Остатки другой «протопланеты» могут быть спрятаны глубоко под Землей

Новое исследование показало, что в новорожденную Землю ударил камень размером с Марс, который помог создать Луну, и этот удар мог оставить после себя остатки камня размером с континент возле ядра Земли.

Ученые считают, что Земля образовалась около 4,5 миллиардов лет назад, а предыдущие исследования показали, что Луна возникла немного позже. Основное объяснение происхождения Луны состоит в том, что она возникла в результате столкновения двух протопланет или эмбриональных миров. Одной из них была молодая прото-Земля, а другой — скала размером с Марс, прозванная Тейей, в честь матери Луны в греческом мифе.

Эта «гипотеза гигантского удара» предполагает, что Луна образовалась из обломков этого удара. Однако прямые доказательства существования Тейи остаются неуловимыми. Теперь исследователи предполагают, что этот гигантский удар мог похоронить реликвии Тейи глубоко в мантии Земли, недалеко от ядра планеты.

«Наша работа показывает, что это гигантское столкновение оказало долгосрочное воздействие на всю эволюцию Земли и потенциально может объяснить, почему Земля геологически уникальна по сравнению с другими каменистыми планетами», — говорит ведущий автор исследования Цянь Юань, геодинамик из Калифорнийского технологического института в Пасадене.

В новом исследовании Юань и его коллеги исследовали две каменные капли размером с континент в самой нижней мантии, примерно на 1800 миль (2900 километров) под поверхностью Земли. Предыдущие исследования показали, что сейсмические волны, колеблющиеся в недрах Земли, проходят через эти аномалии необычно медленно. Это предполагало, что они были плотнее окружающей мантии и отличались по составу от нее.

Компьютерное моделирование исследовательской группы показало, что часть мантии Тейи могла пробиться в нижнюю мантию прото-Земли. Эта порода с Тейи должна была быть на 2–3,5 процента плотнее, чем мантия протоземли, исходя из того, что известно по Луне и предыдущим моделям Тейи.

Компьютерные модели показали, что эти плотные реликвии Тейи имели ширину в десятки миль. Эта по большей части расплавленная порода могла опуститься и затвердеть с течением времени, накапливаясь в виде плотных сгустков на вершине ядра Земли, вес которых равен примерно от одной сороковой до одной шестидесятой массы Земли.

Эти новые результаты предполагают, что эти капли будут более богаты железом, чем обычные мантийные породы Земли, сказал Юань. По химическому составу они могут быть похожи на лунную вулканическую породу, добавил он.

Следы этих сгустков могут попасть на поверхность Земли с помощью мантийных плюмов — гигантских грибовидных столбов из перегретой породы, поднимающихся из ядра Земли. Предыдущие исследования предполагали, что Исландия и островные цепи Гавайских и Галапагосских островов образовались в результате медленного дрейфа тектонических плит над мантийными плюмами, которые сжигали вышележащий материал, как паяльная лампа.

«Некоторые следы реликвий Тейи могли быть вынесены на поверхность вулканов мантийными шлейфами», — сказал Юань.

Юань сейчас выясняет, могла ли эта пара капель способствовать геологической активности, уникальной для Земли. Поверхность нашей планеты состоит из массивных тектонических плит, и способ дрейфа этих плит, известный как тектоника плит, вызывает землетрясения и извержения вулканов, создает горные хребты и острова и высвобождает жизненно важные элементы из горных пород. Самой мощной движущей силой тектоники плит является субдукция — когда одна плита ныряет под другую — и Земля до сих пор является единственной планетой, где, как известно, происходит субдукция. Юань стремится посмотреть, смогут ли эти две капли в глубокой мантии способствовать субдукции.

Space

Спасибо, что читаете «Капитал страны»! Получайте первыми самые важные новости в нашем Telegram-канале или Вступайте в группу в «ВКонтакте» или в «Одноклассниках»