• 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

Землетрясение впервые удалось зафиксировать с воздушного шара. Эта технология пригодится венерианским зондам

©NASA, JPL / Автор: Анастасия Кожевникова Серию экспериментов специалисты JPL провели еще в 2019 году, но обработка их...

Ученые объяснили, как возникают каменные леса

«Лес» из карамельных конусов / ©Лаборатория прикладной математики Нью-Йоркского университета / Автор: Дмитрий Жуков Каменные леса — остроконечные...

В чилийской пустыне образовалась огромная воронка

Гигантский провал в грунте возник в Атакаме / © Sernageomin via Twitter / Автор: Milonia Larcius На территории...

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...

Во времена ледяного человека Этци часть альпийских вершин, возможно, была свободна ото льда

Место находки тела Этци отмечено красной меткой / ©ru.wikipedia.org / Автор: Владимир Богданов Исследование опубликовано в журнале Scientific...

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...

В Антарктиде обнаружили следы падения метеорита 430 тысяч лет назад

Метеорит над Антарктидой в представлении художника / © Flickr / Автор: Ирина Мельникова Мелкие метеориты, стремящиеся к Земле,...

Часть Тихого океана обнаружили на глубине более 400 километров под Китаем

Одна из моделей геологического строения обнаруженной аномалии в вертикальном разрезе / ©Wang, X., Chen, QF., Niu, F. et...

Полет сквозь рукава Млечного Пути помог формированию земной коры

Иллюстрация падения метеорита / ©Triff/Shutterstock / Автор: Иван Беляев Нестабильные гравитационные условия в спиральных рукавах Млечного Пути провоцировали...

Ученые узнали, куда исчезла вода из самого большого моря в истории Земли

Паратетис в эпоху неогена / ©Википедия / Автор: Татьяна Соловьёва Работа опубликована в журнале Scientific Reports. Паратетис —...

Геологи смоделировали течение железной лавы «ферровулканов»

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

На Земле все меньше кислорода: причина — прохладный климат последнего миллиона лет

Пузырьки древнего воздуха в образце льда под микроскопом / ©Yuzhen Yan / Автор: Sycophanta Duccius Ученые из США...

Человечество может начать добычу полезных ископаемых со дна океана уже через год

Добывающая платформа в океане / © dawnnet.org / Автор: Никита Тарасов Науру — карликовое государство площадью всего в...

Исследование показало, что дождь может двигать горы

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

Геологи нашли пропавшую тектоническую плиту

Трехмерная блок-схема Северной Америки, показывающая томографическое изображение мантии. Метод развертывания плиты, используемый для выравнивания тектонической плиты Фараллон /...

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...

Вулканологи предупредили об опасности неглубоких резервуаров магмы

Кратер Вити в Исландии образовался в ходе извержения 1724 г. / ©Shane Rooyakkers / Автор: Cloelia Andronicus Предсказания...

Геологи реконструировали древний климат Сахары

Пустыня Сахара / ©Getty images / Автор: Сергей Данилов Работа опубликована в журнале Nature Geoscience. Известно, что Сахара...

Превращение Земли в ледяной «снежок» объяснили влиянием вулканов

©Claus Lunau, Science Source / Автор: Сергей Данилов Считается, что около 717 миллионов лет назад Земля пережила глубокую...

Внутреннее ядро Земли может быть богато кислородом

© Jin Liu / Автор: Александр Литвинов Кислород, необходимый для жизни большинства существ, — один из самых распространенных...