Науковці знайшли нові свідчення обміну речовинами між ядром і мантією Землі
Около 4,5 миллиарда лет назад Земля была в основном расплавленной. По мере остывания планеты и разделения веществ тяжелое железо опускалось к центру, формируя металлическое ядро, а более легкие силикатные материалы образовывали мантию. Об этом пишет Gizmodo.
Долгое время эти два внутренних слоя рассматривались как отдельные резервуары веществ. Однако их взаимодействие могло продолжаться и после формирования основной структуры планеты. В исследовании, опубликованном в журнале Science Advances, ученые проанализировали химические особенности вулканических пород, которые могут сохранять следы процессов из ранней истории Земли.
Команда провела компьютерное моделирование условий в недрах планеты. Исследователи изучали поведение двух изотопов водорода – обычного легкого водорода и дейтерия, более тяжелой формы этого элемента. Они проверяли, как эти изотопы распределялись между различными минералами, когда древний океан магмы остывал и кристаллизовался.
Моделирование показало, что водород и дейтерий изначально распределялись в мантии относительно равномерно. Различия в их соотношениях на разных глубинах оказались недостаточными, чтобы объяснить чрезвычайно низкое содержание дейтерия в вулканических породах острова Баффинова Земля в Канадской Арктике и Исландии.
Чтобы объяснить эти химические особенности, исследователи предполагают, что водород мог переходить из металлического ядра в нижние слои мантии в течение миллиардов лет.
Во время формирования ядра железо поглощало водород с низким содержанием дейтерия. Впоследствии этот водород мог перемещаться в мантию, оставляя химический след, который в конечном итоге проявился в вулканических породах на поверхности.
Дополнительные аргументы в пользу этой гипотезы дают другие химические показатели. В исследованных породах обнаружили необычно высокое соотношение гелия-3 к гелию-4. Гелий-3 является редким изотопом, часть которого могла сохраниться в недрах еще с ранних этапов существования планеты. Породы также имели необычные изотопные характеристики вольфрама и рутения, что, по интерпретации авторов, может свидетельствовать о поступлении вещества из ядра.
В то же время исследование не означает, что ученые непосредственно наблюдали утечку воды из ядра. Выводы основаны на компьютерных моделях и химических признаках в породах. Речь идет прежде всего о переносе водорода – компонента воды, а не обязательно о движении жидкой воды в недрах.
Если гипотеза подтвердится, это будет означать, что ядро и мантия не были полностью изолированы друг от друга на протяжении геологической истории. Перемещение летучих элементов между ними могло влиять на состав глубоких слоев планеты и вулканических пород.
Следующим шагом исследователи планируют выяснить, с помощью каких именно механизмов вещества из ядра могут попадать в мантию. Это поможет лучше понять химическую эволюцию Земли и процессы, происходящие в ее недрах.
- Останні
- Популярні
Новини по днях
21 жовтня 2026
