Астрофизика в стиле геологии

Еще в восьмидесятых годах прошлого века геофизики сделали удивительное открытие. Они обнаружили в нижней мантии Земли две объемных клочковатых по форме области размерами с Луну каждая, которые состоят их материала, предположительно отличного от окружения. Одна область находится под Африкой, другая — под Тихим океаном.

Геофизики фиксировали их границы по сниженным скоростям прохождения сейсмических волн. Принято считать, что пропорции химических элементов в них другие, нежели в окружающей мантии. Есть предположения, что здесь высока доля железа, которое замедляет сейсмические волны в этих «больших низкоскоростных провинциях».

Происхождение их по сей день оставалось неясным. Но недавно в первом научном журнале мира Nature появилась статья об исследовании, которое возглавил постдок Калифорнийского технологического университета Юань Киан (Qian Yuan). Активное участие в работе приняли также два заслуженных профессора геологии университета Пол Азимов (Paul Asimow) и Майкл Гурнис (Michael Gurnis).

Революционное прозрение постдока и профессоров состоит ни много, ни мало в том, что провинции — это остатки древней планеты Тейя, которая миллиарды лет назад на большой скорости врезалась в Землю и привела к образованию Луны. По мнению авторов, эта идея элегантно объясняет тот факт, что никаких следов Тейи никогда не было найдено ни в поясе астероидов, ни среди метеоритов. Значит, Тейю просто поглотила молодая Земля, ее остатки сформировали провинции, а рожденное ударом облако мелких твердых частиц затем собралось в Луну.

Геофизик Юань Киан сообщил журналистам, что «эвристическая идея» осенила его во время посещения семинара по образованию планет, где он узнал, что Луна богата железом. Далее Киан в составе группы ученых моделировал сценарии удара Тейи о Землю. Расчеты показали, что часть мантии Тейи могла соединиться с земной, кристаллизоваться, собраться в крупные сгустки и образовать провинции. При этом большая часть энергии удара выделилась в верхней половине земной мантии, поэтому ее нижняя часть оказалась холоднее, чем обычно считалось, и не была полностью расплавлена. Из-за этого богатый железом материал Тейи опустился к основанию мантии, не перемешавшись полностью, и сохранил геометрическую форму.

Профессор Азимов считает, что надо продолжить исследования, чтобы понять, как присутствие инопланетного материала повлияло на раннюю эволюцию Земли, движение тектонических плит и образование первых континентов. Заметим, что это представляется несколько преждевременным.