Землю омолодили на 70 млн лет

Международная группа учёных, извинившись за предыдущие ошибочные записи в паспорте, уточнила возраст нашей родины, планеты Земля.

Сравнив химические элементы из мантии с метеоритным веществом, образовавшимся одновременно с Солнечной системой, исследователи пришли к выводу, что старушка на 70 млн лет моложе, чем казалась раньше, когда ей давали 4 537 млн лет.

Главный вывод заключается в том, что формирование планеты длилось много дольше: не тридцать, а сто миллионов лет. Моделирование показало, что Земля набрала 60% массы довольно быстро, но оставшееся заняло куда больше времени.

Соавтор исследования Джон Радж из Кембриджского университета (Великобритания) опровергает традиционную точку зрения на то, что снижение скорости формирования земной массы шло по экспоненте. «В действительности всё гораздо сложнее, — отмечает учёный. — По-видимому, процесс не был равномерным».

Как известно, планеты появились на свет благодаря процессу аккреции протопланетного облака: частицы космической пыли сталкивались и постепенно создавали более крупные объекты. Один из них стал основой для Земли. В ходе дальнейших столкновений часть будущей планеты начала плавиться, в результате некоторые металлы утекли к центру протоземли. Так образовались металлическое ядро и силикатная внешняя кора.

По мнению большинства учёных, всё завершилось столкновением Земли с неким телом размером с Марс, в результате чего часть вещества обоих объектов была выброшена на орбиту и впоследствии сформировала Луну.

Хотя по поводу механизма аккреции большинство представителей научного сообщества пришли к единому мнению, продолжительность этого процесса по сей день вызывает споры. В ходе рассматриваемого исследования была построена новая математическая модель на основе информации о концентрации в коре изотопов гафния-182 и вольфрама-182.

Первый из них родствен силикатам, второй — металлам. Более того, в ходе процесса радиоактивного полураспада первый превращается во второй и, соответственно, должен был вместе с другими металлами переместиться ближе к ядру. Если же полураспад имел место после окончания аккреции, вольфрам-182 оставался в коре.

Земные данные о концентрации изотопов затем сравнивались с «хондритовыми» метеоритами — примитивными астероидами, упавшими на Землю уже в наше время и не претерпевшими никаких процессов сегрегации металлов. Кроме того, исследователи совместили эту информацию со сведениями об ураново-свинцовом распаде, который также происходил при аккреции. Сделано это было в связи с тем, что период полураспада в обоих случаях занимает миллионы лет, и результаты моделирования двух распадов поодиночке могли оказаться очень неточными.

Джон Радж и его коллеги смоделировали все мыслимые способы, с помощью которых Земля могла пройти процесс аккреции, чтобы концентрация соответствующих изотопов в коре достигла в итоге реальных показателей. Было показано, что планета почти наверняка не могла образоваться в течение 30 млн лет. Полученные результаты указывают на то, что Земля сначала росла очень быстро, достигнув двух третей своего размера за 10–40 млн лет. После этого аккреция, то замедляясь, то ускоряясь, продолжалась, возможно, ещё 70 миллионов лет.

Словом, новый возраст Земли оценён в 4 467 млн лет.

Результаты исследования опубликованы в журнале Nature Geosciences.

Подготовлено по материалам Кембриджского университета.