З ядра Землі виходять речовини з космосу: вони потрапили туди понад 4 мільярди років тому

Земля з’явилася близько 4,5 мільярдів років тому, і спочатку це була розплавлена куля, вкрита глобальним океаном лави, на яку постійно падали астероїди. Потім Земля охолола і стала тією планетою, яку ми знаємо. Водночас ядро нашої планети постійно виштовхує нагору речовини з космосу, що потрапили в надра Землі ще під час її народження. Зокрема, водень, який, потрапляючи в мантію та кору, перетворюється на воду, пов’язану всередині мінералів. Вчені вирішили з’ясувати, чи є хімічні відмінності в глибоких шарах мантії Землі слідами кристалізації планети з розплавленої кулі, чи це доказ обміну хімічними речовинами між ядром і мантією, який триває 4,5 млрд років. І вони знайшли відповідь. Дослідження опубліковано в журналі Science Advances, пише ScienceAlert.

Вчені розробили спеціальну модель на основі наявних даних, щоб зрозуміти, що відбувається в надрах Землі. Вони дослідили співвідношення важкого ізотопу водню, відомого як дейтерій, та звичайного водню, щоб з’ясувати, чи не просочується легший водень вгору, до поверхні, разом із потоками розплавленої породи.

Результати свідчать про те, що в процесі кристалізації магматичного океану утворилася мантія з практично однорідним ізотопним складом водню. Минуле Землі було настільки бурхливим, що дейтерій і водень не могли чітко розподілитися по різних шарах Землі.

Геологічні дані показали, що речовина з ядра Землі проникає у вищі шари разом із потоками розплавленої породи і навіть виходить на поверхню під час вулканічних вивержень. Ці потоки розплавленої породи містять легкі ізотопи водню, який потрапив у надра Землі з космічної туманності, з якої сформувалася Сонячна система. Піднімаючись від ядра, цей водень збагачує мантію, знижуючи в ній співвідношення дейтерію та водню, зазначають вчені.

Важливим показником того, що в надрах планети відбувається хімічний обмін, є співвідношення ізотопів гелію: гелію-3 та гелію-4. Перший потрапив усередину планети з космічної туманності, а другий утворюється в результаті радіоактивного розпаду у верхніх шарах Землі. Підвищене співвідношення ізотопів гелію-3 і гелію-4 в океанічних базальтах (вулканічні породи) є доказом того, що гелій виходить із ядра Землі.

Також вчені з’ясували, що з ядра піднімається вольфрам, який опинився там, коли в процесі кристалізації надра Землі розділилися на окремі шари.

Вчені стверджують, що всередині планети утворюється хімічний коктейль, який свідчить про те, що дуже давня речовина з ядра Землі поступово проникає у вищі шари. Це також доводить, що між ядром і мантією протягом усієї історії еволюції Землі відбувається постійний обмін речовиною.

Інші новини науки

• Ядро Землі наповнене позаземною речовиною, якої немає ніде на нашій планеті.
• Археологи виявили найдавніше житло людей у Західній півкулі: йому 13 800 років.