Эксперименты ставят под вопрос происхождение железа Земли

Новое исследование Техасского университета в Остине показывает, что уникальный состав железа Земли не связан с формированием ядра планеты, что ставит под сомнение преобладающую теорию о событиях, сформировавших нашу планету в самые ранние годы её существования. Работа, опубликованная в Nature Communications 20 февраля, открывает двери для других конкурирующих теорий.

Среди них: лёгкие изотопы железа могли быть испарены в космос в результате мощного столкновения с другой планетой, которое привело к образованию Луны; медленное перемешивание мантии, создающей и перерабатывающей земную кору, могло способствовать преимущественному включению тяжёлого железа в породу; или же исходный материал, из которого формировалась планета, мог быть изначально обогащён тяжёлым железом.

Образцы пород с других планетарных тел и объектов — от Луны и Марса до древних метеоритов, называемых хондритами, — демонстрируют примерно одинаковое соотношение тяжёлых и лёгких изотопов железа. По сравнению с ними земные породы содержат примерно на 0.01% больше тяжёлых изотопов железа. Это существенная разница, делающая состав железа Земли уникальным среди известных миров.

Когда исследовательская группа с помощью алмазной наковальни подвергла небольшие образцы металлических сплавов и силикатных пород давлению, соответствующему условиям формирования ядра, они обнаружили, что изотопы железа не разделяются, а связи железа с другими элементами лишь укрепляются. Ведущий автор Цзинь Лю отмечает: «Наши исследования высокого давления показывают, что фракционирование изотопов железа между силикатной мантией и металлическим ядром минимально».