Ядро Землі «протікає»: вчені назвали причину

Вчені виявили в арктичних породах віком 62 мільйони років рекордні концентрації ізотопів гелію. За словами вчених, вони можуть бути найпереконливішим на сьогодні доказом повільного витоку матеріалу з ядра нашої планети, повідомляє Science Alert.

За словами геохіміків Океанографічного інституту Вудс-Хоул та Каліфорнійського технологічного інституту, гелій був захоплений ядром нашої планети під час формування Сонячної системи. Тепер він пробивається на поверхню.

ВАС ЗАЦІКАВИТЬ

Вчені вважають, що ядро Землі змінює напрямок обертання

Гелій дуже легкий і нереактивний, через що він легко пробивається зі скельних порід і відлітає в космос. І це робить гелій дуже рідкісним матеріалом на поверхні планети. Але невелика кількість цього елемента «захована під нашими ногами».

За 4,6 мільярда років існування нашої планети всі запаси гелію, захопленого Землею під час формування, мали бути викинуті внаслідок вивержень лави. Тобто, будь-які сліди газу, виявлені у відносно свіжих покладах вулканічної породи, повинні були виходити з кишень мантії, які ще не виділили свій гелій, або з резервів, що повільно втікають.

Базальтові лави на Баффіному острові містять одні з найвищих співвідношень гелію 3 (3He) і трохи важчого ізотопу гелію 4 (4He). Для геологів така суміш вказує на те, що присутність газу не є забрудненням атмосфери, а скоріше ознакою глибшого та давнішого походження.

Декілька років тому вчені виявили, що співвідношення ізотопів гелію в 50 разів перевищують атмосферні рівні у зразках олівіну, зібраних з лавових полів Баффінового острова, що робить їх високими навіть для мантії. Ця незвичайна концентрація 3He також була присутня в лавах, зібраних в Ісландії, на ділянці земної кори, яка, як передбачалося, знаходилася над власним конвеєром мантійної активності.

Вчені припустили, що обидві ділянки могли отримати гелій із стародавнього резервуару, що примикає до мантії. І, швидше за все, їх здогад виявився вірним.

Останній аналіз, під час якого вони вивчили олівін з десятків захищених місць на Баффіні та прилеглих островах, виявив найвище співвідношення 3He до 4He, коли-небудь зареєстроване у вулканічних породах, що майже в 70 разів перевищує все, що спостерігалося в атмосфері.

Вчені також врахували вміст інших ізотопів, включаючи стронцій та неодим. В результаті вони виключили фактори, які могли б змінити ідентичність гелію після виверження. Це надало ще один аргумент на користь незвичайного походження газу.

Вимірювання співвідношення ізотопів іншого благородного газу, неону, також відповідає умовам, що існували в часи, коли Земля тільки формувалася.

Відстежити подорож неону та гелію до ядра не так складно, як може здатися. Моделювання термодинаміки, тиску та складу надр нашої планети дозволяє припустити, що запаси благородних газів, захоплених у ядрі, могли бути захищені зі зростанням Землі, але згодом просочилися в оточуючу мантію.

Раніше вчені з Китайської академії наук заявили про те, що внутрішнє ядро Землі може бути в суперіонному стані. За словами дослідників, важкі елементи глибоких надр нашої планети утворюють кристалічні ґрати, а легені вільно течуть між ними.