Небесное тело, похожее на Меркурий, обеспечило появление урана в ядре и 142Nd в верхней мантии ранней Земли
A Mercury-like component of early Earth yields uranium in the core and high mantle 142Nd. Anke Wohlers, Bernard J. Wood. Nature. 2015. Vol. 520. No 7547. P. 337–340.
Существующая гипотеза происхождения Земли говорит о том, что наша планета сформировалась из небольших объектов, схожих по размеру с астероидами в поясе между Марсом и Юпитером. Однако эта гипотеза не объясняет того, как появилось магнитное поле Земли, для формирования которого необходимо наличие радиоактивных элементов, таких как уран или торий, в ядре планеты. К тому же, содержания лантаноидов (самария и неодима) в коре и мантии Земли больше, чем в большинстве метеоритов, а на поверхности нашей планеты они встречаются достаточно редко. Раньше предполагалось, что эти элементы были принесены на землю метеоритами. Однако последние результаты изучения изотопа 142Nd указывают на то, что для силикатной части Земли (кора и мантия) характерно значительно большее значение соотношения Sm/Nd, чем должно быть согласно модели участия в образовании ранней Земли хондритового материала. Это аномально высокое значение Sm/Nd объясняют либо наличием в районе нижней мантии силикатного слоя с относительно низким отношением Sm/Nd (гипотеза «скрытого резервуара»), либо потерей ранней земной корой определенных элементов в процессе импактной абляции. Но если в процессе абляции были удалены теплотворные элементы (K, U, Th), то как тогда объяснить появление у Земли мощного внутреннего теплового потока? Ранее авторы уже доказывали, что ядро Земли может содержать некоторые литофильные элементы, в частности Nb. В ходе данного исследования они попытались ответить на вопрос, мог ли Nd образоваться при формировании ядра в процессе фракционирования самария и могло ли само ядро служить резервуаром теплотворных элементов. Содержания Sm и Nd в коре Земли совпадает с таковым у Меркурия и значительно меньше, чем в составе падающих на Землю метеоритов. В результате сделанных вычислений, авторы показали, что добавление к веществу ранней Земли материала небесного тела, похожего по составу на Меркурий (либо энстатит-хондритового тела), обогащенного серой, могло послужить причиной возникновения в мантии Земли суперхондритового отношения Sm/Nd, а также аномально высокого значения 142Nd/144Nd (примерно +14 ppm по отношению к хондритам). Кроме того, в обогащенном серой ядре могли происходить мощные процессы разделения урана (и более слабые – тория), за счет которых и формировалась «недостающая» тепловая энергия, необходимая для функционирования геомагнитного динамо – самогенерации магнитного поля планеты. Мощное магнитное поле является одним из условий существования жизни на Земле, так как оно защищает поверхность планеты от космической радиации. Формируется это поле под влиянием мощных экзотермических реакций, происходящих в земном ядре. Авторы утверждают, что предложенная ими модель полностью объясняет, откуда в недрах нашей планеты появился источник тепла для формирования магнитного поля. Результаты исследования подтверждают гипотезу, согласно которой Земля в прошлом претерпела столкновение с массивным телом, а также объясняют появление у планеты магнитного поля.
В.В. Стрекопытов