Giliai po Žemės paviršiumi, gerokai žemiau grąžtų ar tiesioginio stebėjimo pasiekiamumo, mokslininkai nustatė du masyvius darinius, kurie gali būti kažkas daug nepaprastesnio, nei anksčiau įsivaizdavote. Šios požeminės zonos, esančios žemiau Afrika ir Ramusis vandenynas, jau seniai suintrigavo geofizikus dėl jų neįprasto elgesio – dabar nauja teorija rodo, kad jie gali būti prarasta planeta kuris susidūrė su Žeme prieš milijardus metų.
Struktūros, žinomos kaip didelės mažo greičio provincijosarba LLVP, yra didžiulės medžiagos sankaupos apatinė mantija. Jiems būdingas gebėjimas sulėtinti tempą seisminės bangos, o tai rodo, kad jie yra tankesni ir galbūt kompoziciškai skiriasi nuo aplinkinės mantijos. Naujausi tyrimai rodo, kad šios anomalijos gali būti likusios nuolaužos Teia, teorizuota Marso dydžio planeta, kuri, kaip manoma, smogė ankstyvajai Žemei per kataklizminį įvykį, kuris taip pat sukėlė Mėnulis.
Milžiniški blobai po paviršiumi
LLVP yra maždaug 2,900 kilometrų po paviršiumi – arti Žemės šerdies ir mantijos riba. Kiekvienas iš dviejų darinių driekiasi tūkstančius kilometrų ir manoma, kad yra beveik dvigubai didesnis už Mėnulį. Mokslininkai apie juos žinojo jau daugelį metų dėka seisminis vaizdavimas, kuris atskleidė jų dydį ir tai, kaip jie trikdo bangas, keliaujančias per Žemės vidų.
Tai, kas liko neaišku, yra jų kilmė. LLVP yra nuo 2 iki 3,5 procento tankesnės už aplinkinę mantiją, ir neatrodo, kad jos būtų įprastų geologinių procesų rezultatas. Jų išskirtinės savybės privertė tyrėjus suabejoti, ar jie apskritai gali būti kitokios kilmės.
Naujas tyrimas, paskelbtas Gamta ir vadovaujami tyrėjų iš Kalifornijos technologijos institutas, arba Caltech, siūlo, kad LLVP iš tikrųjų būtų sudarytos iš geležies turtingų Theia fragmentų. „Tai radikali idėja, – sakė vienas tyrime dalyvavęs mokslininkas, – tačiau ji stebėtinai gerai atitinka duomenis.”
Theia smurtinis palikimas
Manoma, kad susidūrimas su Theia įvyko maždaug prieš 4,5 milijardo metų, kai ankstyvoji Žemė dar formavosi. Įvykis plačiai laikomas Mėnulio šaltiniu, sukurtu iš nuolaužų, išmestų į orbitą dėl smūgio. Tačiau nors Mėnulio kilmė buvo išsamiai ištirta, tai, kas tapo likusia Theia medžiaga, liko paslaptimi.
Qian juanis, „Caltech” geofizikas, pradėjo nagrinėti šį klausimą po to, kai dalyvavo 2019 m. Paskaitoje apie milžiniško poveikio hipotezę. Mintis, kad LLVP gali būti Teijos likučiai, jį suintrigavo. Padedant daugiadisciplininei komandai, kuri apėmė Geochemikai ir geodinamikai, Yuan padėjo vadovauti serijai Modeliavimas išbandyti, kaip toks smūgis galėjo suvaidinti giliai Žemėje.
Modeliai parodė, kad didelės Theia mantijos dalys galėjo susilieti su Žemės, galiausiai nusėdusios į stabilius, tankius regionus apatinėje mantijoje. Šie regionai, mažiau paveikti susidūrimo energijos, būtų išlaikę savo išskirtinę sudėtį—pakankamai tankią, kad milijardus metų liktų įsitvirtinę netoli planetos branduolio.
Susidūrimas, kuris suformavo daugiau nei mėnulis
Tyrimo simuliacijos rodo, kad poveikio energija nebuvo tolygiai paskirstytas. Apatinė mantija, būdama vėsesnė ir labiau izoliuota, greičiausiai skirtingai sugėrė smūgį, leisdama sunkesniems, geležies turtingiems Theia fragmentams nusileisti ir susilieti, visiškai nesusimaišydama su esama Žemės mantija. Tai paaiškintų, kodėl LLVP yra lokalizuoti ir nėra tolygiai pasiskirstę po visą planetos vidų.
Išvados rodo, kad struktūros gali būti kur kas daugiau nei geologinės keistenybės. Jei jie iš tikrųjų yra Theia liekanos, jie galėjo atlikti tam tikrą vaidmenį formuojant ilgalaikį Žemės geodinaminį elgesį, potencialiai įtakodami tokius procesus kaip Mantijos konvekcija, plokščių tektonikair net Žemės plėtra magnetinis laukas.
Langas į planetų evoliuciją
Tyrėjų sukurti vizualiniai modeliai vaizduoja du LLVP kaip milžiniškus tankios medžiagos „blobus”, prilipusius prie šerdies ir mantijos ribos. Vienas iš jų yra po Afrikos žemynu; kitas yra giliai po Ramiuoju vandenynu. Abu yra maždaug vienodo dydžio, o jų bendra masė yra didžiulė.
Paulius Asimowas, geologas ir tyrimo bendraautorius, pabrėžė galimą atradimo poveikį. Jis pažymėjo, kad šių struktūrų supratimas galėtų suteikti įžvalgų ne tik apie Žemės praeitį, bet ir apie kitų formuojančius procesus planetiniai kūnai. Jei panašūs smūgiai įvyko Marse ar Veneroje, jų mantijose taip pat gali būti gilių, nesumaišytų ankstyvųjų susidūrimų liekanų.
Tyrimas kelia galimybę, kad Žemės vidinę struktūrą formavo ne tik vidiniai procesai. Jis taip pat gali turėti planetos, kurios nebėra, įspaudą. Kai Yuanas ir jo kolegos toliau tyrinėja Theia hipotezės pasekmes, paslėpti dariniai po mūsų kojomis lieka tyliais smurtinės kosminės kilmės liudininkais.
