Ученые обнаружили следы древнего инопланетного мира под мантией Земли

Примерно 4,5 миллиарда лет назад, по мнению ученых, что-то большое врезалось в Землю и опрокинуло ее на чайник.

В результате образовалась куча обломков, выброшенная в космос и кружившаяся вокруг, пока не образовалась. Луна. От большого объекта, предположительно размером с Марс и названного Тейей, почти ничего не осталось. По крайней мере, мы так думали.

Исследователи из Китая, США и Великобритании обнаружили доказательства того, что куски Тейи оказались внутри Луны. И теперь есть данные, свидетельствующие о том, что куски Тейи тоже оказались внутри Земли.

Если это так, то гипотеза гигантского удара может раскрыть загадку, которая беспокоила ученых более десяти лет: наличие плотной , сгустки материала размером с континент, погребенные глубоко под мантией Земли на глубине около 2900 километров (1800 миль), огибающие ее ядро.

«Наши результаты бросают вызов традиционному представлению о том, что гигантский удар привел к гомогенизации раннюю Землю», — говорит Хунпин Дэн из Шанхайской астрономической обсерватории (ШАО) Китайской академии наук.

«Вместо этого гигантский удар, образующий Луну, по-видимому, является причиной неоднородности ранней мантии и отмечает отправную точку геологической эволюции Земли на протяжении 4,5 миллиардов лет».

Капли, окружающие ядро ​​Земли, известны как крупные провинции с низкой скоростью сдвига, или LLVP. Мы знаем о них, потому что сейсмические волны, которые проходят через Землю в результате землетрясений, движутся по-разному в разных материалах.

Именно с помощью сейсмических данных ученые смогли получить подробные карты LLVP: больших, плотных областей в ядре. Граница мантии: одна под Африкой, другая под Тихим океаном.

Учёные до сих пор предполагали, что LLVP образуются в результате какого-то внутреннего земного процесса, такого как остатки старых тектонических плит или пятна более высокая температура или океан магмы у основания мантии.

Но команда, стоящая за этим последним открытием, предположила, что кое-что еще могло способствовать образованию LLVP: Тейя.

Предыдущие численные моделирования показали, что большая часть Тейи в конечном итоге оказалась включенной в состав Луны, и внутри Земли остались лишь следы. Но это не обязательно так.

Итак, в течение нескольких лет исследователи исследовали возможность того, что большое количество Тейи застряло внутри Земли, где оно остается по сей день, беспокоя ученых.

Они провели серию компьютерных симуляций воздействия Тейи и наблюдали эффекты, которые оказали на их моделируемую Землю. И они обнаружили несколько признаков того, что гигантский удар мог оставить неизгладимые следы в составе Земли.

Первым из них является расслоение мантии Земли. В симуляциях материал Земли и Тейи смешивался в верхней мантии в океане жидкой магмы, в то время как нижняя мантия оставалась более твердой и состояла преимущественно из силикатного земного материала. Эта стратификация, основанная на сейсмических данных, возможно, существует и сегодня.

Второе — LLVP. Команда обнаружила, что куски тейского материала диаметром всего несколько десятков километров могли опуститься до границы ядра и мантии. Там они накапливаются, превращаясь в LLVP.

Приблизительно 2–3 процента массы Земли, как обнаружили исследователи, могло произойти из Тейи. Ожидается, что материал LLVP будет на 2–3,5 процента плотнее мантии Земли и богаче железом.

Это хорошая новость, потому что это означает, что есть способ его проверить.

«В большинстве симуляций удара, образующего Луну, большая часть лунных материалов поступает из ударника, поэтому мы ожидаем, что будущие миссии смогут получить камни лунной мантии и сравнить их с каплями мантии, чтобы увидеть, имеют ли они один и тот же химический состав. подписей», — рассказал ScienceAlert ведущий автор исследования, геофизик Цянь Юань из Калифорнийского технологического института .

Если это так, то это дает нам новый набор инструментов для понимания истории и формирования нашей планеты, а также истории и формирования Солнечной системы.

А это, в свою очередь, может помочь нам понять другие миры и вероятность их обитаемости, там, в более широкой галактике.

Мы не нашли в Млечном Пути экзопланет, точно таких же, как Земля. Гигантский удар может быть одной из причин того, что Земля такая, какая она есть.

«Древнее столкновение, в результате которого образовалась Луна, могло иметь долгосрочный эффект на всю эволюцию Земли, — говорит Юань, — так что это может быть одна фундаментальный фактор, почему Земля геологически отличается от других каменистых планет».

Исследование опубликовано в журнале Nature.