Десятиліттями вчені ламали голову над двома колосальними щільними регіонами, що ховаються глибоко всередині Землі — масивними структурами, відомими як області низької швидкості зсуву (LLSVP). Ці таємничі утворення, одне під Африкою, а інше під Тихим океаном, не піддавалися легкому поясненню. Тепер нові дослідження показують, що їх походження лежить не в давніх зіткненнях чи охолодженій магмі, а в повільному первинному витоку з самого ядра Землі.
Тривала таємниця
Виявлені в 1980-х роках за допомогою сейсмічних даних, LLSVP є областями, де сейсмічні хвилі поширюються набагато повільніше, що вказує на відмінність складу від навколишньої мантійної породи. Було багато теорій: залишки стародавніх тектонічних плит, залишкові ефекти від раннього розплавленого стану Землі або навіть уламки від гігантського зіткнення, в результаті якого утворився Місяць. Однак жоден з них не пояснив до кінця стабільність і дивне розташування цих «згустків».
Це не просто випадкові аномалії; це підказки до ранньої історії Землі. Йосінорі Міядзакі з Університету Рутгерса підкреслює, що розуміння цих структур має вирішальне значення для виявлення того, як наша планета сформувалася та стала придатною для життя.
Витік ядра?
Останні моделі показують, що більш легкі елементи – оксид магнію та діоксид кремнію – поступово витікали з ядра Землі, коли воно охолоджувалося мільярди років тому. Ці елементи, менші за щільність, ніж залізо, мігрували вгору в навколишній магматичний океан, змінюючи його хімічний склад і, зрештою, сприяючи формуванню LLSVP.
Цей процес не є раптовою подією, а повільним безперервним витоком протягом мільйонів років. Ключовим є те, що різні елементи кристалізуються з різною швидкістю під величезним тиском. Більш легкі компоненти піднімалися вгору, розчиняючись в океані магми та змінюючи його склад у бік силікатних матеріалів.
Докази та невирішені питання
Стійкість цих структур протягом 4,5 мільярдів років, незважаючи на сильну спеку та тиск, підтверджує ідею стабільного довготривалого процесу, а не хаотичної одноразової події. Наявність зон наднизьких швидкостей (ULVZs) на межі ядра та мантії, де сейсмічні хвилі сповільнені до мінімуму, ще більше посилює цю теорію.
Хоча теорія океану магми спочатку стикалася з суперечками, особливо щодо несподівано низьких рівнів феропериклазу, нові моделі примиряють ці розбіжності, враховуючи витік із ядра. Дослідження показують, що кількість присутнього феропериклазу відповідає спостережуваному складу, враховуючи надходження легших елементів із ядра.
Чому це важливо?
Існування LLSVP може вплинути на формування тектонічних плит Землі, критичного фактора придатності планети для життя. Африканський LLSVP навіть пов’язують із ослабленням магнітного поля Землі над Атлантичним океаном. Розуміння цих процесів у глибині Землі може дати розуміння еволюції інших планет.
Якщо ми зможемо зрозуміти, як розвивалася Земля, ми зможемо краще зрозуміти, чому вона така особлива. Міядзакі робить висновок, що це дослідження дає більш послідовний опис формування Землі, наближаючи вчених до повної картини складної історії нашої планети.
