Пропавший азот: драматическая игра в космические прятки в глубинах нашей планеты

Ученые, возможно, решили одну из давних загадок Земли: куда исчезла большая часть азота планеты. Новое исследование, опубликованное в Earth and Planetary Science Letters, предполагает, что ответ кроется в ядре Земли. С помощью компьютерного моделирования условий ранней магматической океанической Земли исследователи из Университета Эхимэ (Япония) установили, что азот под экстремальным давлением и температурой более чем в 100 раз охотнее растворялся в формирующемся железном ядре, чем в силикатной мантии.

Это открытие объясняет, почему соотношения C/N и ³⁶Ar/N в силикатной части Земли (мантии и коре) так сильно отличаются от соотношений в метеоритах-хондритах, которые, как считается, доставили летучие вещества на молодую планету. Модель показывает, что если формирование ядра происходило в глубоком магматическом океане (на глубинах около 60 ГПа), то более 80% азота ушло в ядро, оставив в мантии всего 1–7 ppm, что соответствует наблюдениям. В то же время углерод, менее охотно связывающийся с металлом, остался в мантии, а инертный аргон был вытеснен в атмосферу.

«Этот процесс формирования ядра определил, сколько азота было сохранено в силикатной части Земли, — одно из необходимых условий для обилия биоэлементов в атмосфере и каменных слоях», — отмечают авторы. Таким образом, азот не был потерян в космос — он скрывается в ядре уже миллиарды лет, а ключом к разгадке стала экстремальная физика дифференциации планеты.