В младенчестве Земля могла поглотить планету, похожую на Меркурий, однако гораздо большую. Таким ранним завтраком можно объяснить загадочный состав слоев Земли, а также это могло привести к возникновению земного магнетизма, который позволил возникнуть на нашей планете жизни.
«Нам кажется, что мы можем, как говорят, убить двух зайцев одним выстрелом», - говорит геохимик Бернард Вуд (Оксфордский университет), который несколько дней назад выдвинул указанную выше идею в журнале Nature.
«Невероятно, что до сегодняшнего дня мы так и не знаем, как сформировался наш мир. Однако задумайтесь, насколько трудно посмотреть в его внутренности. Даже самый длительный и очень трудный процесс бурения не позволил пробраться через внешнюю оболочку Земли. Помогают нам естественные каналы раскаленных пород, которые из очень глубокого слоя мантии выносят на поверхность вещества, таким образом предоставляя нам возможность их изучить. Однако даже эти каналы, длина которых сотни километров, очень мелкие, если задуматься по поводу того, что центр планеты лежит на глубине в шесть тысяч километров», - полагает ученый.
«Сейчас очень интересный момент для такого рода занятий, - отмечает геохимик Ричард Карлсон (Вашингтонский институт Карнеги). - Из исследований земных глубин появляется множество фактов, которых мы не можем понять до конца».
Существует теория, что Земля берет начало со слипания космических частиц и обломков.
Традиционная теория относительно формирования Земли берет начало со слипания космических обломков. Похожие на метеориты глыбы соединялись между собой, формируя все большие куски. Сжимаемая, бомбардируемая, а также нагревающаяся куча мусора и обломков в конечном итоге расплавилась, а потом остыла, медленно сформировав слои в течение миллиардов лет. Геологические крошки, изученные в 1980-ых годах, помогли подтвердить эту теорию. Кроме некоторых металлов, таких как железо, значительная часть которого, возможно, опустилась к центру Земли, земная порода, наверное, состоит из таких же веществ, что и каменные метеориты, имеющие хондритовую структуру.
Однако около десяти лет назад Карлсон засомневался, когда сравнил земные и космические породы с помощью более точных приборов. Коллектив геохимика исследовал два очень редких элемента с не совсем обычными магнетическими свойствами и названиями - это неодимий, входящий в состав магнитов, которые используются в огромных ветряных турбинах и гибридных автомобилях, а также самарий, который применяется в магнитах наушников. Специалисты обнаружили, что в образцах Земли содержится значительно меньше неодимия относительно самария, нежели в хондритовых метеоритах.
Небольшое расхождение, всего в несколько процентов, было довольно трудно объяснить. Карлсон предположил, что, возможно, Земля во время остывания формировала слои гораздо быстрее, чем предполагали ранее. Образовавшийся быстро верхний слой истощил собственные запасы ниодимия, опускавшегося вниз и прячущегося на глубине в мантии. Однако никто так и не смог найти доказательства существования некоего тайного резервуара. Дольно трудно объяснить стремление ниодимия оставаться глубоко, учитывая тот факт, что мантия бурлит и часто выбрасывает на поверхность свое содержимое, когда создает вулканы. А если Луна образовалась, когда с Землей столкнулось какое-нибудь планетарное тело, как многие думают, то в итоге плавления от столкновения запасы ниодимия должны были опять смешаться с мантией.
Иное мнение.
Вторая группа ученых вместо того, чтобы попробовать как-то объяснить исчезновение ниодимия, предложила от этой идеи избавиться. Они представили кору Земли, обогащенную ниодимием, которая росла на хондритовых породах, ставших основой земного состава. Столкновения между указанными телами должны были убрать большую часть внешнего слоя, вследствие чего количество ниодимия сократилось.
Однако в этой точке зрения также есть определенные проблемы. Еще не нашли ни одного метеорита, который по своему составу был бы похожим на обломки эрозии. Помимо этого, этот содранный слой должен был забрать существенную часть земного тепла. Торий, уран и другие радиоактивные элементы, которые нагревают нашу планету, тоже должны были бы оказаться в содранной оболочке.
«Около 40 процентов тепловыделяющих земных элементов должны были улететь в космос», - отмечает геохимик Иэн Кэмпбелл (Австралийский национальный университет).
В надежде дать объяснение присутствию этих элементов, Вуд принял решение узнать химический состав нашей планеты в ее молодости. Вдохновение ученый черпал в Меркурии. По химическому составу самая близлежащая к Солнцу планета является адским местом, где очень много серы. Каким образом молодая Земля формировала слои, если она была похожа на Меркурий? В надежнее отыскать ответ на этот опрос Вуд добавил серу в смесь элементов, которые имитировали состав примитивной Земли.
Ученый варил макеты планет при очень высокой температуре, а потом бил их при помощи поршня под давлением. Насытившись серой миниатюрные прото-миры начинали прятать неодимий, формируя собственные слои. Однако прятали они его в ядре, а не в своих мантиях. Ниодимий, застрявший в ядре навечно, мог объяснить аномалию, о которой размышлял Карлсон. Дополнительный объем серы, возможно, попал на Землю вместе с небесным телом наподобие Меркурия в результате столкновения с формировавшейся Землей на самом раннем этапе ее существования.
