicowanych obiektów i prawdopodobnie odziedziczyła w wyniku tego pewne cechy składu pierwszego rzędu. Najbardziej oczywiste jest zubożenie Ziemi w pierwiastki lotne, które według systematyki Mn-Cr nastąpiło w okresie od 0 do 4 mln lat od uformowania się Układu Słonecznego. Dostępna część płaszcza Ziemi również wydaje się być nieco zubożona w wysoce niekompatybilne ogniotrwałe pierwiastki litofilowe, być może z powodu erozji uderzeniowej skorupy z akrecji planetesimali, ale bardziej prawdopodobne jest, że odzwierciedla to wczesne zróżnicowanie krzemianowe na Ziemi, w którym to przypadku, niewykorzystany, komplementarny rezerwuar wzbogacony o niekompatybilne pierwiastki musi być obecny w głębokim wnętrzu Ziemi. Dowodem jest niewielki nadmiar w masowym ziemskim stosunku 142Nd/144Nd w porównaniu do większości chondrytów, chociaż dokładna interpretacja tego wyniku jest zamglona przez niepewność co do natury nukleosyntetycznej zmienności izotopowej w Nd, która jest wyraźnie obserwowana w meteorytach. Być może najsilniejszym argumentem przemawiającym za tym, że dostępny płaszcz Ziemi ma nieco superchondrytyczny stosunek Sm/Nd jest to, że współczesne źródło płaszcza dużych prowincji iglastych o niskim 4He/3He ma skład izotopowy Nd i Pb oraz obfitość pierwiastków niezgodnych podobne do tych przewidywanych na podstawie chondrytowo-ziemskiego przesunięcia w 142Nd/144Nd. Zmienność w 142Nd/144Nd we wczesnych skałach ziemskich odzwierciedla wczesne etapy różnicowania Ziemi, które obecnie obejmuje zarówno źródła wzbogacone w pierwiastki niekompatybilne, jak i zubożone dla skał eoarchejskich z południowo-zachodniej Grenlandii. Skorelowana zmienność Sm/Nd i 142Nd/144Nd w gnejsach mafickich z pasa skał zielonych Nuvvuagittuq w północnym Quebecu sugeruje, że protolit tych skał jest próbką początkowej skorupy mafickiej z okresu Hadean na Ziemi. Wieki bliskie 4,4 Ga dla księżycowych skał skorupowych, księżycowych cyrkonów, modelowe wieku źródeł księżycowych bazaltów, „wiek Ziemi” Pb, wiek 146Sm-142Nd najstarszego ziemskiego zbiornika płaszcza, wiek I-Xe ziemskiej atmosfery, oraz najstarsze wieku hadeańskich cyrkonów z zachodniej Australii sugerują późny gigantyczny impakt, który uformował Księżyc i doprowadził do znacznego zróżnicowania Ziemi w pobliżu 4,4 Ga.