Ученые назвали причину появления «слоя D» в древнем океане магмы
Образование границы между ядром и мантией Земли произошло благодаря кристаллизации магматического океана. Такое заключение сделали специалисты из Пекинского Центра передовых исследований в сфере науки и технологий высокого давления, исследуя происхождение складчатого слоя пород, расположенного на глубине примерно 3 тыс. км под земной поверхностью.
Материал комкообразной структуры, образующий эту таинственную полосу, был найден довольно давно и получил наименование «слой D». Вопрос о его происхождении до сих пор вызывал сомнения. Но свежие исследования предположили, что данный слой (местами он имеет тонкую структуру, а местами – довольно толстую) образовался из древнего магматического океана, который покрывал раннюю Землю миллиарды лет назад. Результаты исследования были представлены в журнале National Science Review. Иинформацию об этом также распространил портал Science Alert.
Ученые предполагают, что химические процессы, происходящие под экстремальными давлениями и температурами на дне древнего магматического океана, могли вызвать неровности, которые мы видим сегодня в слое D. Их гипотеза отличается от прежних предложенных моделей рядом ключевых элементов. В частности, ученые уточняют роль воды, которая присутствала в древних магменных океанах Земли. До этого ее влияние на эти океаны в процессе их охлаждения и затвердевания редко принималось во внимание при выдвижении гипотез.
Согласно новому исследованию, вода могла взаимодействовать с минералами, формируя пероксид железа и магния или (Fe, Mg)O 2. Это вещество обладает свойством привлекать железо. Наличие такой перекиси может послужить объяснением формирования слоев, богатых железом, в области, где располагается слой D, расположенный над границей между расплавленным внешним ядром Земли и окружающей его мантией. Подобный "водный" океан магмы участвовал в формировании слоев с высоким содержанием железа, известной как пероксид железа и магния. Об этом утверждает Цзиньян Ху, специалист Центра науки и технологии при высоком давлении в Пекине.
Согласно новым моделированиям, пероксиды железа и магния (Fe,Mg) O 2 могли образовываться в защитных нишах в результате контакта с водой, присутствующей в магматическом океане (МО), во время его кристаллизации.
Расчеты показывают, что это могло вызвать накопление пероксида, преимущественно железа, в слоях, толщина которых варьировалась от нескольких до десятков километров. Этот процесс способствовал тому, что химические реакции сосредоточивались в конкретных зонах, где формировался слой D. Этот слой играл изолирующую роль, помогая поддерживать разделение различных областей в основании нижней мантии.
Научные исследования предполагают, что образование изучаемого нами океана магмы произошло в результате масштабного столкновения Земли и протопланеты Тейя около 4,5 млрд лет назад (по теории гигантского столкновения). Благодаря этим событиям, вглуби остались отпечатки нашей планеты. Этот вывод был сделан учеными из Школы изучения Земли и космоса Аризонского университета США, которые работали вместе со специалистами отделения геологических и планетарных наук Технологического института Калифорнии.