Ученые из Университета штата Аризона, Калифорнийского технологического института в Пасадене и Даремского университета в Великобритании выяснили, что массивные аномалии в мантии Земли, известные как крупные области с низкой скоростью сдвига, на самом деле являются остатками планеты Тейя. Эта планета врезалась в Землю примерно 4,5 миллиарда лет назад, что привело к формированию Луны. Результаты исследования представлены в статье, опубликованной в журнале Nature.
Научная работа основана на методах гидродинамического моделирования и исследовании 2019 года, которое показало, что столкновение с планетой размером с Марс должно было привести к расслоению мантии на глубине примерно 1300 километров. Верхний слой представлял собой океан магмы, созданный в результате тщательного перемешивания материала первичной Земли (или Геи) с веществом Тейи, а более твердый нижний слой сохранил первоначальный состав. По оценкам, количество вещества Тейи, попавшего внутрь Земли, составляет 1,6-2 процента массы самой Земли.
Фото: Stephane Mahe / Reuters
Со временем верхний расплавленный слой затвердевал, его отдельные части тонули и накапливались на границе ядра и мантии Земли, где могли сохраняться в течение 4,5 миллиарда лет. Чтобы проследить за дальнейшей судьбой вещества Тейи, находившегося в этом слое, ученые использовали более высокоточное моделирование.
На границе ядра и мантии выявили две аномальные зоныРанее сейсмическое картографирование недр Земли выявило две большие аномальные области на границе мантии и ядра, названные крупными областями с низкой скоростью сдвига (LLVP). LLVP находятся под Африкой и Тихим океаном и достигают в поперечнике несколько тысяч километров, составляя шесть процентов объема всей Земли. Так, тихоокеанская LLVP имеет диаметр 3000 километров.
Эти зоны характерны тем, что в них падает скорость сдвиговых волн (S-волн) — поперечных волн, которые распространяются в твердых средах или в жидкостях с очень высокой вязкостью. Это говорит о том, что они резко отличаются по составу от остальной мантии.
3000километровсоставляет диаметр аномальной области, погруженной в мантию под Тихим океаном
Было предложено несколько гипотез появления этих аномалий, включая расслоение мантии Земли или погруженные остатки океанической коры после столкновения Земли с другой планетой на заре существования Солнечной системы. Однако эти сценарии не объясняют наличия относительно большого количества летучих веществ в LLVP. Ученые предположили, что эти летучие компоненты изначально были захвачены Тейей из протопланетной туманности за орбитой Юпитера и удерживались ею до момента столкновения с Землей.
Планета Тейя оставила в недрах Земли сгустки мантииЧтобы подтвердить, что LLVP действительно представляют собой остатки Тейи, ученые смоделировали погружение вещества протопланеты в мантию Земли, исходя из его химического состава. Поскольку столкновение протопланеты с Землей привело к образованию Луны, то следует ожидать, что химический состав пород на Луне отражает состав мантии Тейи. Известно, что в мантии Луны в больших количествах содержится FeO, а также наблюдается низкое соотношение дейтерия к водороду. Модели воспроизводят эту картину в том случае, если масса FeO в мантии Тейи составляла 13-18 процентов массы всей мантии протопланеты.
Ученые рассчитали, что с учетом содержания FeO вещество мантии Тейи должно было быть на 2-3,5 процента плотнее мантии протоземли. Гидродинамические модели продемонстрировали, что после столкновения из материала Тейи образовались плотные сгустки размером в десятки километров, которые погружались и избегали перемешивания. К тому моменту, когда сгустки достигли ядра, они остыли и затвердели, при этом на затвердевание 50-километрового сгустка уходило всего 1000 лет.
Фото: Charlie Riedel / AP Photo
В финальной части исследования специалисты использовали геодинамическую модель. В ней сгустки мантии Тейи представляли собой случайно распределенные сферы с радиусом 50 километров, которые на 2,5 процента плотнее окружающей мантии и обладают совокупным объемом примерно 4 процента от объема мантии Земли. Эти сгустки быстро опускались к ядру, а через 4,5 миллиарда лет в результате конвекции образовали две гигантские протяженные зоны, которые сохранили свой первоначальный состав. Рассчитанная скорость сдвиговых волн в этих зонах соответствовала таковой у LLVP.
