Фото: Nasa

Геологи роками використовують свинець як геологічний годинник. Механіка проста. Є свинець "молодий" — він утворюється, коли радіоактивний уран чи торій повільно розпадається. А є "старий", оригінальний (свинець-204), який існує з моменту формування планети, інформує Ukr.Media.

Пропорція цих двох видів видає вік породи. Більше уранового сліду — камінь відносно новий. Більше оригінального свинцю — стародавній.

І тут виникає проблема. Якщо дивитися на земну кору, вона забита "молодим" свинцем під зав'язку. Його суттєво більше, ніж має бути. Порівняно зі стародавніми метеоритами, з яких колись зліпилася наша планета, Земля виглядає хімічно юною. Логічне запитання: куди подівся весь древній свинець?

Десятиліттями вважалося, що він просто потонув у залізному ядрі ще на етапі формування планети. Зручна теорія, але фізика процесу ніколи не сходилася — ніхто не міг пояснити, як саме він туди потрапив і чому залишився.

Сінгапурські дослідники з Університету Наньян (NTU) вирішили розібратися з цією дірою в геології. Бурити Землю на тисячі кілометрів, звісно, ніхто не став. Обійшлися суперкомп'ютерами та софтом CALYPSO, який моделює поведінку матеріалів під диким тиском.

Вони придивилися до сульфіду свинцю (PbS). Виявилося, що під тиском земної мантії він стає аномально стабільним. Залишається твердим навіть при 5000°C — це значно гарячіше за реальні умови глибоко під землею.

Відповідь виявилася банальною: старий свинець ніколи не доходив до ядра. Він застряг у мантії. Лежить там мільярди років у вигляді твердих кристалів, ізольований від урану на поверхні. Тому в корі ми його майже не бачимо.

Але іноді він усе ж проривається. Суперкомп'ютер змоделював ще дві нові хімічні структури полісульфідів (PbS₂ і PbS₃), які можуть там утворюватися. Одна з них плавиться легше. Коли вона стає рідкою і піднімається до поверхні, то тягне за собою мікродози того самого стародавнього свинцю. Це повністю пояснює, чому геологи час від часу знаходять древні сліди у звичайній вулканічній породі.

Чому це взагалі має когось хвилювати? Бо це закриває парадокс, якому 4,5 мільярда років. Тепер ми розуміємо реальну хімію Землі, а отже, можемо застосувати цю логіку до інших кам'янистих планет. Того ж Марса.

Попереду в учених спроби відтворити тиск мантії в лабораторії, щоб фізично підтвердити цифри. Але загалом загадку вирішено. Земля не молодша, ніж здається. Вона просто добре ховає своє минуле під нашими ногами.