Abstract
Isotopvariabilitet i dotterelement från radiogena system med kort livslängd (< 100 Ma halveringstid) i olika bergarter på jorden visar att jordens differentiering började tidigt i solsystemets historia. Bevis för planetesimal tillväxt till den punkt där differentiering mellan kärna, mantel och skorpa sker inom 0,1 till 2 Ma efter solsystemets bildning tyder på att jorden i första hand växte från redan differentierade objekt, och troligen ärvde vissa första ordningens sammansättningsegenskaper som ett resultat av detta. Det mest uppenbara är jordens utarmning av flyktiga element som med hjälp av Mn-Cr-systematik har daterats till att ha inträffat inom 0 till 4 Ma efter solsystemets bildning. Den tillgängliga delen av jordens mantel tycks också vara något utarmad på de mycket inkompatibla, eldfasta litofila grundämnena, möjligen på grund av nedslagserosion av jordskorpan från accretande planetesimaler, men mer troligt är att den återspeglar en tidig silikatdifferentiering på jorden, och i så fall måste det finnas en outnyttjad reservoar som är berikad med kompletterande inkompatibla grundämnen i jordens djupa inre. Beviset är ett litet överskott i förhållandet 142Nd/144Nd i bulkjorden jämfört med de flesta kondriter, även om den exakta tolkningen av detta resultat är grumlad av osäkerheter om arten av nukleosyntetisk isotopvariabilitet i Nd som tydligt observeras i meteoriter. Det kanske starkaste argumentet för att den tillgängliga jordmanteln har ett något superchondritiskt Sm/Nd-förhållande är att den moderna mantelns källa till stora magmatiska provinser med låg 4He/3He har Nd- och Pb-isotopsammansättningar och inkompatibla grundämnesförråd som liknar dem som förutsägs från förskjutningen mellan chondriten och jorden i 142Nd/144Nd. Variabiliteten i 142Nd/144Nd i bergarter från den tidiga jorden återspeglar de tidiga stadierna av jordens differentiering som nu inkluderar både inkompatibla elementberikade och utarmade källor för Eoarcheiska bergarter från sydvästra Grönland. Korrelerad Sm/Nd- och 142Nd/144Nd-variabilitet i mafiska gnejser från grönstensbältet Nuvvuagittuq i norra Quebec tyder på att protoliten i dessa bergarter är ett prov på den ursprungliga Hadeanska mafiska skorpan på jorden. Ålder nära 4,4 Ga för månens skorpstenar, månens zirkoner, modellåldrarna för källorna till månens basalter, Pb-”jordens ålder”, 146Sm-142Nd-åldern för den äldsta jordmantelreservoaren, I-Xe-åldern för jordens atmosfär och de äldsta åldrarna för hademiska zirkoner från västra Australien tyder på att det var en sen jätteimpact som bildade månen och som drev fram en betydande differentiering av jorden nära 4,4 Ga.