Вчені розкрили загадку двох незвичних гігантських "масивів" у глибинах Землі: знайдено пояснення явищу.

Дослідники вважають, що їм вдалося розгадати одну з найдивніших загадок планети -- наявність двох щільних гігантських згустків, незрозуміло згрупованих над ядром планети.

У 1980-х роках дослідники, аналізуючи сейсмічні дані, отримані під час землетрусів, виявили так звані великі зони низької швидкості зсуву (LLSVP). Ці сейсмічні спостереження вказали на існування двох значних ділянок у нижній мантії Землі: одна з них розташована під Африкою, а інша — під Тихим океаном. Обидві ці області піднімаються від межі ядра та мантії, яка знаходиться приблизно на глибині 2900 кілометрів під поверхнею нашої планети, повідомляє Science Alert.

У Фокус. Технології тепер має власний Telegram-канал! Приєднуйтесь, щоб бути в курсі останніх і найцікавіших новин у сфері науки!

Через ці області сейсмічні хвилі розподіляються з помітною затримкою, що вказує на відмінність складу від навколишнього матеріалу. Раніше припускали, що таємницю загадкових згустків можна пояснити залишками стародавніх тектонічних плит, магматичним океаном, який остигає, або фрагментами гігантського об'єкта під назвою Тейя, який колись у минулому зіткнувся із Землею, утворивши Місяць.

Вчені також виявили зв'язок між Африканським згустком і зниженням магнітного поля Землі в районі Атлантичного океану. При цьому деякі дослідники вважають, що ці згустки, ймовірно, вплинули на розвиток тектонічних плит нашої планети.

Вчені вважають, що розгадка загадкових згустків у надрах нашої планети може бути пов'язана з тим, як розвивалася наша планета в минулому, що відбувається сьогодні й що на Землю чекає в майбутньому.

У новому дослідженні вчені застосували моделі, які допомогли прояснити походження великих регіонів знижених швидкостей зсуву, що спостерігаються в надрах Землі. Зацікавлює те, що результати нового моделювання не відповідають жодній з раніше припущених теорій походження. Найімовірніше, певний матеріал міг витекти з ядра Землі, яке було пошкоджене під час її формування. Згодом цей матеріал змішався з мантією, створивши ті загадкові згустки, які ми спостерігаємо сьогодні.

За словами геодинаміка Есінорі Міядзакі з Ратгерського університету, насправді ці згустки зовсім "не випадкові дивацтва". Насправді вони, ймовірно, є відбитками пальців найбільш ранньої історії нашої планети. У результаті вчені вважають, що розуміння природи цих згустків може пролити світло на наше розуміння того, як утворилася наша планета і чому вона стала придатною для життя.

За словами дослідників, результати нової роботи вказують на те, що ці загадкові згустки дуже старі та стабільні, що узгоджується з теорією магматичного океану. Згідно з цією теорією, наша планета є розплавленою, в'язкою кулею, покритою магматичним океаном на початку своєї історії. У міру охолодження цей океан диференціювався, і важчі матеріали відокремлювалися й опускалися.

Варто підкреслити, що ця концепція також свідчить про існування ще одного типу структури — тонких зон на межі між ядром і мантією, які називають зонами наднизьких швидкостей (ULVZ). Ці зони мають зв'язок з краями великих структур низької швидкості (LLSVP), де сейсмічні хвилі рухаються значно повільніше, порівняно з більш обширними районами з низькою швидкістю зсуву.

Якщо теорія магматичного океану правильна, наша планета мала б мати акуратні, чітко виражені шари, подібні до пирога, з шаром над межею ядро-мантія, який складався б зі значної кількості феропериклазу. Однак сейсмічні дані вказують на набагато нижчий вміст феропериклазу, тоді як сама наявність і безладна конфігурація LLSVP і ULVZ суперечать цій моделі.

За словами Міядзакі, ця розбіжність і стала відправною точкою їхньої з колегами роботи. Якщо почати з магматичного океану і провести розрахунки, за підсумком вийде зовсім не те, що ми бачимо сьогодні на сучасній планеті -- чогось не вистачає.

Під час дослідження вчені провели моделювання, щоб визначити, чого не вистачає. Команда змішала основні компоненти планети та змоделювала їхнє охолодження, з витоком матеріалу з ядра планети й без нього. У результаті їм вдалося виявити секретний інгредієнт.

Не всі елементи остигають і кристалізуються з однаковою швидкістю. Результати моделювання вказують на те, що в міру охолодження і стиснення ядра під тиском легші компоненти, наприклад, оксид магнію і діоксид кремнію, кристалізуються швидше, ніж залізо в складі. Вони спливають вгору і видавлюються через кордон ядро-мантія в магматичний океан, де розчиняються.

Наступним етапом, цей додатковий матеріал змінює хімічний склад магми, що веде до формування силікатних мінералів, таких як бриджманіт і сейфертит, які стають панівними в нижньому шарі. Одночасно рівень феропериклазу залишається на низькому рівні.

Навіть у самих надрах Землі, де температурні та тискові умови є екстремальними, ці геологічні утворення можуть зберігатися протягом 4,5 мільярда років з моменту утворення планети. З часом вони істотно змінюються через конвекційні процеси, формуючи структури, які вчені наразі досліджують, використовуючи сейсмічні дані.

За висловлюваннями Міядзакі, це відкриває можливість знову розглянути магматичний океан як ймовірну теорію для пояснення появи загадкових скупчень у глибинах нашої планети. Якщо ж LLSVP і ULVZ сприяли формуванню тектонічних плит, які є критично важливими для життя на Землі, це може дати нові уявлення про еволюцію інших планет у космосі.

Нагадаємо, що раніше ми повідомляли про відкриття фрагментів незнайомого світу, які були виявлені в глибинах нашої планети.

Раніше видання Фокус повідомляло про загадкові маси в глибинах Землі, які викликають землетруси та вулканічні виверження: як вони утворилися.