Исследователи из Йельского университета разработали теорию, которая объясняет необычный химический состав горячих точек — вулканических образований, в которых шлейфы магмы выходят на поверхность Земли. Компьютерное моделирование предполагает, что в таких местах происходит постоянный перенос элементов из глубины металлического ядра сквозь мантию на поверхность планеты.
Исследователи давно обнаружили, что в горячих точках наблюдается высокое соотношение изотопов вольфрама и гелия, которое не соответствует мантии. До сих пор ученые предполагали, что некоторые породы из среднего слоя Земли просто никогда не подвергались воздействию поверхности, при котором гелий и другие газы улетучиваются в атмосферу.
Извержение вулкана Гелдингадалир на горе Фаградальсфьядль в Исландии. Изображение: © Freepik
Ученые разработали компьютерную модель, описывающую альтернативную версию. Она показывает, как изотопы вольфрама и гелия могут перемещаться сквозь мантию из центра Земли. Геохимики полагают, что изотопная диффузия, движение атомов внутри материала в зависимости от температуры и размера перемещаемых частиц, может создать «шоссе горячих точек».
Проблема традиционной гипотезы состоит в том, что конвекционные процессы в мантии Земли крайне интенсивны (особенно в первые годы существования планеты). Поэтому крайне маловероятно, что гелий мог попасть и сохраниться внутри отдельных резервуаров, возникающих в мантии. Напротив, конвенционная теория предполагает, что изотопы продолжают поступать из глубины земного ядра постоянно.
Модель Гавайской горячей точки. Изображение: Joel E. Robinson, USGS., Public domain, via Wikimedia Commons
Если гипотеза ученых верна, она объясняет образование горячих точек, формирующих множество вулканов, чтобы наблюдать которые тысячи людей ежегодно приезжают, например, в Исландию и на Гавайи. Кроме того, это значит, что исследователи могут использовать эти объекты для изучения структуры Земли и строения металлического ядра.
