2.4. Массоперенос в нижней мантии
Большинство геологов убеждено в существовании периодически возникающих в мантии мантийно-струйных потоков. Состояние вещества при этом упрощённо приравнивается пластичному веществу соляных диапиров, выдавливаемых в зоны пониженного давления. Однако слабая степень фракционирования вещества мантии не даёт оснований полагать возможность перемещения значительных пластичных или расплавленных масс. В тоже время геохимические количественные сравнения состава каменных метеоритов и состава пород континентальной земной коры указывают на эффективное обогащение последних несовместимыми элементами (не входящими в состав минералов мантии) – K, Rb, Cs, Al, Ba, Pb, La, Ce, U, Th, Ta, Nb, P и др.
Наиболее доступное объяснение такому разделению можно найти, опираясь на представления Виноградова (1959) о процессах, подобных зонной плавке, используемой в технологиях рафинирования металлов, когда в направлении низкого теплового потенциала перемещается не расплавленная лёгкая жидкость в гравитационном поле, а локализованный в струйной колонне восходящий тепловой импульс, последовательно проплавляющий породы кровли. За ним остаётся химически малоизменённое перекристаллизованное твёрдое пиролитовое вещество (рафинированная зона). В зоне нагрева колонны выплавляется наиболее низкоплавкая щелочная межзерновая жидкость, вбирающая в себя примесные несовместимые элементы, которая в верхней мантии отделяется в самостоятельные мантийные щелочные магматические очаги.
Необходимый для конвекции очаговый перегрев низов мантии создается в зоне контакта их с восходящими струями конвекционных ячей внешнего ядра. Есть вероятность, что в момент зарождения струи в контактирующей с ядром части мантии инициируется тепловой импульс электрической природы. Выше тепловой импульс трансформируется в периодически действующую массопереносящую сосредоточенную в колонну струю, обогащенную несовместимыми элементами вследствие процессов типа зонной плавки.
Не менее важной несовместимой с минеральным пиролитовым веществом мантии составляющей недр являются летучие компоненты – флюиды (H2Oпар, CO2, CH4, SO2 и др.), захваченные в виде льда в процессе аккреции планетезималей.
Начальное залповое истечение газов имело место на стадии гравитационного нагрева вещества протопланеты, выплавления ядра, формирования первичной атмосферы, а затем гидросферы.
Позднее, в условиях высокотемпературного нагрева недр, газы сосредоточились в защемленном состоянии в межзерновых пространствах, в растворённом состоянии в межзерновой жидкости но, главным образом, вследствие высокой проникающей способности формировали опережающую волну – газовый «факел» над всплывающими мантийно-струйными колоннами.
Известно, что газы осуществляют теплоперенос, пропаривание и химическое преобразование толщ, транспортируют элементы (в том числе несовместимые) в виде возгонов и растворов, являются причиной взрывоподобных явлений в глубоких недрах (трубки взрыва), играют роль флюсов – понизителей температуры плавкости химических систем.
При достижении газового «факела» мантийно-струйной колонны гранитного слоя имеет место массовое плавление вещества, образование магм кислого состава (гранитизация), обширное внедрение постколлизионных гранитов на территориях, охваченных орогенезом в участках лобового столкновения литосферных плит.