В Китае обнаружили признаки обмена веществом между ядром и мантией Земли — ScienceAlert
Геологи из Университета науки и технологий Китая в городе Хэфэй пришли к выводу, что ядро Земли могло в ходе ее эволюции передавать вещество в мантию. Об этом сообщает ScienceAlert со ссылкой на исследование, опубликованное в журнале Science Advances.
Изотопы водорода как ключ к процессу
Исследователи использовали симуляции методом интегралов по траекториям, усиленные машинным обучением, чтобы изучить квантовое поведение атомов и молекул. Особое внимание они уделили переносу водорода в недрах планеты, поскольку малая масса этого элемента делает его изотопный состав чувствительным к квантовым эффектам.
Команда проанализировала соотношение дейтерия к водороду — показатель доли более тяжелого изотопа водорода. Модель кристаллизации первичного океана магмы показала, что разделение изотопов между минералами и расплавом должно было быть слабым. Следовательно, древняя мантия должна была получить относительно однородный изотопный состав водорода, несмотря на различия в давлении, температуре и допущениях модели.
Больше актуальных новостей — в Telegram-канале UA.News Telegram.
Следы из глубин Земли
Океанические островные базальты, в частности лавы с Баффиновой Земли в канадском Нунавуте и из Исландии, формируются из восходящих потоков вещества вблизи границы ядра и мантии. По мнению авторов работы, эти породы могут содержать признаки поступления более легкого водорода, накопленного в ядре еще из материала солнечной туманности. Такой водород может обогащать мантию и снижать в ней соотношение дейтерия к водороду.
Дополнительными свидетельствами этого процесса ученые считают соотношения изотопов гелия и вольфрама в таких базальтах. Повышенное соотношение первичного гелия-3 к гелию-4, а также изотопный сигнал вольфрама, согласно их интерпретации, согласуются с переносом вещества из глубоких слоев. Авторы отметили, что современные изотопные сигнатуры водорода в нижней мантии скорее отражают длительный обмен между ядром и мантией, чем являются неизмененными остатками раннего формирования Земли.
