Учените може би най-накрая са разбрали защо благородните метали на Земята изглеждат близо до повърхността, въпреки че са толкова плътни, че би трябвало да са потънали до ядрото. Оказва се, че те са заседнали в лепкава, полуразтопена скала, след като гигантски космически скали – някои може би с големина колкото луната – са се разбили в Земята.
Изобилието от благородни метали близо до повърхността отдавна озадачава изследователите. Платиненият ви годежен пръстен, старинният златен медальон на баба ви, паладият, който кара каталитичния конвертор на колата ви да работи: Нито едно от тях не трябва да съществува.
Химически погледнато, всички тези метали се появяват в твърде големи количества на Земята, което кара изследователите да вярват, че те вероятно са се приземили тук по време на удари с гигантски космически скали скоро след формирането на Земята. Въпреки това, те трябва да са потънали в ядрото на Земята след аварийно кацане.
Сега, в ново проучване, изследователите имат решение на тази главоблъсканица: Въпреки тяхната плътност, тези метали могат да проникнат през мантията и да останат в капан във втвърдяващата се скала, като ги държи достатъчно близо, за да могат в крайна сметка да се върнат обратно към повърхността на Земята. Те дори могат да бъдат причината за мистериозни петна, наречени зони на срязване с ниска скорост, които се намират много дълбоко в мантията.
Свързани: Учените откриват призрак на древна мегаплоча, изчезнала преди 20 милиона години
„В резултат на тези въздействия можем да произведем тези широкомащабни региони, които са малко по-плътни от околния материал“, съавтор на изследването Симоне Маркиизследовател в Югозападния изследователски институт в Боулдър, Колорадо, каза пред Live Science.
Хората наистина не осъзнаваха, че проблемът е толкова сериозен.
Симоне Марки
Златото, платината, паладият, други метали от платиновата група и преходният метал рений са всичко това, което учените наричат “силно сидерофилни елементи“. Това означава, че лесно се свързват с желязото. Ако, както вярват учените, тези метали са били пренесени на Земята чрез астероиди и планетоиди в хаоса на младата слънчева система, те би трябвало да са пробили кората и в мантията, след което да са потънали като камъче, удрящо се в езеро, докато стигнат до желязото -богато ядро.
Това не се случи. За да разберете защо, Марчи и неговият съавтор, геофизик Джун Коренага от Йейлския университет, създаде симулации на тези древни въздействия върху ранната Земя. Те първо откриха, че да накарат тези метали да стоят далеч от ядрото е дори по-трудно, отколкото са очаквали.
„В миналото хората замазваха тази идея, [thinking] трябва да има начин“, каза Марчи. „Хората наистина не осъзнаваха, че проблемът е толкова сериозен.“
Техните симулации обаче разкриха и решение на този проблем. Когато огромна космическа скала – може би близка до размера на Луната – удари ранната Земя, сблъсъкът щеше да заличи удрящия елемент и да създаде океан от разтопена магма, проникваща дълбоко в мантията.
Под този магмен океан обаче ще има гранична зона от полуразтопена, полутвърда скала. Металите от удрящия елемент постепенно биха проникнали в тази полуразтопена област, разпръсквайки ги наоколо. Вместо много плътен чист метал, който би потънал директно към ядрото, този регион от влята в метал мантия би бил само малко по-плътен от заобикалящата го среда. Докато бавно потъваше в региони с по-високо налягане, щеше да се втвърди, улавяйки малки фрагменти от метал, преди да успеят да достигнат ядрото. Марчи и Коренага съобщиха за откритията си на 9 октомври в списанието Сборник на Националната академия на науките.
Оттам нататък милиарди години разбъркване и конвекция в мантията довеждат уловените метали до земната кора, в обсега на човешки минни операции. Готово — необходимите материали за бижута и електроника вече са удобно разположени.
Възможно е тези богати на метал петна от мантия да се виждат и днес в изображения на мантията, които учените възстановяват от земетръсни вълни. Големите нискоскоростни срязващи провинции или LLSVP са области на мантията, където срязващите вълни от земетресения се движат странно бавно. Очевидно е, че има известна разлика в скалата на мантията в тези региони, каза Марчи, но учените не са сигурни каква.
Една от възможностите е, че разликата е в плътността и че LLSVP са останките от древните въздействия, донесли злато, платина и други метали на Земята.
Една следваща стъпка, каза Марчи, може да бъде да се симулират подобни въздействия върху млад Марс или Венера. „Тези планети са много различни от Земята“, каза той. „Така че може да е интересно и важно да видим как този процес ще работи за тези други земни планети.“