Тайните на раждането на Земята се таят дълбоко в лавата в нейното ядро

Тя е била там при появата на нашата планета преди 4,5 милиарда години. Вече ни е известно по какъв начин магмата от периода на формиране е оцеляла до наши дни. И историята, която тя разказва, ни помага да разберем по-добре формирането на Земята.

Екип от Университета в Калифорния, Санта Барбара (University of California), начело с Мат Джексън (Matt Jackson), успява да разкрие как тези скални реликви са оцелели недокоснати за толкова дълго време и по какъв начин са се издигнали от мястото им дълбоко в мантията с помощта на горещи стълбове дим и след това са изхвърлени на повърхността чрез вулканичните изригвания.

"Този дълбок резервоар е капсула на времето, която съхранява белезите на най-ранната история на Земята, която не е запазена на никоя друга част от планетата, до която имаме достъп", отбелязва Мат Джексън в статия на списание Nature. 

Битка на изотопите

Разтопените на лава скали от преди милиарди години съдържат изотопи на хелия в съотношение, което може да бъде обяснено само ако са били създадени вътре в първичната Земя. Хелий-3 е рядък изотоп, обикновено стар поне колкото самата Земя, за разлика от своя събрат, намиращ се в изобилие - изотопа Хелий-4, образувал се от разрушаването на елементи, появили се на Земята много по-късно, като уран и торий. Това означава, че колкото по-голямо е съотношението на хелий-3 спрямо Хелий-4 в пробите от лава, толкова по-стара е вероятно пробата. 

Геолозите първоначално откриват такива скали през 80-те години около различни вулканични горещи точки. Но често са били намирани покрай лава, която не е имала "древен" белег на хелий. "Около три десетилетия геолозите се опитват да разберат защо някои горещи стълбове дим имат голямо количество хелий-3, докато други - не", казва Джексън. 

Свръхгорещи или не?

Екипът от Университета в Калифорния е проучил връзката между пропорциите от хелий в скалите "реликви" от относително плитки стълбове дим, намиращи се под 38 известни вулкана, чието специфично тегло (съотношение между тегло и обем, определящо плаваемостта), температура и скорост могат да бъдат измерени или загатнати. Учените заключават, че имат отговор. 

"Само най-горещите стълбове дим имат високо съдържание на хелий-3. По-хладните нямат", обяснява Мат Джексън. Затова екипът му стига до извода, че от раждането на Земята тези стълбове дим са задържали в себе си древните хелиеви следи, евентуално изхвърляйки ги на повърхността чрез вулканични изригвания. 

Джексън предполага, че в мантията има извънредно гъсти области, които пазят недокоснати горещите, бавно движещи се стълбове дим и техния безценен хелиев товар. Обратното, по-хладните стълбове дим са изпълнени повече с по-наскоро формиралия се хелий-4, който от своя страна евентуално ограничава количеството на древния хелий-3 там.

"Джексън и неговите колеги прекрасно са разрешили едно голямо противоречие - наличието и на високи, и на ниски пропорции хелий-3 от горещите точки", коментира Джон Тардуно (John Tarduno) от Университета в Рочестър, Ню Йорк (University of Rochester) пред Newscientist.

"Обяснението им е елегантно и просто: че горещите стълбове с високо специфично тегло транспортират предимно лава, богата на хелий-3, която може да бъде наблюдавана на повърхността", допълва Тардуно. 

Ранни дни

"Данните от проучването им силно подкрепят първичния произход, едно поразително и предизвикателно заключение, като се има предвид потенциалното движение, предизвикано от тектонични плочи на милиарди години", коментира още Тардуно. "Разбирането на източника на тези геохимични белези в горещите точки лава дава изключително важни изводи за нашето разбиране на динамиката на вътрешността на Земята", допълва и Ризо Ханика (Rizo Hanika) от Университета в Квебек, Монреал (University of Quebec). "То може да помогне на геолозите да установят разположението и размерите на древните резервоари в мантията", допълва още тя. 

"Да притежаваме записи от тази ранна история на Земята е важно за разбирането на това, как нашата планета се е формирала и еволюирала в най-ранните дни от нейната поява", споделя и Мат Джексън. Той допълва, че древната лава, богата на хелий-3, често съдържа друг белег на своя ранен произход - изотопите ксенон-129 и волфрам-182. И двата могат да се образуват единствено през първите 100 до 50 милиона години от генезиса на Земята, тъй като радиоактивните изотопи, от които са се образували - йод-130 и хафний-182, са се разпаднали и вече не съществуват. "Веднъж изчезнали, следи от ксенон и волфрам повече не могат да се появят", пояснява Джексън.

Още по темата

03/02/2017

Животът

Ниското ниво на кислород е спъвало живота на Земята с 2 милиарда години

14/01/2017

Земята

Следващият суперконтинент на Земята може да изглежда така (видео)