QY
Qing‐Zhu Yin
Author with expertise in Formation and Evolution of the Solar System
Achievements
Cited Author
Key Stats
Upvotes received:
0
Publications:
11
(36% Open Access)
Cited by:
3,259
h-index:
55
/
i10-index:
153
Reputation
Biology
< 1%
Chemistry
< 1%
Economics
< 1%
Show more
How is this calculated?
Publications
0

Hf–W chronology of the accretion and early evolution of asteroids and terrestrial planets

T. Kleine et al.May 22, 2009
The 182Hf–182W systematics of meteoritic and planetary samples provide firm constraints on the chronology of the accretion and earliest evolution of asteroids and terrestrial planets and lead to the following succession and duration of events in the earliest solar system. Formation of Ca,Al-rich inclusions (CAIs) at 4568.3 ± 0.7 Ma was followed by the accretion and differentiation of the parent bodies of some magmatic iron meteorites within less than ∼1 Myr. Chondrules from H chondrites formed 1.7 ± 0.7 Myr after CAIs, about contemporaneously with chondrules from L and LL chondrites as shown by their 26Al–26Mg ages. Some magmatism on the parent bodies of angrites, eucrites, and mesosiderites started as soon as ∼3 Myr after CAI formation and may have continued until ∼10 Myr. A similar timescale is obtained for the high-temperature metamorphic evolution of the H chondrite parent body. Thermal modeling combined with these age constraints reveals that the different thermal histories of meteorite parent bodies primarily reflect their initial abundance of 26Al, which is determined by their accretion age. Impact-related processes were important in the subsequent evolution of asteroids but do not appear to have induced large-scale melting. For instance, Hf–W ages for eucrite metals postdate CAI formation by ∼20 Myr and may reflect impact-triggered thermal metamorphism in the crust of the eucrite parent body. Likewise, the Hf–W systematics of some non-magmatic iron meteorites were modified by impact-related processes but the timing of this event(s) remains poorly constrained. The strong fractionation of lithophile Hf from siderophile W during core formation makes the Hf–W system an ideal chronometer for this major differentiation event. However, for larger planets such as the terrestrial planets the calculated Hf–W ages are particularly sensitive to the occurrence of large impacts, the degree to which impactor cores re-equilibrated with the target mantle during large collisions, and changes in the metal-silicate partition coefficients of W due to changing fO2 in differentiating planetary bodies. Calculated core formation ages for Mars range from 0 to 20 Myr after CAI formation and currently cannot distinguish between scenarios where Mars formed by runaway growth and where its formation was more protracted. Tungsten model ages for core formation in Earth range from ∼30 Myr to >100 Myr after CAIs and hence do not provide a unique age for the formation of Earth. However, the identical 182W/184W ratios of the lunar and terrestrial mantles provide powerful evidence that the Moon-forming giant impact and the final stage of Earth’s core formation occurred after extinction of 182Hf (i.e., more than ∼50 Myr after CAIs), unless the Hf/W ratios of the bulk silicate Moon and Earth are identical to within less than ∼10%. Furthermore, the identical 182W/184W of the lunar and terrestrial mantles is difficult to explain unless either the Moon consists predominantly of terrestrial material or the W in the proto-lunar magma disk isotopically equilibrated with the Earth’s mantle. Hafnium–tungsten chronometry also provides constraints on the duration of magma ocean solidification in terrestrial planets. Variations in the 182W/184W ratios of martian meteorites reflect an early differentiation of the martian mantle during the effective lifetime of 182Hf. In contrast, no 182W variations exist in the lunar mantle, demonstrating magma ocean solidification later than ∼60 Myr, in agreement with 147Sm–143Nd ages for ferroan anorthosites. The Moon-forming giant impact most likely erased any evidence of a prior differentiation of Earth’s mantle, consistent with a 146Sm–142Nd age of 50–200 Myr for the earliest differentiation of Earth’s mantle. However, the Hf–W chronology of the formation of Earth’s core and the Moon-forming impact is difficult to reconcile with the preservation of 146Sm–142Nd evidence for an early (<30 Myr after CAIs) differentiation of a chondritic Earth’s mantle. Instead, the combined 182W–142Nd evidence suggests that bulk Earth may have superchondritic Sm/Nd and Hf/W ratios, in which case formation of its core must have terminated more than ∼42 Myr after formation of CAIs, consistent with the Hf–W age for the formation of the Moon.
0
Paper
Citation568
0
Save
0

