Tajemnicza warstwa głęboko we wnętrzu Ziemi może być pozostałością po jej najwcześniejszej historii: ScienceAlert

Około 3000 kilometrów (1864 mil) pod naszymi stopami leży tajemniczy zbiór materiału zwany warstwą D, który od dawna fascynuje naukowców ze względu na swoje zlepianie.

Nowe badania sugerują, że ta warstwa, miejscami cienka, a gdzie indziej gruba, mogła uformować się ze starożytnego oceanu magmy, który, jak się uważa, pokrywał wczesną Ziemię miliard lat temu.

Symulacje przeprowadzone przez międzynarodowy zespół naukowców sugerują, że reakcje chemiczne wywołane ekstremalnymi ciśnieniami i temperaturami na dnie starożytnego oceanu magmowego mogły być przyczyną nierówności, które obserwujemy obecnie w warstwie D.

Ich symulacje różnią się od poprzednich modeli pod jednym kluczowym względem: wodą, która była obecna w starożytnych oceanach magmowych na Ziemi, ale rzadko bierze się pod uwagę jej wpływ na te oceany w miarę ich ochładzania i zestalania.

W nowym badaniu postawiono hipotezę, że wodę można mieszać z minerałami, tworząc nadtlenek żelaza i magnezu, czyli (Fe,Mg)O₂. Nadtlenek ten przyciąga żelazo, więc jego obecność może wyjaśniać, w jaki sposób tworzą się warstwy bogate w żelazo w miejscach, w których znajduje się warstwa D. Bezpośrednio nad granicą pomiędzy stopionym zewnętrznym jądrem Ziemi a otaczającym ją płaszczem.

„Nasze badania sugerują, że ten wodny ocean magmy sprzyjał tworzeniu się fazy bogatej w żelazo zwanej nadtlenkiem żelaza i magnezu”. On mówi Analityk danych Qingyang Hu z Centrum Badań nad Wysokimi Ciśnieniami i Zaawansowanymi Technologiami (HPSTAR) w Pekinie.

„Według naszych obliczeń jego wiązanie z żelazem mogło doprowadzić do akumulacji nadtlenku żelaza w warstwach o grubości od kilku do kilkudziesięciu kilometrów”.

W miarę usuwania żelaza te reakcje chemiczne skoncentrowały się w pewnych obszarach i utworzyła się warstwa „D”, która tworzy zespół sugeruje w swoim nowym artykule.

Jeśli ich rozumowanie jest prawidłowe, może to również pomóc w wyjaśnieniu stref ultraniskich prędkości (ULVZ) znajdujących się głęboko w Ziemi, gęstych stref materiału, które spowalniają fale sejsmiczne.

Co więcej, naukowcy uważają, że te bogate w żelazo warstwy miały działanie izolacyjne, utrzymując różne obszary u podstawy warstwy. Dolne skrzydło oddzielić od siebie.

„Nasze odkrycia wskazują, że nadtlenek bogaty w żelazo, powstający ze starożytnej wody w oceanie magmy, odegrał kluczową rolę w tworzeniu heterogenicznych struktur warstwy D” – powiedział Hu. On mówi.

Naukowcy uważają, że ten ocean magmy powstał w wyniku potężnego zderzenia z inną planetą około 4,5 miliarda lat temu.

Część pozostałych kawałków została wyrzucona i utworzyła to, co obecnie nazywamy Księżycem, podczas gdy mieszanina lotnych pierwiastków (w tym węgla, azotu, wodoru i siarki) pozostała na naszej planecie, pomagając stymulować życie.

Oczywiście cofnięcie się tak daleko nie jest łatwe i nadal toczy się wiele naukowych debat na temat tego, co kryje się pod powierzchnią Ziemi i jak się tam dostało. W miarę jak stajemy się lepsi w odpowiadaniu na tego rodzaju pytania, uzyskujemy także lepszy obraz tego, jaka była Ziemia miliardy lat temu.

„Model ten dobrze zgadza się z najnowszymi wynikami modelowania numerycznego, co sugeruje, że niejednorodność dolnego płaszcza może być cechą długoterminową”. On mówi Geofizyk Ji Ding z Uniwersytetu Princeton.

Badanie zostało opublikowane w Narodowy Przegląd Naukowy.