금속-규산염의 친-이온성 원소 분할과 초기 지구의 중심 형성(Metal-silicate partitioning of siderophile elements and core formation in the early Earth)

전문가 제언

□ 지구 같은 우주의 행성의 결착 모델은 친-이온성 원소가 금속 액체와 규산염 사이에 분할되어 녹아들어가는 분할계수를 기준으로 하여 결착 과정을 이해하려 했다.

□ 결착 과정을 설명하는 방법으로는 균질 결착과 비균질 결착이 있다. 균질 결착은 Urey 등의 주장으로 지구는 휘발성이 있는 물질을 잃은 후 균질한 물질로 형성되었으나 이후 내부적으로 구분되어 맨틀과 중심부로 나뉘게 되었다는 것이다. 이에 대하여 Ringwood와 Wanke가 주장하는 비균질 결착은 가스로부터 금속과 규산염이 차례로 시간 차이를 두고 응축되어 중심부와 맨틀이 서로 다른 상태가 되었다는 것이다.

○ 비균질 결착 가설은 맨틀과 중심부 간의 평형을 전제하지 않는다. 비교적 낮은 온도에서 결착 후 다시 평형에 이를 만큼 온도가 상승하지 않았기 때문에 맨틀과 중심부는 평형을 벗어나 있다는 주장이다. 그러나 이 비균질 결착은 신뢰성을 잃고 있다.

□ 친-이온성 원소의 금속-규산염 분할계수는 압력, 온도, 용융된 규산염과 금속의 조성 그리고 산소의 휴가시티의 함수이다.

□ 운석보다 지구의 상부 맨틀에 친-이온성 원소의 농도가 훨씬 적으나 그래도 이론적으로 유도한 값보다는 훨씬 크다. 지구의 과잉 친-이온성 원소 문제는 초기 지구의 마그마 대양 모델을 이끌어내었고 이것이 초기 지구의 형성을 이해하는 시나리오가 되었다.

○ 지구의 맨틀에 친-이온성 원소의 함량이 운석보다 적은 사실에 착안하여 이 원소들이 주로 중심부에 들어있다는 주장이며 모든 지구를 비롯한 행성에서 이것은 사실로 믿어진다. 그래서 중심부에는 금속이 많고 맨틀에는 규산염이 많다.

□ 본문에서 재미있는 논의는 달의 형성과 지구상의 물이 존재하게 된 이유이다.

○ 달은 원시 지구와 어떤 충격자 간의 거대한 충격으로 인하여 원시 지구의 맨틀 물질로 되었다는 주장과 이에 대해 이론적인 합리성도 같이 제기하였다.

○ 물의 존재 이유로 외부로부터 일거에 지구로 배달되었다는 가설과 이를 뒷받침하기 위한 추후 첨가설을 제기하였다. 즉 물은 중심부가 형성된 이후 지구에 도달한 추후 첨가물 중 하나라는 것이다.

저자

Righter, Kevin

자료유형

원문언어

영어

기업산업분류

기초과학

연도

2003

권(호)

31

잡지명

Annual Review of Earth and Planetary Sciences

과학기술
표준분류

기초과학

페이지

135~174

분석자

김*설

분석물

• 금속-규산염의 친-이온성 원소 분할과 초기 지구의 중심 형성.pdf [234,088 byte]

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