Ядро Земли оказалось старше

Внутреннее ядро Земли может оказаться на 1,2 млрд лет древнее, чем считается

Внутреннее ядро Земли может оказаться на 1,2 млрд лет древнее, чем традиционно предполагалось. К такому выводу, изучая историю образования Сибирских траппов, пришел российский ученый Алексей Смирнов, который в настоящее время является профессором Мичиганского технологического университета.

Ядро Земли — это центральная, наиболее глубокая часть нашей планеты, которая находится под мантией Земли и, предположительно, состоит из железоникелевого сплава с некоторыми примесями. Средний радиус ядра составляет 3 500 км, в то время как средний радиус Земли — 6 300 км. Про ядро мало что можно сказать достоверно: вся информация получена косвенными геофизическими или геохимическими методами, поскольку образцы вещества ядра пока недоступны для современной науки: не существует технологий, которые позволили бы человечеству пробурить скважину глубиной почти в 3000 км.

Существует много версий того, как образовалось ядро Земли. По одной из них, ядро Земли возникло ещё в протопланетном облаке. Согласно другой теории, ядро возникло в результате гравитационной дифференциации первичной Земли в период её роста или позже. В последнее время именно эта точка зрения стала наиболее популярной среди ученых. Возраст ядра Земли они оценивали в интервале от 1 до 3,5 млрд лет, но аргументов в пользу того, что ядро сформировалось 1 млрд лет назад, было больше.

Теперь же Алексей Смирнов, профессор геофизики Мичиганского технологического университета, и его коллеги из Университета Рочестера и Йельского университета обнаружили, что возраст внутреннего ядра Земли может оказаться как минимум на 1,2 млрд лет больше и составить 2,2 млрд лет.

Соответствующая работа опубликована в журнале Physics of the Earth and Planetary Interiors.

Трапп

(швед. trapp, от trappa - лестница), групповое название основных магматических горных пород с характерной ступенчатой отдельностью (диабаз, габбродиабаз, габбро, долерит и базальты), занимающих значительные площади — так называемые трапповые области. В состав слагающих траппы пород входят: моноклинный пироксен (обычно авгит), оливин, основной плагиоклаз, магнетит, апатит, реже встречаются ромбический пироксен и биотит; много вторичных минералов: иддингсита, который развивается по оливину, палагонита, хлорита, цеолитов, пренита, актинолита и др. Для траппов характерна офитовая структура, реже — микролитовая или стекловатая структура. Обычно траппы — это полого залегающие лавовые потоки, иногда с шаровой (подушечной) структурой, пласты туфов или интрузивные пластовые тела мощностью от 10 до 25 м; встречаются также дайки, штоки, кольцевые и цилиндрические интрузивы.

Траппы характерны для платформенных областей земной коры; они занимают значительное пространство в Восточной Сибири (около 2 миллионов кв. км), Индии (Декан), Южной Африке и Южной Америке (плато Парана). Траппы принадлежат по большей части к производным толеитовой магмы, частично — оливин-базальтовой магмы, и имеют, по-видимому, мантийное происхождение. На Среднесибирском плоскогорье внедрение и излияние магмы, сформировавшие траппы, происходили в несколько фаз, в течение длительного времени (от перми до среднего триаса). Мощность траппов достигает 2000 м.

Траппы включают в себя многие виды полезных ископаемых. С процессами дифференциации магм, образовавших траппы, связаны сульфидные медно-никелевые месторождения (например, Норильского рудного района), месторождения руд платины (Южная Африка) и железа; с продуктами гидротермальных постмагматических процессов – месторождения исландского шпата. К трапповым областям приурочены месторождения графита, возникшие при контактном метаморфизме углей под действием траппов.

«Это большое достижение для фундаментальной науки. Исследователи, строившие свои предположения на том, что внутреннее ядро гораздо моложе, не очень обрадуются», — сказал Смирнов, слова которого приводит пресс-служба университета.

Ранее Смирнову удалось объяснить историю образования так называемых Сибирских траппов (особых ступенчатых структур магматического происхождения). Ученый использует метод датировки, основанный на палеомагнитных данных, то есть на измерении магнитных полей в древнейших скальных породах Земли. Собрав эту информацию с различных точек по всей планете, Смирнов смог оценить возраст внутреннего ядра Земли.

Он утверждает, что эта дата связана с началом тектонических процессов литосферных плит.

«Когда при формировании Земли в процессе субдукции одна литосферная плита «подползла» под другую, приближение этого холодного материала к границе жидкого внешнего ядра могло инициировать возникновение и рост твердого внешнего ядра», — считает он. Эти выводы удалось сделать на основе «летописей» древнейших скал Земли.

Он также принимает во внимание эффект дрейфа материков, поэтому следующим станет исследование древних пород в Индии, которая в доисторические времена составляла единый континент с Африкой и Южной Америкой, а не с Азией.

В Индии расположены еще одни знаменитые траппы — траппы Декана.

«Мы изучили геологические формации, которые оказались распыленными по всему земному шару. Теперь мы знаем, какие различия в магнетизме характеризуют породы возрастом от 5 до 195 млн лет, от 1 до 2,2 млрд лет и от 2,2 до 3 млрд лет», — отметил Смирнов.
Выводы последнего исследования были сделаны на основе анализа данных с 28 точек на разных континентах, теперь эта информация доступна в особой базе данных. Ранее работы велись в основном в Австралии и Канаде. «Эти исследования можно вести в любом месте планеты, где доступны докембрийские породы», — отметил он (Кембрийский период начался около 542 млн лет назад. — «Газета.Ru»).

Смирнов начал писать свои работы по палеомагнетизму, еще будучи студентом в России.

До отъезда в США ученый работал в СПбГУ, в лаборатории профессора Владимира Шашканова, после этого он получил магистерскую степень и степень кандидата наук в Университете Рочестера, работал постдоком в Университете Рочестера и Йельском университете.