Hvorfor er Jordens F/Cl -forhold ikke chondritisk?

Primitive chondritter, usmeltede stenmeteoritter, menes at være jordens byggesten. Fordi terrestriske planeter har oplevet kemisk differentiering i kernen, kappe, og hydrosfæren, elementære overflodsmønsteret for nogle elementer på planetoverfladen er ikke chondritisk. Med andre ord, det ikke-kondritiske overflodsmønster af elementer på den planetariske overflade er en nøgle til at forstå de kemiske differentieringsprocesser for jordiske planeter.

Det er blevet rapporteret, at forholdet mellem fluor og chlor i silikatjorden (kappe + hydrosfære) er superkondritisk. Dette indikerer en berigelse af fluor i silikatjorden sammenlignet med klor under og/eller efter jordens dannelse. Imidlertid, de processer, der frembragte det superkondritiske F/Cl-forhold på jorden, er dårligt forstået. For at undersøge oprindelsen af ​​det ikke-kondritiske F/Cl-forhold på jorden, forskningsgruppen fra Ehime University og University of Tokyo simulerede eksperimentelt fluor- og klorfraktionering under magmahavkrystallisering ved hjælp af et højtryksapparat (Kuwahara et al., 2019). Forskerne fandt ud af, at fluor var moderat kompatibel med bridgmanit, det mest dominerende mineral i Jordens kappe, men klor var meget uforeneligt med kappe -mineraler, herunder bridgmanit. Dette indikerer, at den krystalliserede kappe, som følge af et magmahav, ville have været beriget med fluor, og klor kan være blevet koncentreret i planetoverfladen.

Efter magmahavets krystallisation, hvordan blev det superkondritiske F/Cl-forhold i silikatjorden etableret? Kuwahara et al. (2019) har foreslået, at hydrosfæren undslipper under dannelsen af ​​Jorden. I dette scenario, klor mistes selektivt i rummet, mens fluor tilbageholdes i silikatjorden, øger F/Cl-forholdet. Interessant nok, Tidligere undersøgelser har også foreslået det samme scenarie for at forklare Ar/Xe-forholdet for silikatjorden (Shcheka og Keppler, 2012). Disse resultater tyder på, at den tidligste atmosfære og, måske, Jordens hav har muligvis ikke overlevet. Hvis dette er tilfældet, den nuværende Jordas atmosfære og hav kan begge være det andet, har deres oprindelse i kappeafgasning og/eller påvirkningslevering af flygtige stoffer efter dannelsen af ​​Jorden.