Дослідники припустили, що рештки протопланети Теї, удар якої із Землею сформував Місяць, знаходяться у великих провінціях з низькою швидкістю зсуву. Докази на підтримку своєї теорії вчені представили під час 52-ї Конференції про Місячні та планетарні науки.
NASA, JPL-Caltech / Wikimedia Commons
Що відомо про Тею?
Широко визнаною теорією утворення Місяця є модель ударного формування. Згідно з нею, протопланета Тея розміром принаймні з Марс зіткнулася з прото-Землею на останній стадії її формування. Така модель добре узгоджується з деякими ключовими фізичними аспектами системи Земля-Місяць, включаючи її аномально високий момент імпульсу, невелике залізне ядро Місяця та високе масове співвідношення цього ядра до решти матеріалів у порівнянні із Землею. Втім, слідів гіпотетичної Теї не було знайдено. Так могло статися через її склад та масу, що лежить в діапазоні від 0,1 до 0,45 маси Землі. Вважається, що ядро Теї злилося з ядром прото-Землі незабаром після удару, але яка частка її мантії збереглася в мантії Землі та де саме вона знаходиться, лишалося невстановленим.
Яке дослідження провели вчені?
Планетологи провели моделювання, щоб вивчити динаміку залишків мантії Теї в земній мантії. Моделі містили два компоненти: мантія матеріалів Теї та фонова мантія земних матеріалів. На початку кожного пробігу симуляції матеріали мантії Теї знаходилися на поверхні Землі. Вчені розглянули два кінцеві сценарії: коли матеріал Теї розподілявся глобальним однорідним шаром або формував грудки, змішані з мантією Землі. Крім того, дослідники обчислили густину мантії Теї, припускаючи, що її складає суміш оксидів заліза, магнію та кремнію. Оскільки залізо є найважчим з основних елементів, багаті оксидом заліза композиції мантії Теї мають більшу густину, ніж силікатна мантія Землі.
Що показали результати?
Команда продемонструвала, що мантія Теї може мати на кілька відсотків більшу густину за земну мантію, що дозволяє цим матеріалам мантії опуститися до найнижчих шарів земної мантії і накопичуватися, щоб сформувати великі провінції з низькою швидкістю зсуву. Це сейсмічно спостережувані ділянки, одна з яких знаходиться під частинами африканського континенту, а інша під Тихим океаном. Коли сейсмічні хвилі потрапляють у ці зони, вони сповільнюються, тож вчені зробили висновок, що їхній матеріал має вищу густину, ніж решта мантії. Ці зони дуже великі, вони займають близько 3-9% мантії Землі та лежать на межі з її зовнішнім ядром.
Розподіл матеріалу Теї одразу після удару та його сучасне положення. Li et al.