В ядрі Землі протягом мільярдів років відбувався «витік» заліза

Лабораторні експерименти і комп'ютерне моделювання показали, що важкі ізотопи заліза здатні мігрувати з земного ядра в мантію, а потім викидатися на поверхню з вулканічною лавою, інформує Ukr.Media.

Земна мантія починається на глибині близько 30 кілометрів і, досягнувши приблизно 2900 кілометрів, переходить в залізо-нікелеве ядро планети. Жодна пробурена свердловина досі не досягала мантії. Проте кам'яні метеорити з вельми поширеної групи хондритів — «будівельне сміття», що залишилося з часів формування Сонячної системи — аналогічні їй за складом. Це підтверджує і аналіз лави, піднятої з глибини вулканічними процесами.

З іншого боку, в хондритах виявляється куди менше важких ізотопів заліза, ніж у деяких вулканічних породах; ця розбіжність досі залишалося загадкою. Крім того, нижній 200-кілометровий шар мантії на кордоні з ядром демонструє аномальні сейсмічні властивості. Пояснити ці дивацтва вдалося команді Чарльза Лешера (Charles Lesher), професора Університету Аархуса в Данії.

У лабораторії вони змоделювали умови переходу між нижньою мантією і зовнішнім ядром, включаючи високий тиск (до 2 ГПа) і градієнт температури, яка в ядрі істотно вище (до 2100-2300 кельвінів). Виявилося, що в такій системі відбувається розділення ізотопів заліза: більш важкі атоми демонструють більшу мобільність, вони мігрують в область низької температури і тиску — і накопичуються там. За мільярди років цей процес легко міг привести до насичення мантійної речовини важким залізом.

Крім того, геологи провели комп'ютерне моделювання міграції важкого заліза в більш широких масштабах. Розрахунки показали, що ці ізотопи здатні проникати не лише в мантію, але і підніматися вище. Захоплені мантійними плюмами, вони можуть досягати земної кори і в підсумку викидатися на поверхню вулканами у складі базальтової лави.