Загадочные гигантские "капли" в недрах Земли: ученые наконец-то нашли объяснение этому явлению

Две массивные аномальные структуры на границе ядра и мантии Земли могут быть остатками материала, который просочился из ядра в древнейший период формирования планеты. Новое моделирование отвергает теории связанные со старыми тектоническими плитами или обломками гипотетической Теи. Исследователи считают, что именно примеси могли изменить состав мантии и создать большие провинции с низкой скоростью сдвига (large low-shear-velocity provinces, LLSVP), известные с 1980-х годов, пишет ScienceAlert.

Крупнейшие из этих структур расположены под Африкой и под Тихим океаном и простираются от границы ядра на глубину около 2900 километров. Сейсмические данные свидетельствуют, что волны проходят сквозь них значительно медленнее, указывая на отличный состав материала. Именно поэтому их происхождение десятилетиями оставалось одним из ключевых вопросов глубинной геологии.

Команда Йошинори Миядзаки из Университета Рутгерса смоделировала эволюцию мантии с учетом возможной утечки легких компонентов из ядра. Они смешали основные ингредиенты Земли и смоделировали, как она охлаждается. Результаты работы опубликовали в журнале Nature Geoscience.

"Это не случайные странности. Это отпечатки древнейшей истории Земли. Если мы сможем понять, почему они существуют, мы сможем понять, как образовалась наша планета и почему она стала пригодной для жизни", - отметил Миядзаки .

По модели, оксид магния и диоксид кремния в период охлаждения ядра кристаллизовались быстрее, чем железо, и выталкивались в магматический океан, который покрывал Землю после ее образования. Эти примеси изменяли химический состав магмы, способствуя образованию силикатных минералов бриджманита и сейфертита вместо ферропериклаза, количество которого в реальных данных значительно ниже, чем ожидалось.

Образованные неоднородности могли сохраняться в недрах планеты в течение 4,5 миллиардов лет и со временем собираться в большие плотные массивы, которые сейчас фиксируют сейсмографы. Их края совпадают с зонами ULVZ - участками чрезвычайно низкой скорости волн, что подтверждает сценарий сложного наслоения материалов на ранних этапах развития Земли.

Африканская LLSVP связана с локальным ослаблением магнитного поля над Атлантическим океаном, а некоторые исследователи предполагают, что обе структуры повлияли также на формирование тектонических плит Земли. Это означает, что древние процессы в мантии могли определить пригодность планеты к жизни.

"Даже имея очень мало подсказок, мы начинаем строить историю, которая имеет смысл. Это исследование дает нам немного больше уверенности в том, как эволюционировала Земля и почему она такая особенная", - подытожил Миядзаки.

Недавно команда Института Макса Планка создала самого точного в мире цифрового двойника Земли с беспрецедентным разрешением 1,25 километра. Это является прорывом в прогнозировании погоды и долгосрочном климатическом моделировании.