
Ученые из Калифорнийского университета в Санта-Барбаре, Университета Макгилла и Калифорнийского университета в Дейвисе обнаружили геохимический след материала, сохранившегося со времен раннего периода формирования Земли. Статья ученых опубликована в журнале Sciene.
На раннем этапе формирования Земля была расплавлена и раскалена. Со временем планета начала охлаждаться и разделилась на два слоя — плотное железное ядро и богатую силикатами мантию. В течение последующих лет эволюции Земли конвекция в ее недрах заставила подняться лаву наверх, раплавиться, а потом снова разделиться по плотности. Расплавленный материал, менее плотный, чем камни, превратился в земную кору, в то время как более плотные остатки оказались в мантии.
Ранее ученые предполагали, что остатки мантии в период образования коры обратно смешались с мантией и свидетельства о самых древних геохимических событиях были утеряны. Однако команде исследователей удалось найти следы древнего материала на поверхности.
Исследователи изучали трапп на Баффиновой Земле, северном канадского острова, и на плато Онтонг-Ява в Тихом океане. Трапп появляется в результате излияния базальта, вулканической горной породы, за относительно короткое по геологическим меркам время — первые миллионы лет. Возраст самой застывшей лавы насчитывает от 60 до 120 миллионов лет в зависимости от места ее рождения, однако команда ученых обнаружила, что найденный ими расплавленный материал относится к событиям, происходившим 4,5 миллиарда лет назад.
В этих породах авторы работы измерили количество изотопа вольфрама. Вольфрам имеет один изотоп с массовым числом 182, который возникает при радиоактивном распаде изотопа гафния. Гафний-182 превращается в вольфрам-182 за девять миллионов лет. Ученые определили, что породы из Баффиновой Земли, которые сформировались около 60 миллионов лет назад, и из Онтонг-Явы, возникшие около 120 миллионов лет назад, содержат чуть больше вольфрама-182, чем другие камни.
По мнению ученых, эта неоднородность в изотопах возникла в результате превращения гафния-182 в вольфрам-182 в течение первых 50 миллионов лет истории Солнечной системы в период активного формирования Земли. Наиболее вероятное объяснение, как отмечают исследователи, состоит в том, что часть мантии Земли формировалась несколько иным образом, так как вольфрам вместе с железом уносился в ядро Земли.
«Это показывает, что некоторые остатки ранних недр Земли, состав которых определялся процессами формирования планеты, до сих пор существуют», — объясняет один из авторов работы. В будущем ученые планируют найти другие вольфрамовые аномалии, которые помогут объяснить раннюю историю Земли.
Кристина Уласович
