Нове дослідження пропонує теорію про те, як дорогоцінні метали потрапили в мантію Землі

Вчені з Єльського університету та Південно-Західного науково-дослідного інституту (SRI) кажуть, що вони зірвали куш, отримавши нову цінну інформацію про історію золота. Це історія, яка починається з сильних зіткнень великих об’єктів у космосі, продовжується в напіврозплавленому регіоні мантії Землі та закінчується тим, що дорогоцінні метали знаходять малоймовірне місце спокою набагато ближче до поверхні планети, ніж передбачали вчені.

Джун Коренага, професор кафедри наук про Землю та планети на факультеті мистецтв і наук Єльського університету, і Симона Марчі, науковий співробітник SRI в Боулдері, штат Колорадо, надають подробиці в дослідженні в журналі Proceedings of the National Academy of Sciences.

Їхня нова теорія дає можливі відповіді на питання про те, як золото, платина та інші дорогоцінні метали знайшли свій шлях до неглибоких кишень у мантії Землі, а не глибоко в ядрі планети. У більш широкому плані нова теорія пропонує розуміння формування планет у всьому Всесвіті.

«Наше дослідження є хорошим прикладом несподіваного відкриття після перегляду загальноприйнятої думки», — сказав Коренага.

Нещодавні дослідження вчених з усього світу встановили, що дорогоцінні метали, такі як золото та платина, потрапили на Землю мільярди років тому після того, як рання протоземля зіткнулася з великими тілами розміром із місяць у космосі, що залишило після себе відкладення складених матеріалів. на сучасну Землю. Але цей процес поглинання залишився чимось загадковим.

Крім того, що золото і платина цінуються за їх дефіцит, естетичну красу та використання у високотехнологічних продуктах, золото і платина є тим, що відомо як дуже «сидерофільні» елементи. Їх приваблює елемент залізо до такої міри, що, як очікується, вони збираються майже повністю в металевому ядрі Землі — або шляхом безпосереднього злиття з металевим ядром під час удару, або шляхом швидкого занурення з мантії в ядро.

За цією логікою вони не повинні були збиратися на поверхні Землі або поблизу неї. Але вони це зробили.

«Працюючи з Сімоне, яка є експертом з динаміки впливу, я зміг знайти нове рішення цієї головоломки», — сказав Коренага.

Теорія Коренага та Марчі зосереджена навколо тонкої, «перехідної» області мантії, де неглибока частина мантії тане, а глибша частина залишається твердою. Дослідники виявили, що ця область має особливі динамічні властивості, які можуть ефективно затримувати падаючі металеві компоненти та повільно доставляти їх до решти мантії.

Їхня теорія стверджує, що це доставлення все ще триває, а залишки перехідної області виглядають як «великі провінції з низькою швидкістю зсуву» — добре відомі геофізичні аномалії в глибокій мантії.

«Ця перехідна область майже завжди утворюється, коли великий ударний елемент стикається з ранньою Землею, що робить нашу теорію досить надійною», — сказав Марчі.

Дослідники кажуть, що нова теорія не тільки пояснює раніше загадкові аспекти геохімічної та геофізичної еволюції Землі, але й висвітлює широкий діапазон часових масштабів, пов’язаних із формуванням Землі.

«Одна з чудових речей, яку ми виявили, полягала в тому, що динаміка перехідної області мантії відбувається за дуже короткий проміжок часу — приблизно за добу, — але її вплив на подальшу еволюцію Землі тривав кілька мільярдів років», — сказав Коренага. Джерело