Ядро Земли «протекает»: ученые назвали причину

Ученые обнаружили в арктических породах возрастом 62 миллиона лет рекордных концентрации изотопов гелия. По словам ученых, они могут быть самым убедительным на сегодняшний день доказательством медленной утечки материала из ядра нашей планеты, сообщает Science Alert.

По словам геохимиков Океанографического института Вудс-Хоул и Калифорнийского технологического института, гелий был захвачен ядром нашей планеты во время формирования Солнечной системы. Теперь же он пробивается на поверхность.

ВАС ЗАИНТЕРЕСУЕТ

Ученые считают, что ядро Земли меняет направление вращения

Гелий очень легкий и нереактивный, из-за чего он легко пробивается из скальных пород и улетает в космос. И это делает гелий очень редким материалом на поверхности планеты. Но небольшое количество этого элемента «спрятано под нашими ногами».

За 4,6 миллиарда лет существования нашей планеты все запасы гелия, который был захвачен Землей во время формирования, должны были быть выброшены в результате извержений лавы. То есть, любые следы газа, обнаруженные в относительно свежих залежах вулканической породы, должны были исходить из карманов мантии, которые еще не выделили свой гелий, или из медленно утекающих резервов.

Базальтовые лавы на Баффином острове содержат одни из самых высоких соотношений гелия 3 (3He) и немного более тяжелого изотопа гелия 4 (4He). Для геологов такая смесь указывает на то, что присутствие газа не является загрязнением атмосферы, а скорее признаком более глубокого и древнего происхождения.

Несколько лет назад ученые обнаружили, что соотношения изотопов гелия в 50 раз превышают атмосферные уровни в образцах оливина, собранных из лавовых полей Баффинового острова, что делает их высокими даже для мантии. Эта необычная концентрация 3He также присутствовала в лавах, собранных в Исландии, на участке земной коры, который, как предполагалось, находился над собственным конвейером мантийной активности.

Ученые предположили, что оба участка могли получить гелий из древнего резервуара, который примыкает к мантии. И, скорее всего, их догадка оказалась верной.

Последний анализ, во время которого они изучили оливин из десятков защищенных мест на Баффине и прилегающих островах, выявил самое высокое соотношение 3He к 4He, когда-либо зарегистрированное в вулканических породах, почти в 70 раз превышающее все, что наблюдалось в атмосфере.

Ученые также учли содержание других изотопов, включая стронций и неодим.  В результате они исключили факторы, которые могли изменить идентичность гелия после извержения. Это дало еще один аргумент в пользу необычного происхождения газа.

Измерение соотношения изотопов другого благородного газа, неона, также соответствует условиям, существовавшим во времена, когда Земля только формировалась.

Отследить путешествие неона и гелия до ядра не так сложно, как может показаться. Моделирование термодинамики, давления и состава недр нашей планеты позволяет предположить, что запасы благородных газов, захваченных в ядре, могли быть защищены по мере роста Земли, но со временем просочились в окружающую мантию.

Ранее ученые из Китайской академии наук заявили о том, что внутреннее ядро Земли может находиться в суперионном состоянии. По словам исследователей, тяжелые элементы глубоких недр нашей планеты образуют кристаллическую решетку, а легкие свободно текут между ними.