З глибин Землі вивільняються космічні елементи, які з'явилися там більш ніж 4 мільярди років тому.

Дослідники знайшли свідчення того, що протягом 4,5 мільярдів років наша планета "приготовляє" у своїх глибинах унікальний хімічний склад.

Земля утворилася приблизно 4,5 мільярда років тому, і на початковому етапі вона являла собою розплавлену сферу, покриту океаном лави, на яку постійно падали астероїди. Згодом планета охолола, перетворившись на ту, що ми знаємо сьогодні. Водночас ядро Землі продовжує виштовхувати на поверхню матеріали з космосу, які потрапили в її надра під час формування. Зокрема, водень, який, проникаючи в мантію та кору, трансформується у воду, що зв'язується всередині мінералів. Дослідники вирішили з'ясувати, чи існують хімічні відмінності в глибоких шарах мантії, які свідчать про кристалізацію планети з рідкої форми, або ж це вказує на тривалий обмін хімічними елементами між ядром і мантією, що триває вже 4,5 мільярда років. Вони отримали відповідь, і результати дослідження були опубліковані в журналі Science Advances, згідно з інформацією від ScienceAlert.

Науковці створили унікальну модель, використовуючи існуючі дані, з метою вивчення процесів, що відбуваються в глибині Землі. Вони зосередилися на аналізі співвідношення важкого ізотопу водню, званого дейтерієм, до звичайного водню, щоб виявити, чи може легший водень підніматися до поверхні разом із потоками розплавленої магми.

Результати свідчать про те, що в процесі кристалізації магматичного океану утворилася мантія з практично однорідним ізотопним складом водню. Минуле Землі було настільки бурхливим, що дейтерій і водень не могли чітко розподілитися по різних шарах Землі.

Геологічні дослідження свідчать про те, що речовини з земного ядра піднімаються в верхні шари разом із потоками магми, а також можуть виходити на поверхню під час вулканічних вивержень. Ці магматичні потоки містять легкі ізотопи водню, який потрапив у надра Землі з космічної туманності, що стала основою для утворення Сонячної системи. В процесі підйому з ядра, цей водень збагачує мантію, призводячи до зниження співвідношення дейтерію та водню, як зазначають дослідники.

Важливим показником того, що в надрах планети відбувається хімічний обмін, є співвідношення ізотопів гелію: гелію-3 та гелію-4. Перший потрапив усередину планети з космічної туманності, а другий утворюється в результаті радіоактивного розпаду у верхніх шарах Землі. Підвищене співвідношення ізотопів гелію-3 і гелію-4 в океанічних базальтах (вулканічні породи) є доказом того, що гелій виходить із ядра Землі.

Дослідники також виявили, що вольфрам, який потрапив у ядро, піднімається вгору. Це сталося внаслідок розділення надр Землі на різні шари під час кристалізації.

Вчені стверджують, що всередині планети утворюється хімічний коктейль, який свідчить про те, що дуже давня речовина з ядра Землі поступово проникає у вищі шари. Це також доводить, що між ядром і мантією протягом усієї історії еволюції Землі відбувається постійний обмін речовиною.