Исследователи полагают, что неоднородность мантии Земли связана с космическим столкновением, которое привело к формированию Луны.
Международная группа исследователей обнаружила, что массивная аномалия глубоко внутри Земли может быть остатком столкновения, произошедшего около 4,5 млрд лет назад, в результате которого образовалась Луна. Осколки гипотетической планеты Тейи, как полагают ученые, сформировали не только спутник, но и часть мантии Земли.
Преобладающая теория предполагает, что Луна сформировалась из обломков в результате столкновения между первичной Землей (Гея) и протопланетой размером с Марс (Тейя). Предыдущие численные моделирования показали, что Луна, вероятно, унаследовала материал в основном от Тейи, в то время как Гея из-за своей гораздо большей массы была лишь слегка загрязнена инородным материалом.
В новой работе ученые использовали принципы гидродинамики для моделирования турбулентности и смешивания материалов после столкновения. Проведя многочисленные симуляции гигантского удара, ученые показали, что на ранней Земле после удара произошло расслоение мантии: верхние и нижние части отличались по составу и состоянию.
В частности, верхняя мантия представляла собой океан магмы, созданный в результате тщательного смешивания материала Геи и Тейи, в то время как нижняя мантия оставалась в значительной степени твердой и сохранила материальный состав исходной планеты. При этом аномальные Крупные области с низкой скоростью сдвига (LLSVP), расположенные в нижних слоях мантии — это часть материала Тейи, попавшего на большую глубину.
На Земле известно о двух крупных областях LLSVP, которые простираются на тысячи км у основания мантии под Африканской и Тихоокеанской тектоническими плитами. Когда сейсмические волны проходят через эти области, скорость волн значительно снижается. Эту аномалию можно объяснить разницей исходного состава между двумя планетами — Геей и Тейей.
Предыдущие исследования уделяли чрезмерное внимание структуре диска обломков и упускали из виду влияние гигантского столкновения на раннюю Землю. <…> Гигантский удар, образовавший Луну, по-видимому, является источником неоднородности ранней мантии и отмечает отправную точку геологической эволюции Земли в течение 4,5 млрд лет.
Дэн Хунпин, профессор Шанхайской астрономической обсерватории Китайской академии наук и руководитель исследования
Читать далее:
Посмотрите, как по-разному видят Крабовидную туманность «Уэбб» и «Хаббл»
Останки жуткой «русалки» из Японии отсканировали: что ученые нашли на снимках
Ученые рассказали, что произойдет с планетой через шесть лет
На обложке: иллюстрация столкновения Геи и Тейи. Изображение: Deng Hongping and Hangzhou Sphere Studio