Десятиліттями геологи ламали голову над двома величезними незвичайними утвореннями, прихованими глибоко в мантії Землі. Ці структури, відомі як області низької швидкості зсуву (LLSVP) і зони наднизької швидкості (ULVZ), довго не піддавалися легкому поясненню. Нове дослідження Університету Рутгерса показує, що це не випадкові аномалії, а скоріше пережитки бурхливої ранньої історії Землі, які пропонують важливі ключі до того, чому наша планета стала придатною для життя.
Таємничі структури
LLSVP — це масиви щільних гарячих порід розміром з континент, розташовані на межі ядра та мантії, приблизно на 2900 км нижче поверхні. Один знаходиться під Африкою, а інший – під Тихим океаном. З іншого боку, ULVZ — це тонкі розплавлені ділянки, прилиплі до самого ядра, схожі на басейни лави. Обидві структури значно сповільнюють сейсмічні хвилі, що вказує на аномальний склад.
Чому це важливо? Розуміння цих структур стосується не лише глибинної геології. Йдеться про розкриття умов, які дозволили Землі розвинути рідку воду, придатну для дихання атмосферу та, зрештою, життя. Венера і Марс, незважаючи на планетарних сусідів Землі, виявилися абсолютно різними; це дослідження показує, що взаємодія ядра та мантії може бути ключовим фактором цієї різниці.
Історія суміші
Ранні теорії передбачали, що коли Земля охолоне від початкового розплавленого стану, мантія розділиться на окремі хімічні шари. Однак сейсмічні дослідження не показали такої чіткої стратифікації. Натомість LLSVP та ULVZ утворюють неправильні кластери біля основи планети. Це протиріччя змусило дослідників вивчити можливість змішування ядра та мантії.
Нова модель припускає, що протягом мільярдів років такі елементи, як кремній і магній, просочувалися з ядра Землі в мантію. Цей приплив запобіг утворенню жорстких хімічних шарів, створивши дивний склад LLSVP і ULVZ як затверділих залишків «базального океану магми», забрудненого матеріалом ядра.
«Якщо ми додамо основний компонент, це може пояснити те, що ми бачимо зараз», — пояснює доктор Йосінорі Міядзакі, провідний автор дослідження, опублікованого в Nature Geoscience.
Наслідки для еволюції Землі
Це відкриття має далекосяжні наслідки. Взаємодія ядра та мантії може вплинути на швидкість охолодження Землі, частоту вулканічної активності та навіть на еволюцію її атмосфери. Ці структури можуть навіть живити вулканічні гарячі точки, такі як ті, що знаходяться на Гаваях та в Ісландії, пов’язуючи глибокі земні процеси з поверхневими явищами.
Загальна картина: Дослідження демонструє, як поєднання сейсмічних даних, фізики мінералів і геодинамічного моделювання може вирішити давні таємниці. Інтегруючи ці поля, вчені створюють чіткішу картину процесів формування Землі.
«Ідея про те, що глибока мантія все ще може нести хімічну пам’ять про ранню взаємодію ядра та мантії, відкриває нові шляхи розуміння унікальної еволюції Землі», — говорить д-р Цзе Денг, співавтор з Прінстонського університету.
Зрештою, це дослідження дає більше впевненості щодо того, чому Земля перетворилася на унікальну, придатну для життя планету, якою вона є сьогодні. Глибока мантія – це не просто геологічна цікавість; це сховище ранньої історії планети, що чекає на розшифровку.
