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陆地行星动力学:从 U、Th 地球化学视角看

天体物理学 2007-05-23 v4 地球物理

摘要

行星内部 U 和 Th 的迁移受其氧化状态的控制,后者由挥发性成分所决定。在行星的深部,若缺乏氧化性挥发性物质,U 和 Th 将以金属或低价化合物形式存在,密度较大。因此,它们首先迁移到行星岩石mantle 的底部,然后逐渐被封存到液态金属核心中。地球富含氧化性挥发性物质,包括水,因此核心中的 U 和 Th 可通过由外核、热超塌、岩石mantle 和亚热层区(或冷超塌)组成的内部循环系统向上迁移。这种内部循环系统是板块构造、地动力学和随之而来的地磁场形成的关键。此外,地球上丰富的氧化性挥发性物质和水是形成此类循环系统的前提条件。在早期阶段(>40 亿年前),火星由于其建造物质中相对较大的氧化性挥发性成分,发展出类似地球的内部循环系统。这可能产生地动力学并相应地产生类似地球的磁场。然而,这种内部循环系统因一或多次巨型撞击事件在早期阶段被破坏,这些事件还驱逐了这些挥发性成分。这些事件也塑造了火星表面显著的半球二极性结构。结果是其地动力学和地磁场也消失了。从此,火星与水星和金星相同,其核心中 U 和 Th 的热量无法通过内部循环系统温柔地迁移,而是通过偶发的剧烈重塑事件(金星)、超塌(火星)或逐渐的热导(水星)来迁移。

关键词

引用

@article{arxiv.astro-ph/0606468,
  title  = {Terrestrial planetary dynamics: a view from U, Th geochemistry},
  author = {Xuezhao Bao},
  journal= {arXiv preprint arXiv:astro-ph/0606468},
  year   = {2007}
}

备注

26 pages, 4 figures, 2 tables