Ученые нашли следы множества планет в недрах Земли
Новорожденная Земля «съела» несколько зародышей планет после ее столкновения с Тейей, прародительницей Луны, следы которых геологи нашли в древнейших породах планеты в Гренландии, говорится в статье, опубликованной в журнале Nature Geoscience.
«Мы построили компьютерные модели того, как новорожденная Земля сталкивалась с другими небесными телами, и как их металлы и силикаты перемешивались с материей нашей планеты в то время, которое мы называем „эпохой поздней аккреции”. Эти расчеты показывают, что недра Земли содержат в себе гораздо больше подобной материи, чем считали наши коллеги. Это сильно меняет историю ее эволюции», — заявил Симон Мархи (Simone Marchi) из Юго-западного исследовательского института в Боудера (США).
Загадки Луны
Последние 30 лет было принято считать, что Луна образовалась в результате столкновения Тейи, протопланетного тела, с «зародышем» Земли.
Столкновение привело к выбросу материи Тейи и прото-Земли в космос, из этой материи и сформировалась Луна. Теория столкновения прото-Земли с крупным небесным телом хорошо объясняет массу Луны, малое содержание железа на ней и прочие параметры.
Однако при таком столкновении значительную часть материала, составляющего Луну, должна была принести гипотетическая Тейя. По своему составу она должна была отличаться от Земли, как отличается от нее большинство небесных тел внутренней области Солнечной системы, которая включает планеты земной группы и астероиды. Но на самом деле состав Земли и Луны очень похож, вплоть до одинаковых долей изотопов многих металлов и прочих элементов. Несмотря на все плюсы этой гипотезы, у нее есть несколько серьезных недостатков. К примеру, в соответствии с этой идеей, все запасы воды должны были полностью испариться из материи будущей Луны в тот момент, когда она была выброшена в космос после столкновения Тейи и Земли.
Шесть лет назад многие астрономы начали сомневаться в этом, так как доли воды в некоторых образцах пород, доставленных на Землю экспедициями «Аполлон-15» и «Аполлон-17», были выше теоретически предсказанных значений в сотни раз. Другие ученые предположили, что астронавты НАСА натолкнулись на некую «водную аномалию», аналогов которых на Луне может и не быть.
Мархи и его коллеги предполагают, что почти все эти аномалии могли быть порождены тем, что Земля столкнулась не только с Тейей, но и множеством других зародышей планет, весомая часть материи которых сегодня скрывается в недрах нашей планеты.
Следы космической трапезы
Они пришли к такому выводу, создав компьютерную модель новорожденной Солнечной системы, которую населяли не только Земля и Луна, но и множество планетизималей, «мертвых» зародышей планет, периодически сталкивавшихся с нашей планетой и другими небесными телами.
Как сегодня считают ученые, Земля должна была пережить десятки или даже сотни подобных столкновений. Большая часть материи таких зародышей планет должна была испариться в космос или быть выброшена туда во время столкновения с Землей, в результате чего лишь 0,5% ее массы сегодня приходится на материю «чужих» миров.
Расчеты команды Мархи показали, что это не так. Если хотя бы небольшая часть этих планетизималей была достаточно крупной, больше 1500 километров в поперечнике, то тогда недра Земли состоят примерно на 2,5–3% из горных пород, сформировавшихся в недрах других планет.
Как найти следы этих планет? По словам геологов, сила этих столкновений была недостаточно высокой для того, чтобы кора и мантия Земли полностью расплавились и перемешались с «инопланетными» породами, но ее хватало для того, чтобы обломки бывшего зародыша планеты проникли на большую глубину.
Это означает, что в недрах планеты должны встречаться области с аномальными долями изотопов различных металлов, таких как вольфрам и гафний, а также необычными силикатными горными породами, аналоги которых больше нигде не существуют на нашей планете. Как полагают Мархи и его коллеги, их залежи встречаются на территории Гренландии, в так называемом зеленокаменном поясе.
Здесь, по их словам, часто находят уникальные породы-коматиты, содержащие в себе аномально высокие доли вольфрама-182 и имеющие необычную структуру, не встречающиеся нигде больше на Земле. Их изучение, как считает Мархи, поможет нам понять, как много других планет «съела» Земля и как она выглядела в первые мгновения своей жизни.