Столкновение Тейи с Землей привело к появлению ЛуныВ основе исследования лежит гипотеза, что столкновение Земли с Тейей привело к появлению Луны. Сценарий гигантского удара основан на сходстве пород Луны с породами Земли, что указывает на то, что часть земных пород попала в космос во время какого-то катастрофического события. Столкновение позволяет объяснить и ряд других загадок — например, появление огромного количества воды на Земле, а также большие размеры земного ядра.
Ряд специалистов предполагает, что Тейя возникла не рядом с Землей, а во внешней области Солнечной системы и состояла из хондритовых пород, обогащенных водой и другими летучими веществами. Она находилась на нестабильной орбите, и со временем гравитационные возмущения со стороны планет-гигантов заставили ее мигрировать ближе к Солнцу. Какое-то время она двигалась по той же орбите, что и Земля, находясь в одной из точек Лагранжа, однако влияние Венеры или Юпитера привело к столкновению.
Авторы предполагают, что, так как гигантские удары являются обычным явлением на конечных стадиях аккреции планет, неоднородности мантии, аналогичные LLVP и вызванные ударами, также могут существовать в недрах других планет.
Комментирование разрешено только первые 24 часа.
-1 +0−0 | Желтый Жилет | 21:11:48 02/11/2023 |
Комментарий удалён. | ||
Да ты не иначе Петросян, судя по твоечу чуству юмора? |
-1 +0−0 | Астероид Станций | 20:20:51 02/11/2023 |
аномалия оказалась слишком информационно раздута, а вот отпечаток Луны почти совпадает с поверхностью дна океана в районе Атлантики, как она отделилась.. можно предположить, что карьерные разработки гуманоидов.. после чего аккуратно отчалили "челнок" от Земли, создав искусственный спутник в том числе и с целью освещения поверхности планеты, то бишь версий существует биллион на то научная фантастика.. |
-1 +0−0 | Вася Пупкин | 20:18:50 02/11/2023 |
много негативных комментариев это оскорбленные веруны пишут, которые думают, что планету создал мужик на облаке 5000 лет назад? |
-1 +0−0 | How much is the fish | 20:18:42 02/11/2023 |
Комментарий удалён. | ||
Он похоже да, а ты? |
-1 +0−0 | Иван Агашкин | 20:06:27 02/11/2023 |
А на самый главный вопрос - куда в итоге делась Тейя после столкновения с Землей - ответа яйцеголовые учёные так и не дали! |
-1 +0−0 | Ю___ Г___ | 19:57:41 02/11/2023 |
Тема рептилойдов не раскрыта... |
-1 +0−0 | Maxin Rоgov | 19:53:38 02/11/2023 |
это распил грантов не более. Рассказывать о том, что было 4,5 ярда лет назад очень удобно. Это ни как не доказать и ни как не опровергнуть, поэтому можно гнать любую пургу. |
-3 +0−0 | Нулёвый Вошдь | 21:19:31 02/11/2023 | ||||||
| ||||||||
А если двойник дольше протянет? |
-4 +0−0 | Лю Ли | 21:25:05 02/11/2023 |
Комментарий удалён. | ||
Кабаева со сковородкой страшнее ядерной аойны. |
-4 +0−0 | Lorem Ipsum de Lahta | 21:17:03 02/11/2023 |
Комментарий удалён. | ||
Ему ещё до 2036 года рулить, какие морозильники?! Движ в мире только начинается. |
-4 +0−0 | Vashe Krusoblagorodie | 20:27:25 02/11/2023 |
А разве можно цитировать научные разработки США, недружественной страны. Сейчас должна выступить академия наук совместно с рпц с опровержением и сказать, что землю создал всевышний за семь дней, а первый человек, который на ней появился был русский разведчик штирлец |
-5 +0−0 | №-10929538 | 20:59:14 02/11/2023 |
Здесь исключительно факты! Операция ЦАХАЛ в секторе Газа становится все интенсивнее. Скорее всего до конца недели северная часть с городом Газой будет изолирована и разделена на части наступающими войсками |
-6 +0−0 | Нулёвый Вошдь | 21:18:06 02/11/2023 |
Кто-нибудь скажите узбекам на лeнте шо у нас война и тут печатать мнение учёных из США нарушение уголовного кодекса. |
-6 +0−0 | Rulon Oboev | 20:53:39 02/11/2023 |
А что вaтники могут открыть, а? Почему все открытия делает Святой Запад? |