Ученые наконец-то поняли, почему драгоценные металлы Земли появляются близко к поверхности, несмотря на то, что они настолько плотные, что должны были погрузиться в ядро. Оказывается, они застряли в липкой, полурасплавленной породе после того, как гигантские астероиды врезались в Землю, сообщает LiveScience.
С химической точки зрения, все эти металлы присутствуют на Земле в слишком больших количествах. Поэтому исследователи полагают, что они, вероятно, оказались здесь во время столкновений с гигантскими космическими телами вскоре после образования Земли. Но в таком случае они должны были погрузиться в ядро.
Несмотря на свою плотность, эти металлы могут просачиваться сквозь мантию и задерживаться в затвердевающей породе. Это удерживает их достаточно близко, чтобы они могли вернуться на поверхность Земли.
Золото, платина, палладий, другие металлы платиновой группы и переходный металл рений — все они относятся к тому, что ученые называют «высокосидерофильными элементами». Это означает, что они легко связываются с железом. Если эти металлы были доставлены на Землю через астероиды и планетоиды в хаосе молодой Солнечной системы, то они должны были пробить кору и попасть в мантию, а затем утонуть, подобно камню, брошенному в пруд, пока не достигнут железорудного ядра.
Этого не произошло. Чтбы выяснить почему, ученые из Йельского университета, смоделировали эти древние процессы на ранней Земле. Они обнаружили, что удержание металлов вдали от ядра оказалось еще сложнее, чем они ожидали.
Однако их моделирование также показало решение этой проблемы. Когда огромное космическое тело, размером с Луну, столкнулось с ранней Землей, столкновение уничтожило внеземное тело и создало океан расплавленной магмы, проникающий глубоко в мантию.
Под океаном расплавленной магмы образовалась полурасплавленная, полутвердая область породы. Металлы из астероида постепенно просачивались в эту полурасплавленную область, распространяя их вокруг. Вместо очень плотного чистого металла, который опускался бы прямо к ядру, эта область пропитанной металлами мантии была лишь немного плотнее, чем ее окружение. По мере того, как она медленно погружалась в области более высокого давления, она затвердевала, захватывая небольшие фрагменты металла, прежде чем они могли достичь ядра.
Миллиарды лет конвекция в мантии и перемешивание выносили эти захваченные металлы в земную кору, где они стали доступными для горнодобывающих предприятий. Благодаря этому процессу, материалы, используемые для украшений и электроники, располагаются на доступной нам глубине.
Этот процесс также может причиной того, что на Земле появились так называемые крупные области с низкой скоростью сдвига (Large low-shear-velocity provinces, LLSVP), которые находятся очень глубоко в мантии. Это области мантии, где поперечные волны от землетрясений движутся аномально медленно. Очевидно, что в мантийных породах этих регионов есть какие-то отличия. Вероятно, разница как раз заключается в плотности.
Следующим шагом может стать моделирование подобных воздействий на молодой Марс или Венеру, чтобы посмотреть, как этот процесс будет работать на других планетах земной группы.
А анализ древних сверхглубоких алмазов, добытых на рудниках в Бразилии и Западной Африке, выявил новые процессы эволюции и перемещения континентов на Земле, происходившие миллионы лет назад,