The lunar magma ocean: Reconciling the solidification process with lunar petrology and geochronology

L. Elkins‐Tanton et al.Mar 11, 2011
The Moon is thought to have originated with a magma ocean that produced a plagioclase flotation crust as solidification proceeded. Ages of anorthositic crust range over at least 200 million years. The model for solidification presented here integrates chemical and physical constraints of lunar magma ocean solidification to determine (1) the final thickness of flotation crust generated by a fractionally solidifying magma ocean, (2) the timescale of crystallization before plagioclase is a stable phase, (3) the timescale of solidification after the formation of the plagioclase flotation crust, and (4) the post-overturn lunar mantle composition and structure. We find that magma oceans of as much as 1000 km depth are consistent with creating an anorthositic crust 40 to 50 km in thickness. Solidification of the magma ocean prior to formation of the flotation crust may occur on the order of 1000 years, and complete solidification would require additional ten to tens of millions of years. Reconciling these short model timescales with radiometric dates of crustal samples requires either a very late-forming Moon combined with finding older crustal ages to be incorrect, or calling on tidal heating of the crust by the early Earth to prolong solidification. Gravitationally driven overturn of cumulates during tidal heating provides a mechanism for creating the compositions and ages of the lunar Mg suite of crustal rocks. Further, we find that upon crystallization, the Moon likely began with an azimuthally heterogeneous, gravitationally stable mantle, after magma ocean cumulate overturn. This result may help explain the experimentally determined origin of picritic glasses at similar depths but from different source materials.
0
Paper
Citation435
0
Save
0

26Al–26Mg and 207Pb–206Pb systematics of Allende CAIs: Canonical solar initial 26Al/27Al ratio reinstated

Ben Jacobsen et al.May 18, 2008
The precise knowledge of the initial 26Al/27Al ratio [(26Al/27Al)0] is crucial if we are to use the very first solid objects formed in our Solar System, calcium–aluminum-rich inclusions (CAIs) as the “time zero” age-anchor and guide future work with other short-lived radio-chronometers in the early Solar System, as well as determining the inventory of heat budgets from radioactivities for early planetary differentiation. New high-precision multi-collector inductively-coupled plasma mass spectrometry (MC-ICP-MS) measurements of 27Al/24Mg ratios and Mg-isotopic compositions of nine whole-rock CAIs (six mineralogically characterized fragments and three micro-drilled inclusions) from the CV carbonaceous chondrite, Allende yield a well-defined 26Al–26Mg fossil isochron with an (26Al/27Al)0 of (5.23 ± 0.13) × 10− 5. Internal mineral isochrons obtained for three of these CAIs (A44A, AJEF, and A43) are consistent with the whole-rock CAI isochron. The mineral isochron of AJEF with (26Al/27Al)0 = (4.96 ± 0.25) × 10− 5, anchored to our precisely determined absolute 207Pb–206Pb age of 4567.60 ± 0.36 Ma for the same mineral separates, reinstate the “canonical” (26Al/27Al)0 of 5 × 10− 5 for the early Solar System. The uncertainty in (26Al/27Al)0 corresponds to a maximum time span of ± 20 Ka (thousand years), suggesting that the Allende CAI formation events were culminated within this time span. Although all Allende CAIs studied experienced multistage formation history, including melting and evaporation in the solar nebula and post-crystallization alteration likely on the asteroidal parent body, the 26Al–26Mg and U–Pb-isotopic systematics of the mineral separates and bulk CAIs behaved largely as closed-system since their formation. Our data do not support the “supra-canonical” 26Al/27Al ratio of individual minerals or their mixtures in CV CAIs, suggesting that the supra-canonical 26Al/27Al ratio in the CV CAIs may have resulted from post-crystallization inter-mineral redistribution of Mg isotopes within an individual inclusion. This redistribution must be volumetrically minor in order to satisfy the mass balance of the precisely defined bulk CAI and bulk mineral data obtained by MC-ICP-MS. The radiogenic 208Pb⁎/206Pb⁎ ratio obtained as a by-product from the Pb–Pb age dating is used to estimate time-integrated 232Th/238U ratio (κ value) of CAIs. Limited κ variations among the minerals within a single CAI, contrasted by much larger variations among the bulk CAIs, suggest Th/U fractionation occurred prior to crystallization of igneous CAIs. If interpreted as primordial heterogeneity, the κ value can be used to calculate the mean age of the interstellar dust from which the CAIs condensed.
0
Paper
Citation375
0
Save
0

