В мире до сих пор сохранились остатки столкновения, образовавшего Луну

В научном сообществе наиболее правдоподобной теорией формирования Луны является гипотеза гигантского удара. Теория гласит, что около 4,5 миллиардов лет назад, когда Солнечная система еще находилась на ранней стадии формирования, Земля была молодой и расплавленной планетой. С планетой столкнулось тело размером с Марс под названием Тейя, которое, вероятно, имело состав, аналогичный земному.

Столкновение Земли и Тейи стало катастрофическим событием, высвободившим огромное количество энергии. Значительная часть обоих тел испарилась и образовала массивное облако обломков, которое позже стало называться Луной.

В мантии Земли обнаружены следы столкновения

Недавнее открытие Междисциплинарная международная исследовательская группа сделала относительно необычного образования глубоко в недрах Земли. Исследователи полагают, что эта аномалия может быть остатком столкновения Тейи и Земли, произошедшего 4,5 миллиарда лет назад.

Это важно, поскольку дает новое понимание как внутренней структуры Земли, так и ее долгосрочной эволюции.

«Предыдущие исследования уделяли чрезмерное внимание структуре диска обломков (предшественника Луны) и упускали из виду влияние гигантского столкновения на раннюю Землю», — сказал профессор Дэн Хунпин из Шанхайской астрономической обсерватории (ШАО) Китайская академия наук.

Исследование основывалось на методах вычислительной гидродинамики, разработанных доктором Дэнгом, которые представляют собой методы, используемые для моделирования поведения жидкостей (в данном случае материалов глубоко под землей) с использованием математических моделей и компьютерного моделирования.

В 2017 году профессор ДЭН начал исследовать, как образовалась Луна. Он придумал новый компьютерный метод под названием «Бессеточная конечная масса» (MFM), который отлично подходит для моделирования таких явлений, как турбулентность и смешивание материалов.

Используя этот метод, он провел компьютерное моделирование гипотезы гигантского удара. Он выяснил, что после крушения Земля имела внутри разные слои. Верхняя часть, называемая мантией, превратилась в большой океан расплавленной породы, потому что материал Земли и объекта, ударившего ее, смешался. Нижняя часть мантии осталась твердой и в основном сохранила исходный земной материал.

Профессор ДЕНГ и его команда поговорили с экспертами из Швейцарии и обнаружили, что способ разделения мантии Земли после события формирования Луны может оставаться таким же и сегодня. Это разделение проявляется в виде специфических сейсмических сигналов глубоко в мантии Земли, примерно на 1000 км под поверхностью.

Они полагают, что нижняя часть мантии в основном состоит из материала, который был здесь до образования Луны, и отличается от верхней части, особенно тем, что содержит больше кремния. Эта идея основана на более ранних исследованиях профессора ДЭНГА.

Понимание формирования экзопланет

«Наши результаты бросают вызов традиционному представлению о том, что гигантский удар привел к гомогенизации ранней Земли», — сказал профессор ДЕНГ. «Вместо этого гигантский удар, образовавший Луну, по-видимому, является источником неоднородности ранней мантии и отмечает отправную точку геологической эволюции Земли в течение 4,5 миллиардов лет».

Доктор ДЭН вместе с доктором ЮАНЬ Цянем из Калифорнийского технологического института обнаружили, что значительное количество тейского материала, около двух процентов массы Земли, проникло в нижнюю мантию Земли.

Этот материал, как и лунные породы, богат железом, что делает его тяжелее земного материала. Итак, он опустился на дно мантии и образовал загадочные области глубоко в мантии Земли, называемые Большими областями низких скоростей (LLVP).

Эти регионы оставались такими на протяжении 4,5 миллиардов лет.