Останките от протопланета, която се блъсна в Земята и създаде Луната, може все още да се спотайват дълбоко в мантията на нашата планета.
Ново изследване предполага, че този удрящ елемент, който удари току-що формирана Земя преди 4,5 милиарда години, все още съществува в мантията на Земята като две мистериозни „петна“, които отдавна озадачават геолозите. Тези петна, известни като големи провинции с ниска скорост на срязване (LLVP), са места, където сеизмичните вълни се движат по-бавно от останалата част на мантията, което предполага, че има разлика в температурата, състава или и двете.
Заедно петната съставляват около 4% от мантията. Единият е под Африка, а другият е под Тихия океан.
Въздействието, образуващо луната, „вероятно е много възможно обяснение за произхода на тези две петна“, първият автор на проучването Циен Юангеофизик в Калифорнийския технологичен институт, каза пред Live Science.
За новото проучване, публикувано днес (1 ноември) в списанието Природа Изменение на климата, Юан си сътрудничи с планетарни учени, за да симулира удара, образуващ луната, ефекта му върху мантията и как остатъците от ударното тяло биха циркулирали в мантията през следващите 4,5 милиарда години. Те първо установиха, че ударът на Земята с тяло с размерите на Марс – приетият размер на удрящия елемент – не би разтопил цялата мантия, а само горната половина.
Свързани: Гигантски петна в мантията на Земята може да задвижват „фабрика за диаманти“ близо до ядрото на нашата планета
„Този солиден долен слой ще улови повече от 10% от мантията на удрящия елемент“, каза Юан. Тази част от удрящия елемент, „по отношение на маса и обем, е много сравнима с двете мантийни петна, които виждаме в момента на Земята.“
Моделирането на циркулацията в мантията показа, че ударният елемент може постепенно да се включи в мантията на Земята. Тъй като ще бъде с около 2,5% по-плътен от мантията, според модела, той ще потъне и ще се втвърди, като в крайна сметка ще се стабилизира ниско в мантията, но няма да бъде включен в ядрото на Земята. Това също съвпада с това, което се вижда в мантийните петна днес, които се намират на повече от 1250 мили (2000 километра) дълбочина и са с около 3% по-плътни от заобикалящата ги среда.
„Тъй като има по-висока плътност, това ще му позволи да остане над границата на земното ядро и мантия за 4,5 милиарда години“, каза Юан.
Друго скорошно проучване също така посочи възможността гигантски въздействия да обяснят LLVPs, въпреки че това изследване не включва конкретно въздействието, образуващо луната. Проучването, публикувано през октомври в списание PNAS, също моделира циркулацията на мантията и установи, че благородните метали, донесени на Земята от отдавнашни удари може да остане в LLVP днес. Възможно е LLVP да съдържат материал от множество удари, настъпили в началото на историята на Земята, пишат Юан и колегите му в новото си проучване.
Мантийните петна са важни, каза Юан, защото техните граници корелират с мантийните струи, където магмата е по-гореща от околните региони. Мантийните струи, от своя страна, корелират с горещи точки за вулканизъм, включително изригвания, носещи диаманти, т.нар. кимбърлити.
Вулканичната активност дава единствения поглед към геохимията на мантийните петна, тъй като вулканичните скали, наречени базалти, които изригват над тези области, могат да съдържат следи от магма от петната, каза Юан.
Голяма част от удрящия елемент, образуващ луната, формира самата луна, така че сравняването на тези скали с лунните може да разкрие дали и двете идват от един и същи източник. Но за това изследователите ще се нуждаят от проби от вътрешността на луната – нещо, което може да е възможно с планираната мисия Artemis до Луната с екипаж.
„Бъдещите мисии до Луната могат да тестват нашата хипотеза“, каза Юан.