Известно, что окружающее космическое пространство изучено гораздо лучше, чем глубины земных недр. Особенно это касается жидкой мантии и ядра нашей планеты. А ведь именно там скрываются загадки рождения Земли и ее древнейшей геологической истории.
Литосфера Земли состоит из трех основных слоев: земной коры, мантии и ядра. В составе мантии ученые выделяют две части – верхнюю и нижнюю. Непосредственное изучение ядра и слоев мантии невозможно на практике из-за большой глубины, на которой залегают их породы.
Исследовать подземные глубины в лабораториях очень трудно, и лишь недавно геофизики сумели воссоздать чудовищное давление, сжимающее ядро в центре нашей планеты. Это позволило ученым увидеть, что происходило на ранних этапах ее существования и даже понять, как земное ядро может выглядеть сейчас.
Столкновения на земной орбите
Земля сформировалась примерно 4,6 миллиарда лет тому назад в результате бесчисленных столкновений твердых тел размером от Меркурия до мелкого астероида.
Последние версии этих событий связаны с тем, что Луна образовалась в результате столкновения массивного протопланетного тела Тейи с зародышем Земли. Столкновение привело к выбросу материи Тейи и протоземли в космос, из этой материи и сформировалась Луна. Теория столкновения протоземли с крупным небесным телом хорошо объясняет массу Луны, малое содержание железа на ней и прочие параметры. При этом существует две главных версии подобного космического катаклизма: лобовое столкновение, в ходе которого Тейя пробила мантию Земли и полностью расплавилась, выбив большое количество пород с нашей планеты, и относительно слабое столкновение по касательной, в результате которого будущая Луна сформировалась по большей части из пород Тейи. Сегодня мнения селенологов и планетологов склоняются к первой точке зрения. Получается, что Луна родилась в результате выброса в космос больших количеств земной мантии, расплавленной падением Тейи, «утонувшей» в глубинах Земли и сформировавшей земное ядро.
Строение земного шара: слева направо: кора, мантия, внешнее и внутреннее ядро
Однако при таком столкновении значительную часть материала, составляющего Луну, должна была принести гипотетическая Тейя. По своему составу она должна была отличаться от Земли, как отличается от нее большинство небесных тел внутренней области Солнечной системы, которая включает планеты земной группы и астероиды. Но на самом деле состав Земли и Луны очень похож, вплоть до одинаковых долей изотопов многих металлов и прочих элементов.
По мере увеличения массы ранней Земли увеличивалось ее внутреннее давление и температура. Это повлияло на то, как железо, составляющее большую часть земного ядра, вступало в химические реакции с более легкими элементами типа водорода, кислорода и углерода, а также с более тяжелыми металлами, отделившимися от мантии и попавшими во внутреннюю часть Земли. Мантия – это слой, находящийся непосредственно под земной корой, и перемещения расплавленной породы в этой области приводят в движение тектонические плиты.
Несколько лет назад была высказана гипотеза, что колоссальное давление могло повлиять на элементы, попавшие в земное ядро. Сегодня ученые уже довольно близко подошли к пониманию процессов, происходивших в ранний период формирования Земли.
