"Протопланета", создавшая Луну, может скрываться глубоко внутри Земли

На модерации Отложенный

Остатки протопланеты, которая врезалась в Землю и создала Луну, возможно, все еще скрываются глубоко в мантии нашей планеты.

Новое исследование предполагает, что этот ударный элемент, поразивший только что сформировавшуюся Землю 4,5 миллиарда лет назад, все еще существует в мантии Земли в виде двух загадочных "капель", которые долгое время озадачивали геологов. Эти сгустки, известные как большие провинции с низкой скоростью сдвига (LLVPS), представляют собой места, где сейсмические волны движутся медленнее, чем в остальной мантии, предполагая, что существует разница в температуре, составе или и том, и другом.

Вместе капли составляют около 4% мантии. Одна находится под Африкой, а другая - под Тихим океаном.

Столкновение, сформировавшее Луну, "вероятно, является вполне возможным объяснением происхождения этих двух капель", - говорит автор исследования Цянь Юань, геофизик из Калифорнийского технологического института.

Для нового исследования, опубликованного 1 ноября в журнале Nature Climate Change, Юань сотрудничал с учеными-планетологами, чтобы смоделировать столкновение с Луной, его влияние на мантию и то, как остатки ударившего тела циркулировали бы в мантии в течение следующих 4,5 миллиардов лет. Они впервые обнаружили, что столкновение Земли с телом размером примерно с Марс — общепринятый размер ударного элемента — расплавило бы не всю мантию, а только верхнюю половину.

"Этот твердый нижний слой захватит более 10% мантии ударного объекта", - отмечает Юань. Фрагмент ударного элемента "с точки зрения массы и объема очень сопоставим с двумя каплями мантии, которые мы видим прямо сейчас на Земле".

Моделирование мантийной циркуляции показало, что ударный элемент мог постепенно внедряться в мантию Земли. Поскольку, согласно модели, он был бы примерно на 2,5% плотнее мантии, то опустился бы и затвердел, в конечном итоге стабилизировавшись низко в мантии, но не став частью ядра Земли. Это также соответствует тому, что сегодня видно в каплях мантии, которые находятся на глубине 2000 километров, они примерно на 3% плотнее окружающей среды.

Единственное представление о геохимии капель мантии дает вулканическая активность, потому что вулканические породы, называемые базальтами, которые извергаются в этих областях, могут содержать следы магмы из капель, сказал Юань.

Большая часть лунообразующего фактора сформировала саму Луну, поэтому сравнение этих камней с лунными может показать, произошли ли они из одного и того же источника. Но для этого исследователям понадобятся образцы из недр Луны.

"Будущие миссии на Луну могут проверить нашу гипотезу", - заключил Юань.