На около 3000 км под краката ни съществува мистериозна ивица от материал, наречена слой D“, която от доста време насам привлича вниманието на учените заради своята грапавина.
На места е тънка, а на други – дебела – и може да се е образувала от древен магмен океан, за който се смята, че е покривал ранната Земя преди милиарди години, сочи ново изследване.
Химичните реакции, предизвикани от екстремни налягания и температури на дъното на този древен магмен океан, може да са причинили неравностите, които виждаме днес в слоя D", показват симулациите на международния екип от изследователи.
Въпросните симулации се различават от предишните модели по един ключов начин: водата, която е присъствала в древните магмени океани на Земята - но нейното въздействие върху тези океани при охлаждането и втвърдяването им рядко е било разглеждано.
В новото изследване се изказва предположението, че водата е могла да се смеси с минерали, за да създаде желязо-магнезиев пероксид или (Fe,Mg)O2. Този пероксид привлича желязото, така че наличието му би могло да обясни как са се образували богати на желязо слоеве на мястото, където се намира слоят „D“, точно над границата между разтопеното външно ядро на Земята и заобикалящата го мантия.
„Нашето изследване показва, че този хидратен магмен океан е благоприятствал образуването на богата на желязо фаза, наречена желязо-магнезиев пероксид“, казва Цинян Ху от Центъра за напреднали изследвания в областта на науката и технологиите под високо налягане (HPSTAR) в Пекин.
„Според нашите изчисления афинитетът му към желязото би могъл да доведе до натрупване на пероксид с преобладаващо съдържание на желязо в слоеве с дебелина от няколко до десетки километри.“
Тъй като желязото се е влачило наоколо, тези химични реакции са се концентрирали в определени области и се е образувал слоят D“, предполага екипът в новата си статия.
Ако техните разсъждения са правилни, това би помогнало да се обяснят и зоните със свръхниска скорост (ULVZ) дълбоко в Земята - плътни области от материал, които забавят движението на сеизмичните вълни.
Освен това изследователите смятат, че тези богати на желязо слоеве биха имали изолационен ефект, като разделят различни региони в основата на долната мантия един от друг.
„Нашите открития предполагат, че богатият на желязо пероксид, образуван от древната вода в магмения океан, е изиграл решаваща роля за оформянето на хетерогенните структури на слоя D“, казва Ху.
Този магмен океан е създаден в резултат на гигантски сблъсък с друга планета преди около 4,5 милиарда години, смятат учените.
Някои останали парчета са били изхвърлени и са образували това, което сега наричаме Луна, докато на нашата планета се е превърнала в смес от летливи елементи (включително въглерод, азот, водород и сяра), която е помогнала за зараждането на живот.
Разбира се, не е лесно да се надникне толкова много назад във времето и все още има много научни спорове за това какво се намира под повърхността на Земята и как се е появило там. Ако успеем да намерим отговорите на тези въпроси, ще получим по-ясна представа за това как е изглеждала Земята преди милиарди години.
„Този модел се съгласува добре с последните резултати от численото моделиране, което предполага, че хетерогенността на най-долната мантия може да е дълготрайна характеристика“, казва геофизикът Джи Дън от Принстънския университет.
Изследването е публикувано в National Science Review.
Източник: Science Alert
