Нам достаточно посмотреть на Луну, чтобы увидеть остатки катастрофического столкновения двух ранних планет, произошедшего миллиарды лет назад. Теперь ученые предполагают, что доказательства могут также находиться глубоко под нашими ногами, поскольку остатки этой древней планеты скрываются недалеко от ядра Земли.
В 1980-х годах геофизики обнаружили два гигантских необъяснимых скопления материала в мантии Земли в виде сгустков. Сейсмические данные показали, что эти области, каждая из которых простирается на тысячи километров в ширину, были гораздо более плотными, чем окружающая мантия, и, вероятно, имели гораздо более высокое содержание железа. Эти загадочные структуры были названы «крупными областями с низкой скоростью сдвига» (англ. Large low-shear-velocity provinces, LLSVP), поскольку их плотность замедляет сейсмические волны при их прохождении.
Основная гипотеза заключается в том, что эти LLVP представляют собой частично расплавленные остатки древних континентальных плит, погрузившихся под поверхность Земли (кладбище плит). Но новое исследование Калифорнийского технологического института предполагает более инопланетное происхождение — возможно, предполагают они, эти богатые железом капли являются фрагментами давно потерянной планеты, которую поглотила Земля.
Эта история звучит безумно, но она не лишена некоторой научной основы. Принято считать, что Земля действительно пережила апокалипсис планетарных масштабов около 4,5 миллиардов лет назад, когда в нее врезалась планета размером с Марс, названная Тейя. Считается, что это космическое столкновение создало Луну и, возможно, даже доставило большую часть воды на Землю.
Обычно считается, что после этого столкновения материал Тейи смешался с мантией Земли, так что планета и новорожденная Луна имеют одинаковый общий состав. Но исследователи из Калифорнийского технологического института предположили, что вместо этого большие скопления Тейи остались нетронутыми и опустились к ядру Земли, как сгустки парафина в лавовой лампе.
Иллюстрация расположения двух больших плотных «сгустков» богатого железом материала вблизи ядра Земли. Один находится под африканским континентом, а другой под Тихим океаном. Каждый сгусток почти в два раза больше Луны. Ядро Земли показано в виде серой сферы. Фото: Edward Garnero.
Ученые смоделировали ряд различных возможных сценариев того, из чего могла состоять Тейя и как она столкнулась с Землей. И действительно, моделирование привело к созданию как Луны, так и LLVP.
После столкновения, когда Тейя и Земля представляли собой одно большое липкое месиво, части мантии Тейи слиплись вместе и кристаллизовались в два богатых железом сгустка внутри Земли. Моделирование показало, что энергия, выделившаяся во время удара, расплавила верхнюю мантию и кору Земли, но не достигла нижней мантии, в результате чего она стала более холодной, чем предсказывали другие модели. Это позволило сгусткам Тейи оставаться нетронутыми, пока они дрейфовали туда, где мантия встречается с внешним ядром, где они и скрываются с тех пор.
Это интригующая история, но для ее подтверждения в любом случае потребуется дальнейшее расследование. В будущей работе исследователи планируют изучить, как эти структуры могли повлиять на историю Земли.
Исследование было опубликовано в журнале Nature, а команда описывает работу в видео ниже.
Источник: Caltech.
