Рентгенівське джерело дозволило зазирнути в минуле Землі

Міжнародна група дослідників за допомогою рентгенівської інтерферометрії вивчили поведінку силікатних рідин - розплавів порід, з яких в основному складається мантія Землі. В результаті вдалося підтвердити гіпотезу про існування в далекому минулому на Землі двох океанів магми. Стаття вчених з'явилася в журналі Nature, а її короткий виклад наводиться на сайті Phys.org.

В рамках дослідження зразок породи - тонкий базальтовий «млинець» діаметром 20 мікрометрів - містився між двома алмазними ковадлами. За допомогою лазерного променя базальт розігрівався до температури 3 тисяч градусів Цельсія. Породу опромінювали короткими періодами, щоб не перегрівати ковадла. Після цього породу опромінювали потужним рентгенівським променем. За дифракційній картині вчені судили про будову розплаву силікату.

У результаті вченим вдалося встановити, що при тиску до 35 гігапаскалів структура розплаву змінюється - координаційне число (кількість близьких атомів-сусідів у окремо взятого атома розплаву) збільшується з 4 до 6. У свою чергу, щільність виростає з 2,7 грама на кубічний сантиметр до 5 грамів на кубічний сантиметр. Всього в роботі тиск доходила до 60 гігапаскалів - це відповідає глибині залягання породи в 1400 кілометрів.

За словами вчених, настільки істотна відмінність властивостей розплаву при низькому і високому тиску є аргументом на користь гіпотези про два океани магми. За цією гіпотезою в далекому минулому, коли Земля являла собою переважно розплавлену масу, мантія була розбита на дві частини - менш щільний поверхневий шар і більш щільний глибинний. Ці два шари були розділені прошарком кристалічної породи.

Гіпотеза про два океани дозволяє прояснити існуюче, на перший погляд, протиріччя між оцінками швидкості охолодження магми і часом, який поверхня Землі провела в розплавленому стані (останнє набагато менше розрахункового). Якщо два океани дійсно існували, то швидкість застигання поверхні планети повинна була бути багато вище розрахункової.