Потеря контроля над недрами: ядро Земли вытекает миллиарды лет подряд
Ученые выяснили, что металлическое ядро Земли не изолировано от мантии, как считалось ранее, а медленно вытекает, передавая водород и другие первичные элементы в низшие слои мантии.
Об этом пишет РБК-Украина, ссылаясь на исследование, опубликованное в профессиональном вестнике Science Advances.
Обмен между ядром и мантией
Ученые объяснили: примерно 4,5 миллиарда лет назад молодая Земля была расплавлена. В процессе дифференциации плотное железо опустилось в центр планеты, сформировав металлическое ядро, в то время как более легкие силикаты поднялись в мантию.
Однако компьютерное моделирование условий глубоких недр показало, что эти два огромных резервуара не были полностью изолированы.
Команда ученых исследовала поведение двух форм водорода - стандартного легкого водорода и тяжелого дейтерия - во время охлаждения древнего океана магмы.
Анализ показал, что хотя распределение изотопов в мантии было относительно равномерным, этого недостаточно для объяснения чрезвычайно низкого уровня дейтерия в вулканических породах Баффина Земли в канадской Арктике и Исландии.
Читайте больше: Шансы на внеземную жизнь выросли: в ранней Вселенной нашли скрытые звезды
"Дырявое" ядро и химические подсказки
Чтобы объяснить необычные химические сигнатуры, исследователи выдвинули гипотезу о том, что водород с низким содержанием дейтерия миллиарды лет вытекал из металлического ядра в окружающую мантию.
Когда железо опускалось в центр, оно поглощало легкий водород, а следовательно - ядро недополучало дейтерий.
В пользу этой теории свидетельствуют и другие признаки:
- высокие соотношения гелия-3 к гелию-4 в вулканических породах, которые могли сохраниться в ядре из ранней истории планеты;
- необычные сигнатуры вольфрама и рутения, также указывающие на вклад из центра Земли.
Эти данные подтверждают гипотезу, что первичный летучий материал переносился из ядра в мантию, воздействуя на состав лавы на поверхности.
В будущем ученые планируют выяснить точные механизмы переноса веществ из самых глубоких слоев планеты.