Зонне плавлення
 
а б в г д е ж з и й к л м н о п р с т у ф х ц ч ш щ ъ ы ь э ю я
 

Зонне плавлення

Зонне плавлення, гіпотетичний процес виплавлення і дегазації речовини мантії Землі, аналогічний механізму зонної плавки, який приводить до утворення оболонок Землі (літосфери, гідросфери і атмосфери). Гіпотеза З. п. запропонована радянським ученим А. П. Віноградовим (1955) для пояснення оболонкової будови планети і закономірностей розподілу хімічних елементів в земній корі. Радянські учені В. А. Магніцкий (1964), А. Н. Тіхонов і ін. (1969) дали фізико-математичне обгрунтування процесу. Згідно з цією гіпотезою, на ранній стадії еволюції Землі в мантії (близькою по складу до кам'яних метеоритів), на різних її глибинах, переважно в астеносфері, в результаті розігрівання теплом, що генерується радіоактивними елементами, виникають окремі розплавлені магматичні вогнища, подальша хімічна диференціація яких відповідно до законів зонної плавки приводить до розділення первинної речовини на фази — тугоплавку і легкоплавку. Легкоплавка фаза переміщається вгору до поверхні Землі за принципом зонної плавки. Фізичною причиною переміщення розплавленої речовини вгору є конвективна нестійкість протяжних в радіальному напрямі розплавлених мас в гравітаційному полі планети. Ця нестійкість приводить до виникненню конвективних течій в рідині. Наслідком цих рухів є посилене перенесення тепла в межах розплавленого вогнища від низу до верху, що приводить до відносного переохолодження розплаву і його кристалізації в нижніх частинах вогнища і відносного перегріву і плавлення порід крівлі у верхніх частинах. Переміщення розплавленої речовини вгору за принципом зонної плавки супроводиться зміною складу розплаву із збагаченням його елементами і з'єднаннями що знижують температуру плавкості системи («легкоплавкими» компонентамі, у тому числі «леткими»). Залишкова тверда фаза (яка може і не проходіть стадії повного плавлення) збагачується «тугоплавкими» елементами і з'єднаннями, що підвищують температуру її плавкості. Т. о., підйом розплаву вгору приводить до хімічної диференціації речовини мантії і винесення до поверхні Землі речовин, що концентруються в земній корі, гідросфері і атмосфері. Відповідно до физико-хімічними законами кристалізації силікатних систем розплави, що виносяться з надр Землі, формірующиеземную кору, відносно збагачені Si, A1, До, Na, Са, U, Th, Sr, Ba, Rb і багатьма ін. (літофільними) елементами. Залишкова («тугоплавке») речовина мантії складена головним чином силікатами Mg і Fe, а також з'єднаннями Ni, Cr і деяких ін. елементів. Геохімічні закономірності розподілу хімічних елементів в породах земної кори (гранітах і базальтах), в дунітах і перідотітах, що складають диференційовану мантію, і в силікатній фазі кам'яних метеоритів (хондрітов) відповідають розподілу елементів в процесі З. п. первинної недиференційованої мантії хондрітового складу.

  Літ.: Винограду А. П., Хімічна еволюція Землі, М., 1959; його ж, Походження оболонок Землі, «Ізв. АН(Академія наук) СРСР. Серія «геологічна», 1962 №11; Магніцкий Ст А., Зонна плавка як механізм утворення земної кори, там же, 1964 №11; Винограду А. П., Ярошевський А. А., Про фізичні умови зонного плавлення в оболонках Землі, «Геохімія», 1965 №7; Тіхонов А. Н., Любімова Е. А., Власова Ст До., Про еволюцію зон плавлення в термічній історії Землі, «Докл. АН(Академія наук) СРСР», 1969, т. 188 №2.

  А. А. Ярошевський.