• Виктор
  • Статьи
  • 1 мин. чтения

Криптон в земном ядре стал «уликой» падения на нашу планету тел из внешней Солнечной системы миллиарды лет назад


Свечение сверхчистого криптона в газоразрядной трубке / ©Hi-Res Images of Chemical Elements / Автор: Euclio Drusus

Научная работа с новыми данными по изотопному составу криптона, содержащегося в магме Земли опубликована в журнале Nature. Ее подготовили сотрудники Калифорнийского университета в Дейвисе при участии коллег из Океанографического института Вудс-Хоул и Университета штата Орегон. Коллектив авторов статьи возглавляла Сандин Перон (Sandrine Péron), сейчас работающая в Швейцарской высшей технической школе Цюриха (ETH Zurich), а это исследование стало кульминацией ее постдокторантуры в США под руководством профессора Суджоя Мукхопадхьяя (Sujoy Mukhopadhyay).

Именно труды наставника Перон позволили провести необходимые для совершения открытия измерения. В лаборатории Мукхопадхьяя ранее был разработан метод определения изотопного состава сверхмалых концентраций благородных газов, находящихся в составе минералов. С помощью барокамеры из образцов лавы ученые извлекли смесь древних газов, выделили из них только благородные, а затем отделили криптон от аргона и ксенона. Полученный практически чистый криптон уже можно было подвергать спектральному анализу, чтобы выявить искомое соотношение изотопов Kr-78 и Kr-80.

Собранные командой Перон образцы — очень древние, им более 4,4 миллиарда лет. Газы, присутствовавшие на Земле в тот период ее формирования оказались буквально заперты в расплавленных породах. Со временем такие «капсулы времени» опустились очень глубоко в недра. Единственные места, где их можно их заполучить — вулканические горячие точки на Галапагосах и в Исландии. Именно там на поверхность планеты изливается лава, которую несет мощным потоком в мантии практически от внешних границ земного ядра. Когда расплав затвердевает, часть газов не успевает улетучиться и оказывается заперта в микроскопических пузырьках среди стекловидной матрицы вулканической породы.

Каждый такой пузырек содержит очень незначительные количества криптона: считанные сотни миллионов атомов. Именно поэтому для определения изотопного состава этого газа в древних породах понадобилась непростая методика по «очистке и обогащению» образца. На всех этапах процесса едва ли не главной сложностью для исследователей было избегание загрязнения образцов воздухом. От момента забора проб и до отправки очищенного древнего криптона в спектрометр. Только таким образом ученые могли уверенно сравнивать изотопный состав нынешней атмосферы и древних газовых смесей. Непростое требование удалось выполнить, и это позволило исследователям сделать интересные выводы.

Результаты анализов показывают, что в древних породах и сегодняшнем атмосферном воздухе соотношение изотопов Kr-78 и Kr-80 разительно отличается. Причем образцы газов из лавы почти идентичны тем, что обнаружены в богатых углеродом метеоритах с внешних границ Солнечной системы. Это означает, что Земля уже на ранних этапах своего формирования получала изрядное количество летучих химических элементов и соединений путем бомбардировки подобными небесными телами.

Такой вывод сильно противоречит ныне доминирующей гипотезе происхождения летучих элементов на нашей планете. В научных кругах наиболее обоснованной считается версия, согласно которой большую их часть Земля получила после образования Луны в результате колоссального импактного события (столкновения с Тейей). Отметим, что данная теория хоть и неплохо обоснована, но существуют и альтернативные, которые нередко существенно лучше объясняют некоторые эмпирические данные.

Более того, результаты работы Перон с коллегами наводят на еще более интересные умозаключения. Источников летучих элементов и соединений на Земле совершенно точно было несколько, не менее трех-четырех. Хорошо доказано, что неон наша планета получила от Солнца. Естественно, метеориты самых разных классов за последние 4,4 миллиарда лет принесли их тоже немало. Вероятное столкновение, образовавшее Луну четыре с половиной миллиарда лет назад должно было унести много легких компонентов земной химии. Значит после него что-то вернуло жизненно необходимую нам материю назад. А вот почему Kr-86 в мантии несколько меньше по сравнению с другими изотопами, чем в метеоритах с границ Солнечной системы — пока неясно. Возможно, был (или есть) какой-то еще источник легких «сортов» этого благородного газа, который мы пока не нашли.


