Форум

Гигантское столкновение между древней протопланетой Тея и прото-Землей около 4,5 миллиардов лет назад, возможно, сформировало Луну, а также два региона размером с континент - официально известные как большие низкоскоростные области - в мантии нашей планеты, согласно данным исследовательской группы во главе с учеными Калифорнийского технологического института, рассказывается здесь.

В 1980-х годах ученые обнаружили два сгустка необычного материала размером с континент глубоко под центром Земли: один - под Африканским континентом, а другой - под Тихим океаном.

Каждый из них вдвое больше Луны и, вероятно, состоит из элементов, пропорции которых отличаются от пропорций окружающей ее мантии.

Откуда взялись эти странные сгустки - официально известные как большие низкоскоростные области?

"Формирование планет земного типа завершается чередой гигантских столкновений между планетарными зародышами размером с Луну и Марс", - рассказывают исследователь Калифорнийского технологического института Цянь Юань и его коллеги.

"Хорошо изученный сценарий гигантского столкновения предполагает столкновение протопланеты Тея с прото-Землей".

В исследовании авторы использовали компьютерное моделирование, чтобы предложить объяснение этих больших сгустков.

Было предположено, что материал в этих регионах на 2,0-3,5% плотнее окружающей мантии.

Моделирование показывает, что сгустки могут представлять собой погребенные реликвии мантийного материала Теи, который сохранился в мантии прото-Земли после столкновения с лунообразующим гигантом.

Эти реликвии Теи имели десятки километров в поперечнике, и авторы предполагают, что они погрузились в нижнюю часть мантии и накопились, образовав плотные сгустки над ядром Земли.

"Логическим следствием идеи о том, что большие низкоскоростные области являются остатками Теи, является то, что они очень древние", - сказал доктор Пол Азимов, также из Калтеха.

"Поэтому есть смысл исследовать, какие последствия они имели для ранней эволюции Земли, например, начало субдукции до того, как условия стали подходящими для тектоники плит современного типа, формирование первых континентов и происхождение древнейших земных минералов, сохранившихся до наших дней".

"Наши результаты ставят под сомнение традиционное представление о том, что гигантский удар привел к гомогенизации ранней Земли", - сказал профессор Хонгпин Денг, исследователь Шанхайской астрономической обсерватории.

"Зато гигантский удар, образовавший Луну, похоже, является причиной неоднородности ранней мантии и является отправной точкой для геологической эволюции Земли в течение 4,5 миллиардов лет".

"Похоже, что Луна содержит материалы, которые представляют как Землю до столкновения, так и Тею, но считалось, что любые остатки Теи на Земле были бы "стерты" и гомогенизированы за миллиарды лет динамики (например, конвекции мантии) внутри Земли", - сказал профессор Университета штата Аризона Стивен Дэш.

"Это первое исследование, которое доказывает, что отдельные "куски" Теи все еще находятся внутри Земли, на границе ядра и мантии".

"Похоже, что земные сгустки - это остатки столкновения планет, в результате которого образовалась наша Луна, - указал профессор Университета штата Аризона Эд Гарнеро.

"Другими словами, массивные сгустки, которые сейчас находятся внутри Земли, глубоко под нашими ногами, являются внеземными. Земля имеет не просто "сгустки", Земля имеет внеземные сгустки!"

"Благодаря точному анализу широкого спектра образцов горных пород в сочетании с более совершенными моделями гигантских столкновений и моделями эволюции Земли, мы можем сделать вывод о материальном составе и орбитальной динамике первоначальной Земли, Геи и Теи", - сказал доктор Юань.

"Это позволяет нам ограничить всю историю формирования внутренней Солнечной системы".

"Это исследование даже дает вдохновение для понимания формирования и пригодности к жизни экзопланет за пределами нашей Солнечной системы", - заключил профессор Денг.

Исследование было опубликовано в журнале Nature.