Древний океан магмы времен ранней Земли все еще хранится в недрах: что нашли ученые

Об этом пишет Live Science.

В начале своей истории Земля имела глубокий океан магмы под своей поверхностью — к такому выводу пришли исследователи. Более того, они полагают, что следы древнего океана магмы все еще хранятся в недрах планеты, чем потенциально можно объяснить странные аномалии, наблюдаемые сегодня в мантии Земли.

У Фокус. Технологии появился свой Telegram-канал. Подписывайтесь, чтобы не пропускать самые свежие и захватывающие новости из мира науки!

Базальный океан магмы был предметом жарких споров в течение многих лет: многие геохимические данные указывают на то, что в первые несколько сотен миллионов лет существования планеты на границе между ядром Земли и ее средним слоем, мантией, образовалось устойчивое море расплава. В то же время модели формирования планеты ранее предполагали, что в начале своего пути Земля затвердевала сверху вниз, что затрудняло понимание того, как мог существовать глубокий океан магмы.

В новом исследовании ученые обнаружили, что магматический океан не просто мог существовать, но его присутствие, вероятно, было неизбежным. Независимо от точного местоположения, где расплавленная новорожденная планета начала кристаллизоваться в твердое тело, базальный океан все равно образовался.

Теперь ученые считают, что остатки этого скрытого магматического моря все еще могут существовать сегодня в виде крупных провинций с низкой скоростью сдвига LLVP) или мантийных "сгустков", которые представляют собой гигантские области глубокой мантии, где волны землетрясений распространяются медленнее, чем через остальную часть мантии.

Исследователи годами спорят о том, являются ли эти области остатками океанической коры, которые были вытеснены глубоко в мантию и датируются несколькими сотнями миллионов лет, или же они представляют собой базальный магматический океан Земли — в таком случае им около 4,4 миллиарда лет.

В новом исследовании ученые обнаружили данные, подтверждающие последнее. Результаты новой работы исследователей могут иметь серьезные последствия для того, как исследователи понимают историю Земли. По словам ведущего автора исследования Шарль-Эдуарда Букаре, физика-палеонтолога из Йоркского университета в Торонто, их с коллегами открытие повлияет на тепловую связь между ядром и мантией, а также может повлиять на расположение тектонических плит.

В ходе исследования ученые построили модель формирования Земли, которая учитывает как геохимические данные, так и сейсмические данные — два основных метода изучения глубокой истории планеты.

Не секрет, что в магме содержатся важные микроэлементы, причем часть из них остаются стабильными, тогда как другие кристаллизуются в горную породу. Количество этих микроэлементов в горной породе может показать, когда и в каком порядке затвердевали породы мантии.

Большинство исследований на эту тему сосредотачиваются на первоначальном затвердении мантии и динамике, однако в новой работе ученые сосредоточились на точке, в которой мантия могла бы быть достаточно кристаллизована, чтобы вести себя как твердое тело, а не как жидкость. Команда обнаружила, что независимо от того, где изначально началось затвердевание — в середине мантии или прямо на границе с ядром — образовался базальный магматический океан.

Процесс должен был начаться с образования тонкой корки твердых тел на поверхности новой Земли, но твердые тела были холодными и менее плавучими, чем лежащая под ними мантия, поэтому они опускались и переплавлялись.

По словам Букаре, основная структура нашей планеты сформировалась в самом начале пути Земли. Более того, в дальнейшем ученые планируют улучшить моделирование, включив больше следовых элементов.