За допомогою експериментів із поступовим нагріванням зразків внутрішньої частини залізного метеорита Washington County астрономи з’ясували, що він містить велику кількість гелію та неону сонячного типу. Дослідники вважають: це вказує на те, що метеорит зазнав впливу сонячного вітру, і що такого самого впливу могли зазнавати ядра протопланет, а отже, і ядро Землі. Відповідна стаття доступна у журналі Communications Earth & Environment.
NASA, JPL-Caltech
Що відомо про сонячні благородні гази у надрах Землі?
Земна мантія містить гелій і неон сонячного типу, на відміну від атмосфери Землі, де домінують благородні гази планетарного типу. Зокрема, зразки, отримані із гарячого матеріалу з мантії Землі, який піднявся наверх, демонструють високе співвідношення гелію-3 до гелію-4, а також співвідношення неону-20 до неону-22. Походження легких сонячних благородних газів у надрах нашої планети пояснюється або включенням частинок сонячного вітру в будівельні блоки Землі, або захопленням цих газів із сонячної туманності раннім океаном магми під час акреції. У глибших зразках мантії Землі спостерігається вище співвідношення неону-20 до неону-22. Таким чином, дослідники вважають, що існує щонайменше два окремих резервуари сонячних благородних газів у надрах Землі: сильно дегазований однорідний резервуар у верхній мантії та більш первісне, ізольоване джерело глибоко всередині планети. Де саме знаходиться останнє, невідомо. Згідно з деякими моделями, ним може бути ядро Землі.
Що досліджували науковці?
Залізні метеорити представляють єдиний доступний науковцям аналог матеріалів із глибоких надр Землі. Як правило, перш ніж потрапити на Землю, такі метеорити сотні мільйонів років проводять у космосі, тож зазнають впливу галактичних космічних променів, які формують космогенні благородні гази. Цей компонент робить неможливим виявлення первісних благородних газів, якщо вони також присутні у таких метеоритах. Однак залізний метеорит Washington County містить значну кількість некосмогенних легких благородних газів. Дослідники проаналізували чотири його зразки, що були взяті на глибині від 0,2 до 2,8 сантиметрів від його поверхні. Покроково збираючи гази при нагріванні зразків від 600 до 1800 градусів за Цельсієм, науковці вивчали гелій, неон та аргон.
Про що вони дізналися?
Науковці встановили, що зразки метеориту містять благородні гази, ізотопні співвідношення гелію та неону яких характерні для сонячного вітру. Тобто, тверді частинки, що зазнали опромінення сонячним вітром у ранній Сонячній системі, були захоплені матеріалом астероїда, від якого походить метеорит. Вони розчинилися у рідкому металі, з якого складалося ядро астероїда. Таким чином, опромінення частинками сонячного вітру дослідники визнали більш правдоподібним джерелом сонячних газів у метеоритах. Крім того, якщо розглядати проаналізований метеорит як основний аналог ядер планетний тіл, можна зробити висновок, що у них також містяться благородні гази такого походження. Для Землі це означає значну і раніше не вивчену активну роль ядра у геохімії мантії та геодинаміці летких речовин, яку слід враховувати під час майбутніх досліджень.
Нещодавно дослідники з’ясували, що ядро Землі може містити водень. Крім того, масову частку ядра екзопланет пов’язали з їхньою придатністю для життя. Про те, як науковці досліджують ядро Землі, читайте у нашому матеріалі «Звідки їм знати?»