Океан магмы на ранней Земле затвердел в рекордно короткие сроки

Текущий научный консенсус состоит в том, что Земля образовалась примерно 4,54 миллиарда лет назад, или 4,54 млрд лет назад (миллиард лет назад). Этот возраст основан на радиометрическом датировании горных пород и метеоритов и других данных. Формирование Земли началось с аккреции пыли и газа в ранней Солнечной системе, постепенно превращаясь в более крупные тела в результате столкновений и гравитационного притяжения. В конце концов, эти тела стали достаточно большими, чтобы стать планетезималями, которые затем объединились в протопланеты. Протопланета, которая впоследствии стала Землей, росла за счет столкновений и гравитационного притяжения, пока не достигла своих нынешних размеров.

Процесс формирования Земли был сложным и длился долго, но в конечном итоге он привел к формированию планеты, уникально подходящей для жизни. Но задолго до того, как Земля стала пристанищем для жизни, она претерпела адские преобразования. Теперь ученые из Университета штата Флорида пролили свет на океан магмы, покрывавший древнюю Землю, и на то, сколько времени потребовалось для его затвердевания.

Океан магмы

Исследование, опубликованное в Связь с природой показали, что магматическому океану, который покрывал Землю в начале своего формирования, потребовалось менее пары миллионов лет, чтобы затвердеть. Этот глобальный океан магмы простирался на тысячи километров вглубь Земли. Скорость охлаждения этого магматического океана повлияла на формирование различных слоев планеты и ее химический состав.

Предыдущие исследования подсчитали, что этому магматическому океану потребовались сотни миллионов лет, чтобы затвердеть, но новые Государственный университет Флориды (БСС) исследование резко сократило эти неопределенности «менее чем до пары миллионов лет». По словам Майнака Мукерджи, адъюнкт-профессора геологии Департамента наук о Земле, океане и атмосфере, магматический океан сыграл значительную роль в истории Земли, и это исследование дает представление о фундаментальных вопросах о планете.

Откуда они знают?

Но откуда ученые могут это знать? Оказывается, когда магма остывает, она образует кристаллы. Что происходит с этими кристаллами, зависит от вязкости магмы и плотности кристаллов. Более плотные кристаллы тонут. Это, в свою очередь, изменяет состав магмы. Как объясняют ученые, скорость застывания магмы зависит от ее вязкости. Менее вязкая магма обеспечивает более быстрое охлаждение. Чем толще магма, тем дольше остывание. Профессор Мукерджи и его коллеги выполнили моделирование, которое продолжалось в течение шести месяцев, используя высокопроизводительный вычислительный комплекс в бывшем Советском Союзе и вычислительный центр Национального научного фонда.

Сурадж Баджгейн, бывший научный сотрудник бывшего СССР, который в настоящее время является приглашенным доцентом в Государственном университете озера Верхнее, отметил, что значительный размер Земли подразумевает, что давление на глубине, вероятно, будет чрезвычайно высоким. Он объяснил, что даже если известна вязкость магмы на поверхности, определение вязкости в сотнях километров под поверхностью — непростая задача.

Кроме того, исследование проливает свет на происхождение химических изменений, наблюдаемых в нижней мантии Земли. Земных ученых уже давно озадачивает тот факт, что образцы лавы из океанических хребтов на дне океана и вулканических островов, таких как Гавайи и Исландия, затвердевают в базальтовые породы, которые выглядят одинаково, но обладают разными химическими свойствами.