Земята се е появила преди около 4,5 милиарда години и първоначално е била разтопена топка, покрита с глобален океан от лава, върху който постоянно са падали астероиди. След това Земята се е охладила и се е превърнала в планетата, която познаваме. В същото време ядрото на нашата планета постоянно изтласква нагоре космически вещества, попаднали в земните недра още по време на нейното раждане.
По-специално, водород, който, попадайки в мантията и кората, се превръща във вода, свързана с минералите в ядрото. Учените решили да изследват дали химичните разлики в дълбоките слоеве на земната мантия са следи от кристализацията на планетата от разтопена топка или това е доказателство за обмена на химикали между ядрото и мантията, който се случва от 4,5 милиарда години. Изследването е публикувано в списание Science Advances, пише ScienceAlert.
Откритието на учените
Учените разработиха специален модел, базиран на съществуващи данни, за да разберат какво се случва дълбоко в Земята. Те изследваха съотношението на тежък изотоп на водорода, известен като деутерий, към обикновения водород, за да видят дали по-лекият водород се просмуква на повърхността заедно с потоците от разтопена скала.
Резултатите показват, че кристализацията на магмения океан е създала мантия с почти равномерен изотопен състав на водорода. Миналото на Земята е било толкова бурно, че деутерият и водородът не са могли да бъдат ясно разпределени в различните слоеве на Земята.
Геоложки доказателства показват, че материал от земното ядро прониква в горните слоеве заедно с потоци разтопена скала и дори излиза на повърхността по време на вулканични изригвания. Тези потоци разтопена скала съдържат леки изотопи на водород, попаднали във вътрешността на Земята от космическата мъглявина, от която се е образувала Слънчевата система. Издигайки се от ядрото, този водород обогатява мантията, намалявайки съотношението на деутерий към водород в нея, отбелязват учените.
Прочетете също: Сблъсъкът със Земята: Астрономите разбраха как се е образувала Луната
Важен индикатор за химичния обмен, протичащ във вътрешността на планетата, е съотношението на изотопите на хелия: хелий-3 и хелий-4. Първият е попаднал на планетата от космическа мъглявина, а вторият се образува в резултат на радиоактивен разпад в горните слоеве на Земята. Увеличеното съотношение на изотопите на хелий-3 и хелий-4 в океанските базалти (вулканични скали) е доказателство, че хелият идва от ядрото на Земята.
Учените също така откриха, че волфрамът се издига от ядрото, което се е озовал там, когато вътрешността на Земята е била разделена на отделни слоеве по време на процеса на кристализация.
Учените казват, че във вътрешността на планетата се образува същински химичен коктейл, което показва, че много древна материя от ядрото на Земята постепенно прониква в горните слоеве. Това също доказва, че през цялата история на еволюцията на Земята е имало постоянен обмен на материя между ядрото и мантията.