Role of natural isotopic fractionation in isotope geo- and cosmo-chronology: A theoretical investigation

Yankun Di et al.Jun 1, 2024
We introduce a new isotope chronological model in which the natural mass-dependent isotopic fractionation effects of the radioactive ("parent") and radiogenic ("daughter") elements are systematically and rigorously considered. Using this model, we show that internally-normalized radiogenic isotopic ratios, commonly determined for daughter elements such as Sr, Nd, Cr, Ni, Hf, W, and Os, are dependent on the extent of natural isotopic fractionation of the daughter and parent elements at the time of system closure. This dependence indicates that (1) in two samples derived from the same isotopically homogeneous source at the same time and with identical radiogenic ingrowth over time, the present-day internally-normalized radiogenic isotope ratios would be different if they were initially fractionated to different degrees, and (2) if different internally-normalized radiogenic isotopic ratios are observed for two co-genetic objects, the difference between them would include contributions from both radiogenic ingrowth and natural isotopic fractionation. Consequently, the isochron dating equations employed in traditional chronological studies will yield inaccurate results when significant natural isotopic fractionation are present among the studied samples. Modified isochron equations that can be used to retrieve correct chronological information from isotopically-fractionated samples are presented. These theoretical considerations are applied to the 87Rb–87Sr, 147Sm–143Nd, and 146Sm–142Nd isotope systems of calcium–aluminium-rich inclusions (CAIs), a set of samples that have undergone significant natural Sr, Nd, and Sm isotope fractionation during their formation. The large natural Sr isotope fractionation (up to ca. 5.3 ‰ for 88Sr/86Sr) in fine-grained CAIs can generate analytically well-resolvable biases (>120 ppm) in the internally-normalized 87Sr/86Sr ratios and lead to significant scatters of their 87Rb–87Sr isochron (in conjunction with scatters induced by open-system disturbances). The 87Rb–87Sr systems of coarse-grained CAIs, on the contrary, are essentially not affected by natural Sr isotopic fractionation due to their much subdued fractionation degrees, resulting in a more robust isochron. Similarly, the large natural Nd (up to ca. 4.0 ‰ for 146Nd/144Nd) and Sm (up to ca. 7.1 ‰ for 152Sm/148Sm) isotopic fractionation in fine-grained CAIs can induce significant scatters of the 147Sm–143Nd isochron if the natural fractionation followed the kinetic or power law, and 146Sm–142Nd isochron if the natural fractionation followed the equilibrium, Rayleigh, or power law. This implies that when studying radioactive isotope systems in objects whose daughter and parent elements can undergo significant isotope fractionation in nature, accompanying stable isotope analyses are necessary for accurate chronological interpretations.
0

Construction of a troublemaking risk assessment tool for patients with severe mental disorders in community of China

Shiming Li et al.Jan 3, 2025
Construction a troublemaking risk assessment tool to predict the risk of troublemaking for patients with severe mental disorders in the community of China. 28,000 cases registered in the Jiangsu Provincial Severe Mental Disorder Management System from January 2017 to December 2019 were collected. The risk factors of troublemaking among patients with severe mental disorders in the community were analyzed through Logistic regression analysis, then the troublemaking risk assessment tool was established and verified. The incidence of troublemaking among patients with severe mental disorders in the community was 7.15%. The results of multivariate logistic regression analysis showed that males, ≤ 44 years old, duration of disease ≤ 14 years, high school education and below, unemployed, subsistence allowances, schizophrenia, major symptoms > 1, psychiatric visits ≥ 1 time per year, unwilling to participate in community management and community rehabilitation activities, and delayed diagnosis < 2 months were risk factors for troublemaking. The above factors were incorporated into the nomogram model, and the area under the ROC curve of the nomogram model was 0.688 (95%CI: 0.563–0.726). The calibration curve proved that the probability predicted by the model was in good agreement with the actual probability. The established troublemaking risk assessment tool for patients with severe mental disorders in the community based on Logistic regression analysis had good predictive performance, which could be applied to assess the probability of troublemaking among patients with severe mental disorders in the community.
Load More