В исландской вулканической породе обнаружили следы двух протопланетных тел

Американский геолог обнаружил в исландских вулканических породах химические следы первичной материи Земли и Тейи, прародительницы Луны, что указывает на существование крупных залежей таких пород в глубинных слоях мантии нашей планеты.

На сегодняшний день считается, что мантия Земли сформировалась в своем современном виде примерно 4,5 миллиарда лет назад, после столкновения с Тейей, протопланетным телом размером с Марс. При ударе Тейя была уничтожена, часть ее материи смешалась с земной мантией, а другая часть была выброшена вместе с верхними слоями литосферы Земли в космос и превратилась в Луну.

Американский геолог Суджой Мукхопадхьяи (Sujoy Mukhopadhyay) из Гарвардского университета анализировал изотопный состав образцов вулканического стекла, найденных внутри отложений мантийного базальта на территории острова Исландия.

В своей работе Мукхопадхьяи вычислил долю редких изотопов благородных газов - гелия-3, неона-22 и аргона-36 в образцах базальтового стекла и сравнил их с аналогичными показателями для других образцов базальта, извлеченных с морского дна.

Как отмечает геолог, концентрация и доля данных газов в образцах горных пород является своего рода физико-химическим паспортом, по которому можно определить возраст и происхождение минерала.

Это обусловлено двумя причинами. Во-первых, благородные газы химически инертны, не образуют соединений вне лабораторных условий и поэтому не могут попасть внутрь пород из атмосферы. Во-вторых, данные изотопы образуются при распаде лишь некоторых радиоактивных элементов, которые были широко распространены во время "детства" Солнечной системы и не встречаются сегодня.

Исследователь обнаружил, что доля неона-22 в фрагментах вулканического стекла была заметно выше, чем в других образцах базальта с морского дна. Аналогичная зависимость прослеживалась и для других благородных газов - гелия-3 и аргона-36. Следовательно, исходные породы, из которых сформировался исландский базальт и вулканическое стекло, заметно отличались по своему изотопному и химическому составу от обычных, земных, базальтов и предшествующих им пород.

Обнаружив столь серьезное различие в изотопном составе, автор статьи попытался найти источник мантийных пород, не похожих по своим характеристикам на земные.

Для этого Мукхопадхьяи сравнил соотношение двух стабильных изотопов ксенона - относительно редкого ксенона-129 (Xe-129) и более распространенного ксенона-130. Первый изотоп образуется при распаде не существующего в современной Солнечной системе йода-129 (I-129), атомы которого были относительно распространены в Солнечной системе в момент ее рождения и постепенно исчезли из-за короткого периода полураспада - 15,7 миллиона лет.

По расчетам геолога, полученная пропорция I-129 и Xe-129 могла возникнуть только в том случае, если базальт сформировался 4,45 миллиарда лет назад или позже и после этого не перемешивался с другими слоями мантии. Само протопланетное тело, судя по соотношению изотопов гелия-3 и гелия-4, должно было возникнуть примерно через 100 миллионов лет после рождения Солнечной системы.

Это означает, что первичные породы Земли и прародительницы Луны не полностью перемешались при столкновении протопланетных тел и сохранились в виде отдельных "комков" с уникальным химическим составом. По всей видимости, крупные залежи первичных пород существуют в глубине мантии нашей планеты.

По словам геолога, неоднородность "сплава" Земли и Тейи позволяет объяснить аномалии в химическом составе пород Луны, обнаруженные в последнее десятилетие. С другой стороны, такие артефакты не должны существовать в принципе по современным теориям циркуляции мантии, что указывает на необходимость их пересмотра, заключает автор статьи.

Ранее ученые пришли к выводу, что идентичное соотношение изотопов титана в земных породах и в недрах Луны указывают на то, что спутник Земли практически полностью составлен из той же материи, из которой образовалась наша планета на заре Солнечной системы.

Другие новости по теме

Луна состоит из земной материи почти полностью - астрономы Идентичное соотношение изотопов титана в земных породах и в недрах Луны указывают на то, что спутник Земли практически полностью составлен из той же материи, из которой образовалась наша планета на заре Солнечной системы.

Ученые предположили, что Луну осушил "зародыш" Земли Ученые объяснили необыкновенную «сухость» Луны и аномалии в ее изотопном составе тем, что львиная доля воды и легких элементов Луны остались в недрах «зародыша» Земли после его столкновения с прото-Луной.

Вода в недрах Луны и Земли имеет общее происхождение - планетологи Ученые проанализировали изотопный состав образцов глубинной мантии Луны и пришли к выводу, что молекулы воды в них по своему происхождению схожи с земными.

Луна оказалась частью "бывшей" Земли - ученые Наш спутник родился не из обломков планеты Тейя, как считалось ранее.

Ученые: Астероиды подарили Земле ее золотые "запасы" Практически все залежи золота на Земле и других тяжелых металлов в земной коре и верхних слоях мантии оказались на поверхности планеты благодаря массированной астероидной "бомбардировке", которой планета подверглась после "застывания" ее ядра.