Международная группа ученых обнаружила, что массивные аномалии в недрах Земли являются остатками столкновения, произошедшего около 4,5 миллиарда лет назад и приведшего к образованию Луны. Об этом сообщается в статье, опубликованной в журнале Nature.
Предполагается, что примерно 4,5 миллиарда лет назад произошло столкновение Земли и другой планеты размером с Марс, которая была названа Тейей. В результате удара на орбиту было выброшено множество обломков и расплавленного вещества, из которого сформировалась Луна. Численное моделирование показало, что большая часть материала пошла на образование Луны, тогда как Земля оказалась лишь частично загрязнена веществом Тейи.
Однако высокоточные изотопные измерения показали, что химические составы Земли и Луны сильно похожи, что поставило под сомнение традиционную теорию формирования Луны. В новой работе был использован метод вычислительной гидродинамики Meshless Finite Mass (MFM), который моделирует турбулентность и смешивание материалов.
Результаты продемонстрировали, что на ранней Земле после удара наблюдалось расслоение мантии, причем верхняя и нижняя мантии имели разный состав и свойства. В частности, верхняя мантия представляла собой океан магмы, созданный в результате тщательного смешивания материала с веществом Тейи, в то время как нижняя мантия оставалась в значительной степени твердой и сохранила первоначальный состав.
Эта стратификация мантии, возможно, сохранилась до наших дней, что соответствует сейсмическим данным, показывающим характерные особенности в средней мантии (на глубине примерно 1000 километров). Это бросает вызов представлению, что удар привел к равномерному размешиванию вещества Тейи. Кроме того, при столкновении значительная часть материала, равная двум процентам массы Земли, вошла в нижнюю часть мантии и сформировала две аномальные области, известные как крупные области с низкой скоростью сдвига (LLVP). Они расположены под Африкой и Тихим океаном.