Yale и Columbia: углерод ядра Земли пришёл из внешней Солнечной системы, показал анализ лав Гавайев

Исследователи из Yale и Columbia сообщили, что большая часть углерода Земли возникла во внешней Солнечной системе и попала на планету лишь на поздних стадиях её формирования, говорится на news.yale.edu yale.edunews.yale.edunews.yale.eduОткрыть источник ↗. Работа, опубликованная в Proceedings of the National Academy of Sciences, даёт первую наблюдательную оценку изотопного состава углерода в ядре Земли.

Расплавные включения как образцы глубин Земли

Команда проанализировала расплавные включения: фрагменты расплавленной породы, захваченные кристаллами, которые образуются в магме. Образцы взяты из исторических извержений на Гавайях: извержений Keanakākoʻi с 1500 по 1840 год и извержения Kīlauea Iki в 1959 году. Каждая капля представляет собой снимок того, как выглядела магма на большой глубине.

Прежде считалось, что наблюдать «углерод ядра» и анализировать его изотопный состав невозможно. Группа под руководством Ива Муссалама (Yves Moussallam) из Lamont-Doherty Earth Observatory при Columbia нашла способ сделать это на гавайских лавах. Капли лавы отбирают пробы из разных частей вулканического плюма.

Исследователи обнаружили необычно тяжёлую сигнатуру углерода-13 в магме, которая, как они считают, происходит из частей некоторых плюмов, отвечающих границе ядра и мантии. «Мы интерпретируем это как углерод, просачивающийся из ядра», — сказал соавтор работы Даманвир Гревал (Damanveer Grewal), доцент кафедры наук о Земле и планетах Yale yale.edunews.yale.edunews.yale.eduОткрыть источник ↗.

Происхождение из внешней Солнечной системы и время поступления

Гревал, возглавивший эту часть работы, отметил, что углерод ядра слишком тяжёл, чтобы происходить из каменистого, бедного углеродом вещества внутренней Солнечной системы, из которого построена большая часть Земли. Зато он совпадает с углеродистыми хондритами: богатыми углеродом метеоритами внешней Солнечной системы, содержащими органические соединения и воду.

По словам Гревала, было лишь одно окно, когда такое вещество могло стать постоянной частью ядра: заключительная стадия основной сборки Земли. Углерод, пришедший раньше, в значительной мере был бы выброшен обратно в космос при последующих столкновениях, а пришедший позже застал бы ядро уже сформированным.

Авторы добавляют, что результаты могут иметь значение для понимания роли углерода ядра в периоды интенсивной вулканической активности yale.edunews.yale.edunews.yale.eduОткрыть источник ↗. Среди соавторов также исследователи из Institut des Sciences de la Terre d'Orléans во Франции, Геологической службы США, University of Oregon, University of Hawaiʻi at Mānoa, Brown University и University of California-Santa Barbara.