Десятилетиями ученые ломали голову над двумя колоссальными, плотными областями, скрывающимися глубоко внутри Земли, – массивными структурами, известными как области с низкой скоростью сдвига (LLSVPs). Эти загадочные образования, одно под Африкой, а другое под Тихим океаном, не поддавались простому объяснению. Теперь новые исследования показывают, что их происхождение заключается не в древних столкновениях или остывшей магме, а в медленной, первобытной утечке из самого ядра Земли.
Затянувшаяся тайна
Обнаруженные в 1980-х годах с помощью сейсмических данных, LLSVPs представляют собой области, где сейсмические волны распространяются значительно медленнее, что указывает на отличный от окружающей мантийной породы состав. Существовало множество теорий: остатки древних тектонических плит, остаточные эффекты от раннего расплавленного состояния Земли или даже обломки от гигантского столкновения, в результате которого образовалась Луна. Однако ни одна из них полностью не объясняла устойчивость и странное расположение этих «сгустков».
Это не просто случайные аномалии; это ключи к ранней истории Земли. Ёсинори Миядзаки из Университета Ратгерса подчеркивает, что понимание этих структур имеет решающее значение для раскрытия того, как наша планета сформировалась и стала обитаемой.
Утекающее ядро?
Последние модели предполагают, что более легкие элементы – оксид магния и диоксид кремния – постепенно просачивались из ядра Земли по мере его охлаждения миллиарды лет назад. Эти элементы, менее плотные, чем железо, мигрировали вверх в окружающий океан магмы, изменяя его химию и в конечном итоге способствуя формированию LLSVPs.
Этот процесс – не внезапное событие, а медленная, непрерывная утечка, происходившая в течение миллионов лет. Ключ в том, что разные элементы кристаллизуются с разной скоростью под огромным давлением. Более легкие компоненты поднимались вверх, растворяясь в океане магмы и смещая его состав в сторону богатых силикатами материалов.
Доказательства и нерешенные вопросы
Сохранение этих структур в течение 4,5 миллиардов лет – несмотря на интенсивный нагрев и давление – поддерживает идею стабильного, долгосрочного процесса, а не хаотичного, разового события. Наличие зон ультранизкой скорости (ULVZs) на границе между ядром и мантией, где сейсмические волны замедляются до минимума, еще больше укрепляет эту теорию.
Хотя теория океана магмы первоначально сталкивалась с противоречиями – особенно с неожиданно низким уровнем ферропериклаза – новые модели примиряют эти расхождения, учитывая утечку из ядра. Исследования показывают, что количество присутствующего ферропериклаза соответствует наблюдаемому составу, учитывая поступление более легких элементов из ядра.
Почему это важно
Существование LLSVPs могло повлиять на формирование тектонических плит Земли, критического фактора в обитаемости планеты. Африканский LLSVP даже был связан с ослаблением магнитного поля Земли над Атлантическим океаном. Понимание этих процессов в глубинах Земли может дать представление об эволюции других планет.
Если мы сможем понять, как развивалась Земля, мы сможем лучше понять, почему она такая особенная. Миядзаки заключает, что это исследование предоставляет более последовательное описание формирования Земли, приближая ученых к полной картине сложной истории нашей планеты.
