Дослідники з’ясували, що унікальні ізотопи водню у вулканічних лавах Ісландії та острова Баффінова Земля свідчать про масштабний витік речовини з металевого ядра нашої планети, що триває вже мільярди років.
Коли наша планета формувалася мільярди років тому, її металеве ядро було оточене великим масивом розплавленої породи. З часом цей магматичний шар охолонув і кристалізувався, утворивши мантію. Сьогодні гарячі мантійні плюми періодично піднімаються з глибин на тисячі кілометрів до поверхні, спричиняючи виверження вулканів.
Читайте також:
Динаміка глибин. Під Тихим океаном вчені виявили несподівану зміну руху рідкого ядра Землі Як виявилося, лава, яку ці потоки виносять на поверхню, може містити сліди первинного водню з найглибших надр планети.
У природі водень існує у двох стабільних формах: звичайний легкий водень і його важкий ізотоп — дейтерій. Більшість вулканічних порід мають звичайне співвідношення цих ізотопів, проте деякі лави з мантійних плюмів демонструють аномально низьку концентрацію дейтерію. Серед науковців точилися палкі дискусії щодо походження цієї особливості:
чи сформувалася вона ще в епоху застигання давнього магматичного океану, чи є наслідком тривалого витоку речовини із земного ядра.
Щоб знайти відповідь, команда китайських науковців під керівництвом Веньчжуна Вана застосувала передове комп’ютерне моделювання, відтворивши екстремальні умови на глибині тисяч кілометрів під землею.
Геологи проаналізували поведінку обох ізотопів водню під час кристалізації давньої магми. У дослідженні, опублікованому в журналі Science Advances, вчені довели, що охолодження магматичного океану не могло спричинити суттєвого розділення ізотопів водню в мантії.
Відкинувши першу гіпотезу, дослідники схилилися до теорії витоку з ядра. Вони припускають, що водень із низьким умістом дейтерію протягом мільярдів років проникав із металевого центру Землі в навколишню мантію.
На користь цієї версії свідчать також підвищені концентрації рідкісного ізотопу гелію-3 у тих самих вулканічних породах. Отримані результати переконливо підтверджують сценарій витоку з ядра, проте точні механізми перенесення речовини крізь мантію завтовшки в тисячі кілометрів ще належить з’ясувати в майбутніх дослідженнях.
Читайте також:
