Ядро и мантия Земли разделились хаотично

Согласно новому исследованию, опубликованному в журнале Nature, струи горячей породы, поднимающиеся из земной мантии в вулканических горячих точках, содержат свидетельства того, что формирование Земли могло быть ещё более хаотичным, чем считалось ранее.

Известно, что Земля образовалась из вещества, окружавшего молодое Солнце. В итоге планета достигла размера, при котором более плотное железо погрузилось внутрь, сформировав зачаток ядра, а богатая силикатами мантия осталась над ним. Однако новая работа под руководством Инвэя Фэя из Института Карнеги и Колина Джексона из Института Карнеги и Смитсоновского института утверждает, что это разделение мантии и ядра не было упорядоченным процессом.

Это открытие важно, поскольку оно меняет представление о ранней геодинамике Земли. Ранее считалось, что мощные удары других объектов ранней Солнечной системы, включая гигантское столкновение, сформировавшее Луну, должны были полностью перемешать мантию. Новые данные указывают, что этого не произошло, и древние неоднородности могли сохраниться до наших дней.

Ключом к гипотезе стали уникальные древние изотопные сигнатуры вольфрама и ксенона в таких горячих точках, как Гавайи. Воссоздав в экспериментах с алмазными наковальнями экстремальные условия разделения ядра и мантии, учёные определили поведение йода (родительского элемента для ксенона-129) при высоких давлениях. Оказалось, что йод начинает растворяться в формирующемся ядре, что приводит к наблюдаемым изотопным аномалиям в глубоких, плотных карманах мантии, которые так и не были полностью перемешаны. "Как шоколадная крошка в тесте для печенья, эти плотные участки мантии было бы очень трудно снова перемешать", — пояснил Колин Джексон.