Dvije kolosalne i neobične formacije, koje decenijama zbunjuju istraživače, nalaze se na granici između plašta i jezgre, na dubini od gotovo 2.900 kilometara. Njihove ekstremne dimenzije, oblik i svojstva prkosili su tradicionalnim teorijama o nastanku i evoluciji Zemlje. Nedavna studija objavljena u časopisu Nature Geoscience, koju je predvodio geodinamičar Yoshinori Miyazaki sa Univerziteta Rutgers, nudi novu interpretaciju, prenosi Dnevno.hr.

Naučnici ih dijele u dva glavna tipa:

• Velike pokrajine niskih brzina smicanja (LLVPs): Golemi slojevi izuzetno vrućeg i gustog stijenskog materijala, od kojih se jedna nalazi ispod Afrike, a druga ispod Tihog okeana.

• Zone ultra-niskih brzina (ULVZs): Tanji slojevi nalik lokvama djelomično rastaljenog materijala, koji prijanjaju uz samu jezgru.

Obje vrste formacija značajno usporavaju seizmičke talase, što ukazuje na to da sadrže materijale ili uslove drastično različite od okolnog plašta.

"Ovo nisu slučajne anomalije," ističe Miyazaki. "One su 'otisci prstiju' najranije historije Zemlje. Ako razumijemo zašto postoje, možemo shvatiti kako je naš planet formiran i zašto je postao pogodan za život."

Curenje jezgre i izgubljeni sloj

Prema Miyazakiju, Zemlja je u ranoj fazi bila prekrivena globalnim okeanom rastaljene stijene (magmenim okeanom). Naučnici su očekivali da će se hlađenjem tog okeana u plaštu formirati jasni hemijski slojevi. Međutim, seizmička opažanja ne pokazuju takvu urednu slojevitost, već složene, neravne nakupine (LLVP i ULVZ).

"Ta kontradikcija bila je naše polazište," objašnjava Miyazaki. "Kada smo u izračune uvrstili model magmenog oceana, rezultati se nisu poklapali s onim što danas vidimo u Zemljinom plaštu. Nešto je nedostajalo."

Istraživački tim predložio je da je faktor koji nedostaje – sama jezgra. Njihov model pokazuje da su tokom milijardi godina elementi poput silicija i magnezija postepeno prelazili ("curili") iz jezgre u plašt. To miješanje spriječilo je formiranje strogih hemijskih slojeva. Istovremeno, ono objašnjava neobičan sastav misterioznih struktura, koje se sada tumače kao ohlađeni ostaci "bazalnog magmenog oceana" koji je hemijski izmijenjen materijalom iz jezgre.

Implikacije na nastanjivost planete

Miyazaki naglašava da implikacije ovog otkrića nadilaze geologiju. Interakcije između plašta i jezgre uticale su na termalnu evoluciju Zemlje, razvoj vulkanske aktivnosti, pa čak i sastav atmosfere. Ova perspektiva pomaže objasniti zašto Zemlja ima okeane i život, dok je Venera paklena pećnica, a Mars hladna pustinja.

"Zemlja ima vodu, život i relativno stabilnu atmosferu," kaže Miyazaki. "Venerina atmosfera je sto puta gušća i sastoji se uglavnom od ugljičnog dioksida, dok Mars ima jedva primjetan omotač. Još uvijek ne razumijemo u potpunosti zašto su razlike tako drastične, no procesi hlađenja unutar planeta i evolucija njenih slojeva vjerovatno su ključni dio odgovora."

Studija sugeriše da ove formacije mogu podsticati nastanak vulkanskih žarišta (hotspots) poput onih na Havajima i Islandu, stvarajući direktnu vezu između najdublje unutrašnjosti i površine planete.

Jie Deng sa Univerziteta Princeton, koautorica studije, zaključuje: "Ideja da duboki plašt još uvijek nosi 'hemijsko sjećanje' na rane interakcije s jezgrom otvara potpuno nove puteve za razumijevanje jedinstvene evolucije Zemlje."