Ученые раскрыли происхождение загадочных структур в мантии Земли

На иллюстрации показан разрез ранней Земли с горячим расплавленным слоем над границей между ядром и мантией. Ученые считают, что часть материала из ядра просочилась в этот слой и смешалась. Со временем это смешение помогло создать неоднородную структуру мантии, которую мы наблюдаем сегодня. Автор: Ёсинори Миядзаки

Ученые из Ратгерского университета предложили новое объяснение происхождения загадочных структур в глубинах Земли, которые могут быть ключом к пониманию того, почему наша планета стала обитаемой.

Загадочные структуры в недрах Земли

Речь идет о крупных провинциях с низкой скоростью сдвига и зонах сверхнизких скоростей, расположенных на границе между мантией и ядром Земли на глубине около 2900 км. Эти структуры значительно замедляют сейсмические волны, что указывает на их необычный состав.

«Это не случайные аномалии, — объяснил Ёсинори Миядзаки, доцент кафедры наук о Земле и планетах. — Это отпечатки самой ранней истории Земли. Если мы поймем, почему они существуют, мы поймем, как сформировалась наша планета и почему она стала обитаемой».

Решение загадки мантии

Согласно исследованию, опубликованному в Nature Geoscience, миллиарды лет назад Земля была покрыта глобальным океаном магмы. По мере охлаждения ученые ожидали, что мантия образует четкие химические слои, но сейсмические исследования показывают совершенно иную картину.

Моделирование показало, что элементы, такие как кремний и магний, медленно просачивались из ядра в мантию в течение миллиардов лет, смешиваясь с ней и предотвращая образование сильной химической слоистости. Эта «утечка» из ядра может объяснить странный состав глубинных структур.

Результаты высокоразрешающего геодинамического моделирования. Автор: Nature Geoscience (2025). DOI: 10.1038/s41561-025-01797-y

Значение для обитаемости Земли

Взаимодействие между ядром и мантией могло повлиять на то, как Земля остывала, как развивалась вулканическая активность и даже как эволюционировала атмосфера. Это может помочь объяснить, почему на Земле есть океаны и жизнь, в то время как Венера представляет собой раскаленную теплицу, а Марс — замерзшую пустыню.

«Земля имеет воду, жизнь и относительно стабильную атмосферу, — отметил Миядзаки. — Мы не до конца понимаем, почему это так. Но то, что происходит внутри планеты, то есть как она остывает, как эволюционируют ее слои, может быть важной частью ответа».

Исследователи считают, что эти глубинные структуры могут даже питать вулканические горячие точки, такие как Гавайи и Исландия, связывая глубины Земли с ее поверхностью.