Масивна аномалія в мантії Землі може бути залишком зіткнення, в результаті якого утворився Місяць

Приблизно 4,5 мільярда років тому, як вважають вчені, щось велике вдарилося в Землю і перекинуло її дупою через чайник. Результатом стала купа уламків, викинутих у космос, які оберталися навколо, поки не утворили Місяць. Від великого об’єкта, розміром з Марс і названого Тейєю, нічого особливого не залишилося. Принаймні так ми думали.

Дослідники з Китаю, США та Великої Британії знайшли докази того, що шматки Тейї потрапили всередину Місяця. Крім того, дані свідчать про те, що шматки Тейї теж потрапили всередину Землі. Якщо це так, гіпотеза гігантського зіткнення може розгадати таємницю, яка хвилювала вчених більше ніж десять років: наявність щільних частинок матеріалу розміром з континент, похованих глибоко під земною мантією приблизно на 2900 кілометрів (1800 миль) нижче, вигнутих. навколо його ядра.

«Наші висновки кидають виклик традиційним уявленням про те, що гігантський удар призвів до гомогенізації ранньої Землі», — говорить Хунпін Ден з Шанхайської астрономічної обсерваторії (SHAO) Академії наук Китаю.

«Натомість гігантський удар, який утворив Місяць, здається джерелом неоднорідності ранньої мантії та позначає відправну точку для геологічної еволюції Землі протягом 4,5 мільярдів років».

Краплі, які обертаються навколо ядра Землі, відомі як великі провінції з низькою швидкістю зсуву, або LLVP. Ми знаємо про них, тому що сейсмічні хвилі, які проходять через Землю від землетрусів, по-різному рухаються через різні матеріали. Завдяки сейсмічним даним вчені змогли отримати детальні карти LLVP: великих щільних регіонів на межі ядра та мантії, один під Африкою, інший під Тихим океаном.

Раніше вчені припускали, що LLVP генеруються якимись внутрішніми процесами Землі, такими як залишки старих тектонічних плит, або плями з вищою температурою, або океан магми в основі мантії. Але команда, яка стоїть за цим останнім відкриттям, вважає, що щось інше могло сприяти формуванню LLVP: Тея. Попереднє чисельне моделювання показало, що більша частина Тейї опинилася в Місяці, а всередині Землі залишилися лише сліди. Але це не обов’язково так.

Таким чином, протягом кількох років дослідники досліджували можливість того, що велика кількість Тейї застрягла всередині Землі, де вона залишається донині, турбуючи вчених. Вони провели серію комп’ютерних симуляцій зіткнення з Тейєю та спостерігали за ефектами, які мали на змодельовану Землю. І вони виявили кілька ознак того, що гігантський удар міг залишити довготривалі сліди на складі Землі.

Перший – розшарування мантії Землі. Під час моделювання матеріал Землі та Теї змішувався у верхній мантії в океані рідкої магми, тоді як нижня мантія залишалася більш твердою та переважно силікатною речовиною Землі. Ця стратифікація, заснована на сейсмічних даних, може існувати й сьогодні.

По-друге, це LLVP. Команда виявила, що шматки тейського матеріалу, лише десятки кілометрів у поперечнику, могли зануритися до межі ядра та мантії. Там вони накопичуються, переростаючи в LLVP. Приблизно 2-3 відсотки маси Землі, як виявили дослідники, могло походити від Тейї. Очікується, що матеріал LLVP буде на 2-3,5 відсотка щільніший за мантію Землі та багатший на залізо. Це хороша новина, оскільки це означає, що є спосіб перевірити це.

«У більшості симуляцій зіткнення, що утворюють Місяць, більшість місячних матеріалів походить від ударного елемента, тому ми очікуємо, що майбутні місії зможуть отримати скелі місячної мантії та порівняти їх із краплями мантії, щоб побачити, чи мають вони однакові хімічні ознаки», — Провідний автор дослідження, геофізик Цянь Юань з Каліфорнійського технологічного інституту, розповідає ScienceAlert.

Якщо це так, це дає нам новий набір інструментів для розуміння історії та формування нашої планети, а також історії та формування Сонячної системи. І, своєю чергою, це може допомогти нам зрозуміти інші світи та ймовірність придатності для життя там, у ширшій галактиці. У Чумацькому Шляху ми не знайшли екзопланет, схожих на Землю. Гігантський удар може бути однією з причин, чому Земля така, якою вона є.

«Стародавнє зіткнення, що призвело до формування Місяця, могло мати довготривалий вплив на всю еволюцію Землі, — каже Юань, — тому це може бути одним із фундаментальних факторів, чому Земля геологічно відрізняється від інших скелястих планет». Джерело