Международная группа ученых заявила о том, что гигантская аномалия в центре Земли может быть отголоском столкновения, которое произошло 4,5 миллиарда лет назад. В его результате была образована Луна, сообщает Phys.org.
Это исследование предлагает новый взгляд не только на внутреннее строение Земли, но и ее долгосрочной эволюции. Помогает оно также понять эволюцию ранней Солнечной системы.
Формирование Луны было загадкой для нескольких поколений ученых. Доминирующая на данный момент теория предполагает, что на ранних этапах формирования Земли, около 4,5 миллиардов лет назад, произошло столкновение, известное как «гигантский удар». В молодую Землю (Гею) врезалась протопланета размером с Марс, известная как Тейя. Считается, что Луна появилась из обломков, образовавшихся в результате столкновения.
Моделирования, которые провели ученые, показывают, что Луна сформировалась с основном из обломков Тейи, материал которой попал и в Землю.
Гея и Тейя были независимыми образованиями и состояли из разных материалов. Согласно теории Луна, в которой доминирует материал Тейи, и Земля, в которой доминирует материал Геи, должны иметь разные составы. Но позже высокоточные изотопные измерения показали, что составы Земли и Луны удивительно похожи. И это ставит под сомнение традиционную теорию происхождения Луны.
В ходе исследования ученые разработали новый метод вычислительной гидродинамики под названием Meshless Finite Mass (MFM), который моделирует турбулентность и смешивание материалов.
И этот новый метод показал, что на ранней Земле после удара наблюдалось расслоение мантии, при этом, у верхней и нижней части мантии были разные состав и состояние. Так, верхняя мантия представляла собой океан магмы, созданный в результате тщательного смешивания материала Геи и Тейи, в то время как нижняя мантия оставалась в значительной степени твердой и сохранила материальный состав Геи.
По мнению ученых, эта стратификация мантии могла сохраниться и до наших дней. Это соответствует глобальным сейсмическим отражателям в средней мантии (расположенным примерно на 1000 км под поверхностью Земли).
Исследователи считают, что в нижней мантии до сих пор может преобладать вещество Геи, существовавшее до удара. И оно отличается от верхней мантии составом, в частности, большим содержанием кремния.
Ранее ученые провели моделирование, которое показало, что Луна могла появиться фактически сразу после столкновения, которое выбросило в космос часть материала Земли. До этого предполагалось, что на это потребовались сотни тысяч лет.