Исследовательская группа под руководством Йошинори Миядзаки из Ратгерского университета представила теорию, которая может объяснить происхождение двух массивных геологических аномалий, располагающихся на границе между ядром и мантией Земли.
Эти структуры оставались недоступными для понимания на протяжении многих лет. Результаты их работы были опубликованы в журнале Nature Geoscience.
На глубине примерно 2900 километров под Африкой и Тихим океаном находятся так называемые области с низкой скоростью сдвиговых волн (LLSVP) — образования, раскинувшиеся по размерам с континенты, состоящие из горячей и плотной породы. Выше этих структур находятся ультранизкоскоростные зоны (ULVZ), где сейсмические волны интерактивно замедляются, свидетельствуя о наличии частично расплавленного материала.
Эти геологические образования не соответствуют классическим моделям развития нашей планеты.
«Это не просто аномалии, а следы самых ранних этапов истории Земли. Исследуя их природу, мы сможем приблизиться к ответам на вопросы о том, как наша планета сформировалась и обрела условия для жизни», – отметил Миядзаки.
Согласно современным научным представлениям, в первые миллионы лет своего существования Земля была покрыта океаном магмы. Предполагалось, что по мере его остывания мантия разделится на четкие химические слои, подобно тому как в замерзающем напитке происходит отделение сиропа от льда. Однако сейсмические данные указывают на то, что вместо четких слоев у нижней мантии образовались сложные, хаотические структуры.
Исследовательская группа Миядзаки пришла к выводу, что в предыдущих моделях был упущен важный компонент – ядро. Их новая модель показывает, что на протяжении миллиардов лет такие элементы, как магний и кремний, могли постепенно перемещаться из ядра в нижнюю мантию, что влияло на отсутствие четкой слоистой структуры. Теперь ученые могут объяснить необычное химическое строение глубоких структур как окаменевшие остатки базального океана магмы, смешанного с материалом из ядра.
По словам ученого, это открытие имеет важное значение не только для геологии, но и для других областей. Взаимодействие между ядром и мантией могло иметь решающее значение для скорости остывания планеты, особенностей вулканической активности и, в конечном итоге, для формирования атмосферы. В результате данных процессов наша Земля отделилась от Венеры и Марса.
«Почему на Земле существует вода и жизнь, в то время как Венера стала парниковой ловушкой, а Марс превратился в ледяную пустыню? На данный момент у нас нет ответа на этот вопрос, но то, что происходит внутри планеты, как она остывает и как функционируют ее слои, возможно, может стать ключом к разгадке», – поделился размышлениями Миядзаки.
