Мощная бомбардировка метеоритами 3,8–4,1 миллиарда лет назад обогатила мантию Земли драгоценными металлами, такими как золото и платина. Это предположение, которого долгое время придерживались геофизики, теперь подтвердили британские ученые, проанализировав образцы горных пород из Гренландии. Исследованные породы, по-видимому, избежали обогащения и поэтому дают представление о составе земной мантии до бомбардировки, сообщают ученые в журнале «Nature».
«Многих ценных железолюбивых элементов, таких как золото и платина, на удивление много в доступных слоях Земли», – говорит Матиас Уиллболд из Бристольского университета. «Но когда сформировалось ядро Земли, эти элементы должны были очень эффективно погружаться в недра планеты». Потому что в фазе своего формирования 4,5 миллиарда лет назад Земля изначально была горячей и жидкой. Расплавленное железо погрузилось в земное ядро, унеся с собой железолюбивые, так называемые сидерофильные, элементы, такие как золото, платина и вольфрам. Тем не менее эти элементы сегодня находятся во внешних слоях Земли в количествах, которые не могут быть объяснены теоретическими моделями раннего развития Земли.
Одним из объяснений, которым отдают предпочтение многие геофизики, является обогащение мантии Земли металлами в результате «Великой бомбардировки», мощного потока метеоритов из космоса 3,8–4,1 миллиарда лет назад. Большинство кратеров на Луне относятся к этой катастрофической эпохе развития. Используя распределение изотопов элемента вольфрама, Уиллболд и его коллеги исследовали, как изменился состав земной мантии в результате бомбардировки. Изотопы – это химически идентичные вещества с разным числом нейтронов в атомных ядрах.
Вольфрам-182 получается при радиоактивном распаде гафния-182. Поскольку гафний, в отличие от вольфрама, не является сидерофилом, то он не погрузился в ядро Земли. В результате вольфрама-182, образовавшийся из гафния-182, должно было много накопиться в земной мантии по сравнению с вольфрамом-184, который не получается из гафния и почти полностью погрузился в земное ядро. Уиллболд и его коллеги с помощью высокоточных измерений смогли обнаружить повышенное содержание вольфрама-182 в некоторых образцах породы из региона Исуа в Гренландии. Точные анализы ученых показывают, что эта порода не изменилась за 3,8 миллиарда лет и, таким образом, отражает условия до бомбардировки.
По словам Уиллболда и его коллег, таким образом образцы подтверждают, что бомбардировка обогатила местность вольфрамом-182, а значит, и другими ценными металлами. Ученые утверждают, что это обогащение от сильных ударов о Землю было неравномерным, в результате чего некоторые части мантии Земли сохранили первоначальный состав. В дополнение к ценным металлам Великая бомбардировка могла также принести на Землю вещества, важные для возникновения жизни, такие как вода и углерод.
Читайте также:
Как золотые украшения связаны с наклоном Луны?
Из чего сделаны черные дыры? Ученые приближаются к ответу
10 удивительных фактов о звёздах
Эта новая звезда проливает свет на то, каким было Солнце в молодые годы