Source: https://oaoo.ru/geolog/kripton-v-zemnom-iadre-stal-ylikoi-padeniia-na-nashy-planety-tel-iz-vneshnei-solnechnoi-sistemy-milliardy-let-nazad.html

Межтекстовые Отзывы
Посмотреть все комментарии
guest

Мощное магнитное поле молодой Земли могло создаваться остыванием планеты

©Argonne National Laboratory, Flickr / Автор: Godefridus Victorinus Движение расплавленного, богатого железом ядра Земли создает глобальное магнитное поле,...

Исследование показало, что дождь может двигать горы

Гималаи / © las-angel / Автор: Ирина Мельникова Исследование провела группа ученых из университетов Аризоны, Луизианы и Бристоля...

Возраст самой древней в мире многоножки оценили в 425 миллионов лет

Окаменелость многоножки Kampecaris obanensis / © Британская геологическая служба / Автор: Godefridus Victorinus Возраст окаменелости многоножки Kampecaris obanensis,...

Тектоника плит могла стартовать раньше, чем думали геологи

©Alec Brenner, Harvard University / Автор: Анастасия Кожевникова Поверхность и даже атмосфера нашей планеты формируются под огромным влиянием...

Геологи смоделировали течение железной лавы «ферровулканов»

©Piermanuele Sberni, Unsplash / Автор: Ольга Кузьмина Вулканы выбрасывают на поверхность вещество, поднятое из недр. У нас на...

Геологи предложили добывать ценные металлы из-под вулканов

Уайт-Айленд — единственный активный вулкан Новой Зеландии / © Professor Richard Arculus, Australian National University / Автор: Cloelia...

Впервые за 40 лет начал извергаться крупнейший активный вулкан в мире

На предоставленной Геологической службой США фотографии видны потоки лавы, извергнутые Мауна-Лоа / © usgs.gov / Автор: Euclio Drusus...

Геологи описали появление следующего суперконтинента

©Nicolle Fuller, Science Source / Автор: Сергей Данилов Одна из особенностей тектоники плит на Земле — периодическое появление...

Геологи нашли самый древний ударный кратер на Земле

©Graeme Churchard, Flickr / Автор: Cloelia Andronicus Семидесятикилометровый кратер Яррабубба на западе Австралии может оказаться древнейшим на Земле....

Геологи обнаружили «утечку» тяжелого железа из ядра Земли

©ThinkStock / Автор: Euclio Drusus Земная мантия начинается на глубине около 30 километров и, достигнув примерно 2900 километров,...

Землетрясения вызвали афтершоки даже через 200 лет

Город Чарльстон (штат Южная Каролина, США) после землетрясение 31 августа 1886 года / © Wikimedia Commons / Автор:...

Массовое вымирание 444 миллиона лет назад связали с резким уменьшением концентрации кислорода по всей Земле

Сланцевые и кремниевые отложения, обнаруженные на реке Пил (Юкон, Канада) и сформировавшиеся во времена позднего ордовикского периода и...

Самые крупные и редкие алмазы образуются в недрах Земли, намного глубже обычных

Реплика алмаза «Куллинан» / ©Bench Jewellery Co. / Автор: Александр Литвинов Алмазы формируются при высоких температурах и давлении...

Ученые определили возможный возраст реки Янцзы

Река Янцзы / ©Getty images / Автор: Plinia Abito Работа опубликована в журнале Geophysical Research Letters. Споры о...

Геологи обнаружили гигантские «тепловые столбы», которые делают нас богаче

Природные алмазы формируются при огромном давлении в недрах Земли / © mining-portal.ru / Автор: Milonia Larcius Люди, занимающиеся...

На сейсмограммах высокого разрешения разглядели детали загадочных неоднородностей в нижней мантии Земли

Области низкой скорости распространения поперечных волн в мантии Земли, по данным сейсмической томографии. / © Sanne Cotaar /...

Изменения климата грозят экстремальными потопами в городах и небольших водосборных бассейнах

©Universal Pictures / Автор: Messiena Lucretius Комплексное исследование провели специалисты из Центра Тиндалла по исследованию изменения климата и...

Под Гавайями нашли огромные запасы пресной воды — и это хорошая новость для всех вулканических островов

Схема распределения пресной и соленой воды в породах острова Гавайи / ©Science Advances 25 Nov 2020: Vol. 6,...

Колебания магнитного поля предупредят о приближении цунами

Последствия цунами в Чили в 2010 г. / ©International Federation of Red Cross and Red Crescent Societies /...

Альпы продолжают расти, и этот рост опережает эрозию

Швейцарские Альпы / ©Getty images / Автор: Ольга Кузьмина Исследование опубликовано в журнале Earth-Science Reviews. Международная команда геологов...