Nature: аномалии в земных недрах могут быть следами древнего океана магмы

Учёные, возглавляемые Йошинори Миядзаки из Ратгерского университета, предложили объяснение происхождения двух гигантских геологических аномалий у границы между ядром и мантией Земли. Эти структуры десятилетиями ставили науку в тупик. Результаты исследования опубликованы в журнале Nature Geoscience.

На глубине около 2900 километров под Африкой и Тихим океаном расположены так называемые области с низкой скоростью сдвиговых волн (LLSVP) – образования размером с континенты, состоящие из плотной и горячей породы. Над ними, вплотную к ядру, лежат ещё более тонкие ультранизкоскоростные зоны (ULVZ), где сейсмические волны замедляются особенно сильно, что указывает на наличие частично расплавленного материала.

Эти структуры не вписываются в традиционные модели эволюции Земли.

«Это не аномалии, а отпечатки самого раннего этапа истории нашей планеты. Поняв их природу, мы приблизимся к ответу на вопрос, как Земля сформировалась и почему стала пригодной для жизни», – подчеркнул Миядзаки.

Согласно современным представлениям, в первые сотни миллионов лет после своего рождения Земля была покрыта океаном магмы. Учёные считали, что при его остывании мантия разделилась бы на чёткие химические слои, подобно тому, как в замерзающем напитке отделяется сироп от льда. Однако сейсмические данные показывают, что вместо упорядоченных слоёв у основания мантии накопились сложные, хаотичные структуры.

Команда Миядзаки пришла к выводу, что в прежних моделях упускался ключевой элемент – само ядро. Их новая модель демонстрирует, что на протяжении миллиардов лет такие элементы, как кремний и магний, могли медленно мигрировать из ядра в нижнюю мантию. Это препятствовало формированию чёткой слоистости. Теперь специалисты могут объяснить необычную химическую природу глубинных структур – как застывших остатков базального океана магмы, загрязненного материалом ядра.

По словам исследователя, открытие имеет значение далеко за пределами геологии. Взаимодействие ядра и мантии, вероятно, повлияло на темпы остывания планеты, характер вулканизма и, в конечном итоге, на формирование атмосферы. В итоге данные процессы отделили нашу планету от Венеры и Марса.

«Почему на Земле есть вода и жизнь, но Венера стала парниковой ловушкой, а Марс – ледяной пустыней? Мы пока не знаем, но то, что происходит внутри планеты, то, как она остывает и как ведут себя ее слои, может быть ключом к разгадке», – рассказал Миядзаки.

Ранее Марсоход в рамках миссии NASA Perseverance сделал качественные фото образований, которые напоминают руины древнего города инков.