Země držela hluboký oceán magmy pod povrchem ve své rané historii, zjistí nové výzkumy, což potenciálně vysvětluje zvláštní anomálie, které dnes v plášti patří.
Tento bazální magma oceán se o tom po léta vřele diskutuje. Některé geochemické důkazy naznačují, že v prvních několika stovkách milionů let existence planety se na hranici zemského jádra a jeho střední vrstvou vytvořilo přetrvávající moře taveniny. Modely formace planety však naznačují, že když byla Země nová a roztavená, ztuhla zdola nahoru, což ztěžuje pochopení toho, jak by mohl existovat hluboký magmatický oceán.
Nová studie, zveřejněná 26. března v časopise Přírodazjistili, že nejenže může existovat magmatický oceán, ale že jeho přítomnost byla nevyhnutelná. Studie odhalila bez ohledu na přesné místo, kde se roztavená novorozená planeta začala krystalizovat do pevné látky, stále se vytvořil bazální oceán.
Zbytky tohoto skrytého magmatického moře by dnes mohly existovat ve formě velkých provincií s nízkou rychlostí (LLVPS) nebo pláště „Blobs“, což jsou obří oblasti hlubokého pláště, kde se zemětřesení vlny cestují pomaleji než skrze zbytek pláště.
Vědci debatovali o tom, zda jsou tyto LLVPS Zbytky oceánské kůry které byly tlačeny hluboko do pláště, což znamená, že se datují o několik set milionů let, nebo zda jsou to zbytky z pozemského bazálního magmatu oceánuučinit z nich 4,4 miliardy let.
Nová studie tvrdí, že posledně jmenovaná a zjištění by mohla mít zásadní důsledky pro to, jak vědci chápou historii Země, uvedl vedoucí autor studie Charles-Édouard Boukaréplanetární fyzik na York University v Torontu.
„Ovlivnilo by to tepelnou komunikaci mezi jádrem a pláštěm,“ řekl Boukaré Live Science. „Může to ovlivnit umístění tektonických desek.“
Počáteční dny Země
Vědci vytvořili nový model formace Země, který zvažoval jak geochemická data, tak seismická data – dvě hlavní metody dívání do hluboké historie Země. Zejména existují důležité stopové prvky, které chemicky upřednostňují zůstat v magmatu, zatímco jiné minerály krystalizují do skály. Množství těchto stopových prvků ve skále může odhalit, kdy a v jakém pořadí skály pláště ztuhly.
Většina studií této éry tvorby Země se zaměřuje na počáteční tuhnutí pláště a dynamiku, když byl plášť stále většinou kapalný.
Boukaré a jeho tým se o něco později soustředili a podívali se na bod, ve kterém by byl plášť natolik krystalizován, aby se choval spíše jako pevná než kapalina. Zjistili, že bez ohledu na to, kde se ztuhnutí poprvé začalo – uprostřed pláště, nebo přímo na hranici s jádrem – vytvořil se bazální magmatický oceán.
Fáze formace
Proces by začal s tenkou kůrou pevných látek tvořících se na povrchu nové Země, ale pevné látky byly studené a méně vznášející se než základní plášť, takže se potopily a přemístily.
Jak však plášť pokračoval v chlazení, pevné látky, které se tvořily v horním plášti, se začaly potápět a hromadit se ve spodním plášti. Tyto pevné látky byly bohaté na oxid železa, který je hustý a má nízký bod tání, takže tyto pevné látky klesly hlouběji a často se přemístily. Vzhledem k tomu, jak je hustý oxid železa, ani ve své kapalné formě se tato tavenina nezvýšila, protože kapaliny obvykle stoupají nad pevnými látkami. Místo toho zůstal v hlubokém plášti, kde se teplo z jádra roztavilo. To vytvořilo bazální magma oceán.
Vědci měnili podmínky v jejich modelu, aby změnili hloubku tvorby pevné látky, ale tyto parametry nic nezměnily. I za nejméně příznivých okolností pro hluboký magmatický oceán se stále vytvořil.
Zjištění naznačují, že hlavní struktura planety se vytvořila velmi brzy ve své historii, řekl Boukaré. „Dalším způsobem, jak to říci, je paměť,“ řekl. Semena dynamiky planety by byla vysazena velmi brzy, přičemž tyto starověké struktury nadále ovlivňují to, jak se planeta změnila vpřed.
„Dalo by se říci, že pokud máme počáteční stav planety a můžeme modelovat velmi rané fáze planetárního vývoje, můžeme pak předvídat většinu jeho chování na dlouhých časových úsecích,“ řekl Boukaré.
Dále plánuje zlepšit modelování začleněním dalších stopových prvků. Bylo by také zajímavé aplikovat model na jiné planety, jako je Mars, aby zjistili, zda jiné skalnaté planety procházejí podobnými přechody, řekl Boukaré.
„Možná tato věc bazálního oceánu není něco, co je pro Zemi jedinečné,“ řekl.
