Формування гідросфери і літогенезу в доархейській історії

Здогадний сценарій подій в ранній історії Землі дозволяє обґрунтовувати три джерела (і механізми накопичення) води на Землі.

1. Вода як залишковий реліктовий продукт невигнанного газопилового конденсату: внесок цього джерела у формуванні маси гідросфери незначний.

2. Вода, що виділилася під час акреції Землі, поділу її на кору, мантію та ядро; внесок цього джерела, навпаки, максимально великий.

3. Вода, що виділяється в ході подальшої диференціації мантії. На жаль, на сьогодні геологи, геохіміки та космохіміки не можуть оцінити частку цієї води в утворенні гідросфери, оскільки поява зон спредінгу та субдукції на 3-му етапі докембрійської історії передбачає залучення води, що виділилася раніше, до кругообігу речовини, пов’язаного із тектонікою літосферних плит, що зароджувалась. Частина води на Землі має кометне походження, але частка її в загальній масі поки не оцінена.

Отже, все вищесказане дозволяє з достатньою підставою вважати 2-й етап часом зародження примітивного літогенезу, та часом початку формування осадової оболонки Землі.

Важко уявити характер осадів, але можна припустити, що він визначався інтенсивним вивітрюванням під впливом гарячих кислотних дощів. Можна припустити також, що формувалися вільні оксиди кремнію, алюмінію (глинозем), кальцит, магнезит, пірит, солі лужних металів з галогенами, сіркою, азотом і бором; не було тільки в продуктах вивітрювання оксидів і гідроксидів заліза через відновний характер атмосфери. Саме цю стадію мали на увазі Р. Гаррелс і Ф. Маккензі (Гаррелс, Макензі, 1974), коли відзначали, що реактивність системи народжуваного океану і атмосфери була «страхітливою». Температура поверхні була значно вище 100°С (за Р. Гаррелсом і Ф. Маккензі - до 600°С), а утворення гідросфери, що розпочалося з рубежу 4,404 млрд р., призводило до таких співвідношень: на 1 моль води утворювалися 1 моль НCl і 0,5 моль СО₂. Процес акумуляції води у вигляді пари в атмосфері не міг бути тривалим, оскільки, за висновком сучасних космохіміків, «вода в атмосфері планет не жилець» (досить згадати сумний приклад Венери, яка втратила воду). Раннє зародження гідросфери і літогенезу – найважливіші події ранньої історії Землі, які визначили стиль її подальшої еволюції, що заклали основу для виникнення й еволюції життя.

По мірі охолодження поверхні Землі конденсація води посилювалася, почали з’являтися ознаки кліматичної зональності. Тому є підстави вважати, що утворення первозданних океанів починалося у високих широтах, поблизу полюсів, де вода акумулювалася в дрібних депресіях і ставала солоною, вилуговуючи розчинні солі галоїдів, сульфатів, карбонатів і нітратів, боратів тощо. Сіротін (2010) є прихильником значного (до 80-90%), якщо не максимального формування гідросфери Землі за об’ємом до кінця 1-го та протягом 2-го етапу. Ряд дослідників (Д. М. Шоу та ін.) також вважають (Шоу, 1980), що вже до рубежу 4,0 млрд р.т. обсяг морської води збільшився до сучасної величини в 1,42 × 10²⁴ см³, що призвело до утворення великого океану з розкиданими острівцями гранітів, з вулканічними утвореннями що підіймаються, з більшою їх концентрацією в екваторіальному поясі. У той самий час глибокі горизонти архейської мантії, що живили мантійні коматіїтові плюми, були істотно гарячішими, перевищуючи сучасні значення на 250-300 ° С (див. вище).

Безумовно, 4-й етап був передвісником геодинаміки архейської земної кори.

Вагомі аргументи зародження літогенезу в доархейській історії Землі отримані в результаті сенсаційних відкриттів за допомогою американських марсоходів «Спірит» і «Опотьюніті», доставлених на поверхню планети в січні 2004 р.: в стінках двох кратерів («Орел» і Гусєва), розташованих на протилежних ділянках екваторіальної зони, були виявлені відслонення піщано-гравійних порід явно осадового і водного походження, а в місцях посадки в реголіті виявлені хлориди і сульфати, що вказує на існування первинних водойм (океанів або озер) у найдавніший нойський еон (4,5-3,8 млрд р.) історії Марса (Сиротин, 2009; New the solar System, 1999); за хімічним складом солі відповідають первозданним океанам Землі. Подальша еволюція літогенезу на Марсі обірвалася через втрату гідросфери. На Землі, навпаки, раннє зародження гідросфери та біосфери визначили подальшу еволюцію літогенезу, чітко зафіксованого в метаморфічних породах раннього архею.