Новое исследование проливает свет на самые ранние дни формирования Земли

Новое исследование под руководством профессора Йоркского университета проливает свет на самые ранние дни формирования Земли и потенциально ставит под сомнение некоторые прежние представления в планетологии о ранних годах каменистых планет. Установив прямую связь между динамикой недр Земли, происходившей в первые 100 миллионов лет её истории, и её современной структурой, эта работа стала одной из первых в данной области, сочетающих гидродинамику с химией для лучшего понимания ранней эволюции Земли.

Исследование, опубликованное в журнале Nature, впервые демонстрирует с помощью физической модели, что основные черты структуры нижней мантии Земли сформировались четыре миллиарда лет назад, вскоре после образования планеты. Нижняя мантия играет ключевую роль в истории Земли, определяя, среди прочего, охлаждение ядра, где генерируется магнитное поле планеты.

Авторы разработали новую модель на основе подхода многофазного потока, позволяющую уловить динамику затвердевания магмы в планетарном масштабе. Моделирование показало, что большинство кристаллов в ранней мантии сформировалось при низком давлении, что создаёт иной химический след, чем ожидалось при высоком давлении на глубине. Это ставит под сомнение преобладающее в планетологии предположение о том, что геохимия нижней мантии в основном определяется высокобарическими химическими реакциями.

«Если мы знаем некие начальные условия и основные процессы планетарной эволюции, мы можем предсказать, как планеты будут развиваться», — отмечает ведущий автор работы. Полученные результаты могут помочь в прогнозировании эволюции других каменистых планет.