Залишки протопланети, яка врізалася в Землю й створила Місяць, можуть все ще ховатися глибоко в мантії нашої планети.
Нове дослідження показує, що цей імпактор, який влучив у щойно сформовану Землю 4,5 мільярди років тому, все ще існує в мантії Землі у вигляді двох загадкових "згустків", які давно спантеличують геологів, розповідається
тут. Ці згустки, відомі як великі високошвидкісні області (LLVP), є місцями, де сейсмічні хвилі рухаються повільніше, ніж у решті мантії, що свідчить про різницю в температурі, складі або і в тому, і в іншому.
Разом вони складають близько 4% мантії. Одна з них знаходиться під Африкою, а інша - під Тихим океаном.
Місяцеутворювальний удар може бути дуже ймовірним поясненням походження цих двох згустків, каже перший автор дослідження Цянь Юань, геофізик з Каліфорнійського технологічного інституту.
У новому дослідженні, опублікованому на днях в журналі Nature Climate Change, Юань співпрацював з планетологами, щоб змоделювати зіткнення з Місяцем, його вплив на мантію і те, як залишки тіла, що зіткнулося, циркулювали б у мантії протягом наступних 4,5 мільярда років. Вони вперше виявили, що зіткнення Землі з тілом розміром з Марс - прийнятий розмір ударного тіла - розплавило б не всю мантію, а лише її верхню половину.
"Цей твердий нижній шар захопить понад 10% мантії імпактора", - каже Юань. "Цей шматок імпактора за масою й об'ємом можна порівняти з двома мантійними згустками, які ми бачимо зараз на Землі".
Моделювання мантійної циркуляції показало, що імпактор може поступово інтегруватися в мантію Землі. Оскільки він був би приблизно на 2,5% щільнішим за мантію, згідно з моделлю, він би занурювався та тверднув, врешті-решт стабілізувавшись низько в мантії, але не влившись в ядро Землі. Це також збігається з тим, що ми бачимо сьогодні в мантійних згустках, які залягають на глибині понад 2000 кілометрів і приблизно на 3% щільніші, ніж їхнє оточення.
"Оскільки вона має вищу щільність, це дозволить їй залишатися над межею ядра і мантії Землі протягом 4,5 мільярдів років", - сказав Юань.
Інше нещодавнє дослідження також вказало на можливість того, що гігантські зіткнення можуть пояснити LLVP, хоча це дослідження не стосувалося, зокрема, зіткнення, що сформувало Місяць. Дослідження, опубліковане в жовтні в журналі PNAS, також змоделювало циркуляцію мантії і виявило, що дорогоцінні метали, принесені на Землю давніми зіткненнями, можуть залишатися в LLVP і сьогодні. Цілком можливо, що LLVP містять матеріал від численних зіткнень, які відбулися на початку історії Землі, пишуть Юань і його колеги у своєму новому дослідженні.
За словами Юаня, мантійні згустки важливі, оскільки їхні межі корелюють з мантійними шлейфами, де магма гарячіша, ніж у навколишніх регіонах. Мантієві шлейфи, своєю чергою, корелюють з гарячими точками вулканізму, в тому числі з алмазоносними виверженнями, які називаються кімберлітами.
Вулканічна активність дає єдине уявлення про геохімію мантійних плям, оскільки вулканічні породи, які називаються базальтами, що вивергаються на цих територіях, можуть містити сліди магми зі згустків, каже Юань.
Значна частина місяцеутворювального імпактора сформувала сам Місяць, тому порівняння цих порід з місячними може виявити, чи походять вони з одного джерела. Але для цього дослідникам знадобляться зразки з глибоких надр Місяця - те, що може стати можливим завдяки запланованій пілотованій місії "Артеміда".
Протопланета, яка створила Місяць, може ховатися глибоко всередині Землі
