Почему загадочные структуры в мантии Земли хранят ключи к жизни на планете

Исследование, опубликованное в Nature Geoscience под руководством геодинамика из Университета Рутгерса Ёсинори Миядзаки, предлагает новое объяснение происхождения двух огромных аномальных структур на границе мантии и ядра Земли. Учёные связывают их формирование с утечкой вещества из ядра в мантию в ранней истории планеты.

Эти структуры — крупные провинции с низкой скоростью сдвига (large low-shear-velocity provinces, LLSVP) и сверхнизкоскоростные зоны (ultra-low-velocity zones, ULVZ) — расположены на глубине около 2900 км. LLSVP представляют собой континентальные скопления плотной горячей породы под Африкой и Тихим океаном, а ULVZ — тонкие расплавленные участки у самого ядра. Моделирование показало, что после остывания глобального магматического океана сильного химического расслоения мантии не произошло из-за проникновения в её нижнюю часть таких элементов, как кремний и магний, из ядра. Это смешение создало «загрязнённый» расплавленный слой — «придонный магматический океан», чьими остатками могут быть LLSVP и ULVZ.

Это открытие имеет ключевое значение для понимания обитаемости Земли. Взаимодействие ядра и мантии могло повлиять на скорость остывания планеты, характер вулканической активности и эволюцию атмосферы, что, в свою очередь, помогает объяснить, почему на Земле есть океаны и жизнь, в отличие от Венеры или Марса. Эти глубинные структуры также могут быть связаны с поверхностными горячими точками, такими как Гавайи и Исландия.

«Эта работа — отличный пример того, как объединение планетологии, геодинамики и физики минералов помогает решать древние загадки Земли», — отмечает соавтор исследования Цзе Дэн из Принстонского университета. По словам Миядзаки, даже немногие ключи позволяют строить последовательную историю эволюции нашей уникальной планеты.