Лабораторные эксперименты и компьютерное моделирование показали, что тяжелые изотопы железа способны мигрировать из земного ядра в мантию, а затем выбрасываться на поверхность с вулканической лавой.
© L O’Dwyer Brown, Aarhus University
С другой стороны, в хондритах обнаруживается куда меньше тяжелых изотопов железа, чем в некоторых вулканических породах; это несовпадение до сих пор оставалось загадкой. Кроме того, нижний 200-километровый слой мантии на границе с ядром демонстрирует аномальные сейсмические свойства. Объяснить эти странности удалось команде Чарльза Лешера (Charles Lesher), профессора Университета Аархуса в Дании.
В лаборатории они смоделировали условия перехода между нижней мантией и внешним ядром, включая высокое давление (до 2 ГПа) и градиент температуры, которая в ядре существенно выше (до 2100-2300 кельвинов). Обнаружилось, что в такой системе происходит разделение изотопов железа: более тяжелые атомы демонстрируют большую мобильность, они мигрируют в область пониженной температуры и давления — и накапливаются там. За миллиарды лет этот процесс легко мог привести к насыщению мантийного вещества тяжелым железом.
Кроме того, геологи провели компьютерное моделирование миграции тяжелого железа в более широких масштабах. Расчеты показали, что эти изотопы способны проникать не только в мантию, но и подниматься выше. Увлекаемые мантийными плюмами, они могут достигать земной коры и в итоге выбрасываться на поверхность вулканами в составе базальтовой лавы.
Статья опубликована в журнале Nature Geoscience
Источник: naked-science.ru
