Мантийная неоднородность внутри Земли может иметь космическое происхождение

Однозначной теории происхождения Луны по сей день нет. Основная гипотеза предполагает, что она является результатом столкновения Геи (первичной Земли) и протопланеты Тейя, произошедшего 4,5 млрд. лет назад. Луна сформировалась после него из обломков. Раннее моделирование указало на образование Луны преимущественно из материала разрушившейся при ударе Тейи, в то время как Гея из-за значительно большей массы сохранила целостность и была лишь немного загрязнена материалом столкнувшейся с ней планеты. Исходя из этого, предполагалось, что Земля и Луна, состоящая из тейанского матераила, должны отличаться по составу, так как Гея и Тейя были относительно независимыми космическими телами различного состава.

Однако более поздние исследования с использованием изотопных методов показали высокую схожесть состава Земли и ее спутника. Это создало противоречие с существующей теорией. В дальнейшем с учетом этих данных были попытки ее корректировки, но они не оказались успешными.

Профессор Китайской академии наук начал исследования по происхождению Луны еще в 2017 г. Для этого он решил разработать новый метод вычислительной гидродинамики Meshless Finite Mass, рассчитанный на моделирование турбулентности и смешивания материалов. Работы были проведены на базе Китайской астрономической обсерватории. По мнению профессора, предыдущие исследования упускали влияние столкновения на Гею.

В кооперации с геофизиками Швейцарского федерального технологического института была выдвинута гипотеза, что Земля сохранила исходную стратификацию мантии, включая состав ее нижних слоев. Таким образом, столкновение с Тейей создало неоднородность верхней части мантии, что запустило геологическую эволюцию. В том числе ученые предполагают, что крупные области с низкой скоростью сдвига у основания мантии могут быть остатками тейанского материала
В ходе нового исследования было подтверждено, что значительное количество обломков Тейи (около 2% от массы Земли) вошло в нижнюю мантию Геи. Причиной их опускания стала более высокая плотность данного материала. По составу он схож с обогащенными железом лунными породами.

Возможно вынесение части неоднородностей из мантии на поверхность планеты мантийными плюмами. Так, нетипичные для поверхности компоненты, являющиеся остатками мантийной неоднородности, обнаружены в базальтах Исландии, сформированной, предположительно, восходящими термальными потоками, вызванными конвекцией мантии.
По мнению ученых, новые данные позволят улучшить понимание внутренней структуры планеты, ее эволюции и образования Солнечной системы, а также экзопланет за ее пределами.